VESA 로컬 버스

VESA Local Bus
VLB
VESA 로컬 버스
VLB card
멀티 I/O컨트롤러 (1×IDE/SCSI-2/FDD/패럴렐/2×RS232/게임)
생성된 연도1992년; 30년 전(1992년)
작성자베사
대체자PCI (1993)
폭(비트)32
No. 디바이스의3개[1]
속도25 ~ 40 MHz
스타일.병렬
핫 플러그 인터페이스아니요.
외부 인터페이스아니요.

VESA 로컬 버스(일반적으로 VL-Bus 또는 VLB로 줄임말)는 i486 세대 동안 도입된 짧은 확장 버스입니다.VESA(Video Electronics Standards Association)가 개발한 VESA 로컬 버스는 당시 지배적이었던 ISA 버스와 함께 작동하여 주로 비디오(그래픽) 작업을 가속화하기 위한 표준화된 고속 배선을 제공합니다.VLB는 애드인(비디오) 카드 제조사가 메모리 매핑 I/O 및 DMA를 대폭 고속화할 수 있는 표준화된 고속 경로를 제공합니다.또, 인터럽트나 포토 매핑 I/O등의 기본적인 디바이스의 처리를 위해서도 익숙한 ISA 버스를 사용할 수 있습니다.일부 하이엔드 386dx 메인보드에는 VL-Bus 슬롯도 탑재되어 있습니다.

이력 개요

ATI MACH64 SVGA VLB 그래픽 카드

1990년대 초반에는 일반적인 ISA 버스의 I/O 대역폭(표준 16비트 8.33MHz 슬롯의 경우 8.33MB/s)이 PC 비디오 및 그래픽 성능에 중대한 병목 현상이 되었습니다.PC 운영체제에 그래피컬 사용자 인터페이스가 채택됨에 따라 더 빠른 그래픽이 필요하게 되었습니다.IBM은 66MB/s의 대역폭을 제공하는 Micro Channel Architecture를 통해 ISA의 실질적인 후속 제품을 생산했지만, IBM의 라이센스 요건과 하드웨어 제조업체의 라이센스 비용 지불로 인해 시장에서 실패했습니다.MCA에 대항하기 위해 EISA 오픈 스탠다드 형태의 로열티 없는 ISA 버스의 확장이 개발되었지만, 33.32 MB/s의 대역폭은 그래픽스에서 요구되는 대역폭의 대폭적인 증가를 충족시키기 위해 ISA보다 충분히 개선되지 못했습니다.133 MB/s(표준 구성에서는 33 MHz로 32비트)의 속도로 시작하는 PCI(Peripheral Component Interconnect)로 대체될 예정입니다.

따라서 비디오 카드 제조업체와 메인보드 칩셋 제조업체가 자체 로컬 버스 구현을 통해 그래픽 카드를 프로세서와 시스템 메모리에 직접 액세스할 수 있는 시장이 잠시 개방되었습니다.이를 통해 "라이센스 IBM MCA 머신"보다 저렴한 비용으로 ISA 버스의 제약을 피할 수 있었습니다.그 당시에는 ISA 머신에서 MCA 아키텍처 머신으로 이행하는 비용이 상당했습니다.MCA 머신은 일반적으로 ISA 슬롯을 제공하지 않기 때문에 MCA 아키텍처로 이행하면 ISA 카드에 대한 이전 투자를 사용할 수 없게 됩니다.또한 MCA 호환 카드 제조업체는 IBM의 라이센스 요금을 적용받았으며, 이는 MCA의 더 큰 기술 요구사항 및 구현 비용과 결합되었습니다.MCA는 주변기기의 카드가 단순히 수동적인 멤버일 뿐만 아니라 시스템 퍼포먼스 향상에 적극적으로 참여하도록 요구했습니다.그것은 주변기기의 MCA 버전을 ISA 카드보다 훨씬 더 비싸게 만드는 효과가 있었다.

따라서 이들 애드혹 제조사 고유의 솔루션은 효과적이었지만 표준화되지 않았고 상호 운용성을 제공하는 조항도 없었습니다.이는 VESA 컨소시엄의 관심을 끌었고 1992년 [2]자발적이고 로열티 없는 시내버스 표준을 제안하게 되었다.이 표준화(그래픽 카드의 퍼포먼스 향상이라는 주요 목표를 초과)의 또 다른 이점은 다른 디바이스도 VLB에서 제공하는 퍼포먼스를 이용하도록 설계할 수 있다는 것입니다.특히 VLB용으로 대용량 스토리지 컨트롤러가 제공되어 하드 디스크의 퍼포먼스가 향상되었습니다.VLB 대역폭은 CPU의 버스 속도에 따라 달라집니다.25MHz 버스를 탑재한 CPU의 경우 100MB/s에서 시작하여 33MHz에서 133MB/s, 40MHz에서 160MB/s로 증가했으며 50MHz에서 200MB/s에 도달했습니다.

실행

"VLB 슬롯" 자체는 기존의 ISA 또는 EISA 커넥터와 일직선으로 배치된 추가 엣지 커넥터이며, 이 확장된 부분은 종종 독특한 갈색으로 색칠됩니다.그 결과, 통상의 ISA 또는 EISA 슬롯은 VLB 호환 카드를 추가로 사용할 수 있게 됩니다.기존의 ISA 카드는 슬롯의 일반 ISA 또는 EISA 부분을 지나 핀이 없기 때문에 호환성이 유지됩니다.VLB 카드는 VLB 커넥터에 도달하기 위해서는 필연적으로 상당히 길어야 하며, 이전 IBM XT 시대의 오래된 풀렝스 확장 카드를 연상시킵니다.슬롯의 VLB 부분은 IBM MCA 슬롯과 비슷합니다.실제로 MCA 카드로 사용되는 물리 116핀 커넥터와 180도 회전하기 때문입니다.IBM MCA 표준은 IBM이 예상한 것만큼 인기가 없었고, 커넥터의 여유분이 충분했기 때문에 저렴하고 쉽게 사용할 [1]수 있었습니다.

제한 사항

다양한 기능 수준의 7개의 ISA 슬롯을 갖춘 컴퓨터 메인보드.상위 3개는 16비트 ISA입니다.가운데 3개는 VLB, 슬롯이 추가된 16비트 ISA입니다(가장 왼쪽 갈색 섹션).하단(짧은 길이) 슬롯은 8비트 ISA입니다.이 메인보드에 장착되어 있는 카드의 우측에 마운트 브래킷이 있습니다.이것은 통상, 컴퓨터 케이스의 「후면」에 해당합니다.

VESA 로컬버스는 ISA 버스의 대역폭 제한 문제에 대한 임시 해결책으로 설계되었습니다.따라서 VLB가 업계에서 채택되기 위해서는 보드 재설계 및 컴포넌트 비용 측면에서 제조사가 구현해야 하는 부담이 최소가 되어야 한다는 요건이 있었습니다.그렇지 않았다면 제조사는 자체 솔루션에서 변화를 꾀할 수 없었을 것입니다.VLB는 기본적으로 최소한의 중간 로직(로직 설계와 컴포넌트 비용 절감)으로 486 프로세서버스에 직접 카드를 연결하기 때문에 타이밍과 조정의 역할은 카드와 [1]CPU에 크게 의존했습니다.

이러한 VLB의 단순성으로 인해 불행히도 내용연수를 상당히 제한하는 몇 가지 요인이 발생하였습니다.

80486 의존도
VESA 로컬버스는 Intel 80486 CPU의 메모리 버스 [3][failed verification]설계에 크게 의존하고 있습니다.Pentium 프로세서가 출시되었을 때 버스 설계에 큰 차이가 있어 VESA 로컬 버스 구현에 쉽게 적응할 수 없었습니다.VLB 슬롯을 갖춘 Pentium 메인보드는 거의 제조되지 않았으며 OPTi 82C822 [4]등의 VLB-to-PCI 브릿지를 사용합니다.이것은 또한 버스를 x86 아키텍처가 아닌 컴퓨터로 옮기는 것이 실질적인 경제적 [5]제약 안에서 거의 불가능하다는 것을 의미했습니다.
사용 가능한 슬롯의 수가 한정
VESA 로컬버스를 사용하는 대부분의 PC에는 총 5, 6개의 VLB 지원 ISA 슬롯 중 1개 또는 2개밖에 없습니다.따라서 일반적으로 4개의 ISA 슬롯이 ISA 전용입니다.이는 VESA 로컬버스가 80486 메모리버스의 다이렉트브런치이기 때문입니다.프로세서의 전기 용량이 부족하여 이 [5]버스에서 직접 2대 또는 3대 이상의 디바이스를 동시에 올바르게 구동할 수 없습니다.
신뢰성에 관한 문제
버스의 엄격한 전기적 제한은 또한 이용 가능한 "안전 여유"를 감소시켜 신뢰성에 부정적인 영향을 미칩니다.카드간의 글리치는, 개개의 카드, 카드의 조합, 메인보드 실장, 및 프로세서 자체의 상호작용을 예측하기 어렵기 때문에, 자주 발생합니다.특히 더 많은 VLB 카드를 추가하면 이미 거의 구현되지 않은 구현에 부담을 줄 수 있기 때문에 이는 특히 로우엔드 메인보드에서 널리 사용됩니다.하드 디스크 컨트롤러와 같은 중요한 디바이스가 유비쿼터스 비디오 카드와 같은 메모리 부하가 높은 디바이스와 버스 충돌하는 경우가 많은 경우, 그 결과는 상당히 두드러집니다.

VLB 디바이스는 메인 프로세서와 같은 레벨의 시스템 메모리에 직접 고속으로 액세스 할 수 있기 때문에 디바이스가 잘못 설정되어 있거나 불안정한 상태가 되었을 경우 시스템이 개입할 수 없습니다.두 장치가 충돌할 때 동일한 메모리 위치를 덮어쓰고 하드 디스크 컨트롤러가 이 위치를 사용하는 경우(HDD 컨트롤러가 두 번째로 충돌하는 장치인 경우가 많음) 대규모 데이터 손상이 발생할 수 있습니다[citation needed].

제한된 확장성
486개 시스템의 버스 속도가 증가함에 따라, VLB 안정성은 점점 더 관리하기 어려워졌습니다.VLB의 속도를 제공하는 밀접하게 결합된 로컬 버스 설계는 특히 40 MHz를 초과하는 타이밍 변화를 점점 더 용납하지 않게 되었습니다.인텔의 오리지널 50MHz 486 프로세서는 많은 기존 메인보드(VLB 이외의 설계도)가 50MHz로 프론트 사이드 버스 속도를 높이는 데 제대로 대응하지 못했기 때문에 시장에서 어려움에 직면했습니다.50MHz에서 VLB의 신뢰성 높은 동작을 실현할 수 있다면 더 빠를 것입니다.그러나, 이것은 달성하기 어려운 것으로 악명이 높기 때문에, 대부분의 경우, [6]특정의 하드웨어 구성에서는 불가능한 것이 판명되었습니다.

486DX-50의 후속 모델인 486DX2-66에서는 저속이지만 호환성이 높은 버스 속도(33MHz)와 멀티플라이어(×2)를 사용하여 프로세서 클럭 속도를 도출함으로써 이 문제를 회피하고 있습니다.

설치의 어려움
슬롯의 길이와 핀의 수 때문에, VLB 카드의 장착과 [7]분리가 어려운 것으로 악명이 높습니다.필요한 기계적인 힘만으로 인해 카드와 메인보드 모두에 부담이 되며, 파손은 드문 일이 아닙니다.이것은 카드 로직 보드의 길이가 길어지기 때문에 복잡해집니다.대부분 PC 케이스에는 카드를 슬롯에 꽂을 공간이 부족하기 때문에 카드를 슬롯에 똑바로 밀어 넣어야 합니다.이 동작 중에 메인보드가 과도하게 휘지 않도록 하기 위해 섀시와 메인보드는 메인보드에 대해 비교적 간격을 두고 적절히 설계해야 했습니다.이것은 항상 그렇지만은 않습니다.또, 보드를 삽입하는 사람은, 상단에서 아래로의 힘을 균등하게 분산할 필요가 있었습니다.

VLB 슬롯의 길이와 그 길이로 인한 설치의 어려움 때문에 VLB라는 약어는 Very Long [8]Bus입니다.

레거시

'VIP' 메인보드 GA486Gigabyte Technology의 IM

이러한 문제에도 불구하고 VESA 로컬버스는 이후 486 메인보드에서 매우 보편화되었으며, 이후(1992년 이후) 486 기반 시스템의 대부분은 VESA 로컬버스 비디오 카드를 탑재하고 있습니다.VLB는 1994년에야 Pentium과 인텔의 칩셋을 통해 서버 시장 밖에서 일반적으로 PCI를 사용할 수 있게 되었기 때문에 메인스트림 시스템에 저렴한 고속 인터페이스를 제공합니다.PCI는 486 시장의 마지막 해에 VESA 로컬 버스(및 EISA)를 대체했습니다.이러한 메인보드는 VLB 대응 ISA 슬롯이 아닌 PCI 슬롯을 탑재한 최신 세대의 80486 머더보드입니다.그러나 일부 제조업체는 3가지 슬롯 유형을 모두 갖춘 "VIP"(VLB/ISA/PCI) 메인보드를 개발하여 제공하고 있습니다.

기술 데이터

VLB pins.png
버스 폭 32비트
호환성이 있다 8비트 ISA, 16비트 ISA, VLB
핀 112
VCC +5 V
시계
  • 486SX-25: 25MHz
  • 486DX2-50: 25MHz
  • 486DX-33: 33MHz
  • 486DX2-66: 33MHz
  • 486DX4-100: 33MHz
  • 486DX-40: 40MHz
  • 486DX2-80: 40MHz
  • 486DX4-120: 40MHz
  • 5x86@133MHz: 33MHz
  • 5x86@160MHz: 40MHz
  • 486DX-50: 50MHz (사양 외)
대역폭
  • 25 MHz: 100 MB/s
  • 33 MHz: 133 MB/s
  • 40 MHz: 160 MB/s
  • 50 MHz: 200 MB/s (사양 외)

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c Schuytema, Paul. "Infinite expansion. (computer buses)". Atari Magazine, COMPUTE! ISSUE 158 / NOVEMBER 1993 / PAGE 68. Retrieved May 27, 2019.
  2. ^ 리히터, 제이크「로컬 버스 아키텍처: 거의 이해되지 않는, 매우 주목받는 그래픽 테크놀로지」, 「InfoWorld」, 1992년 5월 18일, 2011년 3월 9일에 액세스.
  3. ^ Kozierok, Charles. "VESA Local Bus". The PC Guide. Retrieved May 27, 2019.
  4. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2016-08-06. Retrieved 2016-06-28.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  5. ^ a b Kozierok, Charles. "VESA Local Bus". The PC Guide. Retrieved May 27, 2019.
  6. ^ BrainBell.com "A+ 튜토리얼]> [확장버스]> [ VESA Local Bus ( VLB ) ], 2012년 1월 8일에 접속.
  7. ^ Slone, John P. Local Area Network Handbook, Sixth Edition. CRC Press. p. 43. ISBN 9780849398384.
  8. ^ Edwards, Benj. "The Micron Millennia". Vintage Computing and Gaming Adventures in Classic Technology. Retrieved May 27, 2019.