آبجی
2nd March 2010, 02:12 AM
گذرگاه داده به مجموعه اي از سيم ها و مدارات كنترلي گفته مي شود كه وظيفه انتقال داده به داخل و يا خارج از ریزپردازنده را بر عهده دارند. گذرگاه داده در واقع مسير اطلاعات است كه اين اطلاعات يا از بلوك هاي حافظه یا I/O خوانده شده و يا در آنها نوشته مي شوند، لذا در واقع گذرگاه داده يك مسير دو طرفه محسوب مي شود.
در اغلب ریزپردازنده ها عرض گذرگاه داده با طول ثباتهاي داخلي ریزپردازنده يكسان است تا به راحتی بتوان در ثباتهای ریزپردازنده مقادیر مورد نظر را نوشت و يا در صورت لزوم از آنها خواند. بعنوان مثال ریزپردازنده 8086 داراي گذرگاه داده 16بيتي و ثبات های داخلي 16 بيتي است. البته استثناهائي هم وجود داشته كه طول ثبات های آنها از عرض گذرگاه داده بيشتر بوده است. بعنوان مثال هرچند ریزپردازنده 16 بيتي 8088 داراي گذر گاه داده 8 بيتي است اما ثبات هاي آن 16 بيتي در نظر گرفته شده است. هر چه عرض گذر گاه داده بيشتر باشد داده ها سریعتر جابجا مي شوند و سرعت ریزپردازنده نیز بيشتر خواهد شد. بنابر اين يكي از زمينه هايي كه همواره مورد توجه طراحان و سازندگان ریزپردازنده ها بوده افزايش پهناي خطوط داده می باشد. بعنوان مثال شركت اينتل پس از عرضه ریزپردازنده 8 بيتي 8085، ریزپردازنده های 16 بيتي 8086 و 80286 رابه بازار عرضه كرد و پس از آنها نيز ریزپردازنده هاي 32 بيتي 80386 و 80486 را روانه بازار نمود. امروزه ریزپردازنده ها داراي گذرگاه داده 64 بيتي هستند كه امكان انتقال همزمان 8 بايت داده را فراهم مي سازد.
اما اگر گذرگاه داده اين قدر بر كارآيي پردازنده ها اثر مي گذارند، چرا از گذرگاه داده 128 بيتي و يا حتي 256 بيتي استفاده نمي كنند؟
پاسخ اين سؤال، به هزينه ساخت مربوط می شود. افزايش پهناي گذرگاه داده، باعث افزايش حجم مدار ریزپردازنده و خطوط ارتباطي روي مادربرد مي شود. بعنوان مثال پردازنده 80386DX كه از گذر گاه داده 32 بيتي استفاده مي كند از 132 پين و پردازنده پنتيوم كه داراي گذرگاه داده 64 بيتي مي باشد از 296 پين براي اتصال به مادربرد استفاده مي نمايد كه يكي از دلايل اين افزايش چشمگير تعداد پين ها ،افزايش پهناي گذرگاه داده است.
علاوه بر پهناي گذرگاه داده، سرعت گذرگاه داده نيز نقش مهمي در سرعت انتقال اطلاعات دارد در واقع براي اكثر ریزپردازنده هاي جديد، گذرگاه داده داخلي بسيار سريعتر از گذرگاه داده خارجي ریزپردازنده مي باشد. هرچند مدارات داخل ریزپردازنده ها با سرعت هايي در حد گيگا هرتز مي توانند كار كنند اما گذرگاههاي خارجي كه برروي مادر برد قرار دارد اكثراً سرعت هايي تا حد چند صد مگاهرتز مي توانند داشته باشند بطوري كه معمولاً سرعت انتقال داده ها در داخل پردازنده حدود 2 تا 3 برابر سرعت انتقال اطلاعات در خارج از ریزپردازنده است. براي حل اين مشكل تدابير مختلفي در نظر گرفته شده است كه شايد بهترين آنها استفاده از حافظه Cache می باشد تا ميزان استفاده از گذرگاه داده خارجي حتي الامكان كاهش يابد.
در اغلب ریزپردازنده ها عرض گذرگاه داده با طول ثباتهاي داخلي ریزپردازنده يكسان است تا به راحتی بتوان در ثباتهای ریزپردازنده مقادیر مورد نظر را نوشت و يا در صورت لزوم از آنها خواند. بعنوان مثال ریزپردازنده 8086 داراي گذرگاه داده 16بيتي و ثبات های داخلي 16 بيتي است. البته استثناهائي هم وجود داشته كه طول ثبات های آنها از عرض گذرگاه داده بيشتر بوده است. بعنوان مثال هرچند ریزپردازنده 16 بيتي 8088 داراي گذر گاه داده 8 بيتي است اما ثبات هاي آن 16 بيتي در نظر گرفته شده است. هر چه عرض گذر گاه داده بيشتر باشد داده ها سریعتر جابجا مي شوند و سرعت ریزپردازنده نیز بيشتر خواهد شد. بنابر اين يكي از زمينه هايي كه همواره مورد توجه طراحان و سازندگان ریزپردازنده ها بوده افزايش پهناي خطوط داده می باشد. بعنوان مثال شركت اينتل پس از عرضه ریزپردازنده 8 بيتي 8085، ریزپردازنده های 16 بيتي 8086 و 80286 رابه بازار عرضه كرد و پس از آنها نيز ریزپردازنده هاي 32 بيتي 80386 و 80486 را روانه بازار نمود. امروزه ریزپردازنده ها داراي گذرگاه داده 64 بيتي هستند كه امكان انتقال همزمان 8 بايت داده را فراهم مي سازد.
اما اگر گذرگاه داده اين قدر بر كارآيي پردازنده ها اثر مي گذارند، چرا از گذرگاه داده 128 بيتي و يا حتي 256 بيتي استفاده نمي كنند؟
پاسخ اين سؤال، به هزينه ساخت مربوط می شود. افزايش پهناي گذرگاه داده، باعث افزايش حجم مدار ریزپردازنده و خطوط ارتباطي روي مادربرد مي شود. بعنوان مثال پردازنده 80386DX كه از گذر گاه داده 32 بيتي استفاده مي كند از 132 پين و پردازنده پنتيوم كه داراي گذرگاه داده 64 بيتي مي باشد از 296 پين براي اتصال به مادربرد استفاده مي نمايد كه يكي از دلايل اين افزايش چشمگير تعداد پين ها ،افزايش پهناي گذرگاه داده است.
علاوه بر پهناي گذرگاه داده، سرعت گذرگاه داده نيز نقش مهمي در سرعت انتقال اطلاعات دارد در واقع براي اكثر ریزپردازنده هاي جديد، گذرگاه داده داخلي بسيار سريعتر از گذرگاه داده خارجي ریزپردازنده مي باشد. هرچند مدارات داخل ریزپردازنده ها با سرعت هايي در حد گيگا هرتز مي توانند كار كنند اما گذرگاههاي خارجي كه برروي مادر برد قرار دارد اكثراً سرعت هايي تا حد چند صد مگاهرتز مي توانند داشته باشند بطوري كه معمولاً سرعت انتقال داده ها در داخل پردازنده حدود 2 تا 3 برابر سرعت انتقال اطلاعات در خارج از ریزپردازنده است. براي حل اين مشكل تدابير مختلفي در نظر گرفته شده است كه شايد بهترين آنها استفاده از حافظه Cache می باشد تا ميزان استفاده از گذرگاه داده خارجي حتي الامكان كاهش يابد.