چيپهاي مخصوص سرعت دوبله

مادربوردهاي اوليه باتوجه به سرعت CPU داراي سرعت محدودي بودند كه از ۵MHZ تجاوز نمي كرد. اگر چه افزايش سرعت كار CPU كار چندان آساني نبود ولي مشكل اصلي در افزايش سرعت كامپيوترها ، سرعت مادربورد بود. در زماني كه صحبت از سرعتهاي حداكثر ۲۰MHZ در ميان بود، شركت اينتل در اوائل ۱۹۹۰ به معرفي CPU جديد خود يعني ۸۰۴۸۶DX پرداخت و همه سازندگان مادربورد را متحير ساخت . بسياري از خريداران كامپيوتر نيز از ترس اينكه يكسال بعد كامپيوتر آنها بسيار قديمي به حساب خواهد آمد از خريد خودداري كردند. به اين دليل شركت اينتل راه حل ديگري را پيش گرفت كه عبارت بود از استفاده از چيپهاي سرعت دوبله (Clock Doubler )

اولين نوع اين چيپهايك ۸۰۴۸۶ مخصوص بود كه روي يك مادربورد ۲۵MHZ قرار مي گرفت. اما اين ۸۰۴۸۶ عادي نبود بلكه طوري ساخته شده بودكه از ديدگاه مادر بورد با سرعت ۲۵MHZ كار مي كرد اما در درون خود سرعت ۵۰MHZ را داشت . يعني كليه اعمال داخلي مثل محاسبات و انتقال داده ها را با سرعت ۵۰ انجام مي داد اما اعمال خارجي مثل انتقال اطلاعات روي هارد ديسك با سرعت ۲۵ انجام ميگرفت.
اين چيپ جديد با نام ۸۰۴۸۶DX2-50 معروف شد. منظور از عدد ۲ همان دو سرعته بودن آن است و ۵۰ نيز نشاندهنده حداكثر سرعت چيپ است . البته بعدا چيپ ۴۸۶DX-50 و بالاتر از آن نيز عرضه شد.

چيپهاي مخصوص سرعت دوبله
در سال ۱۹۹۴ شركت اينتل يك چيپ ۸۰۴۸۶ جديد را عرضه كرد كه تا سرعت ۷۵MHZ و ۱۰۰ كار مي كرد ولي براي هماهنگي با مادر بورد سرعت خارجي آن ۲۵ يا ۳۳MHZ بود . البته اين چيپ داراي ۱۶K حافظه cache داخلي نيز بود ( دو برابر قبلي ) و نام آن DX4 گذاشته شد ( البته DX4 خالي و بدون پيشوند ۸۰۴۸۶)
اين شيوه همچنان ادامه يافته و بعدا پنتيوم ۱۵۰MHZ نيز عرضه شد كه ميتواند در مادربوردهاي ۵۰MHZ كاركند.

اما ديگر سرعت چهار برابر از طرف اينتل معرفي نشد بلكه با ظاهر شدن پنتيوم سرعت «يك و نيم برابر » مورد استفاده قرار گرفت . مثلا پنتيومهاي اوليه داراي سرعت ۶۰ و ۶۶ بودند ولي با افزايش سرعت يك و نيم برابر ، با سرعتهاسي ۹۰ و ۱۰۰ عرضه شدند و كد آنها P54C است. يك پنتيوم ۲۰۰MHZ نيز در واقع حالت سوبله ۶۶MHZ است .
روي مادربوردهاي پنتيوم سوئيچهايي وجود دارد كه براي تعيين فركانس داخلي و خارجي و تنظيم فركانسهاي CPU و مادربورد استفاده مي شود . (CPU INT/EXT FREQ RATIO )‌. بهنگام مونتاژ كامپيوتر حتما بايد با مراجعه به جزوه راهنماي مادربورد اين سوئيچها را تنظيم كنيد . اطلاعات بيشتر در قسمتهاي ديگر كتاب ارائه شده است .
چيپ ديگري كه در همين رابطه از سوي اينتل عرضه شد Pentium Over drive است كه مي تواند سرعت برخي از مدلهاي ۴۸۶ را دو و نيم برابر كند.

باس (BUS) چيست ؟
در هر كامپيوتري CPU بايد اين امكان را داشته باشد كه با حاظفه ، كارتهاي مختلف مربوط به ابزارهاي جانبي ، صفحه كليد و امثالهم ارتباط برقراركند زيرا به تنهايي از عهده هيچ كاري بر نمي آيد . اين ارتباط از طريق خطوط فلزي كه روي مدارهاي چاپي مادربورد قرار دارد و معمولا به رنگ نقره اي يا طلائي است صورت ميگيرد. اين خطوط فلزي در واقع مسير يا گذرگاه يا BUS سيستم براي ارتباط با ابزارهاي ديگر هستند واطلاعات بصورت علائم يا سيگنالهاي الكتريكي از طريق آنها رفت و آمد مي كنند. كارتها يا بوردهاي مربوط به ابزارهاي جانبي كه جزو مادربورد محسوب نمي شوند نيز با قرار گرفتن در شكافهاي مخصوص Slot با آن خطوط يا گذرگاه مرتبط شده و با CPU ارتباط برقرار مي كنند.

در روزهاي ‌آغازين عصر كامپيوتر هاي شخصي ، هر كامپيوتري باس مخصوص خود را داشت و كامپيوترهاي PC و XT كه داراي CPU مدل ۸۰۸۸ بودند فقط امكان كار با داده هاي هشت بيتي را داشتند و در نتيجه خطوط داده يا مسير داده ها در آنها هشت بيتي بود.
به زبان ديگر باس موجود در اين كامپيوتر ها هشت بيتي بود . توجه داشته باشيد كه ظرفيت باس به تعداد خطوط داده ها data lines بستگي دارد و نه به تعداد كل خطوطي كه در يك شكاف slot مشاهده ميشود . مثلا كامپيوترهاي PC كه در سال ۱۹۸۱ عرضه شدند داراي شكاف ۶۲ خطي بودند در صورتي كه ظرفيت باس آنها فقط هشت بود.

امروزه CPU هاي پنتيوم داراي خطوط داده ۶۴ تائي هستند (۶۴ bit data path) اما هنوز هم ميتوانند با كارتهاي هشت بيت مربوط به PC هاي قديم كار كنند . تنها اجبار آنها اين استكه بايد هر درخواست خود را به هشت قسمت تقسيم كرده و در هر بار فقط ۸ بيت جابجا كنند . البته واقع امر اين است كه هم اكنون نيز باس ها عمدتا ۱۶بيتي هستند نه ۶۴ بيتي.

حافظه و باس
همچنانكه مي دانيد خطوط آدرس در يك سيستم كامپيوتري دو وظيفه به عهده دارند : ۱ ـ آدرس دهي حافظه ۲ ـ آدرس دهي ورودي / خروجي . تفاوت بين اين دو نوع آدرس دهي با استفاده از چند پايه ديگر CPU كه خطوط مربوط به آنها جزو خطوط باس است انجام مي شود . علاوه بر اين در يك باس ( و در نتيجه در شكاف) بايد خطوط ديگري وجود داشته باشند كه مثلا كار هماهنگي ساعت و تجديد حافظه و غيره را انجام دهند . به همين دليل استكه تعداد خطوط يك باس يا شكاف بسيار بيشتر از خطوط داده است .

از ديگر خطوط موجود در باس يك سيستم ۶ خط وقفه يا IRQ است ( از IRQ2 تا IRQ7 ) زيرا برخي از كارتها براي جلب توجه CPU از خطوط وقفه استفاده مي كنند . هم چنني برخي از كارتها نياز به انتقال اطلاعات به حافظه سيستم بصورت بسيار سريع و بدون دخالت CPU دارند كه اينكار از طريق كانالهاي DMA صورت مي گيرد ( با توجه به اهميت IRQ و DMA در اين مورد مفصلا صحبت خواهد شد ) و در نتيجه خطوط مربوط به DMA نيز بايد در باس حاضر باشند.

باس ISA
به هنگام ساخت سري جديد كامپيوترهاي AT توسط IBM بدليل ۱۶ بيتي بودن خطوط داده در ۸۰۲۸۶ ، باس اين سيستم نيز به ۱۶ بيت ارتقاء يافت . به منظور حفظ سازگاري اين باس جديد با باس قديمي ، شكاف قبلي كه داراي كانكتور ۶۲ خطي بود حفظ شد و تنها يك كانتكتور ۳۶ خطي در كنار آن قرار داده شد. باس جديد داراي مزاياي زير است :
۱ ـ هشت خط داده بيشتر از قبلي دارد.

۲ ـ چهار خط آدرس بيشتر دارد يعني جمعا ۲۴ خط كه مي تواند ۱۶ ميليون بايت حافظه را آدرس دهي كند.
۳ ـ چهار كانال اضافي DMA دارد ( كانال ۴ تا ۷)
۴ ـ پنج خط وقفه IRQ بيشتراز قبلي دارد كه عبارتند از IRQ10 و ۱۱ و ۱۲ و ۱۳ و ۱۴ و ۱۵ . ( وقفه ۱۳ مختص پردازشگر است و وقفه ۹ براي اتصال به IRQ2 بكار رفته و IRQ8 به سيستم ساعت / تقويم متصل است )
نام اين باس مدتها AT BUS بود اما از سال ۱۹۸۸ به تدريج به نام( Architecture Industry Srandard) تغيير يافت . تفاوت اين باس با باسهاي قبلي به خوبي از ظاهر شكافها معلوم است و در نتيجه كارتهاي مربوط به هر يك نيز بخوبي از روي كانكتور آنها قابل تشخيص است .