Шина данных процессора

Вы когда-нибудь задумывались о параметрах процессора при выборе новой модели? Что за мифические понятия - частота, разрядность шины, количество ядер? Давайте разберемся сегодня с таким интересным параметром, как разрядность шины данных процессора.

Разрядность и производительность внешней шины данных считаются основными параметрами центрального процессора, которые определяют скорость передачи данных из процессора или в него.

Информация в компьютере передается в виде цифр через равные интервалы времени. Единичный бит данных представляет собой сигнал напряжения повышенного уровня (порядка 5 В), а нулевой бит – сигнал напряжения низкого уровня (примерно 0 В). Чем больше используется линий, тем большее количество битов можно передать за единицу времени. Современные процессоры обладают 64-разрядной внешней шиной данных, что означает одновременную передачу 64 бит данных.

Шину можно представить в виде автомагистрали – если дорога имеет только две полосы (по одной в каждую сторону), то по ней в одну сторону в определенный момент времени проехать может только один автомобиль. Для увеличения пропускной способности дороги необходимо добавлять полосы движения в каждом направлении. В процессе развития процессоров максимальное количество «полос» увеличивалось.

Когда были разработаны 64-разрядные шины, специалисты столкнулись с такой проблемой: наращивание производительности стало невозможно из-за сложностей с синхронизацией всех битов данных. Разработчики пришли к заключению, что снижение количества линий позволяет существенно увеличить максимальную скорость передачи данных, что, в свою очередь, увеличивает общую пропускную способность. В связи с этой особенностью новые чипы обладают 16- или 4-разрядными шинами данных, которые обладают большей пропускной способностью, по сравнению с 64-разрядными шинами, которые они сменили.

Еще одно значительное улучшение, используемое в новых поколениях процессоров – использование нескольких шин, предназначенных для решения различных задач. Типичная архитектура процессора подразумевает отправку всех данных по единой шине. В настоящее же время обмен данными с памятью, набором микросхем и графической картой происходит по разным физическим шинам.

Интересно, что нас ждет в ближайшем будущем - через десять, двадцать лет?.. 1024-разрядные процессоры или CPU с шиной данных в 1 бит, но с частотой под несколько тысяч ГГц?