| BUSES |
Los buses de datos son para un ordenador como las carreteras para una gran ciudad: al igual que una ciudad amplía y mejora sus carreteras cuando las necesidades del tráfico aumentan, los diseñadores de ordenadores crean nuevos buses de datos capaces de funcionar a las velocidades que periféricos y usuarios demandan. Este artículo explica las características de los nuevos estandares que están a punto de llegar al mercado, tales como Serial ATA, HyperTransport, VLINK, A-LINK y FireWire 2, además de los tipos de memorias de las que pronto dispondremos, como DDR II, RamBUS y RDRAM.
¿Pero qué es un bus?
Un bus es un dispositivo que permite a varios dispositivos comunicarse entre sí, en contraposición con un interface, que es la conexión de un dispositivo con otro dispositivo o con un bus. La mayoría de buses dispone de una serie de interfaces que permiten conectar a él los dispositivos. Incluso puede haber diversas interfaces para un mismo bus, implicando varios niveles de velocidad o bien sucesivas generaciones. Por ejemplo, el prácticamente obsoleto bus EISA permite tanto un interface de 16 bits como uno de 32 bits.
Las características y el rendimiento de un bus se pueden medir a través de cuatro parámetros: ancho de bus, velocidad, capacidad y tipo. El ancho de bus y la velocidad se usan para determinar el ancho de banda, o la cantidad total de datos que el bus puede transmitir. Por ejemplo, un bus de 8 bits (ancho de bus de 1 byte) funcionando a una velocidad de 1 MHz (1,000.000 de veces por segundo) puede transmitir 8Mbps (8 megabits por segundo), o sea, 1MBps (1 megaByte por segundo. Nótese la b minúscula y la B mayuscula).
La capacidad indica el máximo número de dispositivos que se pueden conectar, como se han de conectar, y la facilidad o dificultad para configurarlos. Hay dos posibilidades de comunicación sobre un bus: serie y paralelo. En un bus paralelo, todos los dispositivos tienen su propio interfaz con el bus. Hasta hace poco era normal tener exclusivamente buses paralelos. Los dispositivos serie, por el contrario, van conectados unos a otros formando una cadena: el último envia sus datos a través de todos los demás, hasta llegar al primero y de ahí al bus. Es obvio que esto provoca problemas de rendimiento, pero tiene la ventaja de que permite conectar un mayor número de dispositivos.
Serial ATA
Serial ATA es la niña de los ojos de Intel. Fue diseñado como respuesta al FireWire de Apple (IEEE 1394), y su propósito es sustituir al ATA paralelo, que es el bus usado actualmente por los dispositivos EIDE (discos duros, CD-ROMs, etc). Serial ATA es un bus serie que conecta en cadena (daisy-chain) las unidades, pero de forma que es compatible a nivel de software con el actual estandar ATA. En vez de ser un verdadero bus serie, Serial ATA proporciona dos conexiones serie punto a punto -una para cada unidad-, eliminando así la tediosa configuración de Master/Slave.
El Serial ATA de primera generación estará disponible a finales de año, y ofrecerá 150MBps de ancho de banda por unidad. El Serial ATA de segunda generación (Serial ATA II) ofrecerá hasta 300 MBps y será compatible hacia atrás con los dispositivos de primera generación. Si se compara esto con los 100 MBps que ofrece ATA/100 y los 133 MBps del aún no estandarizado ATA/133, se ve que es posible que este bus no llegue a tener un gran impacto en el mercado. Si bien es cierto que multiplica por dos el ancho de banda al permitir que ambos dispositivos trabajen simultáneamente, el hecho es que las verdaderas limitaciones del ATA actual son, por un lado, el reducido número de dispositivos que se puede conectar a cada controlador, y por otro la baja velocidad de los propios discos duros IDE. Si a esto le unimos el hecho de que el Serial ATA especifica una longitud total máxima de un metro para el cable serie, llegamos a la conclusión de que Serial ATA es únicamente una pequeña actualización.
Pese a todo, los controladores Serial ATA serán más baratos que los controladores SCSI, y los cables cortos harán que este bus sea más fácil de usar que el ATA paralelo, a la vez que permitirá un mejor movimiento de aire en la caja. De todas formas, hasta que los discos duros ATA no alcancen el rendimiento y la durabilidad de los discos SCSI, Serial ATA será una tecnología para PCs de escritorio no muy diferente del ATA paralelo.
HyperTransport
Este nuevo estandar de AMD fue pionero en sustituir al bus EV6 en las placas madre. Desde entonces ha sido adoptado por multitud de empresas, con múltiples fines. Básicamente, HyperTransport es un bus escalable con ancho de banda variable que usa paquetes de datos con prioridades. Muchos buses usan una tecnica de división en tiempo (time-slicing) para compartir el ancho de banda; así, sí tienes una Ethernet a 100 Mb y un modem de 56K en el mismo bus, la tarjeta Ethernet obtendrá la totalidad del ancho de banda durante más tiempo que el modem, y cualquier retardo será amortiguado mediante caches. Otros buses usan disposiciones Maestro/Esclavo, donde varios grupos de dispositivos se pueden comunicar entre sí, pero donde el maestro puede bloquear al esclavo. Además, ningún dispositivo puede usar la totalidad del ancho de banda del bus, ni siquiera en momentos de baja actividad.
HyperTransport contrasta con estas estrategias al permitir que cualquier dispositivo pueda usar la totalidad del ancho de banda del bus, o bien que varios dispositivos usen distintas fracciones del ancho de banda total. Esta característica puede ser ajustada dinámicamente mediante un sistema de prioridades, garantizando así que los sistemas clave dispongan del ancho de banda que necesitan.
HyperTransport no tiene un ancho de banda determinado porque el ancho de bus lo decide el fabricante. Por tanto, HyperTransport es un bus de alto nivel que normalmente interconecta otros buses o sistemas. Los fabricantes de placas madre ven una gran ventaja en HyperTransport porque elimina al bus PCI como enlace principal para el sistema de entrada/salida a un precio razonable. Es muy posible que en breve encontremos multitud de dispositivos multi-I/O preparados para trabajar con HyperTransport.
VLink
Desarrollado por VIA Technologies, VLink es un bus a 266MBps para placas madre que interconecta el controlador de memoria y la CPU con el resto de los periféricos. Este bus compite con HyperTransport en las placas madre. Solo está disponible en los chipsets VIA, por lo que es una solución cerrada para los problemas de ancho de banda de los que adolecen las placas madre. A pesar de que VLink tiene un rendimiento admirable para la función que desempeña, necesitará alguna revisión en los próximos meses a medida que más y más dispositivos de gran ancho de banda se estandaricen.
A-Link
A-Link es la respuesta de ATI al VLink. También es un bus a 266MBps para placas madre que interconecta el controlador de memoria y la CPU con el resto de los periféricos, y también necesitará una revisión, a pesar de que también ha demostrado un buen rendimiento.
FireWire 2/IEEE 1394b
FireWire es, sin duda, el favorito para los profesionales del video digital y para los usuarios que necesitan almacenamiento externo rápido, gracias a sus 400Mbps y la capacidad de usar cables de hasta 4.5 metros. FireWire 2 duplica la velocidad hasta los 800 Mbps, y hay propuestas que pueden alcanzar el GigaByte por segundo con cables de hasta 100 metros. Esta nueva versión pretende competir con Fibre Channel y SCSI over IP en Storage Area Networks (SANs). FireWire 2 será compatible hacia atrás con FireWire 1. Soportará varios formatos para el cable, desde CAT 5 hasta fibra óptica.
A medida que la velocidad del procesador ha ido aumentando, ha quedado patente que la nueva limitación en el rendimiento de los ordenadores está en la velocidad de la memoria. Pero las nuevas tecnologías de memorias pueden resolver esto.
DDR II
DDR, o como se la conocerá pronto, DDR I, proporciona una forma barata de mejorar el ancho de banda respecto a la SDRAM. DDR está disponible actualmente con velocidades de hasta 333MHz. Se está desarrollando DDR I a 400MHz, pero necesita tecnologia con unas tolerancias tan estrictas que no se espera que sea asequible.
DDR II es una nueva implementación mejorada de la DDR, basada en un proceso de fabricación de 0.13 micras. Los comandos serán los mismos, pero DDR II tendrá una prelectura de datos (prefetch data) de tamaño doble, varios tamaños para operaciones en ráfagas, y parámetros de latencia en lectura/escritura. Además, la latencia de la memoria ya no incluirá latencias de medio ciclo, lo que simplificará el problema del sincronismo. DDR II estará disponible inicialmente a 400MHz (3.2GBps), y pronto le seguirán a 533MHz (4.3GBps) y 667MHz (5.4GBps). Se espera conseguir sistemas DDR II con velocidades de hasta 1 GHz, para sistemas profesionales.
RDRAM
La actual generación de memorias RDRAM trabaja a velocidades de 800MHz (1.6GBps). Las próximas versiones trabajarán a 1.066MHz, ofreciendo 4.2GBps en una configuración de doble canal (2x 2.1GBps). Esta velocidad proporcionará una conexión síncrona al bus principal de 533MHz del Pentium 4. Será interesante ver que tal funciona comparada con la DDR II de 533MHz, porque DDR II necesitará menos componentes y tendrá mejor latencia. La ventaja de la RDRAM es que sus 1066MHz estarán en el mercado en breve, con 1200MHz en el horizonte.
Rambus II
A pesar de que Rambus II no consiste exactamente en aplicar la tecnica Yellostone sobre Rambus, vamos a suponer que sí lo es. Yellostone es una técnica que permite aumentar la velocidad de reloj de la RDRAM. En vez de usar el clásico formato double data rate, que realiza dos transferencias por pulso de reloj, Rambus II usará octal data rates (ODR), con ocho transferencias por pulso de reloj. Esto permitirá una tasa efectiva de 3.2GHz a partir de un reloj de tan solo 400MHz. Por desgracia, la latencia puede ser un problema. El precio será también algo a tener en cuenta para esta tecnología, porque un reloj octal necesitará toleráncias muy estrictas. A pesar de que la fabricación será algo más fácil (debido a la baja velocidad de reloj del nucleo), los bajos voltajes previstos haran difícil detectar correctamente un reloj octal. Solo el tiempo dirá como de bien o de mal rendirá en el mercado la Rambus II."
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