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CPU,主存,I/O设备频率速度不一样,总线是这样解决的

时间:2024-01-20 08:37:12  作者:正经飙车老大叔

今天,继续聊系统总线,总线是将CPU,主存,各种输入输出设备(鼠标,键盘,打印机,刻录机等)连接在一起的设备,在现实生活中的类似电网,将发电厂,工厂,各个家庭连在一起,起到通电的作用,只不过总线不只是用来通电,而是利用高低电位使各个家庭交换信号。

传统的计算机使用一条总线链接,如下图,但是,这样有一个问题,因为总线的宽度(位数)有限,两个设备之间的通信就会导致别的设备无法同时通信,类似于一座独木桥,无法让桥两边的两个组合同时过桥,树懒过桥要去大熊猫家,兔子你就是跑的再快,你也得等树懒慢慢的过完桥再说,各个设备之间速度不匹配,严重影响CPU这只兔子跑起来。

为了让CPU这只兔子全力嗨起来,不得不采取多总线的形式,首先是双总线,如下图,双总线将那些跑的快的动物,不不不,跑得快的设备,比如CPU,主存,Cache等用一条总线连接起来,然后把那些跑的慢的设备,这些小懒虫用另一条总线连接起来,说白了就是兔子走兔子的路,毛毛虫走毛毛虫的路,毛毛虫想去兔子家,可以啊,你得过收费站,就是通道,利用集中信息,由通道统一管理次级总线的设备,然后送往最快的总线,走兔子应该走的路,有效的解决了工作效率的问题。

虽然上述结构有效解决了各种设备的不同频率问题,但是,对于大中型计算机,依然没办法满足CPU对总线的占用频率的要求,所以,原理同上,出现了多层总线结构,对总线访问率差不多的设备位于同一条总线,多条总线按级由接口通道连接,尽可能保证CPU的效率,在必要的情况下,将一些特殊设备之间挂上高速总线,直接与系统总线交换信息。总之一句话,高速设备离系统总线近,低速设备离系统总线远,资源多的给高配,资源低的给低配,尽可能保证CPU跑得快。


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