Chip-ul reprezinta denumirea pentru un circuit integrat, construit pe baza de siliciu, care are un rol bine definit în functionarea unui echipament electronic. Procesorul, memoria, placa de baza, placa grafica, placa de sunet, toate înglobeaza unul sau mai multe astfel de chip-uri, fiecare având rolul sau, ce poate fi ori de executie a anumitor operatii, ori de memorare a unor date, de obicei temporara. Spre exemplu, functia procesorului este usor de înteles: executia propriu-zisa a operatiilor necesare desfasurarii activitatilor unui computer. Placa grafica detine un chip principal ce efectueaza operatii similare dar optimizate pentru domeniul grafic, atât 2D cât si 3D. Memoria nu face altceva decât sa stocheze temporar informatii necesare celorlalte echipamente. Am ajuns la placa de baza, al carei rol este mai greu de înteles. Multi vor considera ca singurul ei rol este acela de a lega componentele între ele, asadar ce nevoie mai avem de chip-urile prezente pe ea? În primul rând, placa de baza nu este pur si simplu un element de legatura ci componenta principala a unui sistem, care coordoneaza toate activitatile. Ea joaca rol de arbitru si directioneaza fluxurile de date între procesor si memorie, memorie si hard disk, procesor si tastatura si altele asemenea. Nimic nu poate functiona „pur si simplu”, este nevoie de o componenta „suprema” care sa stie sa foloseasca resursele celorlalte componente dintr-un PC. Un astfel de echipament poarta numele de controller. Putem spune ca placa de baza este un controller general, diferitele segmente ale ei oferind functia de controller local. De exemplu, controller-ul de memorie este circuitul care „da viata” memoriei, fara el minunatele memorii DDR PC3200 vor fi alimentate cu energie si nimic mai mult, neexistând nimeni care sa exploateze posibilitatile oferite de ele.

Controller-ul principal al placii de baza este denumit chipset, fiind format de obicei din doua chip-uri independente (de aici denumirea de chipset = set de chip-uri). Ele poarta numele de northbridge si southbridge (aceasta în ciuda încercarii unor companii de a le schimba aceste nume deja încetatenite). Sau altfel spus, puntea de nord si cea de sud (evident ca nu exista nici o legatura cu punctele cardinale, nordul si sudul fiind alese pentru a sublinia pozitiile opuse pe care le au aceste chip-uri, aproape simetrice fata de centrul placii). Fiecare dintre ele are un rol bine determinat, rol care depinde de la chipset la chipset dar exista multe elemente comune între diferitele modele. Numarul tipurilor de chipset-uri aparute de-a lungul istoriei este foarte mare, însa numarul celor folosite într-o anumita perioada a evolutiei PC-urilor este relativ mic.

Northbridge-ul este raspunzator de comunicarea cu procesorul, cu memoria, cu portul AGP si/sau PCI-Express (daca cel putin unul dintre ele exista) iar southbridge-ul cu tot ce înseamna periferic: unitati de stocare (porturile IDE si cel de floppy), slot-urile PCI si ISA si interfetele externe, cum ar fi cea USB, FireWire, reteaua sau sunetul. Comunicarea dintre cele doua componente principale este realizata la o viteza maxima predefinita, care este de regula egala cu cea a bus-ului PCI (133 MB/s), eventual multiplicata de un numar de ori. (Vom vedea mai târziu ce este un bus.) Spre exemplu, comunicarea dintre nordul si sudul chipset-ului VIA KT133A este realizata la viteza bus-ului PCI, la KT266A ea este (cu ajutorul tehnologiei V-Link) de 266 MB/s iar în cazul lui KT400 la 533 MB/s (V-Link 8x). Aceasta înseamna ca fluxul de date nu poate depasi aceasta limita, deci degeaba aveti un hard disk Serial ATA cu un transfer de 150 MB/s (iarasi, maxim) daca exista limitarea de 133 MB/s. În realitate, aceste limite nu influenteaza aproape deloc performanta unui sistem, necesarul fiind mai mare decât limita într-un numar infim de situatii; daca hard disk-ul doreste sa transfere 150 MB/s într-o situatie dintr-o mie si nu-i pot fi satisfacuti decât 133 MB/s, rezulta faptul ca viteza sa a fost diminuata cu un procent total nesemnificativ. Producatorii de chipset-uri se lupta în aceasta pseudo-competitie a bus-urilor, recent depasindu-se 1 GB/s. Într-adevar, arata bine pe hârtie.

Fiecare componenta a sistemului trebuie „controlata” de cineva. Placile PCI sunt, la rândul lor, un fel de controllere, ele fiind raspunzatoare de activitati conexe, cum ar fi emiterea de sunet în boxe (placile de sunet), preluarea semnalului din linia telefonica (modemul) sau prelucrarea semnalului TV (TV tuner-ul). Mai mult, unele placi chiar se numesc controllere si îndeplinesc functia de suport pentru unele componente externe pe care placa de baza nu le cunoaste. Spre exemplu, daca placa de baza nu detine integrat suportul pentru interfata FireWire, o simpla placa PCI poate îndeplini sarcina. Sau, mai exista situatia în care controller-ul nu este nici integrat în chipset-ul placii de baza, nici prezent sub forma unei placi suplimentare; el este pur si simplu integrat pe placa, sub forma unui chip, fiind considerat un dispozitiv obisnuit, atasat adesea la bus-ul PCI.

Northbridge-ul este componenta principala a chipset-ului, de el depinzând practic performanta sa. Un controller de memorie bun poate oferi mai multa viteza, si aceasta ne putem da seama partial doar privind specificatiile. Sa luam niste exemple: VIA KT266A si KT333. Primul poate lucra cu memorie DDR la frecventa de 133 MHz, al doilea poate creste viteza acesteia la 166 MHz, de unde rezulta performante mai bune. Exista si alta situatie, aceea în care specificatiile sunt aceleasi dar performantele difera: KT266A este mai rapid decât KT266, desi ambele suporta acelasi tip de memorie, din cauza optimizarilor interne. Uneori, aceste optimizari depasesc în eficienta forta bruta a cresterii frecventei, cum este si în cazul de fata: saltul de performanta de la KT266 la KT266A este mai mare decât în cazul comparatiei KT266A - KT333.

Exista mai multe tipuri de controllere de memorie, în functie de tipul acesteia. Unele pot lucra si cu memorie SDR si cu cea DDR, altele sunt dedicate special celor de tip Rambus, altele ofera tehnici de dublare a vitezei efective (înca o data fata de DDR); este vorba de tehnologia dual-channel. Iar alte chipset-uri nici nu contin acest controller, el fiind integrat în procesor, precum este cazul procesoarelor din familia AMD64 .

A doua sarcina principala a northbridge-ului este comunicarea cu procesorul. Aici apar diferentele fundamentale dintre chipset-uri si de aceea exista incompatibilitati între anumite chipset-uri si anumite procesoare. Limbajul folosit pentru comunicare trebuie sa fie comun si, din cauza faptului ca exista mai multe generatii si mai multe companii care produc procesoare, exista si mai multe standarde în ceea ce priveste chipset-urile. Astfel, gasim câteva platforme distincte: Athlon XP (Socket A), Pentium 4 (Socket 478, LGA 775), Athlon 64 (Socket 754 si 939) si exemplele pot continua. Pentru fiecare din ele exista o serie de chipset-uri care „cunosc” limbajul procesoarelor în cauza si astfel pot dota placi de baza corespunzatoare acestora. Acest limbaj, care permite comunicarea „pe aceeasi lungime de unda” între orice doua componente dintr-un sistem, se numeste bus.

Aceasta viteza este data de FSB (Processor Side Bus), variaza în functie de procesor dar si de setarile placii de baza si se masoara în MHz. Procesoarele pâna la Pentium III aveau acest FSB setat la frecvente între 66 si 133 MHz (nu vorbim aici de cresterea artificiala, adica overclocking). Pentru procesoarele din familia AMD K7 (Athlon, Athlon XP, Duron), el variaza între 100 si 200 MHz, în functie de procesor, frecventa care este multiplicata cu 2. În termeni electronici, spunem ca informatia este transmisa atât pe frontul crescator cât si pe cel descrescator al semnalului, de unde rezulta o dublare a vitezei (si nu o dublare a frecventei), tehnica folosita si la memoria DDR. Departamentele de marketing au profitat imediat de situatie si au afirmat ca FSB-ul procesoarelor Athlon este de 200-400 MHz, afirmatie teoretic gresita, practic neafectând cu nimic adevarul „palpabil”. Pentium 4 foloseste un mecanism asemanator prin care multiplica de patru ori FSB-ul, rezultând 400, 533, 800 si 1066 MHz virtuali în loc de 100, 133, 200 si 266.

Bus-urile AGP si PCI-Express reprezinta a treia sarcina a northbridge-ului. Orice sistem modern detine o placa grafica cu capabilitati 3D, componenta care comunica cu northbridge-ul prin bus-ul AGP sau PCI-Express X16. Frecventa celui AGP este de 66 MHz, egala cu dublul frecventei PCI, însa ea este multiplicata optional de un numar de ori, corespunzator x-ului indicator: AGP 2x, AGP 4x, AGP 8x, ultimul oferind valoarea impresionanta de 2.1 GB/s. Sunt valabile aceleasi considerente de la comunicarea dintre cele doua componente ale chipset-ului, asadar necesarul efectiv este în majoritatea cazurilor mult mai mic decât cel oferit de AGP 8x. Drept dovada, micsorarea fortata a transferului la nivelul lui AGP 2x nu scade performantele cu mai mult de 10-30%.

În cazul lui PCI-Express, lucrurile stau altfel: atât bus-ul X16, necesar placii grafice (eventual X8 în unele cazuri), cât si cele destinate placilor obisnuite (X1, X4) sunt gestionate de northbridge. Frecventa sa este de 100 MHz, iar rata de transfer în modul 1x este similara lui AGP 1x si dubla fata de PCI.

Memoria RAM (Random Access Memory) este denumirea generica pentru orice tip de memorie care detine urmatoarele caracteristici: poate fi accesata aleator (nu secvential, precum benzile magnetice), este volatila (la întreruperea alimentarii cu energie electrica, datele stocate se pierd) si se prezinta sub

forma de chip-uri (asadar excludem dispozitivele magnetice sau optice, precum hard disk-urile sau CD-urile). Utilitatea memoriei RAM este foarte mare, ea beneficiind în plus fata de alte medii de stocare a informatiilor de o viteza extrem de mare, fiind de mii de ori mai rapida decât un hard disk, de exemplu. Exista doua tipuri principale de RAM: memorie statica (SRAM = Static RAM) si dinamica (DRAM = Dynamic RAM), diferentele constând în „stabilitatea” informatiilor. Astfel, memoria statica pastreaza datele pentru o perioada de timp nelimitata, pâna în momentul în care ea este rescrisa, asemanator unui mediu magnetic. În schimb, memoria dinamica necesita rescrierea permanenta, la câteva fractiuni de secunda, altfel informatiile fiind pierdute. Avantajele memoriei SRAM: utilitatea crescuta datorita modului de functionare si viteza foarte mare; dezavantaj: pretul mult peste DRAM.

În realitate, memoria de tip SRAM este folosita cel mai adesea ca memorie cache pe când DRAM-ul este uzual în PC-urile moderne, fiind prezent în primul rând ca memorie principala a oricarui sistem. De acest din urma tip ne vom ocupa în continuare, enumerând tipurile uzuale de DRAM prezente de-a lungul istoriei, toate concepute în scopul cresterii performantelor DRAM-ului standard: FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM), EDO DRAM (Extended Data Out DRAM), BEDO RAM (Burst EDO DRAM), RDRAM (Rambus DRAM), în prezent impunându-se SDRAM (Synchronous DRAM), cu variantele DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) si DDR2 SDRAM. De asemenea, pentru placile grafice au fost concepute mai multe tipuri de memorie, printre care VRAM (Video RAM), WRAM (Windows RAM), SGRAM (Synchronous Graphics RAM) si GDDR3, ele fiind variante de DRAM (primele doua), SDRAM si respectiv DDR2 SDRAM, optimizate pentru a fi folosite ca memorie video.

Ar mai fi de mentionat alte doua elemente care influenteaza viteza, stabilitatea si pretul memoriilor: functiile ECC si Registered, integrate în unele module de memorie. Cele ECC (Error Correction Code) detin o functie speciala care permite corectarea erorilor ce apar pe parcursul utilizarii iar cele Registered (numite si Buffered), detin un buffer (zona de memorie suplimentara) care depoziteaza informatia înainte ca ea sa fie transmisa controller-ului, permitând verificarea riguroasa a acesteia. Memoriile Registered sunt mai lente decât cele normale sau ECC si extrem de scumpe, folosirea lor fiind justificata doar în cazuri speciale, când corectitudinea informatiilor prelucrate si stabilitatea sistemului este vitala, de exemplu în cazul server-elor. În general, atât timp cât memoria nu este supusa unor situatii anormale de functionare (frecventa, tensiune sau temperatura în afara specificatiilor) ea ofera o stabilitate extrem de apropiata de perfectiune, arhisuficienta pentru un calculator obisnuit.

Ne-am referit pâna acum la chip-urile de memorie, când vine vorba de modulele în sine (placutele care se introduc în slot-urile placii de baza), avem câteva modele constructive. Dupa perioada de început, când chip-urile de memorie se înfigeau pur si simplu în placa de baza, primul model uzual a fost SIMM-ul pe 30 de pini, urmat de cel pe 72 de pini. Denumirea de SIMM provine de la Single Inline Memory Module, modulul prezentând o latime de banda de 8 biti pentru prima versiune si de 32 pentru cea de-a doua; dimensiunea fizica a SIMM-ului pe 30 de pini este de doua ori mai mica decât în cazul celeilalte variante. Diferentele de viteza dintre ele corespund perfect perioadei de glorie: daca prima versiune era uzuala pe timpul sistemelor 286 si 386, SIMM-ul pe 72 de pini a stat la baza generatiei 486, Pentium si Pentium Pro. Chip-urile folosite au fost de tip DRAM, FPM si, mai târziu, EDO DRAM.

Urmasul lui SIMM s-a chemat DIMM, adica Dual Inline Memory Module. Dupa cum îi spune si numele, el ofera o latime de banda de 64 de biti, dubla fata de SIMM-urile pe 72 de pini, având la baza un fel de dual-channel intern, daca ni se permite comparatia. Numarul de pini a fost de 168 sau de 184 de pini, în functie de tip: SDRAM sau DDR SDRAM. A existat si un numar limitat de modele de DIMM bazate pe EDO DRAM dar ele nu au avut succes pentru ca trecerea de la SIMM la DIMM a coincis cu cea de la EDO la SDRAM.

RIMM (Rambus Inline Memory Module) este modelul constructiv al memoriilor RDRAM. Numarul de pini este de 184 (ca si la DDR SDRAM) dar asemanarile se opresc aici, configuratia pinilor si modul de lucru fiind total diferit. Mai amintim de modulele SO-DIMM, destinate calculatoarelor portabile, care detin un numar diferit de pini: 184 pentru SDRAM si 200 pentru DDR SDRAM.

Practic vorbind, montarea modulelor SIMM era o operatie greoaie si necesita experienta si îndemânare. Odata cu modulele DIMM (si RIMM, care au acelasi sistem de prindere) chinul a fost dat uitarii, oricine putând monta o memorie, fiind necesara doar putina atentie. Montarea inversa a unui DIMM (care necesita, totusi, destula forta) duce întotdeauna la arderea memoriei.

Diferentele de viteza dintre memorii se bazeaza în mare parte pe diferentele de frecvente. Sa luam cazul memoriei principale, inclusa în sisteme ca memorie de lucru. În prima faza, pâna la aparitia procesoarelor 80486, frecventa sa era egala cu cea a procesorului si a PSB-ului (de ordinul zecilor de MHz), însa în momentul în care procesoarele au atins frecvente de peste 50 MHz, s-a pus problema faptului ca nu exista posibilitatea fabricarii (la preturi acceptabile) de memorii la astfel de frecvente. Asa ca s-a recurs la un truc: s-a hotarât ca memoria si PSB-ul sa lucreze la o frecventa mai mica decât cea a procesorului, setându-se astfel un raport fix între PSB si procesor. Astfel, un 486 DX4 la 100 MHz avea un PSB de 33 MHz (memoria rulând si ea la aceasta frecventa) iar un Pentium MMX la 233 MHz avea un PSB de 66 MHz. Spunem ca procesorul ruleaza asincron fata de PSB, în primul caz cu un multiplicator de 3x iar în al doilea de 3.5x. Nu numai imposibilitatea cresterii frecventei memoriei a dus la aceasta situatie ci si limitarile celorlalte bus-uri, la acea vreme ISA, VLB si PCI, care nu suportau frecvente mult mai mari decât cele standard.

Observatie: Nu trebuie confundata frecventa PSB cu cea a memoriei, sunt lucruri total diferite, PSB-ul fiind viteza de comunicare dintre procesor si northbridge. Întâmplator, controller-ul de memorie se afla în northbridge si, tot întâmplator, memoria rula sincron cu FSB-ul. Vom vedea ca mai târziu ca situatia s-a schimbat.

66 MHz a fost un prag greu de trecut pentru memorie, poate si datorita faptului ca aceasta frecventa corespunde dublului frecventei bus-ului PCI si egalului frecventei bus-ului AGP (care a aparut mai târziu), iar pentru a creste frecventa RAM independent de aceste doua bus-uri era necesara implementarea acestei functii în chipset. Dar poate cel mai important factor a fost instabilitatea pretului la memorie, care a oscilat permanent foarte puternic, existând cazuri în care el a crescut de câteva ori pe parcursul unei singure luni; scaderea a fost, desigur, mult mai lenta. Trecerea la SDRAM si cresterea FSB-ului uzual de la 66 la 100 MHz (odata cu Pentium II Deschutes si K6-2) a facilitat depasirea acestei bariere, ajungându-se rapid la 100 si apoi la 133 MHz (chiar si cu pastrarea FSB-ului la 100 MHz). Urmatorul prag, de 166 MHz, nu a mai fost atins de SDRAM dar nici exclus total, ci mai degraba neglijat datorita aparitiei memoriei DDR SDRAM, care dubla latimea de banda a unui SDRAM. Chiar daca frecventa reala era de 100, 133 sau 166 MHz, memoria se comporta aproape identic cu una la frecventa dubla si de aceea au fost încetatenite frecventele improprii de 200, 266 si 333 MHz (memoriile fiind marcate ca DDR200, DDR266 si DDR333 sau PC1600, PC2100 si PC2700, corespunzator latimii de banda: 1.6, 2.1 si respectiv 2.7 GB/s). Ulterior s-a ajuns la 400 MHz (DDR400, PC3200) si chiar mai sus, amatorii de overclocking dezlantuindu-si pasiunea odata cu module DDR533 (PC4200) sau chiar DDR625 (PC5000), care costa totusi o avere.

Urmatorul pas a fost DDR2 SDRAM, un standard asemanator cu DDR, dar care permite, la latente mai ridicate, frecvente mai mari. S-a început cu DDR2-400 (PC2-3200), urmând apoi DDR2-533 (PC2-4300), ultima realizare fiind DDR2-800 (PC2-6400). Desi numele ar sugera dublarea vitezei, un modul DDR2 nu este mai rapid decât unul DDR la aceeasi frecventa, ci dimpotriva: latentele mai ridicate scad usor performanta. Avantajul consta în posibilitatea cresterii frecventei mult dincolo de DDR400, standardul la care s-a poticnit DDR SDRAM (DDR533 si urmatoarele sunt pseudo-standarde, nefiind ratificate).

Pentru placile grafice, avem GDDR3 SDRAM, fiind anticipat o noua versiune, numita (cum altfel?) GDDR4. Este vorba de o optimizare a standardului DDR2 pentru placile grafice, la fel cum era SGRAM pentru SDRAM.

Un alt tip de memorie: ROM (Read Only Memory),dupa cum îi spune si numele, aceasta memorie nu poate fi decât citita, nu si scrisa prin metode obisnuite. Distingem si aici mai multe varietati, diferite de ROM-ul standard: PROM (Programmable ROM) - care poate fi scrisa o singura data, similar unui CD-R, EPROM (Erasable Programmable ROM) - care poate fi si rescrisa, similar unui CD-RW si EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) - memorie care poate fi rescrisa inclusiv prin metode software. Acest din urma tip este folosit îndeosebi în cazul BIOS-urilor diverselor componente (placi de baza, placi grafice), BIOS care este rescris în caz de necesitate (se spune ca „i se face update”).

BIOS-ul (Basic Input Output System) reprezinta interfata dintre hardware si software, elementul care face posibila comunicarea dintre un program si o componenta hard. Îl putem numi controller la nivel software, fiind în esenta un program care traduce comenzile software-ului într-un limbaj propriu al componentei respective si invers. Ar putea fi asemanat si cu un driver, dar BIOS-ul lucreaza la un nivel „mai low-level”, mai apropiat de hardware si detine doar câteva functii elementare, pe care se va baza driverul.

Legat de EPROM si EEPROM, este putin fortata denumirea de ROM pentru ca, la prima vedere, functionalitatea unei astfel de memorii este asemanatoare memoriei RAM: informatia poate fi alterata. Însa modul de constructie îi ofera o viteza redusa si o face utilizabila doar ocazional si în cantitati mici.

Bus-ul ISA (Industry Standard Architecture) a fost inventat de IBM odata primul IBM PC, aparut la începutul anilor '80 , calculator ce folosea magistrala de 8 biti specifica procesorului 8088. ISA era destinat placilor de extensie (placi grafice, controllere de hard disk) ce se atasau PC-ului. Odata cu 80286 si cu nevoile tot mai mari de viteza, s-a impus versiunea pe 16 biti a lui ISA, ce consta (fizic vorbind) într-o extensie la vechiul ISA, cu care era compatibil, în sensul ca o placa de baza compatibila 16-bit ISA suporta placi de extensie 8-bit. Standardul s-a pastrat pâna aproape de zilele noastre, chiar si azi mai putând fi întâlnite placi ISA si placi de baza care sa le suporte.

Odata cu procesorul 80386DX, s-a pus problema unui nou bus, care sa foloseasca din plin posibilitatile acestuia, si anume adresarea pe 32 de biti. Astfel s-au nascut o serie de standarde, incompatibile între ele, si anume MCA (Micro Channel Architecture), EISA (Extended ISA) si VLB (VESA Local Bus, VESA = Video Electronics Standards Association).MCA a esuat din cauza politicii IBM foarte restrictive, care s-a manifestat prin incompatibilitatea bus-ului cu vechiul ISA si prin decizia de a face acest standard proprietar; cu alte cuvinte,

cuvinte, IBM era singurul care putea proiecta si fabrica placi de extensie destinate lui MCA. EISA a fost raspunsul lui Compaq la MCA, care a evitat cele doua greseli ale lui IBM dar nu a reusit sa se impuna datorita pretului mare practicat si a performantelor nu tocmai stralucite. A urmat bus-ul VLB ce a fost conceput pentru placile grafice dar a fost folosit si pentru diverse controllere, fiind mult mai rapid fata de predecesori si având compatibilitatea cu ISA asigurata (fizic, placile VLB aveau un conector suplimentar fata de ISA). Desi a devenit popular în epoca lui 486, odata cu introducerea de catre Intel a bus-ului PCI (Peripheral Component Interconnect) VLB a decazut ca importanta datorita problemelor de compatibilitate cu nou-aparutul Pentium si a altor detalii minore care adunate au determinat impunerea lui PCI pe piata. Acesta, ca si celelalte trei tentative de bus-uri pe 32 de biti (deloc sau doar partial reusite), oferea avantajul utilizarii întregului potential al procesoarelor 386 si 486 dar nu si al lui Pentium, care detinea un bus extern de 64 de biti. Însa cum necesitatile vremii nu au cerut altceva decât un simplu bus PCI pe 32 de biti, acesta a devenit un standard utilizat si în prezent, nu înainte de a deschide calea lui PCI-64, utilizat doar în servere. Pentru calculatoarele obisnuite, urmasul lui PCI s-a numit AGP si a fost (si este) destinat doar placilor grafice.

AGP (Accelerated Graphics Port) a sosit mai târziu, în epoca jocurilor 3D, impunerea sa datorându-se exclusiv nevoii tot mai mari de crestere a numarului de cadre pe secunde afisate în jocuri. În loc sa se creasca latimea de banda, ca în cazul lui PCI-64, a fost crescuta frecventa, de la 33 la 66 MHz, efectul fiind similar. Avantajele lui AGP în fata lui PCI sunt numeroase si legate în special de placile grafice.

Spre exemplu, a fost introdusa posibilitatea ca chip-ul video sa poata accesa memoria sistemului ca memorie video, realizându-se asa-zisa texturare AGP. Desigur, tehnica este inferioara folosirii de catre placa grafica a propriei memorii, dar aceasta poate fi într-o cantitate mai mica decât este necesar. Extinderea bus-ului AGP a dus la crearea standardelor AGP 2x, AGP 4x si AGP 8x, tehnici speciale permitând atingerea unei frecvente virtuale de opt ori mai mari decât AGP-ul standard (numit si AGP 1x), dar care nu au adus mult-asteptatul spor de viteza din simplul motiv ca ele nu erau necesare.

De remarcat faptul ca, odata cu dublarea latimii bus-ului la 2x si respectiv 4x, au fost create noi standarde, numite AGP 2.0 si AGP 3.0. Ele modificau diverse aspecte interne (si relativ putin importante) ale bus-ului si scadeau tensiunea de alimentare de la 3.3 la 1.5V si respectiv de la 1.5V la 0.8V - o sursa de incompatibilitate între unele placi grafice si de baza.

Ultima realizare în domeniu se numeste PCI-Express. Standardul este total incompatibil cu oricare altul, atât fizic cât si logic, fiind necesare controllere noi pentru a-l gestiona - practic placi de baza noi, bazate pe alte chipset-uri decât cele cunoscute. Desi în prezent utilitatea sa este legata exclusiv de placile grafice, ce lucreaza în modul PCI-Express X16 (de 16 ori mai rapid decât AGP-ul standard), majoritatea placilor de baza compatibile PCI-Express ofera câteva slot-uri X1 sau X4, în care pot fi introduse unele placi de extensie practic absente de pe piata. Chipset-urile PCI-Express nu sunt, în general, compatibile cu AGP, motivul fiind încercarea producatorilor de a impune noul standard în defavoarea celui vechi. Însa cu placile PCI „simplu” nu exista probleme, ele putând coexista cu PCI-Express (de fapt, de ele este raspunzator southbridge-ul, care este comun tuturor northbridge-urilor, atât cu controller AGP cât si cu PCI-Express).

Un alt avantaj al noului bus consta în posibilitatea ca placile grafice NVIDIA (si în curând si ATI) sa lucreze în mod SLI (Scalable Link Interface), o facilitate multi-GPU. Astfel, este posibila existenta a doua placi grafice în sistem care sa lucreze în mod cooperativ, crescând substantial performanta în jocuri. Tehnologia se afla abia la început si nu este foarte populara, nefiind altceva decât o optiune pentru entuziasti.

Interfetele de conectare a unitatilor de disc nu au fost întotdeauna atât de rapide precum sunt astazi. Primul standard, introdus în IBM PC-ul original s-a numit ST-506, fiind dezvoltat în anul 1980 de catre Seagate. Mai multe sub-standarde au respectat specificatiile ST-506, printre ele numarându-se MFM (Modified Frequency Modulation, versiunea originala), RLL (Run Length Limited, ce crestea densitatea datelor cu 50% si era compatibil cu MFM), ESDI (Enhanced Small Device Interface, ce oferea o rata de transfer foarte ridicata pentru acea perioada) si, în final, IDE (Integrated Drive Electronics), numit si ATA (Advanced Technology Attachment).

Spre deosebire de standardele initiale, ESDI si mai ales IDE au integrat pe hard disk o mare parte din functionalitatea controller-ului acestuia (si e usor sa ne dam seama de acest lucru privind partea electronica a oricarui hard disk modern); astfel, viteza de transfer a crescut substantial.

IDE aducea o serie de inovatii, fiind practic o versiune foarte sofisticata a lui RLL, oferind, spre exemplu, posibilitatea conectarii a doua hard disk-uri pe acelasi cablu în combinatia Master/Slave. Transferul era realizat prin intermediul modului PIO (Programmable Input/Output) - în acest proces fiind angrenat si procesorul - sau DMA (Direct Memory Access), prin care controller-ul IDE comunica direct cu memoria, procesorul fiind degrevat de aceasta sarcina. Rata maxima de transfer era de 8.3 MB/s.

O extensie a lui IDE, EIDE (Enhanced IDE), numita si Fast-ATA sau ATA-2, oferea la mijlocul anilor '90 rate de transfer de pâna la 16.6 MB/s, posibilitatea detectarii automate în BIOS a parametrilor hard disk-ului, precum si capacitati mai mari decât limita impusa IDE-ul standard - 504 MB. De fapt, denumirile nu sunt perfect sinonime, EIDE si Fast-ATA (numite astfel de Western Digital si respectiv Seagate) fiind versiuni

versiuni ale standardului ATA-2 ce cuprind si specificatiile ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface). Este vorba de posibilitatea conectarii si a altor tipuri de unitati de stocare decât hard disk-urile, precum unitatile optice (doar de tip CD-ROM la acea vreme), de banda sau de dischete cu capacitati mari.

ATA-3, introdus în 1997, nu a adus îmbunatatiri legate de viteza, ci privind securitatea, un Power Management extins (micsorându-se astfel consumul de putere) si, nu în ultimul rând, legat de tehnologia SMART (Self Monitoring Analysis and Report Technology), ce permitea monitorizarea permanenta a starii de sanatate a hard disk-ului.

Mai departe, ATA-4 (1998) a introdus modul Ultra DMA/33 (Ultra ATA, UDMA33 sau Ultra DMA 2), renuntându-se la îmbunatatirea modului PIO, UDMA33 oferind un maxim de 33 MB/s. ATA-5 (UDMA66 sau Ultra DMA 4), ATA-6 (UDMA100 sau Ultra DMA 5) si ATA-7 (UDMA133 sau Ultra DMA 6, „sarit” de unii producatori) nu au facut decât sa creasca rata maxim de transfer la 66, 100 si respectiv 133 MB/s, de obicei mai mult decât puteau oferi hard disk-urile acelei perioade. Asadar, marketing similar lui AGP 8x vs. 4x.

Totodata, începând cu Ultra DMA/66, numarul de fire ale cablului de date a crescut de la 40 la 80 pentru a se reduce interferentele electromagnetice ce ar putea aparea la viteze atât de mari (fiecare al doilea fir era unul de masa, pentru ecranare). În plus, standardul Ultra DMA/100 a oferit si AAM (Automatic Acoustic Management), o facilitate care permite reducerea zgomotului emis de hard disk prin reducerea nesemnificativa a performantelor; totusi, nu toate unitatile suporta AAM.

Serial ATA (sau S-ATA) a fost urmatorul pas. Schimbarile palpabile au fost reprezentate de noile tipuri de cabluri, atât pentru alimentare cât si pentru date (ultimul mult mai comod de folosit, fiind mai subtire, cu doar 7 fire), precum si de eliminarea conceptelor de Master si Slave, fiecare hard disk având canalul sau dedicat. Un alt avantaj remarcabil este hot-swapping-ul, fiind posibila introducerea/eliminarea hard disk-ului fara a opri PC-ul; practic, orice hard disk normal poate fi acum folosit precum unul portabil.

Standardul ATA a fost redenumit retroactiv în Parallel ATA (sau P-ATA), pentru a se putea diferentia usor de S-ATA. Denumirile provin chiar de la modul în care sunt transmise datele: P-ATA foloseste mai multe „cai” pentru transmiterea în paralel a informatiilor (de aici si numarul mare de fire necesar), pe când S-ATA efectueaza o transmisie seriala.

Versiunile curente sunt Serial ATA „original” (150 MB/s) si Serial ATA II (300 MB/s), dar se asteapta adoptarea în viitor a lui Serial ATA III pentru 600 MB/s.

Separat de ATA/IDE si variantele sale, SCSI (Small Computer System Interface - pronuntat „scazi”, în doua silabe si cu accent pe „a”) a devenit, începând cu mijlocul anilor '80 , un standard foarte utilizat în workstation-uri, servere si, ocazional, în PC-urile high-end. Cum descrierea sa depaseste cadrul articolului de fata, ne limitam la a spune ca si aici exista numeroase sub-standarde, cu facilitati si rate maxime

rate maxime de transfer diferite: Fast SCSI, Wide SCSI, Ultra SCSI, Ultra Wide SCSI, Ultra2 SCSI, Ultra2 Wide SCSI, Ultra3 SCSI, Ultra-320 SCSI si, în final, Serial Attached SCSI sau SAS - versiunea S-ATA în domeniul SCSI.

Avantajele sunt numeroase (viteza mai mare, ocupare minima a procesorului în timpul transferului, daisy-chaining etc) si nu afecteaza în mare masura utilizatorul obisnuit. SCSI este folosit si în alte scopuri, precum conectarea imprimantelor sau a scanner-elor.

Orice controller P-ATA/S-ATA/SCSI poate fi integrat pe placa de baza (este cazul P-ATA, cel putin pentru placile fabricate în ultimii 10 ani, a celor S-ATA pentru mai toate modelele de placi din ultimul an, precum si cazul SCSI pentru placile de baza de servere), dar se poate gasi si separat, sub forma unei placi de extensie ce se ataseaza prin intermediul unui slot (PCI, eventual VLB sau ISA).

Singura unitatea care nu a suferit asa multe modificari a fost unitatea floppy care acum este de 3.5 iar cablul ATA, fiind de 34 de fire.

Pe lânga interfetele care permit conectarea componentelor interne, în speta placile de extensie, porturile externe permit atasarea de dispozitive exterioare PC-ului care îndeplinesc diverse functii, de la mouse pâna la DVD writer.

Porturile serial si paralel sunt prezente în practic toate sistemele, de la aparitia PC-ului încoace, fiind utilizate în principal pentru cuplarea unor dispozitive periferice externe (mouse serial, imprimanta, modem, scanner etc). Diferentele dintre ele privesc modul de functionare: portul serial transmite date pe un singur fir (bit cu bit), fata de cel paralel care transfera datele pe opt linii paralele (byte cu byte).

Initial, portul paralel era capabil de transmisie unidirectionala (într-un singur sens), aceasta datorita limitarii standardului SPP (Standard Parallel Port); odata cu EPP (Enhanced Parallel Port), problema a disparut iar viteza maxima atinsa a crescut de la 150 KB/s la 2 MB/s. Nevoia tot mai mare de viteza a adus un nou impediment privind

privind cresterea ratei de transfer: utilizarea prea mare a procesorului sistemului. Pentru a se evita inconvenientul a fost introdus standardul ECP (Extended Capabilities Port) care lucra în asa-numitul mod DMA (Direct Memory Access), utilizarea procesorului fiind minima. Pe lânga aceasta, EPP a oferit compresie/decompresie în timp real, ceea ce a constituit un ajutor remarcabil pentru dispozitivele ce necesitau rate mari de transfer.

Perifericele conectate la portul paralel sunt diverse, cuprinzând în primul rând imprimantele, scanner-ele, unitatile de banda dar si altele mai exotice, precum webcam-urile. Însa odata cu necesitatile tot mai mari de la sfârsitul anilor '90, portul paralel a început încet-încet sa fie dat uitarii, locul sau fiind preluat de alte standarde incompatibile cu acesta.

Portul serial, datorita vitezei scazute, nu poate fi utilizat decât de componente care nu necesita viteze mari, precum mouse-ul sau modem-ul. Un avantaj al sau, de cele mai multe ori ignorat, este posibilitatea de transmitere a datelor la distante mult mai mari decât portul paralel. Putem adauga si numarul de fire de transmisie mai mic (3 în cazul

(3 în cazul portului serial fata de 19 sau 25 pentru paralel), deci costurile cablurilor sunt mai reduse.

Concluzionând, nu putem pune o relatie comparativa între portul serial si paralel pentru ca ele au fost concepute pentru utilizari diferite. Ambele se afla în declin, însa nici un alt standard nu a reusit sa se impuna puternic din cauza costurilor ridicate, cu exceptia celui PS/2 - utilizat azi pentru tastatura si mouse. Acesta a fost introdus de IBM în 1987, odata cu seria de PC-uri numita PS/2 (Personal System/2), un esec

un esec total pentru Big Blue. Însa Intel s-a folosit de standard, el devenind uzual abia odata cu introducerea în 1997 a form factor-ului ATX, despre care vom vorbi mai târziu. Retinem ca atât mouse-ul cât si tastatura (conectata pâna atunci prin standardul AT - compatibil pin la pin cu PS/2, dar de forma mai mare) se leaga în prezent la computer prin acest port.

Un nou standard, pe numele sau USB (Universal Serial Bus), a aparut din dorinta de a se oferi o interfata universala, capabila sa conecteze la PC orice fel de dispozitiv, de la mouse, imprimanta, pâna la interfata externa de sunet (similara unei placi de sunet dar situata în exteriorul PC-ului), TV tuner, hard disk si unitate optica. Interfata este plug&play si hot-swappable, ceea ce înseamna ca orice dispozitiv va fi recunoscut automat de sistemul de operare si respectiv va putea fi conectat sau deconectat „din zbor”, fara a fi necesara o repornire.

USB s-a impus foarte greu, pe parcursul câtorva ani el progresând lent din cauza performantelor reduse ale dispozitivelor conectate la acest port, fapt datorat limitarii transferului la 12 Mbps. Spre exemplu, unui CD-ROM 40x îi era imposibil sa se conecteze la portul USB pentru ca ar fi avut nevoie de un transfer de 6 MB/s (48 megabiti pe secunda), de patru ori mai mult decât limitele bus-ului. De aceea, USB a fost destinat doar dispozitivelor lente (totusi mult mai rapide decât portul serial, care era limitat la câteva sute de Kbps).

Solutia la problema a fost oferita de USB 2.0, a doua versiune a standardului, ce prevedea viteze de pâna la 480 Mbps (60 MB/s, deci si un ipotetic CD-ROM 400x ar face fata). În prezent, majoritatea placilor de baza suporta interfata USB 2.0 si dispozitivele ce se conecteaza la aceasta sunt din ce în ce mai multe. Totusi, cei mai multi utilizatori prefera solutiile comune (daca ele exista), care costa mai putin si ofera aproape aceleasi facilitati.

Un port cu functii mai avansate si cu o vechime mai mare este FireWire, numit si IEEE 1394, standard introdus de catre Apple la mijlocul

mijlocul anilor '80 si oferit apoi catre IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) pentru standardizare, de unde si numele alternativ.

În 1995, acest institut lansa specificatiile sale oficiale, oferind trei rate de transfer posibile: 100, 200 si 400 Mbps. Aceasta în perioada în care USB, în prima sa versiune (12 Mbps) era doar în proiect... Totusi, scopul lui FireWire este diferit: el doreste sa conecteze la computer dispozitive ce au nevoie (si aveau nevoie înca de la acea data) de viteze foarte mari, precum camerele video digitale, Sony adoptând rapid standardul. Încet-încet, FireWire a câstigat popularitate, devenind astazi ceva doar

ceva doar cu putin mai exotic decât USB (nefiind prezent pe orice placa de baza, dar cele high-end sigur îl detin). În prezent, utilizarea sa este destul de larga, fiind folosit de dispozitive real-time de editare audio/video, dar si de produse destinate publicului larg, precum scannere, webcam-uri, unitati optice de stocare sau hard disk-uri portabile.

Alta interfata întâlnita pe majoritatea placilor de baza, dar mai rar folosita, este IrDA (Infrared Data Association), care permite schimbul de date wireless („fara fir”) cu alte echipamente ce au incorporata o astfel de tehnologie (imprimante, laptop-uri, PDA-uri, telefoane mobile, camere digitale etc) sau chiar cu un alt PC. Tot la capitolul interfete wireless mai merita mentionat standardul Bluetooth, relativ folosit, dar înca exotic pentru utilizatorii obisnuiti. Prin intermediul acestuia, PC-urile, PDA-urile, telefoanele mobile, imprimantele si alte dispozitive, pot fi conectate folosind undele radio, pe distante scurt sau medii.