Trọng tâm của bất kỳ bo mạch chủ nào đều có các bus khác nhau mang tín hiệu giữa các thành phần. Vậy bus máy tính là gì? Hãy cùng Khóa Vàng tìm hiểu ngay sau đây.
1. Hệ thống bus trong máy tính là hệ thống gì?
Bus còn được gọi với cái tên là bus địa chỉ, bus dữ liệu hoặc bus cục bộ. Bus là một đường truyền tín hiệu điện kết nối các thiết bị khác nhau trong một hệ thống máy tính.
Bus là một đường dẫn chung từ bên này sang bên kia; dữ liệu đó có thể di chuyển trong máy tính. Đường dẫn được sử dụng để liên lạc và có thể được thiết lập giữa hai hoặc nhiều phần tử máy tính.
Bus có nhiều dây gắn trên bo mạch chủ của máy. Trên các dây dẫn này là các đầu cuối đầu ra; chúng được sắp xếp và đặt cách nhau ở một khoảng cách xác định để có thể cắm bảng I/O hoặc bảng bộ nhớ (bus hệ thống).
Ví dụ, bus truyền dữ liệu giữa CPU và bộ nhớ hệ thống thông qua bo mạch chủ của máy.
2. Đặc điểm hệ thống bus
Một bus được đặc trưng bởi lượng thông tin có thể được truyền đồng thời. Con số này được biểu thị bằng bit và tương ứng với số lượng đường dẫn vật lý mà dữ liệu được gửi cùng một lúc. Một dải 32 dây có thể truyền song song 32 bit. Thuật ngữ “độ rộng” được sử dụng để chỉ số lượng bit mà bus có thể truyền cùng một lúc.
Ngoài ra, tốc độ của bus phụ thuộc vào tần số của nó (được biểu thị bằng Hertz), là số lượng gói được gửi hoặc nhận mỗi giây. Mỗi lần dữ liệu được gửi hoặc nhận được gọi là một chu kỳ.
Bằng cách này, bạn có thể tìm thấy tốc độ truyền tối đa của bus, tức là lượng dữ liệu mà nó có thể truyền trên một đơn vị thời gian, bằng cách nhân chiều rộng của nó với tần số của nó. Do đó, tốc độ baud của một bus có chiều rộng 16 bit và tần số 133 MHz bằng:
16 * 133.106 = 2128*106 bit/s,
or 2128*106/8 = 266*106 bytes/s
or 266*106 /1000 = 266*103 KB/s
or 259.7*103 /1000 = 266 MB/s
3. Bus của RAM là gì?
Bus RAM hay còn gọi là bus của RAM là kích thước kênh truyền dữ liệu bên trong của RAM, Bus RAM càng lớn thì lưu lượng dữ liệu mà nó xử lý càng nhiều.
Với chỉ số này, chúng ta có thể tính được tốc độ đọc dữ liệu của RAM trong vòng một giây theo công thức Bandwidth=(Bus Speed x Bus Width)/8.
Trong đó:
- Bandwidth: Còn được gọi là băng thông bộ nhớ, dữ liệu RAM có thể được đọc trong vòng 1 giây (MB/s). Băng thông được chúng ta tính toán dựa trên công thức trên là tốc độ tối đa theo lý thuyết, nhưng trên thực tế, băng thông thường nhỏ hơn hoặc không thể vượt quá băng thông lý thuyết.
- Bus Speed: Là RAM BUS, tốc độ xử lý dữ liệu trong vòng một giây.
- Bus width: là chiều rộng của bộ nhớ. Độ rộng Bus hiện tại của RAM DDR, DDR2, DDR3 và DDR4 được cố định ở mức 64.
Ví dụ: RAM 8GB DDR4 Adata ECC, tần số bus là 2133Mhz, truyền được 17064MB trong 1s (khoảng 16,5GB/s). Khi dùng dual channel, cắm song song 2 thanh RAM sẽ nhân đôi dữ liệu truyền trong 1 giây. Tuy nhiên, bus RAM không tăng và vẫn chỉ là 2133Mhz.
4. Phân loại hệ thống bus trong máy tính như thế nào?
Bus là hệ thống song song hoặc nối tiếp; và bên trong (cục bộ) hoặc bên ngoài (bus mở rộng).
Tùy thuộc vào cấu hình của các thiết bị được kết nối với hệ thống bus, chúng được chia thành 3 nhóm như sau:
- Đầu ra cung cấp dữ liệu cho hệ thống bus
- Đầu vào nhận dữ liệu từ bus.
- In/Out Khi vào, khi ra.
Bus trong một hệ thống máy tính sẽ có mục đích riêng của chúng
4.1. Bus hệ thống
Vì có rất nhiều bộ phận và khối riêng lẻ bên trong chip nên đường dẫn dữ liệu sẽ khác nhau. Do đó, không thể hình thành các đường nối giữa các bộ phận; lần lượt nối tất cả các đầu vào/đầu ra của các khối riêng lẻ vào một hệ thống đường dẫn chung. Hệ thống này được gọi là bus.
Thường có nhiều thiết bị kết nối với bus, một số thiết bị đang hoạt động có thể yêu cầu giao tiếp bus. Ngoài ra còn có các thiết bị thụ động chờ yêu cầu từ các thiết bị khác. Các thiết bị tích cực được gọi là chủ và các thiết bị thụ động được gọi là slave.Ví dụ, khi CPU hướng dẫn bộ điều khiển đĩa đọc và ghi một phần dữ liệu, CPU là chủ và bộ điều khiển đĩa là slave. Tuy nhiên, nếu bộ điều khiển hướng dẫn bộ nhớ nhận dữ liệu, nó sẽ đóng vai trò là master.
4.2. Bus Driver và Bus Receiver
Khi bus dài và có nhiều thiết bị kết nối, tín hiệu điện trong máy tính thường không đủ để điều khiển hệ thống bus. Đó là lý do tại sao hầu hết các bus master kết nối với xe buýt thông qua một con chip gọi là trình điều khiển bus; về cơ bản nó là một bộ khuếch đại vi sai. Ngoài ra, hầu hết các nô lệ được kết nối với bus thông qua bus receiver.
4.3. Bus đồng bộ (Synchronous bus)
Bus đồng bộ có một đường được điều khiển bởi bộ tạo dao động tinh thể, tín hiệu trên đường này ở dạng sóng vuông và tần số thường nằm trong khoảng 5 MHz-50 MHz.
4.4. Bus không đồng bộ (Asynchnous bus)
Bus không đồng bộ không sử dụng đồng hồ, thời gian của nó có thể dài tùy ý và có thể là khác nhau đối với các cặp thiết bị khác nhau.
5. Các loại bus trong máy tính
Các bus chính trong hệ thống bus máy tính hiện đại như sau:
5.1 Bus Bộ xử lý
Bus Bộ xử lí còn được gọi là Front Side Bus (FSB), đây là bus nhanh nhất trong hệ thống và là trung tâm của chipset và bo mạch chủ. Bus này chủ yếu được bộ xử lý sử dụng để truyền thông tin giữa bộ đệm hoặc bộ nhớ chính và cầu bắc của chipset. Nói chung, đây là bus nhanh nhất trong hệ thống, với tốc độ và cách sử dụng tùy thuộc vào sự kết hợp giữa bộ xử lý và chipset cụ thể.
5.2 Bus AGP
Đây là bus 32 bit được thiết kế cho card màn hình. Bus AGP hoạt động ở 66MHz (AGP 1x), 133MHz (AGP 4x) hoặc 533MHz (AGP 8x), cho phép băng thông lên đến 2133MBps. Nó kết nối với cầu bắc hoặc trung tâm điều khiển bộ nhớ của chipset và xuất hiện dưới dạng một ổ cắm AGP duy nhất trong các hệ thống hỗ trợ nó. Các hệ thống mới hơn đang triển khai các khe cắm PCI Express AGP.
5.3 PCI-Express
PCI-Express – Bus PCI-Express là sự phát triển thế hệ thứ ba của PCT bắt đầu xuất hiện vào giữa năm 2004. PCI Express là một bus báo hiệu (thông tin/lệnh) riêng biệt được tạo bởi North Bridge hoặc South Bridge. Tốc độ PCI Express được hiển thị trong giới hạn của dongle. Theo mỗi hướng (tốc độ hiệu dụng 250MBps hoặc 500Gbps hoặc 5Gbps theo mỗi hướng (tốc độ hiệu dụng 250MBps hoặc 500MBps)) Các card đồ họa PCI-Express thường sử dụng Khe cắm x16, cung cấp 4.000MBps hoặc 8.000MBps theo mỗi hướng.
5.4 Bus – PCI
Đây thường là chip 32-bit 33MHz trong hầu hết các hệ thống CPU Intel 486. Một số hệ thống lớn hơn bao gồm nhiều phiên bản của tùy chọn 64-bit 66MHz (trong hầu hết các hệ thống máy trạm hoặc lớp máy chủ). Bus này được tạo ra bởi Trung tâm điều khiển I/O trong các chipset cầu bắc trong các chipset cầu bắc/chip cầu nam hoặc trong các chipset sử dụng kiến trúc trung tâm. Bus được thể hiện trong hệ thống dưới dạng tập hợp các khe cắm 32 bit, thường có màu trắng, được đánh số từ 4 đến 6 trên hầu hết các bo mạch chủ. Các thiết bị ngoại vi tốc độ cao, chẳng hạn như bộ điều hợp SCSI, card mạng, card video, v.v., có thể được cắm trực tiếp vào các khe cắm bus PCI. PCI-X và PCI-Express là sự phát triển nhanh hơn của bus PCI.
5.5 Bus ISA
Đây là bus 16-bit 8MHz không xuất hiện trong các hệ thống ngày nay sau khi nó xuất hiện lần đầu trên PC với tên 8-bit 5MGz và vào năm 1984 trên IBM AT với tên 16-bit 8MHz. Đó là một bus rất chậm, nhưng tuyệt vời cho các thiết bị ngoại vi chậm hơn hoặc cũ hơn. Trước đây, nó được sử dụng cho bộ điều biến trình cắm, card âm thanh và nhiều thiết bị ngoại vi tốc độ thấp khác, bus ISA và giao diện giữa ISA và bus PCI nhanh hơn. Trong các hệ thống có ổ cắm ISA, chip Super I/O thường được kết nối với bus ISA.
6. Danh sách bus máy tính được dùng phổ biến hiện nay
Dưới đây là bảng danh sách bus được dùng phổ biến hiện nay:
Tên gọi Độ rộng Bus Tốc độ Bus (MHz) Băng thông BUS (MB/sec) ISA 8-bit 8 8.3 7.9 ISA 16-bit 16 8.3 15.9 EISA 32 8.3 31.8 VLB 32 33 127.2 PCI 32-bit 32 33 127.2 PCI 64-bit 2.1 64 66 508.6 AGP 32 66 254.3 AGP (x2 Mode) 32 66×2 528 AGP (x4 Mode) 32 66×4 1056 AGP (x8 Mode) 32 66×8 2112 ATA33 16 33 33 ATA100 16 50 100 ATA133 16 66 133 Serial ATA (S-ATA) 1 180 Serial ATA II (S-ATA2) 2 380 USB 1 1.5 USB 2.0 1 60 FireWire 1 100 FireWire 2 1 200 SCSI-1 8 4.77 5 SCSI-2 – Fast 8 10 10 SCSI-2 – Wide 16 10 20 SCSI-2 – Fast Wide 32 bits 32 10 40 SCSI-3 – Ultra 8 20 20 SCSI-3 – Ultra Wide 16 20 40 SCSI-3 – Ultra 2 8 40 40 SCSI-3 – Ultra 2 Wide 16 40 80 SCSI-3 – Ultra 160 (Ultra 3) 16 80 160 SCSI-3 – Ultra 320 (Ultra 4) 16 80 DDR 320 SCSI-3 – Ultra 640 (Ultra 5) 16 80 QDR 640
7. Tổng kết
Trên đây là những thông tin chi tiết về hệ thống bus máy tính mà Khóa Vàng đã cung cấp cho bạn. Mong rằng những kiến thức ở trên sẽ hữu ích đối với bạn. Nếu bạn đang tìm shop bán PC uy tín, chất lượng thì đừng bỏ qua Khoá Vàng nha.
Tham khảo thêm:
- Bus RAM là gì? Cách tính tốc độ truyền dữ liệu
- Ép xung CPU laptop là gì? Các lưu ý về việc ép xung CPU laptop
- Những lưu ý quan trọng khi nâng cấp CPU laptop mà bạn cần biết
