Шина VESA

Компьютерная шина, представленная в i486 IBM-совместимых персональных компьютерах. Созданная VESA (Video Electronics Standards Association - Ассоциацией по стандартизации видеоэлектроники), локальная шина VESA работала вместе с доминирующей в то время шиной ISA, обеспечивая стандартизированный высокоскоростной канал, предназначенный в первую очередь для ускорения видео (графических) операций. VESA обеспечивает скоростной канал, предназначенный для ускорения операций ввода-вывода и динамического доступа к памяти (DMA), при этом используя традиционную шину ISA для обработки основных функций устройства, таких как прерывания и ввод-вывод с отображением портов. Некоторые высокопроизводительные материнские платы для 386DX также имели слот VL-Bus.

В начале 1990-х годов полосы пропускания ввода-вывода (8,33 МБ/с) для преобладающей тогда шины ISA стало не хватать для производительности видеокарт, которые начали стремительно развиваться. Потребность в более быстрой графике была вызвана более широким распространением графических пользовательских интерфейсов в операционных системах. Хотя, на тот момент, IBM действительно создала жизнеспособного преемника ISA с микроканальной архитектурой - MCA, обеспечивающей пропускную способность 66 МБ/с, она потерпела неудачу на рынке, поскольку производители оборудования не хотели платить высокие лицензионные сборы за ее использование. Конкурент MCA - шина EISA с пропускной способностью в 33,32 МБ / с тоже не могла обеспечить достаточную производительность графики. До выхода шины Peripheral Component Interconnect (PCI) с ее пропускной способностью в 133 МБ/с остается еще какое-то время. Чтобы заполнить пустую нишу скоростных шин для видеокарт, производители чипсетов и видеокарт создали свою реализацию скоростной шины, представляющей собой расширение шины ISA (или EISA, с которой ISA-платы совместимы), к разъему которой был добавлен дополнительный разъем.

Пропускная способность VESA зависела от скорости шины процессора: она начиналась со 100 МБ/с при частоте шины 25 МГц, увеличивалась до 133 МБ/с на 33 МГц шине, до 160 МБ/с на 40 МГц и достигала 200 МБ/с на 50 МГц шине.

Физически выход шины представлял собой два разъема - 16 битный ISA- и MCA-разъем, развернутый на 180 гр. Поэтому можно было подключать как ISA-карты, так и VESA-карты с двумя разъемами. Вместо ISA-разъема мог быть обратно с ним совместимый EISA-разъем.

Ограничения VESA. Простота и скорость реализации VESA являлись симптомами временности такого решения, у которого был ряд ограничений:

1. Зависимость от 80486-систем VESA в значительной степени опирается на логику шины памяти процессора Intel 80486. Когда появился процессор Pentium, в логику работы его шины было внесено несколько изменений, которые было трудно адаптировать для VESA. Было произведено совсем немного материнских плат (например OPTi 82C822) для Pentium с VESA-разъемами и специальными мостами для них - VLB-PCI. Это также означало, что перенос шины на компьютер с другой архитектурой, отличной от x86, был практически невозможен и экономически не целесообразен.

2. Ограниченное количество доступных слотов. Большинство компьютеров, использующих локальную шину VESA, имеют только один или два слота ISA с поддержкой VLB из пяти или шести доступных; таким образом, четыре слота ISA обычно предназначены только для ISA. Это результат того, что локальная шина VESA является прямой ветвью шины памяти 80486. Процессор не имеет достаточной электрической мощности для корректного управления (подачи сигналов и питания) более чем двумя или тремя устройствами одновременно напрямую от этой шины.

3. Проблемы с надежностью. Конфликты между несколькими картами являются обычным явлением, поскольку взаимодействие между отдельными картами, комбинациями карт, реализацией материнской платы и даже самим процессором трудно предсказать. Это было особенно распространено на материнских платах нижнего ценового диапазона. Поскольку VESA-платы имеют прямой доступ к системной памяти на том же уровне, что и основной процессор, система не может вмешаться, если устройства были неправильно настроены или стали нестабильными. Если две платы перезаписывают одну и ту же область памяти, а контроллер жесткого диска тоже работает с этой областью, то появляется большой риск повреждения данных.

4. Ограниченная масштабируемость. По мере роста тактовой частоты шины систем с 486-процессорами управлять стабильностью VESA становилось все труднее, в частности добиться синхронизации. Процессор Intel 486 с частотой 50 МГц столкнулся с трудностями на рынке, поскольку многие существующие материнские платы (даже конструкции без VESA) не справлялись с увеличением частоты шины до 50 МГц. В преемник 486DX-50 - процессоре 486DX2-66 была решена проблема синхронизации путем использования делителя частоты шины. 66 МГц шина делилась на два и работала на частоте 33 МГц, а процессор работал на частоте 66 МГц.

5. Сложность установки. Длина слота и количество контактов делают установку и извлечение карт VESA довольно трудным процессом. Требуются значительные физические усилия для установки VESA-карты, что приводит к нагрузке как на саму карту, так и на материнскую плату. В результате могут быть физические повреждения оборудования. Из-за длины слота VESA и сложности установки, связанной с его длиной, у веса появилось второе название - VLB - Very Long Bus (Очень длинная шина).

Несмотря на перечисленные выше проблемы, локальная шина VESA стала очень распространенной на более поздних материнских платах для 486-процессоров, причем большинство более поздних (после 1992 года) систем на базе 486 оснащены видеокартой VESA Local Bus. Ведь одним из важных достоинств VESA была низкая стоимость ее реализации, в отличие от появившейся тогда шины PCI. Поэтому только к 1994 году PCI стала выходить за пределы серверных систем благодаря процессорам Intel Pentium. PCI окончательно вытеснила VESA (а также EISA) в последние годы существования 486-процессоров, когда последнее поколение материнских плат для 486 имело слоты PCI вместо слотов ISA с поддержкой VLB. Тем не менее, некоторые производители разработали и предложили материнские платы серии «VIP», которые содержали в себе три вида шин: VLB, ISA и PCI.