Быстрое кольцо

QuickRing представлял собой межсоединение с гигабитной скоростью, сочетавшее в себе функции компьютерной шины и сети . Он был разработан в Apple Computer как мультимедийная система для работы «поверх» существующих систем локальных шин внутри компьютера, но позже был передан National Semiconductor и перепозиционирован как межсоединение для параллельных вычислений . Похоже, что ни в одной из этих ролей он не нашел особого применения, и над ним больше не ведется активная работа. Однако, похоже, он послужил источником вдохновения для других, более поздних технологий, таких как HyperTransport .

История

QuickRing возник как ответвление легендарного проекта Futurebus , стартовавшего в конце 1970-х годов под эгидой IEEE . Процесс Futurebus быстро застопорился, и, придя к выводу, что он обречен, несколько главных разработчиков в 1987 году отказались от усилий, чтобы снова попробовать себя в небольших проектах, что привело к созданию QuickRing и SCI . В случае с QuickRing основным сторонником был Пол Суизи из National Semiconductor , который руководил группой по когерентности кэша Futurebus . Суизи покинул National Semiconductor и перешел в группу передовых технологий Apple Computer , где разрабатывалась новая система.

Впервые система была анонсирована публично на Всемирной конференции разработчиков в 1992 году и позиционировалась в первую очередь как вторичная шина для компьютерных систем, обеспечивающая передачу нескольких потоков цифрового видео без использования существующей объединительной шины. Apple была особенно заинтересована в этой роли из-за ограничений их нынешних систем NuBus с точки зрения скорости. Они предполагали, что различные видеокарты будут использовать второй разъем, расположенный в верхней части карты, напротив разъема NuBus внизу, для связи друг с другом. При желании одна из карт будет выдавать сжатый вывод, который можно будет отправить по NuBus для хранения или отображения. Еще до коммерческого использования QuickRing начали появляться новые версии PCI , которые предлагали производительность, достаточно близкую к QuickRing, чтобы сделать его роль ненужной. Apple перешла на линейку компьютеров, полностью основанных на PCI, начиная с 1995 года, и в ходе одного из общих сокращений в начале 90-х годов Apple прекратила финансирование QuickRing.

Суизи вернулся в компанию National Semiconductor, которая позиционировала QuickRing как высокоскоростное межсетевое соединение. Здесь ему повезло немного больше: он конкурировал с SCI, с одной стороны, и с более быстрыми версиями Ethernet , с другой. Были предприняты попытки стандартизировать QuickRing внутри существующей системы VMEbus с использованием некоторых резервных контактов в ответ на усилия отрасли по стандартизации аппаратного обеспечения параллельной обработки, но из этого ничего не вышло. ВМС США объявили несколько тендеров на продукты QuickRing для обработки гидролокационных данных (для которых изначально был разработан Futurebus+), но неясно, действительно ли он использовался в этой роли. В конечном итоге компания National потеряла интерес, и в 1996 году система практически исчезла. Подобные продукты, в частности SKYconnect и Raceway, также были стандартизированы в этой роли, но, похоже, также не нашли широкого применения.

Описание

Базовая система QuickRing состояла из нескольких однонаправленных 1-битных последовательных каналов, передающих данные, и одной дополнительной линии, передающей тактовый сигнал частотой 50 МГц. Реализация Apple состояла из шести линий передачи данных и линии синхронизации с использованием медной витой пары (с использованием LVDS ), встроенной в тонкую пластиковую полоску. Компания National Semiconductor предложила множество различных реализаций с числом линий передачи данных до 32. а также те же сигналы, мультиплексированные с использованием частотного мультиплексирования в одном оптоволоконном кабеле для более длинных связей между машинами.

Линии данных синхронизировались с частотой, в семь раз превышающей тактовый сигнал, поэтому каждый тактовый «тик» перемещал 7 бит данных по каждой из линий шины. Для реализации Apple это означало 7 бит умножить на 6 каналов с частотой 50 миллионов раз в секунду при скорости необработанных данных 2,1 Гбит /с. Десять бит из 42 использовались для сигнализации и управления, оставив 32 для данных, в результате чего чистая скорость передачи данных составила 1,6 Гбит/с или 200 МБ /с. Это было лишь немного быстрее, чем современные версии PCI (1993 г.) со скоростью ~ 130 МБ/с, но намного быстрее, чем NuBus той же эпохи со скоростью около 20 МБ/с.

Каждый интерфейс QuickRing содержал два таких канала: один для «восходящих» и один для «нисходящих» соединений в кольце «точка-точка». Поскольку система не была шиной, машины могли одновременно общаться в восходящем и нисходящем направлении, не мешая другим пользователям. Недостаток заключался в том, что каждый переход через промежуточную точку добавлял задержку до 1,3 мкс. Поскольку QuickRing построен по кольцевой топологии, нет необходимости в выделенном коммутаторе или маршрутизаторе, что потенциально снижает стоимость развертывания системы. Два кольца можно соединить вместе, поместив микросхемы шины «спина к спине» в коммутатор, что позволяет создавать более крупные сети.

В маршрутизации QuickRing используется система коммутации каналов , в которой путь сообщения устанавливается до отправки данных, и после установки соединение становится очень легким. Это отличие от коммутации пакетов , при которой каждое сообщение содержит все данные, необходимые для достижения пункта назначения. Это более гибко, но добавляет накладные расходы. Из 10 бит управляющих данных четыре использовались для указания номера цепи, что позволяло использовать в общей сложности 16 устройств на кольцо.

Дальнейшее чтение

• Сеть QuickRing , М. Валерио, Л. Е. Мозер, П. М. Меллиар-Смит и П. Суизи, Конференция ACM по информатике

Внешние ссылки

• Тревор Маршалл, «Fast Transit», BYTE , октябрь 1992 г.
• «Что бы ни случилось с... QuickRing» , BYTE , ноябрь 1994 г.