QuickRing — стандарт шины передачи данных, работавший на гигабитных скоростях и совмещающий как функции компьютерной шины, так и локальной сети. Первоначально разработан в 1990-х компанией Apple в качестве магистрали для мультимедийных систем, работающей дополнительно к уже используемым компьютерным шинам персональных компьютеров. Впоследствии технология была подхвачена компанией National Semiconductor и перепозиционирована как соединительная шина для высокопроизводительных параллельных систем .

Также в разработке и продвижении стандарта участвовали компании Molex и Beta Phase . Не получив широкого распространения, QickRing, тем не менее, существенно повлиял на ряд более поздних технологий компьютерных шин, таких, как HyperTransport .

История

QuickRing начался как ответвление легендарного проекта Futurebus , который разрабатывался в конце 1970-х годов под эгидой IEEE . Придя к пониманию, что сам Futurebus обречен, в 1987 году несколько его ведущих разработчиков оставили проект, предпочтя попробовать снова на менее масштабных разработках. Этот шаг привел к созданию интерфейсов QuickRing и SCI . Главной движущей силой развития QuickRing стал американский инженер Paul Sweazey, работавший в компании National Semiconductor и организационно обеспечивавший в проекте Futurebus функционирование рабочей группы cache coherency group . Покинув National Semiconductor, Sweazey перешёл в Apple Computer’s Advanced Technology Group — специализированное подразделение Apple, предназначенное для разработки новых технологий.

Технология была впервые анонсирована в 1992 году на выставке Apple Worldwide Developers Conference , и позиционировалась как специализированная шина, способная одновременно передавать несколько потоков цифрового видео без использования основной шины персонального компьютера .

Apple была заинтересована в таком функционале QuikRing в связи с ограничениями пропускной способности использовавшейся ею шиной NuBus . Они, в своих гипотетических сценариях использования QuikRing, объединяли разные видеокарты, установленные в системе, используя второй разъём, который, в отличие от разъёма NuBus находился в верхней части карт. Предполагалось, что объединённые таким способом карты смогут передавать высокоскоростные потоки видео между собой, а роль NuBus свелась бы к передаче уже сжатого и обработанного видео в сторону дисплея или дискового устройства. Но, до начала какого-либо коммерческого использования QuickRing, появились новые версии стандарта PCI , обеспечивающие сопоставимую пропускную способность. Предполагаемая роль QuickRing в этой ситуации оказалась избыточной. Apple начала переход к использованию PCI во всех свои системах в 1995ом году и отказалась от дальнейшей поддержки QuickRing.

Продолжавший развивать технологию Sweazey вернулся в National Semiconductor, которая позиционировала QickRing как высокосоростную магистраль общего назначения. Некоторое время технология была более успешна в этом качестве, конкурируя с SCI и, одновременно, с быстрыми версиями Ethernet . В то время была предпринята стандартизировать QickRing в качестве внутреннего высокоскоростной дополнения шины VMEbus . Итогом этой работы стала стандартизация «вторичной» шины VMEbus — , для использования которой был выделен ряд контактов разъёма P2 определённого для плат VMEbus. Но конкретной сигнальной схемы принято не было. Из-за высокой конкуренции большого числа различных стандартов, претендующих на использования в VSB, рабочая группа VITA вынесла соломоново решение, оставив схему сигнализации VSB на усмотрение производителей оборудования. QuickRing был назван одним из допустимых в таком качестве стандартов, наряду с Raceway Interlink, SkyChannel, (Signal Computing System Architecture), Heterogeneous Interconnect ( HIC ), FireWire и AutoBahn компании PEP Modular Computers .

Попытки расширить применение технологии продолжались ещё некоторое время. Так, ВМФ США в своё время анонсировали несколько тендеров, на которых затребовало от поставщиков оборудование для обработки данных с сонаров подводных лодок, в то время, как для решения этой задачи в более раннее время прорабатывалось использование Futurebus+ . Но серьёзного продолжения все эти попытки не получили. Примерно к 1996ому году National Semiconductor утратила интерес к проекту, прекратив выпуск продуктов, основанных на QuickRing. Наряду с аналогичными технологиями Raceway Interlink, SkyCONNECT, QickRing быстро вышел из употребления.

Описание

Базовая реализация QuickRing состоит из набора однонаправленных 1-битных последовательных линий передачи данных, и одной дополнительной линии, передающей сигнал синхронизации частотой 50 MHz. Реализация Apple включала 6 линий передачи данных и линию синхронизации, использующие медную витую пару, заключённую в тонкую пластиковую оболочку. Для кодирования сигналов использовалась LVDS . National Semiconductor предлагала набор других вариантов реализации, включавших в себя до 32 линий передачи данных , а также вариант с оптическим соединением, которое использовало частотное разделение каналов , и использовалось для организации связи между отдельно стоящими компьютерами.

Линии передачи данных работают на частоте, в семь раз превышающей частоту синхронизации, таким образом за каждый отсчёт по одной линии передаётся 7 бит. В реализации Apple это означало, что 6 линий передавали по 7 бит 50 млн раз в секунду. То есть, реализация обеспечивала «сырую» пропускную способность 2.1 Гбит/с. 10 бит из каждых 42, при этом, использовались для целях сигнализации и управления, снижая эффективную пропускную способность интерфейса до 1.6 Гбит/c (200 Мбайт/с). В итоге QiuckRing оказывался не существенно быстрее существовавших в 1993 году версий PCI , позволявших передавать данные на скорости примерно 130 Мбайт/с, но существенно быстрее NuBus , который обеспечивал всего лишь 20 Мбайт/с .

Каждое полное соединение QuickRing строилось как комбинация из двух таких однонаправленных соединений, совместно обеспечивавших двунаправленную передачу информации. Топологию такого полного соединения можно описать как « двухточечное кольцо ». Постольку, поскольку каждое из соединений само по себе не являлось шиной, передача данных по ним не требовала процедур арбитража . Кольца QuickRing могли соединяться между собой с использованием коммутатора, образуя более сложные и масштабные сети. Каждый дополнительный хоп такой сложной сети добавлял к передаче данных задержку до 1.3 µs.

Маршрутизация QuickRing была ориентирована на коммутацию виртуальных каналов , а не на коммутацию пакетов . Это позволяло увеличить пропускную способность соединения с относительно небольшим ущербом для гибкости процесса передачи данных. Из каждых 10 бит управляющей информации, четыре могли использоваться для указания идентификатора устройства, позволяя подключать к кольцу через коммутатор до 16 устройств.

Примечания

Ссылки

• Trevor Marshall, «Fast Transit: New buses dramatically increase speed and will be showing up in systems soon», BYTE , October 1992 (англ.)
• , BYTE , November 1994 (англ.)
• , M. Valerio, L. E. Moser, P. M. Melliar-Smith and P. Sweazey, ACM Conference on Computer Science, 1994. (англ.)