마이크로채널 아키텍처

Micro Channel architecture
마이크로 채널
마이크로채널 아키텍처
MCA graphics card
IBM XGA-2 32비트 그래픽 카드
생성된 연도1987년, 35년 전(연장)
작성자IBM
대체ISA
대체자PCI (1993)
폭(비트)16 또는 32
스피드10 MHz
스타일.병렬
핫 플러그 인터페이스아니요.
외부 인터페이스아니요.

마이크로 채널 아키텍처(Micro Channel bus) 또는 마이크로 채널 버스는 IBM이 1987년에 도입한 독점 16비트 또는 32비트 병렬 컴퓨터 버스이며, 1990년대 중반까지 PS/2 및 기타 컴퓨터에서 사용되었습니다.이름은 일반적으로 "MCA"로 약칭되지만 IBM에서는 그렇지 않습니다.IBM 제품에서는 ISA 버스를 대체하였으며, 이후 PCI 버스 아키텍처로 대체되었습니다.

배경

마이크로 채널의 개발은 기술적, 비즈니스적 압박에 의해 추진되었습니다.

테크놀로지

나중에 ISA(Industry Standard Architecture) 버스로 알려지게 된 IBM AT 버스에는 다음과 같은 여러 가지 기술적 설계 제한이 있었습니다.

  • 느린 버스 속도
  • 하드웨어에 고정된 제한된 인터럽트 수.
  • 하드웨어에서도 고정되는 I/O 디바이스 주소의 수가 한정되어 있습니다.
  • 컨플릭트 해결이 필요 없는 유선 연결 및 복잡한 구성.
  • 80x86 칩 패밀리[NB 1] 아키텍처에 대한 자세한 링크

그 밖에도, 다음과 같은 문제가 있었습니다.

  • 접지 및 배전 불량.
  • 시스템과 제조원에 따라 다른 문서화되지 않은 버스 인터페이스 규격.

이러한 제한은 작업 및 주변 기기의 범위와 IBM PC 호환 제조업체 수가 증가함에 따라 더욱 심각해졌습니다.IBM은 이미 데스크톱 머신에서 RISC 프로세서의 사용을 조사하고 있었으며, 이론적으로는 문서화된 단일 버스를 전체 컴퓨터 라인업에서 사용할 수 있다면 상당한 비용을 절감할 수 있을 것입니다.

시장 점유율

새로운 표준을 제정함으로써 IBM은 필요한 라이센스를 통해 표준을 다시 제어할 수 있을 것으로 생각되었습니다.그러나 특허 부여에는 3년 이상이 걸릴 수 있어 마이크로채널 발표 당시에는 ISA 관련 특허만 허가받을 수 있었다.플러그 앤 플레이 자동 구성과 같은 중요한 마이크로 채널 기능에 대한 특허는 PCI가 시장에서 마이크로 채널을 대체한 후에야 IBM에 부여되었습니다.전반적인 반응은 미온적이었고 세계 PC 시장에서 Micro Channel의 영향은 미미했다.

설계.

PLCC 패키지의 칩 P82C612

마이크로 채널 아키텍처는 엔지니어 Chet [1][2]Heath가 설계했습니다.개발된 많은 마이크로 채널카드는 CHIPS P82C612 MCA 인터페이스 컨트롤러를 사용하고 [3]있어 MCA 구현이 훨씬 쉬워졌습니다.

IBM 83X9648 16비트 네트워크 인터페이스 카드

개요

Micro Channel은 주로 32비트 버스였지만 IBM PS/2와 같은 인텔 기반 기계에서 커넥터와 로직 비용을 절감하도록 설계된 16비트 모드도 지원했습니다.

그러나 32비트 버전과 16비트 버전 모두 처음에는 메모리 카드용 옵션 커넥터가 다수 추가되어 버스 연결 메모리에 물리적으로 호환되지 않는 카드가 대량으로 제공되었기 때문에 상황은 결코 간단하지 않았습니다.이윽고 메모리가 CPU의 로컬버스로 이동했기 때문에 문제가 해소되었습니다.마이크로채널이 접지 핀과 전원 핀을 추가하고 핀을 배열하여 간섭을 최소화함으로써 신호 품질이 크게 향상되었습니다. 따라서 접지 또는 공급 장치가 모든 신호의 3핀 내에 배치되었습니다.

그래픽 카드에는 다른 커넥터 확장이 포함되어 있습니다.이 확장 기능은 비디오 카드로부터의 아날로그 출력에 사용되었으며, 비디오 카드는 메인보드를 통해 시스템의 자체 모니터 출력으로 라우팅되었습니다.이 방법의 장점은 Micro Channel 시스템 보드에 기본 VGA 또는 MCGA 그래픽스 시스템을 탑재할 수 있으며, 상위 수준의 그래픽스(XGA 또는 기타 액셀러레이터 카드)가 동일한 포트를 공유할 수 있다는 것입니다.그 후, 애드온 카드는 「레거시」VGA 모드를 사용하지 않고, 필요에 따라서 온보드 그래픽스 시스템을 사용할 수 있게 되어, 업그레이드 가능한 그래픽스용 메인보드 커넥터를 1개 사용할 수 있게 되었습니다.

또한 마이크로 채널 카드는 초기 플러그 앤 플레이 시스템의 기반이 된 16비트 소프트웨어 판독 가능한 고유 ID를 갖추고 있습니다.BIOS 및/또는 OS는 ID를 읽고 기존 카드 목록과 비교하며 필요에 따라 자동 시스템 구성을 수행할 수 있습니다.이로 인해 부팅에 실패하여 오래된 BIOS가 새로운 카드를 인식하지 못하고 부팅 시 오류가 발생하였습니다.이에 따라 IBM은 업데이트된 참조 디스크(CMOS Setup Utility)를 정기적으로 출시해야 했습니다.알려진 ID의 완전한 목록을 사용할 수 있습니다(외부 링크 섹션 참조).이러한 레퍼런스 디스크에는 ADF 파일이 부속되어 있어 셋업으로 읽혀져 카드의 설정 정보를 얻을 수 있습니다.ADF는 카드의 메모리 주소 지정 및 인터럽트에 대한 정보를 포함하는 단순한 텍스트 파일입니다.

MCA카드는 동등한 비MCA카드의 2배에 가까운 가격이지만 PC에 카드를 업그레이드하거나 추가할 수 있어 기술자의 비용을 대폭 절감할 수 있다고 마케팅은 강조했다.이 중요한 영역에서 마이크로 채널 아키텍처의 가장 큰 장점은 또한 가장 큰 단점이며, 이 아키텍처의 종말의 주요 원인 중 하나입니다.새로운 카드(비디오, 프린터, 메모리, 네트워크, 모뎀 등)를 추가하려면 MCA 카드를 꽂고 PC에 부속된 커스터마이즈된 플로피 디스크(FD)를 삽입하기만 하면 됩니다.비용이 많이 드는 전문 기술자가 직접 필요한 변경을 할 필요는 없습니다.인터럽트(많은 경우 복잡한 문제) 및 기타 변경에 대한 모든 선택사항은 PC가 플로피 디스크에서 오래된 구성을 자동으로 읽고 소프트웨어에 필요한 변경을 가한 후 새로운 구성을 플로피 디스크에 쓰는 방식으로 수행되었습니다.그러나 실제로는 사용자가 같은 플로피 디스크를 해당 PC와 일치시켜야 합니다.PC가 몇 대 없는 소규모 기업에게 이것은 귀찮았지만 실용적이었습니다.그러나 수백 대 또는 수천 대의 PC를 보유한 대규모 조직에서는 각 PC를 자체 플로피 디스크와 영구적으로 일치시키는 것이 논리적으로 불가능하거나 불가능했습니다.원래의 업데이트된 FD가 없으면 PC의 카드를 변경할 수 없습니다.이러한 경험이 수천 번 반복된 후, 비즈니스 리더는 업그레이드 심플화에 대한 이상적인 시나리오가 기업에서는 통하지 않는다는 것을 깨닫고 보다 나은 프로세스를 모색했습니다.

data 전송

마이크로 채널의 기본 데이터 전송 속도는 ISA의 8MHz에서 10MHz로 증가했습니다.이는 클럭 레이트의 관점에서 보면 다소 증가했지만 버스 폭과 버스트 모드 전송을 이용한 전용 버스 컨트롤러가 결합되어 있기 때문에 실효 스루풋이 ISA보다 최대 5배 높아졌습니다.보다 빠른 전송을 위해 주소 버스를 데이터에 재사용하여 버스의 유효 폭을 더욱 늘릴 수 있습니다.10MHz 레이트에서는 32비트 폭에서 40MB/s의 throughput이 가능했지만 이후 RS/6000 머신 모델에서는 데이터 레이트가 20MHz로, throughput이 80MB/[4]s로 증가했습니다.Micro Channel 버스의 throughput 함수는 RS/6000 플랫폼에서만 사용할 수 있으며 인텔 플랫폼에서 [5]동작하는 카드에서는 처음에는 지원되지 않았습니다.

버스 마스터링을 사용하면 각 카드가 서로 직접 통신할 수 있습니다.이것에 의해, CPU에 의존하지 않는 퍼포먼스가 가능하게 되었습니다.멀티 마스터 설계의 잠재적인 단점 중 하나는 여러 카드가 마스터를 버스하려고 할 때 충돌이 발생할 수 있다는 것입니다만, Micro Channel에는 이러한 상황을 수정하기 위한 조정 기능이 포함되어 있어 마스터가 버스트모드를 사용할 수 있게 되었습니다.Micro Channel 카드는 최대 12밀리초 동안 완전히 제어할 수 있었습니다.이 시간은 버스상의 다른 최대 수의 디바이스가 테이프나 통신 등의 오버런 가능한 디바이스로부터의 착신 데이터를 버퍼링할 수 있을 정도로 길었습니다.

복수의 버스 마스터 지원 및 개선된 조정은 이러한 여러 장치가 공존하여 시스템 버스를 공유할 수 있음을 의미합니다.Micro Channel 버스 마스터 대응 디바이스는 다른 시스템 개입 없이 시스템 CPU보다 빠른 속도로 서로 직접(피아 투 피어) 통신할 수 있습니다.이론적으로 마이크로 채널 아키텍처 시스템은 메인프레임과 마찬가지로 중앙 프로세서를 정기적으로 업그레이드할 필요 없이 인텔리전트 마스터만 추가하면 확장할 수 있습니다.

조정 기능을 강화하면 제어가 보다 효율적으로 전달되므로 시스템 throughput이 향상됩니다.고도의 인터럽트 처리란 레벨에 민감한 인터럽트를 사용하여 시스템 요구를 처리하는 것을 말합니다.전용 인터럽트 회선이 아닌 여러 회선을 공유하여 더 많은 인터럽트를 제공하여 ISA 버스 인터럽트 회선 충돌 문제를 해결할 수 있습니다.

마이크로채널 아키텍처에서는 인터럽트 요구 신호가 모두 "퍼블릭"되어 버스의 모든 카드가 I/O 장치 인터럽트의 직접 서비스를 위한 I/O 프로세서로서 기능합니다.ISA는 이러한 모든 처리를 시스템의 CPU로만 제한했습니다. 마찬가지로 버스 마스터 요청과 허가 신호는 공개되어 있어 버스 연결 장치가 I/O 프로세서의 내부 버퍼링을 제어하기 위해 지연 시간을 감시할 수 있었습니다.이러한 기능은 PCI에 채택되지 않았기 때문에 모든 I/O 지원은 메인보드 프로세서에서 고유하게 이루어져야 합니다.

최종적인 주요 마이크로 채널 아키텍처 개선은 POS(Programmable Option Select)로, 모든 설정을 소프트웨어로 실행할 수 있게 되었습니다.현재는 이 기능이 당연하게 받아들여지고 있습니다만, 그 당시에는 셋업이 ISA 시스템의 큰 과제였습니다.POS는 펌웨어에 디바이스 ID를 포함하는 단순한 시스템이었고, 컴퓨터 드라이버는 이를 해석해야 했습니다. (이러한 유형의 소프트웨어 구성 시스템은 오늘날 플러그 앤 플레이라고 불립니다.)이 기능은 실제로 그 약속에 부합하지 않았습니다.자동 구성은 동작했을 때는 양호했지만, 동작하지 않는 경우가 많았습니다.그 결과 컴퓨터를 기동할 수 없게 되었습니다.또, ISA 시스템의 설정보다 훨씬 어려운 것은, 특히 MCA 디바이스의 메뉴얼에서는, 다음과 같이 상정하고 있는 경우가 많기 때문입니다.e 자동설정이 동작하기 때문에 수동설정에 필요한 정보를 제공하지 않는 것은 ISA 디바이스 매뉴얼과는 달리 모든 IRQ 설정을 물리적으로 삭제 및 확인한 후 적절한 IRQ를 사용할 수 있는 경우 새로운 디바이스의 새로운 IRQ를 찾아 설정해야 하기 때문입니다.ISA는 전혀 도움이 되지 않았습니다.전혀, 그리고 많은 사용자들을 넘어서는...소프트웨어 중재 구성으로 이행하려고 한 이유와 이것이 나중에 PnP의 형태로 성공한 이유는 명백합니다.)

컨소시엄

주요 기사:마이크로 채널 개발자 협회

EISA의 부상에 대응하여 IBM과 13개의 마이크로 채널 카드 및 주변기기 제조업체는 마이크로 채널 개발자 협회를 결성했습니다.이 컨소시엄은 마이크로 채널의 성숙 단계에 대한 고려와 우선순위를 부여하고 마이크로 채널에 대한 기술 정보를 [6]제3자에게 배포하기 위한 더 나은 접근법을 모색하는 컨소시엄이었습니다.1992년에는 IBM을 [7]포함한 92개 회원국에 도달했다.IBM이 1995년에 MCA 시스템을 중단한 후에도 컨소시엄은 여전히 회의를 열고 MCA 장치 카탈로그를 온라인으로 [8]유지했습니다.

접수처

1983년 11월 이코노미스트는 IBM PC 표준이 개인용 컴퓨터 시장에서 우위를 차지하는 것은 "경쟁의 번영에 도움이 될 수 있기 때문에" 문제가 되지 않는다고 말했다.그 잡지는 이라고[9] 예측했다

IBM은 곧 경쟁사들과 마찬가지로 자사의 표준을 무시하게 될 것입니다.IBM 머신을 충분히 구입하면 IBM은 기본 설계를 갑자기 변경할 수 없습니다. 경쟁업체를 따돌리는 데 유용할 수 있는 것이 더 많은 고객을 따돌릴 수 있습니다.

마이크로 채널 아키텍처는 1987년 PS/2 제품군을 출시하면서 처음 도입되었으며, 새로운 머신 4대 중 3대가 이 아키텍처를 [NB 2]탑재하고 있습니다.IBM에서의 사용은 RS/6000, AS/400, 그리고 최종적으로 System/370 [10][11]범위의 최소 멤버인 IBM 9370 시스템으로 확산되었습니다.

IBM은 [12]매출의 1~5%를 받고 이 아키텍처를 다른 회사에 라이센스했습니다.탠디사는 마이크로채널 기반의 컴퓨터인 5000MC를 최초로 출하했지만 존 로치 사장은 "누구라도 그것을 원할 것 같아 놀랍다"고 말했다. 탠디는 그 컴퓨터에 [13]대한 수요가 있었기 때문에 컴퓨터를 팔았을 뿐이라고 그는 말했다.NCR Corporation은 Micro Channel을 포괄적으로 채택했습니다.Micro Channel을 지원하는 고성능 퍼스널 컴퓨터, 워크스테이션 및 서버 플랫폼을 설계 및 구축했습니다.여기에는 SCSI, 그래픽스, 네트워킹, 오디오 등 자체 마이크로 채널 아키텍처 기반의 로직 컴포넌트리가 포함됩니다.Alibot, Dell, Research Machines, Olivetti 등 소수의 다른 제조사가 채택한 것은 PC 제품군의 일부뿐입니다.

MCA가 ISA보다 기술적으로 크게 개선되었지만, IBM에 의한 도입 및 마케팅이 제대로 처리되지 않았음이 곧 분명해졌습니다.IBM은 Micro Channel 아키텍처 시스템 기능에 대한 강력한 특허를 보유하고 있으며, Micro Channel 시스템 제조업체에 라이센스 비용을 지불하도록 요구했으며, 제3자의 라이센스 없는 구현 판매를 차단하기 위해 적극적으로 특허를 추구했습니다.PC 클론 시장은 이 새로운 기술을 사용하기 위해 IBM에 로열티를 지불하기를 원하지 않았으며, 인텔 '486 머신에서 VESA 로컬 버스(VLB)가 잠시 인기를 끌었지만 대부분 16비트 AT 버스(IBM의 "AT" 상표권을 피하기 위해 ISA로 포함 및 이름 변경)와 수동 구성을 유지했습니다.

서버에서는 구 ISA의 기술적 한계가 너무 컸고 1988년 말 Compaq가 이끄는 "Gang of Nine"은 경쟁사의 고성능 버스인 EISA(Extended Industry Standard Architecture)를 발표했습니다.이는 Micro Channel과 유사한 성능 이점을 제공했지만, 오래된 ISA 보드를 수용할 수 있다는 것과 IBM의 통제에서 자유롭다는 두 가지 이점을 가지고 있습니다.

EISA와 Micro Channel은 몇 년 동안 서버 분야에서 경쟁했지만 1996년 IBM이 EISA 버스 서버를 직접 [14]생산하면서 사실상 패배를 인정했습니다.2001년 IBM의 경영자 로버트 모팻은 PC 시장에서의 회사의 실수 중 "가장 명백한 것은 마이크로 채널"[15]이라고 말했다.

1992년 출시된 지 몇 년 지나지 않아 PCI는 마이크로 채널, EISA 및 VLB를 대체했습니다.

카드

Micro Channel 버스용 확장 카드는 일반적으로 SCSI, 토큰 링, 이더넷, IBM 5250 및 IBM 3270 연결과 함께 하이엔드 그래픽 워크스테이션 또는 서버 요구 사항을 대상으로 했습니다.

Roland MPU-IMC, IRQ 점퍼 포함 세컨드 리비전
소프트웨어 제어 IRQ 선택 기능을 갖춘 ChipChat 16

사운드 카드

MCA 사운드카드는 거의 생산되지 않았다.예를 들어 다음과 같습니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ ISA 버스를 80x86 CPU 패밀리를 채용한 머신 이외에서 사용하는 경우는 드물었습니다.ISA 버스를 사용한 주목할 만한 비 x86 하드웨어로는 IBM RT PC, BeBox, 일부 아폴로/도메인 워크스테이션 및 Digital Equipment AlphaServer 제품군의 일부 멤버가 있습니다.
  2. ^ 모델 50, 60 및 80 - 모델 30은 ISA였습니다.

레퍼런스

  1. ^ "IBM 야생 덕이 남쪽으로 날아간다", 존 C.드보락, 2001년 4월 9일
  2. ^ "MCA가 왜?"
  3. ^ "82C611, 82C612 MicroCHIPS: Micro Channel Interface Parts". Chips and Technologies.
  4. ^ RISC 시스템/6000 POWERStation/POWERserver 580
  5. ^ Infowold 1990년 3월 5일, 페이지 1
  6. ^ Scannell, Ed (November 19, 1990). "MCA Group to Spread Information, Help". InfoWorld. IDG Publications. 12 (47): 5 – via Google Books.
  7. ^ "Micro Channel Developers Association Inc". OpenCorporates. Archived from the original on August 2, 2002.
  8. ^ English, Erin (May 24, 1996). "MCA still receiving strong support". Midrange Systems. 1105 Media. 9 (8): 17 – via Gale.
  9. ^ "Can Anybody Tackle IBM?". The Economist. 1983-11-26.
  10. ^ "...원격 IBM MicroChannel/370(9371) 시스템의 수가 엄청납니다." z/VSE에 대해서
  11. ^ Micro Channel 370 안내문 번호190-141 1990년 9월 5일
  12. ^ Lewis, Peter H. (1988-04-24). "Introducing the First PS/2 Clones". The New York Times. Retrieved 6 January 2015.
  13. ^ Lewis, Peter H. (1988-08-02). "PERSONAL COMPUTERS; Tandy Tries to Keep Things Easy". The New York Times. p. C10. ISSN 0362-4331. Retrieved 2020-03-11.
  14. ^ "IBM PC Server 520 -- New 166MHz SMP Models and Feature Enhancements". IBM. June 18, 1996. Retrieved 2010-01-31.
  15. ^ Moffat, Robert (2001-09-04). "IBM's PC: Then and Now". PC Magazine (Interview). Interviewed by Michael J. Miller. Archived from the original on 2001-11-06. Retrieved 2020-04-02.
  16. ^ "AdLib Music Synthesis Card (for MCA)".
  17. ^ a b "ChipChat Sound Card Homepage".
  18. ^ a b "List of Creative Sound Blaster Products". Archived from the original on April 24, 2018.
  19. ^ "M-Audio Capture and Playback Adapter/A (M-ACPA)".
  20. ^ "Audiovation".
  21. ^ "Ultimedia Audio Adapter 7-6".
  22. ^ "Reply Sound Card".
  23. ^ "COMPUTERCRAFT - PS/2 FAQ Version 5.4".
  24. ^ "SoundPiper".

외부 링크