本章將討論兩項資源,一個(頻寬)對系統管理新手來說,通常很難了解;另一個(處理器的能力)的概念,就比較容易掌握。
不過,這兩項資源看起來好像沒什麼相關 — 為什麼要相提並論呢?
把這兩項資源放在一起討論,是因為它們都跟硬體直接相關,也牽涉到電腦搬移與處理資料的能力。也因此,兩者間也常常有連動關係。
基本上,頻寬象徵著資料傳輸的能力 — 換句話說,就是在一定時間內,能把多少資料從一個地方搬到另一個地方的能力。點對點傳輸也說明了兩件事:
最低階的通訊,需要某種電力傳導做為媒介
需要通訊協定介入,才能有效且可靠的傳輸資料
有兩種系統元件符合這些需求:
匯流排(bus)
資料路徑(datapath)
我們將在以下章節中,為您詳述這兩種東西。
如以上所述,匯流排能讓電腦進行點對點通訊,再加上某些通訊協定,就可以確保一切通訊都在控制之下。不過,匯流排本身也有其他特點:
標準化的電氣特性(例如接腳的數目、電壓、訊號速度等)
標準化的機械特性(例如接頭的樣式、介面卡的大小、實際的佈線等)
標準化的通訊協定
「標準化」非常的重要,因為匯流排是把不同系統元件,彙總在一起的主要途徑。
在許多情形下,匯流排能讓不同硬體廠商製作的硬體相互溝通;如果沒有標準,那這是一件不可能的任務。不過即使某家廠商推出了專屬的匯流排,標準化還是很重要,因為這可以讓該廠商使用這通用介面(也就是匯流排),發展不同的元件。
不管是電腦的哪個部份,您會發現匯流排無所不在。底下是幾個比較常見的例子:
大量儲存匯流排(ATA 或 SCSI)
網路[1](乙太網路(Ethernet)或權杖環網路(Token Ring))
記憶體匯流排(PC133 與 Rambus®)
擴充匯流排(PCI、ISA、USB)
資料路徑(datapath)比較難說明;不過跟匯流排一樣,它們無所不在,而且沒有資料路徑,點對點通訊就無法運行。但跟匯流排不同的,資料路徑:
使用較簡單的通訊協定(如果有的話)
的機械標準比較少(如果有的話)
會產生這些差異,是因為資料路徑多半藏於系統元件的內部,而不是介於不同元件之間以利通訊。也因此,資料路徑多半會為某些特殊情形而最佳化,這時速度與低成本的考量,就大過較慢且昂貴的使用彈性。
不管是匯流排或資料路徑,都可能因為以下兩種情形,而導致頻寬問題發生:
匯流排或資料路徑代表的可能是共享資源,在這種情形下,如果匯流排上的裝置同時爭奪匯流排的有限資源,就會讓頻寬效能不彰。
接上許多存取頻繁的 SCSI 硬碟是最好的例子。這些硬碟會讓 SCSI 匯流排的流量飽和,其他接在這匯流排上的裝置,就沒有多少頻寬可以用了。最後,即使這些裝置運作並不頻繁,其 I/O 動作還是很慢。
匯流排或資料路徑是某些裝置的特有資源,且裝置數量固定。在這種情形之下,匯流排的電子特性(使用的通訊協定也沾上點邊)就會限制可用的頻寬。通常這比較常發生在資料路徑,而非匯流排上。這也是圖形介面卡在高解析度與(或)色深較高時,傾向較慢速度的原因 — 否則每次更新螢幕時,圖形處理器與圖形記憶體間的資料路徑,就得傳送更多的資料。
還好,頻寬之類的問題都有解決之道。事實上,有多種方法可以採用:
將負載分散
降低負載
增加容量
底下將詳述這三種方式。
第一種方法是平均分配匯流排的活動。換句話說,如果一個匯流排負載過高,另一個則閒置,那麼把前者的部份負載移到後者去,就可以改善效能。
這是身為系統管理者,首先要考慮的方法;因為通常系統上都會有多的匯流排可以用。舉例來說,大部分個人電腦都至少有兩組 ATA 通道(channels,這也是匯流排的另一個名字)。如果您有兩顆 ATA 硬碟,以及兩組 ATA 通道,何必把兩顆硬碟擠在同一條通道上呢?
即使您的電腦並沒有多餘的通道,分散負載依舊是比較合理的解決方法。花點錢增加一條通道,會比花大錢升級現有通道,外加高容量硬體來得划算。
| [1] | 網路不是電腦內部的匯流排。應該說是電腦「間」的匯流排。 |