Tentando entender uma imagem de barramentos de computador

Nesta foto, em http://en.kioskea.net/contents/pc/bus.php3, que explica os barramentos em um computador

1. Gostaria de saber se a linha preta da CPU para South Bridge também é um ônibus? Não está nomeado na figura e qual é o nome dela?

2. Essas linhas negras curtas originárias de LAN, SCSI, ISA, USB, IDE também são barramentos e quais são seus nomes?

   Observe que as linhas pretas originárias do cache de nível 2, AGP e RAM são nomeadas barramento procesor, barramento AGP e barramento de memória, respectivamente na imagem.

3. A linha preta da CPU para South Bridge se cruza com o barramento PCI e o barramento do processador?

4. Como é o fluxo de dados?

   Por exemplo, meu entendimento a seguir está correto?

   Do CPU ao cache do Nível 2, a rota é a linha preta resultante do barramento da CPU e do processador.

   Da CPU para AGP ou RAM, a rota é a linha preta decorrente da CPU, North Bridge e barramento AGP ou barramento de memória.

   Da CPU à LAN ou SCSI, a rota é a linha preta resultante da CPU, ponte norte, barramento PCI e a linha preta resultante da LAN ou SCSI.

   Da CPU a qualquer ISA, USB e IDE, a rota é a linha preta resultante da CPU, ponte norte, ponte sul e a linha preta resultante do ISA, USB ou IDE.

   Como são os fluxos de dados entre componentes sem CPU?

Obrigado!

Um barramento é apenas um meio de comunicação com as seguintes propriedades:

• Várias entidades podem ser conectadas a ele
• Se uma entidade envia uma mensagem ou "faz alguma coisa" ao barramento, qualquer outra entidade pode vê-la
• Coisas ruins acontecerão se duas entidades tentarem se comunicar ao mesmo tempo exato
• É necessário um protocolo ou conjunto de regras para que todos os componentes no barramento tenham um sistema onde eles possam se revezar usando-o. Geralmente este protocolo é diferente de acordo com a finalidade e a velocidade do barramento
• Algum tipo de esquema de endereçamento é usado no qual os dispositivos podem dizer quem são e com quem desejam conversar.
• Coisas ruins acontecerão se várias entidades tiverem o mesmo endereço
• No mínimo, as pessoas que querem "conversar" no ônibus precisam verificar se há alguma atividade em andamento antes de tentar enviar dados através dele.
• As entidades que desejam "escutar" no barramento geralmente precisam escutar seu próprio endereço e capturar apenas os dados significativos para eles.

Se você tem algum conhecimento de rede e a maior parte disso soa familiar, é bem parecido em conceito.

As linhas azuis claras representam um ônibus. As linhas azuis escuras representam o que está conectado ao barramento.

Para responder suas perguntas:

1. Parece-me que a CPU precisa passar pelo barramento do processador, northbridge e barramento PCI para chegar ao southbridge.
2. Eu acredito que eles representam conexões com os ônibus. Para mim, parece que os rótulos estão identificando as linhas azuis claras mais grossas. O diagrama poderia ser um pouco melhor IMHO. Observe que AGP significa " Porta Gráfica Acelerada " - tecnicamente não é um barramento, pois vários componentes não entram em jogo lá (uma das razões pelas quais o AGP foi inventado). Para o software, ele aparece como outro barramento PCI.
3. Acho que sim. Os drivers de dispositivo IIRC, para acessar os componentes southbridge, precisam interagir com o barramento PCI programaticamente.
4. Veja meu parágrafo inicial. É possível que um barramento seja conectado a outro barramento e assuma a responsabilidade de encaminhar dados através dele. Estes são os dispositivos "ponte PCI-PCI", se você já os viu no Windows Device Manager ou lspci.

aqui está uma foto da Ars Technica que pode ser mais clara

Existem apenas 3 "barramentos" em qualquer computador: Dados, Endereço e Controle. É isso aí. É uma visão de cima para baixo muito simplista. Os barramentos de dados e endereço são bastante óbvios e relativamente simples. No entanto, o barramento de controle pode ficar muito complicado, pois envolve praticamente todo o resto, incluindo (e provavelmente especialmente) o tempo.

O que estou vendo aqui é um gráfico básico de sistemas. Certas coisas no sistema são responsáveis ​​por certos recursos / processos. Como você pode esperar, a CPU está no topo da pilha e é responsável por praticamente tudo. Logo abaixo (na hierarquia), há a ponte norte, que controla diretamente o vídeo e a RAM. A ponte norte controla indiretamente a ponte sul através do "barramento" PCI, bem como dos sistemas LAN e SCSI. No entanto, a ponte sul controla diretamente dispositivos ISA, USB e IDE. Portanto, se você quisesse recuperar dados em uma unidade IDE, sua CPU passaria pela ponte norte, que solicitaria isso através do barramento PCI, onde a ponte sul, por sua vez, obtém o recurso IDE para fornecê-lo (ou mais precisamente, a ponte sul informa o dispositivo IDE quando colocar as informações no barramento de endereço / dados - sobre o qual a CPU realmente controla).

Você provavelmente está fazendo isso mais difícil do que precisa ser. A CPU ainda é o coração de todos os computadores. Portanto, seu diagrama é um exemplo horrível de qualquer um dos "barramentos" reais sendo usados. De fato, o diagrama inteiro pode ser considerado uma descrição do barramento de controle - e apenas do barramento de controle. É um excelente visual do que certos subsistemas fazem e até do que controla diretamente determinados recursos, mas não há absolutamente nenhuma indicação do que realmente está sendo conectado ou de como um computador inteiro realmente funciona pelo menos em termos de estrutura de barramento.

1. A ponte norte liga a ponte sul à CPU e, portanto, não há barramento direto entre a CPU e o SB.
2. A maioria desses "barramentos" possui nomes próprios, como barramento ISA, barramento PCI etc. Outros são menos óbvios, como o barramento LPC, que conecta a maioria dos dispositivos de baixa largura de banda ao SB e, portanto, à CPU (por exemplo, controlador Super I / O, BIOS, etc.).
3. Não, este "barramento" não existe como descrito. Mas, no cenário de uma comunicação com os dispositivos na metade inferior do diagrama, os dados devem passar pelo "barramento" da CPU para a ponte norte (cito o barramento porque o NB pode estar integrado à CPU) e, em seguida, novamente sobre o que normalmente é um barramento PCI para o SB e vice-versa para a ida e volta.
4. Não há uma maneira direta de responder a essa pergunta, pois os processadores hoje estão se tornando mais complexos e, portanto, adotando abordagens diferentes para acesso à memória, barramento e cache. A maioria dos processadores modernos possui controladores de memória integrados, portanto, não há necessidade de conversar com a ponte norte para obter o DMA. Por exemplo, os novos processadores da Intel com o barramento QPI conversam com um chip semelhante a uma ponte norte tradicional, exceto por não ter um controlador de memória e conversam com a CPU pelo barramento QPI, que substitui o barramento frontal tradicional [FSB].

Acho que esta imagem do Wiki pode ser um dispositivo mnêmico mais útil para você aprender em: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bd/Motherboard_diagram.svg (não é possível incorporar arquivos SVG).