30 октября

Страшные сказки на ночь, о PCI шине

Компьютерное железоUEFI
Recovery mode
Всеобщая эйфория от появления на рынке новых процессоров, не дает достаточно времени кинуть взгляд, а что же там у них «под капотом». Те же их стороны, которыми обычно восхищаются кликатели и кнопкодавы, вовсе не отражают реальное положение дел на железном фронте.

А тучи, тем временем, сгущались. Да, процессоры стали быстрее. Да, действительно, там стало больше ядер. И последнее, как раз, является серьезной архитектурной проблемой. По крайней мере, для наметившегося лидера гонки.

Кто сейчас помнит такой архаизм как «Архитектура»? Мало кто. Слово в станкостроении стало в IT практически ругательным. А ведь когда-то, в былые времена, книга «PCI System Architecture „ и прочие, зачитывалась до дыр, на экране. И что же там такого страшного, в этом осколке прошлого, накарябано о PCI, что может нас ввести в глубокую задумчивость, полную вселенской грусти?

Страшная цифра — 256. Хотя, на первый взгляд, и не очень страшная. Да, именно столько, и есть максимальный предел присутствия независимых PCI устройств, на PCI шине. Цифра кажется на самом деле заоблачной.

Ну кому, в здравом уме и твердой памяти, придет в голову иметь в компьютере больше 5-10 реальных, т.е. “физических» устройств? Именно исходя из этих «логичных» предпосылок, недавний лидер процессорной гонки, вводил ограничивающие настройки в свой чипсет, дающие возможность принудительно ограничивать волшебную цифру до 128, 64, и не поверите 32(!) PCI шин. И это была не просто блажь, т.к. давало серьезную возможность экономить системный кусок (первые 4Gb) памяти, до сих пор наделенный "волшебными свойствами" в отношении ОС. В том то и дело, что физических устройств было до недавнего времени не очень много.
Но, время не стоит на месте, и вот я держу в руках очередное 64 ядерное чудо враждебной техники, Rome от AMD.

И что же он хочет, нет ТРЕБУЕТ, для своего минимального функционирования? Всего то малость… откусить для своих 64 ядер… пространство в 80 PCI шин. Браво. Но, ведь у нас есть еще 2/3 пространства? У кого то есть, а у кого-то и нет.

Первый раз на небездонность PCI шины я обратил внимание, настраивая PCI расширитель, так уж получилось, что на нем висело, за гроздью из P2P мостов Pericom, 119 PCI устройств требовавших подобное же количество индивидуальных PCI шин. И это только за единственным х8 PCI расширителем. А таких х8 портов, там было 8. Вот тут, как бы невзначай, и всплывает "волшебность" первых 4Gb системной памяти, когда львиная доля из тех 119 PCI устройств, требует для своей инициализации во время обнаружения БИОСом «скромные» 32-64 Мб на каждого.

Хорошо что Интел не так мощно выгрызет PCI пространство. При необходимости, но повесить второю гроздь еще оставалось возможным.

А вот с Rome и единственное такое «расширение» лишает нас надежды хоть на какое то будущее столь увесистой «грозди», в этой АМД системе. Нет, конечно, клиенту можно предложить перейти на суперкомпьютерную архитектуру, ту которая будет под заказ, и выльется в 10 раз дороже. Но и вышепредложенная конфигурация, как вы успели заметить, не для каждого из нас. И также разрабатывается индивидуально под хотелки клиента. Но архитектурная граница хотелок уже ощутимо близка. Не хочется в каждую вышку мобильной связи лепить суперкомпьютер, исключительно из-за тридцатилетней «ограниченности» PCI шины. Что самое интересное, но переход на ARM совершенно не выход, поскольку на нем мы видим все тот же PCI, и все те же 30 летние ограничения.

Увы, ситуация в деталях повторяет тенденцию с памятью, стало мало? Пихай-суй больше! PCI пространство есть? Что его жалеть, от него не убудет. Увы, уже убудет. Уже, не то что в четверо или вдвое не обрежешь, чем баловался Интел. Уже и в полном объеме, для серьезных игроков — на грани. И применение транспарентных P2P мостов, увы только паллиатив, в сложившейся ситуации.

Только и остается что беречь каждый байт адрес шины. Или мечтать о том что крупные игроки созреют для создания IP6 адресов SuperPCIExpress.

UPD
Уважаемый ikle, поделился ценной информацией по поднятой теме в своем комментарии

Дак в PCI всё для этого уже есть — буковка S в SBDF — целых 16 бит — четвёртое измерение. Более того, PCI-E позволяет уже использовать разные сегменты: Если ОС не дремучая и умеет понимать ACPI MCFG таблицу, то проблемы никакой нет уже сейчас.

Описываемая в статье проблема — это проблема реализации платформы: никто не мешает прямо сейчас завести на платформе несколько сегментов, подправить BIOS, чтобы он отдавал в ACPI MCFG, где искать базовый каждого адрес сегмента и всё


А от себя добавлю, что в UefiShell есть коменда pci c параметром -s Seg которая как раз и показывет нужный PCI сегмент. Печаль только в том, что новые сегменты растут исключительно(я так пока понял) из дополнительных физических процессоров. А с этим мало кто встречается. Многоядерность — «это не совсем то». Либо, как вариант, P2P мост должен поддерживать эту достаточно не популярную в широких массах опцию.

UPD2
Всем, сигнализировавшим от ошибках в тексте, большое спасибо. Исправил, как только смог.
Теги:архитектура системыuefipcipcie
Хабы: Компьютерное железо UEFI
+38
16,7k 45
Комментарии 58
Похожие публикации
Архитектор (микросервисная архитектура)
от 280 000 до 330 000 ₽ОТП БанкМосква
Программист BIOS
от 160 000 ₽AquariusМосква
Технический руководитель / CTO
от 250 000 до 300 000 ₽Российский квантовый центрМоскваМожно удаленно
Разработчик ПО POS-терминалов
от 160 000 до 260 000 ₽ЭвоторМосква
Разработчик 3 линии поддержки ЕХД/ETL системы
до 180 000 ₽Современные Бизнес-Аналитические РешенияМожно удаленно
Лучшие публикации за сутки