Delle due risorse affrontate in questo capitolo, una (la larghezza di banda), risulta spesso essere per gli amministratori di sistema difficile da capire, mentre l'altra (potenza di processazione) risulta essere generalmente un concetto più semplice.
In aggiunta, potrebbe sembrare che queste due risorse non siano così in relazione tra loro — perchè dunque metterle insieme?
La ragione è che le suddette risorse sono basate su hardware che dipende direttamente dalla capacità di un computer di muovere e processare i dati. Per questo motivo essi possono essere correlati tra loro.
Come definizione di base, la larghezza di banda rappresenta la capacità di trasferire i dati — in altre parole, la quantità di dati che è possibile trasferire da un punto ad un altro in un determinato arco di tempo.Avere una comunicazione dei dati da punto a punto, implica due cose:
Un insieme di conduttori elettrici usati per creare una comunicazione a basso livello
Un protocollo per facilitare una efficiente ed affidabile comunicazione dati
Vi sono due tipi di componenti del sistema idonei a questo scopo:
Bus
Datapath
La seguente sezione ne affronta in dettaglio le caratteristiche.
Come precedentemente osservato, i bus abilitano una comunicazione point-to-point e utilizzano una sorta di protocollo, per assicurare che tutte le comunicazioni siano eseguite in modo controllato. Tuttavia, i bus possiedono delle caratteristiche ben definite:
Caratteristiche elettriche standardizzate (come il numero di conduttori, i livelli di voltaggio, le velocità di segnalazione ecc.)
Caratteristiche meccaniche standardizzate (come il tipo di connettore, la misura della scheda, la struttura fisica ecc.)
Protocollo standardizzato
La parola "standardizzato" è importante perchè i bus rappresentano il modo primario con il quale i diversi componenti del sistema sono collegati tra loro.
In molti casi, i bus permettono una interconnessione di hardware prodotto da diversi rivenditori; senza standardizzazione ciò non potrebbe essere possibile. Tuttavia, anche in situazioni dove un bus appartiene ad un produttore, la standardizzazione risulta essere molto importante perchè permette allo stesso produttore una più facile implementazione di componenti diversi tra loro, utilizzando una interfaccia comune — lo stesso bus.
Non ha importanza dove cerchiate, ci saranno sempre dei bus. Ecco i più comuni:
Bus di mass storage (ATA e SCSI)
Reti [1] (Ethernet e Token Ring)
Bus di memoria (PC133 e Rambus®)
Bus di espansione (PCI, ISA, USB)
I datapath possono essere difficili da identificare, ma come i bus, essi sono dovunque. Anche loro possono permettono una comunicazione point-to-point. Tuttavia, a differenza dei bus, i datapath:
Utilizzano un protocollo più semplice (se presente)
Possiedono (se presente) una piccola standardizzazione meccanica
Il motivo per queste differenze è che i datapath sono generalmente interni ad alcuni componenti del sistema, e non vengono utilizzati per facilitare un collegamento ideale tra diversi componenti. Per questo i datapath sono ottimizzati per una situazione particolare, dove sono preferiti velocità e basso costo alla flessibilità per compiti generali più lenta e costosa.
Ci sono due modi attraverso i quali si possono verificare i problemi relativi alla larghezza di banda (sia per i bus che per i datapath):
Il bus o il datapath possono rappresentare una risorsa condivisa. In questa situazione, un livello elevato di contesa per il bus, riduce la disponibilità effettiva della larghezza di banda per tutti i dispositivi presenti sul bus.
Un bus SCSI con diverse unità disco attive, può rappresentare un buon esempio. Tali unità possono saturare il bus SCSI, lasciando disponibile una larghezza di banda molto piccola per qualsiasi altro dispositivo presente sullo stesso bus. Il risultato finale è che tutti gli I/O per qualsiasi dispositivo presente su questo bus sono lenti, anche se ogni dispositivo non è molto attivo.
Bus o datapath potrebbero rappresentare una risorsa con un numero fisso di dispositivi collegati ad essa. In questo caso, le caratteristiche elettriche del bus (e in alcuni casi la natura del protocollo usato), limitano la larghezza di banda disponibile. Questo generalmente interessa più i datapath che i bus. Ecco perchè gli adattatori grafici tendono a operare più lentamente quando utilizzano risoluzioni più elevate e/o profondità del colore — per ogni refresh della schermata, vi è un numero maggioredi dati da indirizzare lungo il datapath che collega la memoria video ed i processori grafici.
Fortunatamente, i problemi relativi alla larghezza di banda possono essere risolti. Infatti, vi sono diversi approcci da seguire:
Distribuire il carico
Ridurre il carico
Aumentare la capacità
Le seguenti sezioni affrontano tale approccio in modo più dettagliato.
Il primo approccio è quello di distribuire in modo omogeneo l'attività del bus. In altre parole, se un bus è sovraccarico e un altro è in una posizione di idle, la situazione potrebbe migliorare se si sposta parte del carico su quest'ultimo bus.
Come amministratori di un sistema, questo rappresenta il primo approccio da considerare, in quanto spesso accade che sono presenti bus aggiuntivi nel vostro sistema. Per esempio, molti PC includono almeno due canali ATA (il quale rappresenta un altro nome per identificare un bus). Se avete due unità disco ATA e due canali ATA, perchè entrambe le unità devono essere sullo stesso canale?
Anche se la configurazione del vostro sistema non include bus aggiuntivi, la distribuzione del carico potrebbe sempre rappresentare un approccio molto indicato. Le spese inerenti l'hardware per affrontare tale approccio, dovrebbero essere minori rispetto la sostituzione di un bus esistente con un hardware con una capacità superiore.
Come primo impatto, la riduzione del carico e la distribuzione dello stesso possono sembrare parte di due procedure diverse ma simili tra loro. Dopo tutto, con la distribuzione del carico, si ha anche una riduzione dello stesso (almeno sul bus sovraccarico), non vi sembra?
Anche se questo punto di vista è corretto, esso non ha gli stessi effetti di una riduzione del carico in modo globale. La chiave è rappresentata dal fatto di poter determinare se vi sono alcuni aspetti inerenti il carico del sistema, che causano il sovraccarico di un bus. Per esempio, se una rete è sovraccarica a causa della presesnza di attività necessarie. Forse un piccolo file provvisorio è il destinatario di numerosi segnali I/O lettura/scrittura. Se il suddetto file risiede su di un file server di tipo 'networked', è possibile eliminare una gran parte del traffico di rete, operando in modo locale con il file.
La soluzione più ovvia per una larghezza di banda insufficiente è quella di aumentarla in qualche modo. Tuttavia, tale procedura potrebbe risultare costosa. Per aumentare la propria larghezza di banda, il controller SCSI (e probabilmente tutti i dispositivi ad esso collegati), dovrebbe essere sostituito con un hardware più veloce. Se il controller SCSI è una scheda separata, esso rappresenterà un processo piuttosto semplice,ma se il suddetto controller è parte di una scheda madre di un sistema, allora potrebbe essere più difficile giustificare una spesa così onerosa.
Tutti gli amministratori di sistema dovrebbero essere a conoscenza della larghezza di banda, e come la configurazione e l'utilizzo del sistema possa influenzarla. Sfortunatamente, non è sempre facile determinare quale sia il problema relativo alla larghezza di banda. Talvolta, il problema non viene rappresentato dal bus di per sè, ma può essere relativo ad un componente ad esso collegato.
Per esempio, considerate un adattatore SCSI collegato ad un bus PCI. Se sono presenti alcuni problemi inerenti la prestazione con l'I/O del disco SCSI, essi potrebbero essere causati da un adattatore SCSI con prestazioni scadenti, anche se i bus PCI e SCSI non sono vicini alle rispettive capacità per la larghezza di banda.
| [1] | Invece di un bus del tipo intra-system, le reti possono essere concepite come un bus inter-system. |