TURBOチャンネル

TURBOchannel は、1980 年代後半から 1990 年代前半にかけてDECが開発したオープンコンピュータ バスです。どのベンダーでも自社システムに実装できますが、主に Digital の自社システムで使用されていました。たとえば、 MIPSベースのDECstationおよびDECsystemシステム、VAXstation 4000、AlphaベースのDEC 3000 AXPなどです。Digital は、1994 年後半にAlphaStationおよびAlphaServerシステムを導入し、 TURBOchannel の使用を中止してEISAバスとPCIバスを採用しました。

TURBOchannel は 1980 年代後半に Digital によって開発され、1990 年代前半まで、このバスを開発・促進するために Digital が設立した業界団体である TURBOchannel Industry Group によって継続的に改訂されました。TURBOchannel は当初からオープン バスであり、仕様は、システムとオプションの両方の実装について、機械仕様と同様に、サード パーティによる実装用にマテリアルの複製の初期購入コストで公開されていました。TURBOchannel は、失敗した ACE ( Advanced Computing Environment ) によって、ARC ( Advanced RISC Computing ) 準拠マシンの業界標準バスとして使用するために選択されました。Digital は当初、TURBOchannel が ARC 標準であるため、業界で広く受け入れられると予想していましたが、最終的には Digital が自社のDEC 3000 AXP、DECstation 5000 シリーズ、DECsystem、およびVAXstation 4000システムで TURBOchannel を使用する唯一の主要ユーザーとなりました。サードパーティはシステムに TURBOchannel を実装していませんが、Digital のシステムには多数の TURBOchannel オプション モジュールが実装されています。

TURBOchannel の主な開発者および推進者は TURBOchannel Industry Group でしたが、Digital の TRI/ADD プログラム (Digital のシステム向けに FutureBus+、SCSI、VME、TURBOchannel などのオープン インターフェイスに基づく周辺機器を実装するサード パーティに技術およびマーケティング サポートを提供する取り組み) も、TURBOchannel の実装と販売の促進に関与していました。^[1] TRI/ADD プログラムは、日本を除いて 1992 年 12 月 15 日に中止されました。^[2]

1990 年代初頭、Digital 社は TURBOchannel バスが HP、Sun、IBM などの他のベンダーのバスとの厳しい競争に直面することを予想し、同様のハードウェアを使用して最大 200 MB/秒の転送を可能にするために既存の TURBOchannel 仕様を更新する予定であると発表しました。このプロトコルのアップグレードは下位互換性を持つ予定でしたが、PCI が優勢になったことが明らかになったため、Digital 社は 1994 年末に予定していた更新と TURBOchannel 自体をキャンセルしました。

TURBOchannel は 32 ビットのアドレスとデータが多重化されたバスで、12.5 から 25 MHz の周波数で動作し、理論上の最大使用可能帯域幅は 90 MB/s です。このバスは、ポイントツーポイント制御ラインを備えている点で当時の他のバスと異なります。TURBOchannel カードに含まれるファームウェアは MIPSマシン コードで、MIPS ベースのシステムでこのバスが最初に使用されていたときの名残です。このため、このバスを使用するAlphaベースのDEC 3000 AXPなどの後発のシステムでは、システム ファームウェアに含まれるエミュレータを使用して適切に初期化します。

TURBOチャネルは同期非対称I/Oチャネルです。^[3]オプションモジュール（デジタル用語では拡張カード）はシステムモジュール（デジタル用語ではマザーボード）と通信できますが、他のオプションモジュールとは通信できないという意味で非対称です。

TURBOchannel を効率的にするために、シンプルなプロトコルが使用されています。TURBOchannel バスはバス マスタリングを許可しません。TURBOchannel に接続されたデバイスが他のデバイスと通信する場合、まずこの情報をメモリに転送して、他のデバイスが読み取れるようにする必要があります。TURBOchannel プロトコルでは、各オプションに独自の物理アドレス空間があることが指定されています。このアドレス空間は、オプションのレジスタとメモリのアドレス指定に使用されます。指定されている最大量は 16 GB ですが、各実装ではこの量より小さい量にすることができます。Digital 独自のシステムでは、4 MB (初期の DECstation 5000 の場合) からハイエンドの DEC 3000 AXP モデルでは 128 MB までが使用されます。

TURBOchannel バスは、データとアドレスの転送に 32 ビットのデータとアドレスの多重化バスを使用します。すべての TURBOchannel オプション スロットには、7 つのポイントツーポイント制御ラインと、ユニバーサル制御および調停用の 5 つのラインのセットがあります。ポイントツーポイント制御ラインは、TURBOchannel インターフェイスに直接接続されます。TURBOchannel インターフェイスは TURBOchannel 仕様では定義されていませんが、Digital は 3 つの可能なスキームとサンプル ASIC を導入しました。3 つの可能なスキームは、低コスト、ミッドレンジ、および高性能のシステム実装に分けられました。システムは、複数のオプション スロットを時間多重化して単一のメモリ ポートを使用して帯域幅を共有するか、各オプション スロットにメモリ ポートを専用にすることができます。

TURBOchannel オプション モジュールは、96 ピン DIN コネクタ (具体的にはDIN 41612 ) と、システム モジュールとインラインでマウントされるオプション モジュールを使用します。各オプション モジュールは、シングル、ダブル、またはトリプル幅にすることができます。ダブルおよびトリプル幅のオプションでは、複数の TURBOchannel コネクタが使用されますが、スロットは単一のバスを共有しているため、帯域幅が 2 倍または 3 倍になるわけではありません。ダブルおよびトリプル幅のオプション モジュールは、より大きなオプション モジュールを機械的に収容し、より多くの電力を供給するために使用されます。オプション モジュールの機械的仕様も柔軟です。SIMM モジュール (グラフィックス オプションで使用) などのドーターボードを取り付けるための制限はほとんどなく、コンポーネントはオプション モジュールの両側にマウントできます。下部のコンポーネントは高さのみが制限されるため、オプション モジュールがシステム モジュールに収まり、冷却に十分なエアフローが確保されます。オプション モジュールの上には 150 LFM のエアフローが必要であり、オプション モジュールの下には 50 LFM のエアフローが必要です。各スロットには 44 個の信号ピンがあり、そのうち 32 個はデータとアドレス指定に使用されます。

TURBOchannel スロットは +5 および +12V 電源レールを供給し、最大 26 ワットの電力を供給します。次の表は、各電源レールによって供給されるアンペア数を示しています。

TURBOchannel バスは、TURBOchannel Extender (TcE) ボックスによって「拡張」できます。3D グラフィックス アクセラレータなどの一部のオプションは、1 つのスロットで提供できる以上の電力とボード スペースを必要とするため、多くの場合、2 倍幅または 3 倍幅のオプション モジュールになります。このようなオプション モジュールはシステム内の追加のスペースとスロットを消費するため、その存在によって他の TURBOchannel オプション モジュールの数が制限されたり、インストールできなくなったりすることがあります。TURBOchannel Extender ボックスは、2 倍幅および 3 倍幅のオプション用にシステム内で必要なスロットの数を減らすために使用されます。

TURBOchannel エクステンダー ボックスには、2 つまたは 3 つの TURBOchannel スロットを備えた PCB と、スロットに必要な電力を供給するための電源が含まれています。ホストにインストールされた TURBOchannel オプション モジュールと付属の外部ケーブルにより、必要なデータ、アドレス指定、および制御ラインが TURBOchannel エクステンダー ボックスに延長されます。TcE ボックスの使用に伴うパフォーマンスの低下はありませんが、TcE ボックスは、エクステンダー ボックスで使用されているスロットの数に関係なく、1 つのオプション モジュールのみをサポートします。

• デバイス帯域幅のリスト

• TURBOchannel ハードウェア仕様、EK-369AA-OD-007B、1993 年 1 月、Digital Equipment Corporation。

• 廃止された TURBOchannel Industry Group のアーカイブされた文書のコレクション。TURBOchannel の仕様全体が含まれています。^{[永久リンク切れ‍ ]}
• TURBOchannelバスを使用したコンピュータの内部を示します