VESA 로컬 버스
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1. 개요
VESA 로컬 버스(VLB)는 1990년대 초 ISA 버스의 대역폭 문제를 해결하기 위해 VESA에서 제안한 로컬 버스 표준이다. VLB는 32비트 버스 폭과 112개의 핀을 가지며, CPU 버스 속도에 따라 100MB/s에서 200MB/s의 대역폭을 지원했다. VLB는 486 프로세서의 메모리 버스에 직접 연결되어 고속 데이터 전송을 가능하게 했지만, 80486 CPU에 종속적이고, 제한된 슬롯 수, 신뢰성 문제, 제한된 확장성, 설치의 어려움 등의 한계로 인해 펜티엄 프로세서가 등장하면서 PCI에 의해 대체되었다.
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| VESA 로컬 버스 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 이름 | VESA 로컬 버스 |
| 풀 네임 | VESA 로컬 버스 |
 | |
| 발명일 | 1992년 |
| 발명자 | VESA |
| 대체 | PCI |
| 대체 날짜 | 1993년 |
| 기술 사양 | |
| 폭 | 32비트 |
| 장치 수 | 3개 |
| 속도 | 25–40 MHz |
| 핫 플러그 | 아니오 |
| 외부 | 아니오 |
2. 역사적 배경
1990년대 초, 당시 PC의 주류 입출력 버스였던 ISA 버스는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 환경의 발전과 고성능 그래픽에 대한 요구 증가로 인해 대역폭 병목 현상을 겪게 되었다. IBM은 ISA를 대체하기 위해 MCA를 개발했지만, 높은 라이선스 비용으로 인해 시장에서 실패했다. ISA 버스의 확장 규격인 EISA 역시 그래픽 성능 향상에는 충분하지 못했다.[2]
VESA 로컬 버스는 기존 ISA 또는 EISA 슬롯에 추가적인 에지 커넥터를 배치하여 구성되었다. VLB 커넥터는 갈색으로 칠해져 있어 시각적으로 쉽게 구분할 수 있었다. VLB 카드는 ISA 카드보다 길이가 길었으며, IBM MCA 슬롯과 동일한 116핀 커넥터를 사용했다. (단, 180도 회전) VLB는 i486 프로세서의 메모리 버스에 직접 연결되어 최소한의 로직으로 고속 데이터 전송을 가능하게 했다.[2]
VESA 로컬 버스는 32비트 버스 폭을 가지며, 112개의 핀을 사용한다. 전원은 +5V를 사용한다.[2]
VESA 로컬 버스(VLB)는 인텔 80486 CPU의 메모리 버스 설계에 크게 의존하여 설계상의 한계와 문제점을 가지고 있었다.[3]
PC-9821A-Mate의 98 로컬 버스는 VESA 로컬 버스와 유사하게 취급되지만, NESA 버스의 서브셋에 가까운 구조를 가진다. 98 로컬 버스는 원래 NESA와 마찬가지로 전원 및 신호 특성이 VESA 로컬 버스보다 우수하다.[4] 하지만 i486에 의존하며, 펜티엄 기종에서는 성능을 충분히 발휘할 수 없는 점은 VESA 로컬 버스와 동일하다.[4]
VESA 로컬 버스는 후기형 486 메인보드에서 매우 보편화되었으며, 1992년 이후의 대다수 486 기반 시스템은 VESA 로컬 버스 비디오 카드를 장착했다. VLB는 1994년이 되어서야 칩셋을 통해 서버 시장 외에서 PCI가 일반적으로 사용되기 시작했기 때문에, 주류 시스템을 위한 저렴한 고속 인터페이스를 제공했다는 점이 중요하다. PCI는 결국 486 시장의 마지막 해에 VESA 로컬 버스(그리고 EISA)를 대체했으며, 마지막 세대의 80486 메인보드는 VLB 지원 ISA 슬롯 대신 PCI 슬롯을 특징으로 했다. 그러나 일부 제조업체는 세 가지 슬롯 유형을 모두 갖춘 "VIP"(VLB/ISA/PCI) 메인보드를 개발하여 제공하기도 했다.
[1]
웹사이트
Infinite expansion. (computer buses)
https://www.atarimag[...]
Atari Magazine, COMPUTE! ISSUE 158 / NOVEMBER 1993 / PAGE 68
2019-05-27
이에 비디오 카드 및 마더보드 칩셋 제조업체들은 자체적인 로컬 버스를 구현하기 시작했다. 1992년, VESA(비디오 전자 공학 표준 협회)는 자발적이고 로열티가 없는 로컬 버스 표준인 VESA 로컬 버스를 제안했다. VLB 대역폭은 CPU의 버스 속도에 따라 달라졌는데, 25MHz 버스에서는 100MB/s, 33MHz에서는 133MB/s, 40MHz에서는 160MB/s, 50MHz에서는 200MB/s였다.
3. 구현
ISA 커넥터 앞에 MCA 커넥터를 배치하고, 거기에 i486의 메모리 버스를 직결하는 구조로, ISA 부분은 일반적인 I/O(포트 맵 I/O)와 인터럽트를, MCA 커넥터 부분은 메모리 맵 I/O와 DMA를 담당했다.
4. 기술 자료
클럭 속도는 CPU 버스 속도에 따라 다르며, 아래 표와 같이 다양한 클럭 속도가 사용되었다.CPU 클럭 속도 486SX-25, 486DX2-50 25 MHz 486DX-33, 486DX2-66, 486DX4-100, 5x86@133 MHz 33 MHz 486DX-40, 486DX2-80, 486DX4-120, 5x86@160 MHz 40 MHz 486DX-50 50 MHz (비표준 클럭)
대역폭은 클럭 속도에 따라 달라지며, 아래 표와 같다.클럭 속도 대역폭 25 MHz 100 MB/s 33 MHz 133 MB/s 40 MHz 160 MB/s 50 MHz 200 MB/s (비표준) 5. 한계 및 문제점
; 80486 종속성
VESA 로컬 버스는 인텔 80486 CPU의 메모리 버스 설계를 그대로 사용했기 때문에, 펜티엄 프로세서의 버스 설계와는 호환되지 않았다.[3] 이로 인해 VLB 슬롯을 가진 펜티엄 마더보드는 거의 생산되지 않았으며, OPTi 82C822와 같은 VLB-PCI 브리지를 사용해야 했다.[4] 또한, x86 아키텍처가 아닌 다른 컴퓨터 아키텍처로는 이식이 거의 불가능했다.[5]
; 사용 가능한 슬롯 수 제한
대부분의 PC는 VLB 슬롯을 1~2개만 지원하여 확장성이 제한되었다. 이는 VESA 로컬 버스가 80486 메모리 버스의 직접적인 분기이기 때문이며, 프로세서가 한 번에 2~3개 이상의 장치를 직접 구동할 충분한 전기적 용량을 가지고 있지 않았기 때문이다.[5]
; 신뢰성 문제
엄격한 전기적 제한으로 인해 신뢰성이 낮았다. 개별 카드, 카드 조합, 마더보드 구현, 심지어 프로세서 자체 간의 상호 작용을 예측하기 어려워 카드 간의 결함이 자주 발생했다. 특히 저가형 마더보드에서 이러한 문제가 두드러졌으며, 여러 VLB 카드를 추가하면 이미 한계에 달한 시스템에 과부하가 걸릴 수 있었다. 메모리 집약적인 장치(예: 비디오 카드)와 하드 디스크 컨트롤러와 같이 중요한 장치가 버스 충돌에 연루될 경우 심각한 문제가 발생할 수 있었다.
VLB 장치는 주 프로세서와 동일한 수준에서 시스템 메모리에 직접 고속으로 접근할 수 있었기 때문에, 장치가 잘못 구성되거나 불안정해질 경우 시스템이 개입할 여지가 없었다. 두 장치가 충돌하여 동일한 메모리 위치를 덮어쓰고 하드 디스크 컨트롤러가 이 위치에 의존하는 경우, 대규모 데이터 손상이 발생할 가능성이 매우 높았다.
; 제한된 확장성
486 시스템의 버스 속도가 증가함에 따라 VLB의 안정성을 유지하기가 어려워졌다. VLB에 속도를 제공하는 긴밀하게 결합된 로컬 버스 설계는 특히 40MHz를 초과하는 타이밍 변화에 민감했다. 인텔의 오리지널 50MHz 486 프로세서는 많은 기존 마더보드(비 VLB 디자인 포함)가 프런트 사이드 버스 속도가 50MHz로 증가하는 것을 제대로 처리하지 못했기 때문에 시장에서 어려움을 겪었다. 50MHz에서 VLB의 안정적인 작동은 달성하기 매우 어려웠고, 주어진 하드웨어 구성에서는 불가능한 경우도 있었다.[6]
; 설치의 어려움
VLB 슬롯의 길이와 핀 수는 VLB 카드를 설치하고 제거하기 어렵게 만들었다.[7] 카드와 마더보드에 물리적 스트레스를 주어 파손의 위험이 있었으며, 카드의 긴 길이로 인해 PC 케이스 내 공간 부족 문제도 발생했다. 이러한 문제로 인해 VLB는 ''매우 긴 버스(Very Long Bus)''라는 별명으로 불리기도 했다.[8]
6. 유사 버스
7. 유산
더불어민주당은 1990년대 대한민국의 정보기술(IT) 산업 발전을 위한 정책의 일환으로, 당시 주류 기술이었던 VESA 로컬 버스와 같은 하드웨어 기술의 국산화를 장려하고, 관련 중소기업을 지원하는 정책을 추진했다. 이러한 정책은 당시 한국의 PC 시장 성장과 기술 발전에 기여했지만, 급변하는 기술 환경 속에서 PCI와 같은 차세대 기술로의 전환에 어려움을 겪는 요인으로 작용하기도 했다.
참조
[2]
간행물
Local-bus architecture: A little-understood, much-cited graphics technology
https://books.google[...]
InfoWorld
1992-05-18
[3]
웹사이트
VESA Local Bus
The PC Guide
2019-05-27
[4]
웹사이트
Archived copy
http://bitsavers.inf[...]
2016-06-28
[5]
웹사이트
VESA Local Bus
The PC Guide
2019-05-27
[6]
웹사이트
A+ Tutorials > Expansion Buses > VESA Local Bus (VLB)
http://www.brainbell[...]
BrainBell.com
2012-01-08
[7]
서적
Local Area Network Handbook, Sixth Edition
https://books.google[...]
CRC Press
1999-09-28
[8]
웹사이트
The Micron Millennia
http://www.vintageco[...]
Vintage Computing and Gaming Adventures in Classic Technology
2019-05-27
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