EISA (Extended ISA) |
Consortium EISA |
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| Architecture | |
Introduction
L'EISA (Extended Industry Standard Architecture) est un bus d'extension introduit en 1988 par un consortium de neuf fabricants d'ordinateurs, connu sous le nom de Gang of Nine. Ce consortium est composé de Compaq, AST Research, Epson, Hewlett-Packard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse Technology et Zenith Data Systems. L'objectif principal de l'EISA est de proposer une alternative ouverte au Micro Channel Architecture (MCA) d'IBM, tout en conservant une compatibilité totale avec les cartes ISA 8 bits et ISA 16 bits déjà largement répandues.
Contrairement au MCA, étant une technologie propriétaire nécessitant le paiement de redevances à IBM, l'EISA est conçu comme un standard ouvert pouvant être adopté librement par l'ensemble de l'industrie. Cette compatibilité ascendante permet aux utilisateurs de continuer à utiliser leurs anciennes cartes ISA tout en profitant de nouvelles cartes EISA offrant des performances supérieures, une meilleure gestion des interruptions et des capacités de transfert accrues. Cette approche facilite la transition des entreprises vers des systèmes plus puissants sans remettre en cause leurs investissements matériels.
L'EISA est principalement destiné aux stations de travail et aux serveurs professionnels, domaines dans lesquels les besoins en bande passante, en mémoire et en périphériques évoluent rapidement à la fin des années 1980. Bien qu'il soit parfois présent sur des ordinateurs personnels haut de gamme, son coût de fabrication relativement élevé limite son adoption sur le marché grand public. Il devient néanmoins un standard important pour les serveurs Compaq ProLiant, Hewlett-Packard NetServer, AST Premium et de nombreux systèmes professionnels.
L'EISA reste populaire jusqu'au milieu des années 1990 avant d'être progressivement remplacé par le PCI, plus rapide, moins coûteux et mieux adapté aux processeurs de nouvelle génération. Malgré cela, il demeure une étape essentielle dans l'évolution des bus d'extension du PC en introduisant plusieurs innovations qui influenceront les architectures ultérieures.
Spécifications
| Caractéristique | Description |
|---|---|
| Nom complet | Extended Industry Standard Architecture (EISA) |
| Consortium | Gang of Nine |
| Année d'introduction | 1988 |
| Type de bus | Bus parallèle |
| Largeur du bus de données | 32 bits |
| Largeur du bus d'adresses | 32 bits |
| Fréquence | 8,33 MHz |
| Débit maximal théorique | Environ 33 Mo/s |
| Compatibilité | ISA 8 bits et ISA 16 bits |
| Bus Mastering | Oui |
| Configuration automatique | Oui (EISA Configuration Utility) |
| Utilisation principale | Serveurs et stations de travail |
| Remplacement | PCI |
Historique
En 1987, IBM lance la gamme PS/2 accompagnée du bus Micro Channel Architecture (MCA). Techniquement très avancé, le MCA impose toutefois le paiement de licences à IBM et abandonne toute compatibilité mécanique avec les cartes ISA existantes.
Afin de préserver un standard ouvert, les principaux fabricants de compatibles IBM PC s'associent dès 1988 pour développer l'EISA. Leur objectif est double : proposer des performances comparables au MCA tout en conservant la compatibilité avec les millions de cartes ISA déjà installées dans les entreprises.
Cette stratégie rencontre un succès important dans le domaine des serveurs professionnels, où la compatibilité avec les matériels existants constitue un avantage déterminant.
Architecture matérielle
L'EISA reprend le connecteur ISA 16 bits tout en lui ajoutant une seconde rangée de contacts plus profonde.
Cette conception ingénieuse permet :
- d'insérer directement une carte ISA 8 bits ;
- d'insérer directement une carte ISA 16 bits ;
- d'utiliser une carte EISA 32 bits.
Les cartes ISA utilisent uniquement les contacts supérieurs, tandis que les cartes EISA exploitent les deux niveaux de contacts.
Cette compatibilité mécanique constitue l'un des principaux atouts de l'EISA.
Caractéristiques techniques
Bus de données
Le bus EISA dispose d'un bus de données de 32 bits.
Chaque cycle peut transférer :
| 4 octets simultanément |
contre seulement :
- 1 octet sur ISA 8 bits ;
- 2 octets sur ISA 16 bits.
Bus d'adresses
Le bus d'adresses est également porté à 32 bits.
Il peut donc adresser théoriquement :
| 232 = 4 Go de mémoire |
Cette capacité répond aux besoins des processeurs Intel 80386 puis Intel 80486.
Fréquence
La fréquence reste voisine de celle de l'ISA :
- 8,33 MHz
L'augmentation des performances provient principalement :
- du bus de données 32 bits ;
- des cycles optimisés ;
- du bus mastering.
Débit
Le débit maximal théorique est d'environ :
- 33 Mo/s
Cette valeur est près de quatre fois supérieure à celle de l'ISA 8 bits.
Bus Mastering
L'EISA prend en charge le Bus Mastering.
Une carte peut accéder directement à la mémoire principale sans intervention permanente du processeur.
Cette fonctionnalité améliore considérablement les performances des :
- contrôleurs SCSI ;
- cartes RAID ;
- cartes réseau ;
- contrôleurs vidéo professionnels.
Interruptions
L'EISA améliore la gestion des interruptions :
- meilleure répartition des IRQ ;
- arbitrage plus efficace ;
- diminution des conflits matériels.
Cette évolution est particulièrement importante dans les serveurs comportant de nombreuses cartes d'extension.
DMA
L'EISA améliore également le contrôleur DMA.
Les transferts sont plus rapides et mieux adaptés aux périphériques professionnels utilisant de gros volumes de données.
Configuration
L'EISA abandonne en grande partie les cavaliers matériels.
La configuration est réalisée au moyen de l'EISA Configuration Utility (ECU).
Chaque carte possède un fichier de configuration (.CFG) décrivant :
- les IRQ utilisées ;
- les canaux DMA ;
- les plages d'adresses ;
- les ressources mémoire.
Cette approche réduit considérablement les conflits matériels.
Cartes d'extension courantes
Le bus EISA accueille notamment :
- cartes réseau Ethernet ;
- contrôleurs SCSI ;
- contrôleurs RAID ;
- cartes graphiques professionnelles ;
- cartes vidéo d'acquisition ;
- cartes Token Ring ;
- cartes de communication ;
- cartes mémoire ;
- contrôleurs industriels ;
- accélérateurs de calcul.
Avantages
Les principaux avantages de l'EISA sont :
- compatibilité complète avec les cartes ISA ;
- bus de données 32 bits ;
- bus mastering performant ;
- excellente architecture pour les serveurs ;
- configuration logicielle centralisée ;
- standard ouvert sans licence IBM ;
- grande stabilité.
Inconvénients
Malgré ses qualités, l'EISA présente plusieurs limites :
- coût élevé des cartes mères ;
- cartes EISA relativement onéreuses ;
- fréquence du bus identique à celle de l'ISA ;
- performances rapidement dépassées par le PCI ;
- adoption limitée sur le marché grand public.
Comparaison avec les autres bus
| Bus | Année | Largeur | Débit théorique | Compatibilité |
|---|---|---|---|---|
| ISA 8 bits | 1981 | 8 bits | ≈ 4,8 Mo/s | - |
| ISA 16 bits | 1984 | 16 bits | ≈ 8 Mo/s | ISA 8 bits |
| MCA | 1987 | 16/32 bits | Jusqu'à 40 Mo/s | Aucune |
| EISA | 1988 | 32 bits | ≈ 33 Mo/s | ISA 8 et 16 bits |
| VESA Local Bus | 1992 | 32 bits | Jusqu'à 132 Mo/s | Partielle |
| PCI | 1992 | 32 ou 64 bits | Jusqu'à 133 Mo/s (32 bits, 33 MHz) | Nouvelle architecture |
Utilisations
Le bus EISA est principalement utilisé dans :
- Compaq SystemPro ;
- premiers serveurs Compaq ProLiant ;
- Hewlett-Packard NetServer ;
- AST Premium Server ;
- Dell System ;
- ALR Revolution ;
- certaines stations de travail professionnelles utilisant les processeurs Intel 80386 et Intel 80486.
Il devient particulièrement populaire dans les serveurs exécutant Novell NetWare, Microsoft Windows NT, SCO UNIX, OS/2 et divers systèmes UNIX.
Héritage
L'EISA occupe une place importante dans l'histoire des compatibles IBM PC. Bien qu'il ait été principalement adopté dans les serveurs et les stations de travail, il démontre qu'il est possible de faire évoluer l'architecture ISA tout en conservant une compatibilité totale avec les générations précédentes. Son système de configuration logicielle, son bus mastering et sa conception ouverte influenceront les technologies suivantes. Lorsque le PCI apparaît en 1992, il reprend plusieurs de ces concepts tout en offrant une architecture plus simple, plus rapide et indépendante du processeur. Aujourd'hui, l'EISA demeure un jalon majeur de l'évolution des bus d'extension, illustrant la réponse de l'industrie informatique au défi lancé par le bus MCA d'IBM.