3、数组多路通道
把上面的字节多路通道和选择通道的特性结合起来就成为数组多路通道(Block Multiplexor Channel)。它每次选择一个高速设备后传送一个数据块(对于磁盘和磁带等磁表面存储器,数据块大小通常为512个字节),并轮流为多台外围设备服务。因此,数组多路通道可以被看作是以成组方式工作的高速多路通道。
数组多路通道之所以能够并行地为多个高速外围设备服务,是因为这些高速外围设备并不能在整个数据输入输出时间内单独全部利用通道的传输能力,就拿从磁盘存储器读出一个文件的过程为例,可以分为如下三步:
第一步是定位,把读写磁头移动到记录该文件的磁道上,这要依靠机械动作来完成,称为定位时间,或找道时间,一般需要十毫秒左右。
第二步是找扇区,等待读写磁头转动到记录该文件的起始扇区位置,称为找扇区时间,或等待时间。等待时间的长短主要与两个因素有关,一是磁盘的转速,二是磁头定位到所需要的磁道时,磁头所处位置与记录该文件的起始扇区位置的相对距离。因此,等待时间的长短是随机的,最长为磁盘转一周所需的时间,最短为零。取平均值,通常称为平均等待时间。目前,高速磁盘的转速已经达到每分钟5000转以上,因此,磁盘存储器的平均等待时间一般小于10毫秒。
第三步是读出数据,目前,高速磁盘存储器的数据传输率已经达到每秒33兆字节以上。因此,读出一个扇区(512个字节)只需要十几微秒时间。
通常把前两部分时间加起来称为磁盘存储器的寻址时间,第三部分时间称为数据传输时间。从上面的分析可以看出,磁盘存储器的寻址时间一般要比数据传输时间长两个数量级以上。因此,象选择通道那样,一个高速通道始终只为一台外围设备服务存在很大的浪费,并没有能够充分发挥高速通道的数据传输潜力,数组多路通道正是为了解决这一问题而提出来的。
数组多路通道在向一台高速设备发出定位命令后就立即从逻辑上与该设备断开,直到定位完成时再进行连接,发出找扇区命令后再一次断开,直到开始数据传送。因此,数组多路通道的实际工作方式是:通道在为一台高速设备传送数据时,有多台高速设备可以在定位或者在找扇区。
与选择通道相比,数组多路通道的数据传输率和通道的硬件利用都很高,但是,由于在一次输入输出过程中要多次与同一台高速外围设备连接和断开,因此,增加了控制硬件的复杂性。
目前,在大部分高性能计算机系统中均采用数组多路通道,也有一些计算机系统采用选择通道,或这两种高速通道都采用。