Слоеный НЕДОслот.
Вся правда о слотах AMR и CNR

Жаль, что устройства для слотов AMR и CNR не стали популярными - посмотрите какие компактные! А какая хорошая была задумка...

Всю жизнь я собирал себе компьютеры самостоятельно, не полагаясь на опытных дяденек, работающих в компьютерных фирмах, которые за энную сумму денег возложили бы эту ответственную работу на свои плечи. К сожалению, мои тогдашние финансовые возможности, если и позволяли мне на что-то рассчитывать, так только на покупку той самой заветной железки и ни на что более. Проблема безденежья, как показала жизнь, пошла на пользу. Мне пришлось осваивать все компьютерные тонкости самостоятельно, выуживать информацию у друзей и знакомых.

В результате я стал в некотором роде профессионалом, имеющим довольно четкое представление о каждой запчасти и назначении каждого разъема в ПК. Точнее, думал, что стал, пока некоторые сознательные товарищи из журнала Upgrade не стали из номера в номер убеждать меня в обратном. Выглядело это примерно следующим образом: читая на страницах журнала описание и перечень характеристик очередной новой материнской платы, я постоянно наталкивался на загадочную фразу - "НЕДОслот AMR/CNR - 1 шт.".

Это смешное слово "недослот" первое время меня чрезвычайно веселило, несколько позже заставило задуматься, а уж затем снять боковую стенку корпуса собственного, известного вдоль и поперек компьютера и взглянуть на материнскую плату с этим самым CNR-разъемом. Слот таращился на меня пустой глазницей контактов и как бы вопрошал: "А я тут при чем? Я вообще-то тут давно стою, и то, что ты меня не замечал, - твои личные трудности". Так горе-самоучка и попал впросак.

В чем была причина моей "слепоты", я понял только потом. И AMR, и CNR по какой-то неизвестной мне причине не пользовались любовью у производителей всякого рода карт расширения, адаптеров и периферийных устройств для ПК. Плат под этот слот днем с огнем было не найти, и вовсе не потому, что пользователи их раскупали на корню, а потому, что они, как оказалось, никому не были нужны вообще. С другой стороны, производители материнских плат с завидным упорством продолжали их устанавливать практически на всех материнских платах.

Нонсенс!

Моему удивлению от такого подхода к делу не было предела. Как это так? Производители оснащают материнки функцией, которую никто не использует, но все за нее платят. Этот факт, который так меня смутил, я думаю, взволнует и пытливые умы наших читателей (и еще как! Некоторые сотрудники дружественных компьютерных компаний несколько раз присылали нам весьма смешные письма с описанием того, что с этими слотами по незнанию пытались вытворять начинающие пользователи! - прим. ред.).

А раз так, то с этим слотовым бардаком необходимо разобраться, даже несмотря на то, что сегодня эта проблема уже не стоит. AMR- и CNR-слоты стали достоянием истории и были с позором изгнаны практически со всех современных материнских плат. Наверное, это и к лучшему. Однако, дочитав эту статью до конца, вы поймете, чего мы в результате лишились…

"Гадкий утенок" AMR

Из двух существовавших стандартов "недослотов" первым появился AMR - Audio Modem Riser (riser - англ. - "стояк", "выступ"). Как ясно из названия, предназначался он для звуковых карт и модемов. Появился AMR не на пустом месте по щучьему велению и чьему-то хотению, в основе его лежала замечательная во всех отношениях идея - аналоговые компоненты материнской платы должны располагаться подальше от цифровых. Чем дальше они друг от друга, тем меньше помех наводится цифровыми трактами и микросхемами на аналоговые сигналы, выдаваемые компьютером наружу. На момент создания - а это был 1997 год - таких аналоговых сигналов существовало не так уж много. В первую очередь аудиотракт (стереовыход, микрофонный и линейный входы) и модемный тракт. О них и позаботились.

Главным выдумщиком и разработчиком концепции "выступа" явилась всем известная фирма Intel. Внешне AMR (см. рисунок) представлял собой небольшой слот (46 контактов), который начал появляться только на новых (конечно, на тот момент) системных платах с питанием ATX. Разработан он был в рамках спецификации AC 97. На AMR-карту была вынесена аналоговая часть (кодеки и порты) звуковых адаптеров и модемов, а сам цифровой контроллер продолжал оставаться на системном чипсете. Теоретически на карте можно было устанавливать до четырех кодеков. Контроллер AC-Link поддерживал установку до двух AMR- или CNR-портов и последовательный двунаправленный обмен с ними по цифровой шине AC-Link. Вместо отдельных кодеков возможен был также комбинированный кодек AMC 97.

С возможностями архитектуры вроде все более или менее понятно, но вот зачем же Intel понадобился отдельный, ни с чем не совместимый AMR-слот? Есть же, например, стандартные разъемы вроде ISA, EISA, PCI. Разве они не подходят для улучшения качества звука и модемной связи? Неужели нельзя было воспользоваться ими? Оказывается, нельзя.

Суть стандарта AMR составляет идеология работы AC 97 со звуком. В основе лежит идея переложить задачу формирования аудиопотоков в ПК на центральный процессор, производительность которого в десяток раз превышает максимальные требования аудиозадач.
Все предназначенные для обработки данные хранятся в оперативной памяти, их обработкой занят CPU, на материнке остается только интегрированный в ICH чипсета AC-Link контроллер, подающий готовый сигнал прямо на кодек AC 97.

"Шумные" цифровые шины с высоким (+5 В) уровнем сигнала, обменивающиеся данными на десятках мегагерц, к которым относятся и цифровой контроллер (Digital Controller), и контроллер шины AC-Link, устанавливаются на материнской плате. Аналоговые чувствительные цепи в лице Audio Codec переезжают подальше, в нашем случае - на AMR-плату. Соединяются они по синхронной пятиконтактной шине AC-Link, частота работы которой всего 48 кГц (вполне достаточно для передачи оцифрованного звука), а разрядность 16 бит.

Стандарт AC 97 предусматривает опциональную поддержку расширенного формата передачи данных до 20 бит с частотой 96 кГц. Звуковой чип занимается цифровой обработкой, а кодек - оцифровкой, воспроизведением, а также цифровым и аналоговым микшированием различных звуковых источников сигнала. Во избежание цифровых перегрузок при микшировании (а также для некоторых других целей) разрядность кодеков делают выше 16 бит с небольшим запасом. Возможности звуковых карт AMR определяются именно возможностями АС 97 и шины AC-Link. Подробности читайте во врезках.

Итак, как мы с вами разобрались, передать данные напрямую по шине AC-Link в, скажем, PCI-карточку совершенно невозможно: физические интерфейсы-то у них разные. Для того чтобы осуществить это, необходимо поставить еще одну дополнительную микросхему-контроллер. Но тогда увеличится стоимость чипсета, а это, как говорится, не наш метод, поэтому Intel пошла самым простым путем - установила дополнительный AMR-разъем.

К сожалению, нормально реализовать как с аппаратной, так и с программной точки зрения Audio Modem Riser у разработчика так и не получилось. Слот обладал очень ограниченной функциональностью - поддерживал установку только одного вида устройств (либо только аудиокарта, либо только модем), не поддерживал Plug-n-Play и испытывал огромные трудности с совместимостью. Интерфейс AMR не был определен жестко, так что существовала довольна большая вероятность, что приобретенная пользователем конкретная AMR-карта не будет работать в данном конкретном слоте.

В основном по причине плохой совместимости разработчики материнских плат и плат расширения (звуковых карт и модемов) упорно игнорировали этот "дешевый и стандартизированный способ интеграции модемов и аудиоустройств". Кроме того, слот AMR занимал место слота PCI, а большинство производителей материнских плат и компоновщиков систем предпочитали (и не без оснований) иметь лишний слот PCI, а не слот AMR. В результате была выпущена очень небольшая партия AMR-карт, которые к тому же не получили достаточно широкого распространения.

Архитектура CNR

Основная магистраль коммуникационного расширителя, идущая с контроллера, расположенного на материнской плате, на собственно сам CNR-разъем, является вместилищем нескольких шин:

- шина АС-Link, осуществляющая передачу данных в кодек АС 97 (один или два), который отвечает за аудио- и модемные функции;
- сетевая шина, обеспечивающая один из двух возможных LAN-интерфейсов - 8-контактный PLC-интерфейс или 17-контактный Media Independent Interface (MII);
- шина USB с поддержкой интерфейсов USB 1.х и более прогрессивного USB 2.0, которая как раз и предназначалась для расширения возможностей (сами же USB-карты на базе CNR не делали);
- шина SMBus, реализующая функцию Plug-n-Play.

Решение насчет того, какие именно из перечисленных функций реализовывать на материнской плате, оставалось за компоновщиком материнки. Предполагалось, что в зависимости от назначения компьютера функциональность будет варьироваться. Для простых пользователей или сферы малого бизнеса сетевые функции возложены на модемные сети с классическим подключением через разъем RJ-11. Для корпоративных пользователей модем скорее не нужен, зато необходима Ethernet-сеть с наиболее распространенным способом подключения через RJ-45. Конфигурации могли быть самые различные. Были тут свои тонкости и заморочки.

Например, допускалось устанавливать только один сетевой интерфейс, то есть либо модем, либо LAN-контроллер. А реализация шестиканального звука достигалась не за счет вроде бы логичной установки шестиканального кодека на CNR-плате (такая конфигурация не поддерживалась), а добавлением четырехканального внешнего кодека к уже имеющемуся основному двухканальному, установленному на материнке.

Не обошло модное веяние всевозможных аппаратных ускорителей и этот стандарт. CNR-архитектура поддерживает ускорение модемной и аудиоподсистем за счет внедрения на шину АС-Link дополнительного in-line-акселератора. Ускоритель располагается между источником необработанных данных, то есть ОЗУ самостоятельно их оттуда выцепляет, обрабатывает и передает напрямую во внешний кодек АС 97. Тем самым экономится время, которое на все эти операции потратил бы центральный процессор. Разработчики материнских плат могут по желанию устанавливать и дополнительные аналогичные акселераторы, например, для захвата данных прямо из шины PCI.

Форм-фактор

Я уже писал, что Communications and Networking Riser допускает наличие двух различных LAN-интерфейсов - привычного нам RJ-45 (четыре витые пары) и MII (он же IEEE 802.3u). К сожалению, "ма-а-аленького" 60-контактного разъема слота не хватило, чтобы реализовать оба эти интерфейса, поэтому появились два электрически отличающихся варианта исполнения CNR - Type A с классической сетью и Type B с IEEE 802.3u.

Что касается напряжений питания, то они на внешнюю плату подаются в изобилии. Присутствуют +3,3 В (ток до 1 А); +5 В (ток до 1 А); +12 В (ток до 0,5 А) и -12 В (ток до 0,1 А), чего вполне хватит для кормления практически любой аналоговой электроники и не потребует установки вторичных источников питания. Общее потребление CNR-платы не должно составлять более 25 Вт. Не так много по сравнению с современными 3D-монстрами типа 6800 Ultra.

Расширения CNR

Как уже говорилось выше, стандарт на порт CNR предусматривает расширения функциональных возможностей. Одним из таких расширений является поддержка беспроводных сетей Bluetooth и IEEE 802.11b (WiFi). При этом беспроводная коммуникационная плата расширения в качестве внутреннего интерфейса передачи данных в CPU должна была использовать шину USB. Другим вариантом расширения является использование "недослота" для создания домашнего DSL-сервера на базе PC. Такой персональный компьютер может выполнять функции моста, через который остальные компьютеры, входящие в локальную сетку, могут общаться с внешним миром.

Железячные казусы

Из всех когда-либо выпущенных плат расширения под AMR- / CNR-разъемы, наверное, наибольшую популярность (если это слово здесь вообще уместно) на Западе приобрели модемы. Стоили они очень дешево, что и было их единственным достоинством. Многие материнские платы, построенные на чипсетах VIA Apollo 133, Intel 820, Intel 810, Intel 815e и имеющие встроенные кодеки AC 97, довольно успешно работали с такими модемами. Жизнь, однако, выявила довольно забавную деталь.

Оказалось, что, несмотря на, казалось бы, лучшую помехоустойчивость за счет отдельного расположения аналоговой части, AMR- и CNR-модемы были очень чувствительны к качеству телефонной линии, что не позволило бы им нормально работать, например, в тяжелых российских условиях. Но вот уж чего я совсем не ожидал узнать, так это того, что разработчики материнских плат будут пытаться самостоятельно обходить ограничения коммуникационного расширителя и таки добьются, чтобы пользователь мог заполучить сразу и сетевую карту CNR и CNR-модем. В результате появились материнские платы - не поверите - с двумя разъемами CNR. Хорошо еще, что не с тремя…

Работа над ошибками: слот CNR

Видимо, многократно проанализировав причины неудачи, производитель процессоров затеял реанимацию AMR. Так на свет появился CNR. Название CNR - Communications and Networking Riser - на русский язык можно перевести как "порт расширения коммуникационных и сетевых возможностей". Этот расширитель стал более удачным и проработанным нововведением Intel. Из основных достоинств в глаза бросаются два. Первое - совместимость с PCI (при необходимости можно устанавливать либо карту CNR, либо карту PCI). А вторая - поддержка Plug-n-Play, а также ряда других функций, интересовавших разработчиков. Главной неожиданностью стал отказ производителя от преемственности поколений. CNR и AMR оказались несовместимы ни на физическом, ни на электрическом уровнях.

Вряд ли кто-нибудь из вас когда-либо им пользовался, и еще меньше шансов, что воспользуется в будущем. Но все же настоящий компьютерщик обязан знать, что же это была за штука и какими возможностями она обладала. Знания никогда не бывают лишними, а блеснуть осведомленностью перед друзьями-приятелями всегда приятно.

Последняя спецификация на Communications and Networking Riser, выпущенная Intel в октябре 2000 года, носит порядковый номер 1.1. Стандарт определяет основную концепцию CNR как масштабируемый аппаратный интерфейс расширения, предназначенный для использования OEM-производителями (компоновщиками) материнских плат. Хочу еще раз заострить внимание читателей на этом моменте. Для нас, конечных покупателей, этот порт (как, собственно, и AMR) не предназначался изначально! Более того, коммуникационный порт даже не является стандартным портом расширения, в отличие, например, от PCI. Он из разряда интерфейсов, предварительно конфигурируемых под конкретное оборудование.

CNR поддерживал следующие интерфейсы: передача аудиоданных (многоканально), модемный аналоговый (с V.90), стандартный сетевой LAN (10/100 Мбит Ethernet), присутствовала также возможность расширения и под будущие технологии. Цифровая часть интерфейса при этом должна была входить в состав чипсета материнки, а аналоговая - устанавливаться на внешней плате.

Особенности апгрейдов

Думаю, выражу общую точку зрения, если скажу, что вся эта затея с внедрением AMR и CNR кажется со стороны полнейшей ерундой. Ну, скажите, разве был смысл выпускать на рынок стандарт с таким вагоном недостатков вкупе с плохой совместимостью? С моей точки зрения - нет. Возможно, мы не поняли цель великого замысла?

На этот счет есть одна вполне, как мне кажется, разумная гипотеза. Все дело в национальных особенностях компьютеризации населения.
Как у нас в стране обычно покупается компьютер? Вызывается знакомый "специалист" (причем частенько профессиональность оценивается наличием у него собственного компьютера, а не опыта собственно сборки), совершается набег в компьютерную фирму, где приобретается куча комплектующих, которые затем самостоятельно знакомым и собираются в цельный ПК. У нас за совместимостью всех составляющих следит сборщик, и предположительно проблемную железку - модем или сетевую карту - он изначально не будет покупать. А при выборе комплектующих не последнюю роль сыграет еще и возможность последующего апгрейда.

На Западе вообще и в Америке в частности все по-другому: человек приходит в магазин и покупает ПК сразу в сборе. Из рассказов знакомых, живущих там, я узнал довольно много интересного о таких покупках.
Во-первых, тамошние компьютеры совершенно не предназначены для апгрейда. То есть совершенно нормальна ситуация, когда вы открываете корпус и видите там интегрированную видеокарту без дополнительного AGP-слота, интегрированный звук, встроенный сетевой адаптер, модули памяти неизвестного доселе форм-фактора и ни одного PCI-слота. Все это называется красиво - "бренд". У нас делают апгрейд заменой комплектующих, у них - покупкой нового ПК. По этой причине AMR- и CNR-слоты, изначально предназначенные как раз для производства таких американских "брендов", имели полное право на существование. UP