Extended Industry Standard Architecture

Extended Industry Standard Architecture (thường được biết đến với từ viết tắt EISA và phát âm là "eee-suh") là một chuẩn bus cho các máy tính tương thích IBM PC. Nó được công bố vào tháng 9 năm 1988 bởi một liên minh các nhà sản xuất máy tính nhái PC (Nhóm chín hãng) như một giải pháp thay thế cho kiến trúc Micro Channel (MCA) độc quyền của IBM trong dòng máy PS/2 của họ.Compaq Leads 'Gang of Nine' In Offering Alternative to MCA, InfoWorld, Sep 19, 1988.

So với bus AT, cái mà Nhóm chín hãng đã đổi tên hồi tố thành bus ISA để tránh vi phạm nhãn hiệu của IBM trên máy tính PC/AT, EISA được mở rộng lên 32 bit và cho phép nhiều hơn một CPU chia sẻ bus. Khả năng hỗ trợ bus mastering cũng được tăng cường để cung cấp quyền truy cập vào 4 GB bộ nhớ. Không giống như MCA, EISA có thể chấp nhận các thẻ ISA cũ hơn – các đường truyền và khe cắm cho EISA là một tập siêu của ISA.

EISA rất được các nhà sản xuất ưa chuộng do tính chất độc quyền của MCA, và thậm chí IBM cũng đã sản xuất một số máy hỗ trợ nó. Nó hơi đắt để triển khai (mặc dù không nhiều như MCA), vì vậy nó chưa bao giờ trở nên đặc biệt phổ biến trong các máy tính để bàn PC. Tuy nhiên, nó đã khá thành công trên thị trường máy chủ, vì nó phù hợp hơn với các tác vụ thâm dụng băng thông như truy cập đĩa hoặc mạng. Hầu hết các thẻ EISA được sản xuất là thẻ SCSI hoặc NIC. EISA cũng có sẵn trên một số máy không tương thích IBM như DEC AlphaServer, HP 9000 D-class, SGI Indigo2 và MIPS Magnum.

Vào thời điểm thị trường có nhu cầu mạnh mẽ về một loại bus có tốc độ và khả năng này cho máy tính để bàn, VESA Local Bus và sau đó là PCI đã lấp đầy phân khúc này, và EISA dần rơi vào quên lãng.

 Lịch sử 
IBM PC nguyên bản bao gồm năm khe cắm 8-bit, chạy ở tốc độ xung nhịp hệ thống là 4,77 MHz. PC/AT, được giới thiệu vào năm 1984, có ba khe cắm 8-bit và năm khe cắm 16-bit, tất cả đều chạy ở tốc độ xung nhịp hệ thống là 6 MHz trong các mẫu đầu tiên và 8 MHz trong phiên bản cuối cùng của máy tính. Các khe cắm 16-bit là một tập siêu của cấu hình 8-bit, vì vậy hầu hết các thẻ 8-bit đều có thể cắm vào khe cắm 16-bit (một số thẻ sử dụng thiết kế "váy" gây cản trở vật lý với phần mở rộng của khe cắm) và tiếp tục chạy ở chế độ 8-bit. Một trong những lý do chính dẫn đến thành công của IBM PC (và các máy tính nhái PC theo sau nó) là hệ sinh thái năng động của các thẻ mở rộng bên thứ ba có sẵn cho các máy này. IBM bị hạn chế trong việc cấp bằng sáng chế cho bus  và đã công bố rộng rãi các thông số kỹ thuật của bus.

Khi ngành công nghiệp máy tính nhái PC tiếp tục tạo đà phát triển vào giữa đến cuối những năm 1980, một vài vấn đề với bus bắt đầu lộ rõ. Đầu tiên, vì "khe cắm AT" (như tên gọi thời đó) không được quản lý bởi bất kỳ nhóm tiêu chuẩn trung tâm nào, không có gì ngăn cản một nhà sản xuất "đẩy xa" tiêu chuẩn. Một trong những vấn đề phổ biến nhất là khi các máy tính nhái PC trở nên phổ biến hơn, các nhà sản xuất PC bắt đầu tăng tốc độ bộ vi xử lý để duy trì lợi thế cạnh tranh. Thật không may, vì bus ISA ban đầu bị khóa theo xung nhịp bộ vi xử lý, điều này có nghĩa là một số máy 286 có bus ISA chạy ở tốc độ 10, 12 hoặc thậm chí 16 MHz. Trên thực tế, những hệ thống đầu tiên đẩy xung nhịp bus ISA lên 8 MHz là các máy nhái Intel 8088 tăng tốc xung nhịp bộ vi xử lý lên 8 MHz. Điều này gây ra nhiều vấn đề về không tương thích, trong đó một thẻ bên thứ ba tương thích IBM thực thụ (được thiết kế cho bus 8 MHz hoặc 4,77 MHz) có thể không hoạt động ổn định hoặc không hoạt động chút nào trong một hệ thống có xung nhịp cao hơn. Hầu hết các nhà sản xuất PC cuối cùng đã tách biệt xung nhịp bus khỏi xung nhịp hệ thống, nhưng vẫn không có cơ quan tiêu chuẩn nào để "giám sát" ngành công nghiệp.

Khi các công ty như Dell sửa đổi thiết kế bus AT, Phoenix Technologies vào năm 1986 đã đề xuất một bản mở rộng 32-bit cho bus AT, nhưng nhà sản xuất máy nhái hàng đầu Compaq đã từ chối hợp tác. Kiến trúc AT đã ăn sâu đến mức không một nhà sản xuất máy nhái riêng lẻ nào có đủ vị thế để tạo ra một giải pháp thay thế tiêu chuẩn hóa, và không có lý do thuyết phục nào để họ hợp tác trên một tiêu chuẩn mới. Chính vì vậy, khi hệ thống dựa trên 386 đầu tiên (Compaq Deskpro 386) được bán vào năm 1986, nó vẫn hỗ trợ các khe cắm 16-bit. Các PC 386 khác cũng làm theo, và bus AT (sau này là ISA) vẫn là một phần của hầu hết các hệ thống ngay cả trong những năm cuối thập niên 1990.

Trong khi đó, IBM bắt đầu lo lắng rằng họ đang mất quyền kiểm soát ngành công nghiệp mà chính họ đã tạo ra. Năm 1987, IBM tung ra dòng máy tính PS/2, hầu hết trong số đó bao gồm bus MCA. MCA bao gồm nhiều cải tiến so với bus AT 16-bit, bao gồm bus mastering, chế độ burst, các tài nguyên có thể cấu hình bằng phần mềm và khả năng 32-bit. Tuy nhiên, trong nỗ lực khẳng định lại vai trò thống trị của mình, IBM đã cấp bằng sáng chế cho bus này và áp dụng các chính sách cấp phép và bản quyền nghiêm ngặt đối với việc sử dụng nó. Một vài nhà sản xuất đã sản xuất các máy MCA được cấp phép (đáng chú ý nhất là NCR), nhưng nhìn chung toàn ngành đã phản đối các hạn chế của IBM.

Steve Gibson đề xuất các nhà sản xuất máy nhái nên áp dụng NuBus. Sau khi tuyên bố ban đầu rằng bus AT là đủ cho khách hàng, một nhóm các công ty do Compaq dẫn đầu (Nhóm chín hãng) đã phát triển một bus mới để thay thế. Bus mới này được đặt tên là Extended (hoặc Enhanced) Industry Standard Architecture, hay "EISA", trong khi bus AT cũ hơn đã được đổi tên thành Industry Standard Architecture, hay "ISA". Điều này mang lại hầu như tất cả các lợi thế kỹ thuật của MCA, trong khi vẫn tương thích với các thẻ 8-bit và 16-bit hiện có, và (điều hấp dẫn nhất đối với các nhà sản xuất hệ thống và thẻ) là chi phí cấp phép tối thiểu.

Compaq đã phát triển EISA và thuyết phục những người khác trong Nhóm chín hãng hỗ trợ nó bằng cách cấp phép công nghệ miễn phí. Ngay trước khi công bố EISA, Compaq đã từ chối lời đề nghị phút chót của IBM về việc hợp tác độc quyền trên MCA để đổi lấy việc từ bỏ EISA. 

Khe cắm bus EISA là một hệ thống chân cắm so le hai cấp, với phần trên của khe cắm tương ứng với sơ đồ chân cắm bus ISA tiêu chuẩn. Các tính năng bổ sung của bus EISA được thực hiện ở phần dưới của đầu nối khe cắm, sử dụng các đường mạch mỏng được chèn vào khoảng cách cách điện của đầu nối cạnh thẻ ISA / phần trên. Ngoài ra, phần dưới của bus có năm rãnh khóa, để một thẻ ISA có các đường mạch dài bất thường không thể vô tình kéo dài xuống phần dưới của khe cắm.

Một trong những lợi ích có được từ tiêu chuẩn EISA là sự hệ thống hóa cuối cùng của tiêu chuẩn mà các khe cắm và thẻ ISA phải tuân theo (đặc biệt, tốc độ xung nhịp được cố định ở tiêu chuẩn công nghiệp là 8,33 MHz). Do đó, ngay cả các hệ thống không sử dụng bus EISA cũng có được lợi thế từ việc ISA được tiêu chuẩn hóa, điều này góp phần kéo dài tuổi thọ của nó.

 Nhóm chín hãng 
Nhóm chín hãng (Gang of Nine) là cái tên không chính thức được đặt cho liên minh các công ty sản xuất máy tính cá nhân, do Compaq dẫn đầu, đã công bố bus EISA. Chín công ty này cùng nhau chiếm hơn 33% thị phần cho tất cả các máy tính PC vào năm 1987, so với 27% của IBM. Nhóm chín hãng thậm chí còn chiếm thị phần lớn hơn trên thị trường máy tính dựa trên 80386, với 43% so với 16% của IBM. Compaq là một trong những nhà sản xuất máy nhái đầu tiên sau khi IBM PC ra mắt vào năm 1981, và chiếm 28% thị trường 80386. Các thành viên đối thủ nói chung đều thừa nhận sự lãnh đạo của Compaq, với một người tuyên bố vào năm 1989 rằng trong Nhóm chín hãng "khi bạn có 10 người ngồi trước một cái bàn để viết thư cho tổng thống, ai đó phải là người viết thư. Compaq đang ngồi trước máy đánh chữ". Các thành viên gồm:

 AST Research, Inc.
 Compaq Computer Corporation
 Hewlett-Packard Company
 NEC Corporation
 Olivetti
 Seiko Epson Corporation
 Tandy Corporation
 WYSE
 Zenith Data Systems

 Thông số kỹ thuật 

 Độ rộng bus  32 bit Tương thích với  ISA 8-bit, ISA 16-bit Chân cắm  98 + 100 khảm Vcc  +5 V, −5 V, +12 V, −12 V Xung nhịp  8,33 MHz Tốc độ dữ liệu lý thuyết (32-bit)  khoảng 33 MB/s (8,33 MHz × 4 byte) Tốc độ dữ liệu thực tế (32-bit)  khoảng 20 MB/s

Mặc dù bus MCA có một chút lợi thế về hiệu năng so với EISA (tốc độ bus 10 MHz so với 8,33 MHz), EISA chứa hầu hết tất cả các lợi ích công nghệ mà MCA tự hào, bao gồm bus mastering, chế độ burst, các tài nguyên có thể cấu hình bằng phần mềm và bus dữ liệu/địa chỉ 32-bit. Những điều này đưa EISA gần như ngang hàng với MCA từ quan điểm hiệu năng, và EISA dễ dàng đánh bại MCA về mặt hỗ trợ của ngành công nghiệp.

EISA đã thay thế việc cấu hình cầu nhảy tẻ nhạt thường thấy ở các thẻ ISA bằng cấu hình dựa trên phần mềm. Mọi hệ thống EISA đều đi kèm với một tiện ích cấu hình EISA; đây thường là một phiên bản tùy chỉnh nhẹ từ các tiện ích tiêu chuẩn do các nhà sản xuất chipset EISA viết. Người dùng sẽ khởi động vào tiện ích này, từ đĩa mềm hoặc trên một phân vùng ổ cứng chuyên dụng. Phần mềm tiện ích sẽ phát hiện tất cả các thẻ EISA trong hệ thống và có thể cấu hình bất kỳ tài nguyên phần cứng nào (ngắt, cổng bộ nhớ, v.v.) trên bất kỳ thẻ EISA nào (mỗi thẻ EISA sẽ bao gồm một đĩa với thông tin mô tả các tùy chọn có sẵn trên thẻ) hoặc trên bo mạch chủ của hệ thống EISA. Người dùng cũng có thể nhập thông tin về các thẻ ISA trong hệ thống, cho phép tiện ích tự động cấu hình lại các thẻ EISA để tránh xung đột tài nguyên.

EISA có hỗ trợ cho cắm và chạy với các trình điều khiển đặc biệt từ nhà sản xuất; tuy nhiên nó không được sử dụng rộng rãi trên các máy tính để bàn PC.

EISA hỗ trợ chia sẻ ngắt, cũng như DMA 32-bit.

Tương tự, Windows 95, với khả năng Cắm-và-Chạy, không thể thay đổi cấu hình của các thẻ EISA, nhưng nó có thể phát hiện các thẻ, đọc cấu hình của chúng và cấu hình lại phần cứng Cắm-và-Chạy để tránh xung đột tài nguyên. Windows 95 cũng sẽ tự động cố gắng cài đặt các trình điều khiển thích hợp cho các thẻ EISA được phát hiện.

 Sự chấp nhận của ngành 
Intel giới thiệu chipset EISA đầu tiên của mình (và cũng là chipset đầu tiên của họ theo nghĩa hiện đại của từ này) là 82350 vào tháng 9 năm 1989. Intel đã giới thiệu một biến thể chi phí thấp hơn là 82350DT, được công bố vào tháng 4 năm 1991; nó bắt đầu được giao hàng vào tháng 6 năm đó.

Máy tính EISA đầu tiên được công bố là HP Vectra 486 vào tháng 10 năm 1989. Những chiếc máy tính EISA đầu tiên có mặt trên thị trường là Compaq Deskpro 486 và SystemPro. SystemPro, là một trong những hệ thống kiểu PC đầu tiên được thiết kế như một máy chủ mạng, được xây dựng từ đầu để tận dụng tối đa bus EISA. Nó bao gồm các tính năng như đa xử lý, RAID phần cứng và các thẻ mạng bus-mastering.

Olivetti đã đưa EISA vào sản phẩm Olivetti NetStrada 7000 (CONDOR) của mình, sản phẩm này bao gồm nhiều kiến trúc bus, Bộ điều khiển Adaptec RAID của nó chiếm một khe cắm EISA có thể được truy cập đồng thời bởi tối đa 4 CPU Pentium Pro 200 của nó. 

Sau khi không nói rõ trong năm đầu tiên rằng công ty có cấp phép Micro Channel hay không, IBM đã mất thị phần do doanh số PS/2 chậm và khách hàng ngần ngại sử dụng MCA. Họ đã ra mắt máy tính PS/2 Model 30 286 dựa trên bus AT tại Manhattan cùng thời điểm với thông báo về EISA ở nơi khác trong thành phố, 17 tháng sau khi nói với khách hàng rằng bus AT đã lỗi thời. Sự phẫn nộ trước hành vi của IBM đã góp phần hình thành nên liên minh EISA.

Tuy nhiên, thành công của Nhóm chín hãng với EISA là không chắc chắn. Một số khách hàng ước rằng một loại bus 32-bit đã có sẵn từ nhiều năm trước, và nghĩ rằng các đối thủ của IBM giờ đây nên áp dụng MCA, vốn đã có gần 400 thẻ mở rộng vào thời điểm EISA được giới thiệu. Dell là một nhà sản xuất máy nhái đáng chú ý đã không tham gia Nhóm chín hãng. Một số ít các nhà sản xuất khác, bao gồm Apricot, Dell, Research Machines, Tandy Corporation và Olivetti đã áp dụng MCA, nhưng chỉ cho một phần trong phạm vi PC của họ.  NCR Corporation đã áp dụng Micro Channel một cách toàn diện - họ đã thiết kế và xây dựng các nền tảng máy tính cá nhân, máy trạm và máy chủ hiệu năng cao hỗ trợ nó, bao gồm cả các thành phần logic dựa trên kiến trúc Micro Channel của riêng họ cho SCSI, đồ họa, mạng và âm thanh.

Nhiều nhà sản xuất, bao gồm cả những công ty trong Nhóm chín hãng, đã nghiên cứu khả năng sử dụng MCA. Ví dụ, Compaq thực sự đã sản xuất các hệ thống DeskPro nguyên mẫu sử dụng bus này. Tuy nhiên, chúng chưa bao giờ được đưa vào sản xuất, và khi thấy rõ rằng MCA đã thua cuộc, Compaq đã để giấy phép MCA của mình hết hạn (giấy phép thực tế tốn khá ít chi phí; các chi phí chính liên quan đến MCA mà ngành công nghiệp phản đối là tiền bản quyền phải trả cho mỗi hệ thống được xuất xưởng).

Mặt khác, khi IBM nhận thấy rõ rằng Micro Channel đang dần biến mất, họ thực sự đã cấp phép EISA để sử dụng trong một vài hệ thống máy chủ. Như một đòn cuối cùng giáng vào đối thủ của họ, Compaq (người dẫn đầu liên minh EISA) đã không đổi tấm séc đầu tiên do IBM gửi cho giấy phép EISA. Thay vào đó, tấm séc được đóng khung và trưng bày trong bảo tàng công ty tại trụ sở chính của Compaq ở Houston, Texas.

Bản thân EISA không tồn tại được một thập kỷ, cuối cùng bị thay thế bởi PCI. Tuy nhiên, di sản của EISA là tiêu chuẩn tương thích ngược nhằm đảm bảo rằng phần mềm và các thiết bị ngoại vi hiện có sẽ tiếp tục tương thích, trái ngược với bus MCA của IBM vốn sẽ khiến tất cả chúng trở nên lỗi thời. Xu hướng tương thích ngược này đối với các thành tựu công nghệ khác đã tạo điều kiện cho sự bùng nổ PC những năm 1990, sau đó là việc áp dụng Internet trên toàn thế giới, và cuối cùng là điện toán di động trong điện thoại thông minh và máy tính bảng.

 Xem thêm 

 Accelerated Graphics Port (AGP)
 Amiga Zorro II
 CompactPCI
 Industry Standard Architecture (ISA)
 Danh sách băng thông thiết bị
 Low Pin Count (LPC)
 Micro Channel architecture (MCA)
 Micro Channel Developers Association, liên minh cạnh tranh với Nhóm chín hãng
 MiniPCI
 NuBus
 PC Card
 PC/104
 PCI Express (PCIe)
 PCI-X
 Peripheral Component Interconnect (PCI)
 Silicon Cowboys, một bộ phim tài liệu năm 2016 về vai trò của Compaq
 Universal Serial Bus (USB)
 VESA Local Bus (VLB)

 Tài liệu tham khảo 

 Liên kết ngoài 
Giải thích về chipset Intel EISA
Tóm tắt kỹ thuật bus EISA
Các bộ điều khiển Intel EISA
Họ chip Intel 82350 EISA