VESA 로컬 버스

**VESA 로컬 버스**(VESA Local Bus, **VL-Bus** 또는 **VLB**로 약칭)는 i486 세대의 x86 IBM 호환 개인용 컴퓨터 시절인 1992년에 도입된 단명한 확장 버스이다. VESA(비디오 전자공학 표준협회)에서 만든 VESA 로컬 버스는 당시 시장을 지배하던 ISA 버스와 병행하여 작동하며, 주로 비디오(그래픽) 작업의 속도를 높이기 위해 설계된 표준화된 고속 통로를 제공했다. VLB는 확장(비디오) 카드 제조업체가 인터럽트나 포트 맵 입출력과 같은 기본적인 장치 의무를 처리하기 위해 여전히 친숙한 ISA 버스를 사용하면서도, 크게 가속된 32비트 메모리 맵 입출력 및 DMA를 이용할 수 있도록 표준화된 빠른 경로를 제공한다. 일부 고급형 386DX 메인보드에도 VL-Bus 슬롯이 있었다.

## 역사적 개요
[섬네일|left|upright=1.5|ATI MACH64 [슈퍼 비디오 그래픽스 어레이|SVGA VLB 그래픽 카드]]

1990년대 초, 표준 16비트 8.33&nbsp;MHz 슬롯에서 8.33 MB/s였던 기존 ISA 버스의 입출력 대역폭은 PC 비디오 및 그래픽 성능에 결정적인 병목 현상이 되었다. 더 빠른 그래픽에 대한 요구는 PC 운영체제에서 그래픽 사용자 인터페이스의 채택이 증가함에 따라 촉발되었다. IBM이 66 MB/s의 대역폭을 제공하는 마이크로 채널 아키텍처를 통해 ISA의 실행 가능한 후속 제품을 만들었으나, 하드웨어 제조업체들이 이를 사용하기 위해 가파른 라이선스 비용을 지불하고 싶어 하지 않았기 때문에 시장에서 실패했다. MCA에 대항하기 위해 로열티가 없는 ISA 버스의 확장판인 EISA 공개 표준이 개발되었으나, 33.32 MB/s의 대역폭은 그래픽에서 요구되는 상당한 대역폭 증가를 충족시키기에 충분한 개선을 제공하지 못했다. 이는 표준 구성에서 133 MB/s(33 MHz에서 32비트)의 속도로 시작하는 PCI(Peripheral Component Interconnect)에 의해 대체되게 된다.

그리하여 짧은 기간 동안 비디오 카드 제조업체와 메인보드 칩셋 제조업체가 그래픽 카드가 프로세서와 시스템 메모리에 직접 접근할 수 있도록 자체적인 독자 규격의 로컬 버스 구현을 만드는 시장의 틈새가 발생했다. 이는 "라이선스를 받은 IBM MCA 머신"보다 비용이 저렴하면서도 ISA 버스의 한계를 피할 수 있게 해주었다. 당시 ISA 머신에서 MCA 아키텍처 머신으로 이주하는 비용은 상당했다. MCA 머신은 일반적으로 ISA 슬롯을 제공하지 않았으므로, MCA 아키텍처로의 이주는 이전의 ISA 카드 투자 비용을 무용지물로 만들었다. 또한 MCA 호환 카드 제조업체는 IBM의 라이선스 비용을 지불해야 했으며, 이는 MCA의 더 높은 기술적 요구 사항 및 구현 비용과 결합되었다. 그 결과 주변 기기 카드의 MCA 버전은 ISA 버전보다 훨씬 더 비싸졌다.

이러한 임시방편적인 제조업체별 솔루션은 효과적이었지만 표준화되지 않았고 상호 운용성을 제공하기 위한 규정도 없었다. 이는 VESA 컨소시엄의 관심을 끌었고 1992년에 자발적이고 로열티가 없는 로컬 버스 표준 제안으로 이어졌다. 이러한 표준화(그래픽 카드 성능 향상이라는 일차적 목표 외에)의 추가적인 이점은 다른 장치들도 VLB가 제공하는 성능을 활용하도록 설계될 수 있다는 것이었다. 특히 대용량 저장장치 컨트롤러가 VLB용으로 출시되어 하드 디스크 성능을 향상시켰다. VLB 대역폭은 CPU의 버스 속도에 따라 달라졌다. 25&nbsp;MHz 버스를 가진 CPU의 경우 100 MB/s에서 시작하여, 33&nbsp;MHz에서 133 MB/s, 40&nbsp;MHz에서 160 MB/s로 증가했고, 50&nbsp;MHz에서는 200 MB/s에 도달했다.

## 구현
"VLB 슬롯" 자체는 기존의 ISA 또는 EISA 커넥터와 일렬로 배치된 추가 에지 커넥터이며, 이 연장된 부분은 종종 독특한 갈색으로 칠해져 있다. 그 결과 일반 ISA 또는 EISA 슬롯이 추가로 VLB 호환 카드를 수용할 수 있게 된다. 기존 ISA 카드는 슬롯의 일반 ISA 또는 EISA 부분 이후에는 핀이 없으므로 호환성이 유지된다. 그 반대의 경우도 마찬가지였다 VLB 카드는 VLB 커넥터에 도달하기 위해 필연적으로 상당히 길었으며, 이는 이전 IBM PC XT 시대의 구형 풀 사이즈 확장 카드를 연상시켰다. 슬롯의 VLB 부분은 IBM MCA 슬롯과 유사해 보이는데, 실제로 MCA 카드에서 사용되는 것과 동일한 물리적 116핀 커넥터를 180도 회전하여 사용한 것이기 때문이다. IBM MCA 표준은 IBM이 기대했던 것만큼 대중적이지 않았고, 커넥터 재고가 충분했기 때문에 저렴하고 쉽게 구할 수 있었다.

## 한계
[섬네일|right|upright=1.5|다양한 기능 수준의 [ISA 버스|ISA 슬롯 7개가 있는 컴퓨터 메인보드. 위쪽 3개는 16비트 ISA이다. 중간 3개는 VLB로, 슬롯이 추가된 16비트 ISA이다(가장 왼쪽의 갈색 부분). 맨 아래(더 짧은) 슬롯은 8비트 ISA이다. 이 메인보드에 설치된 카드는 장착 브래킷이 오른쪽에 위치하게 되며, 이는 보통 컴퓨터 케이스의 "뒷면"이 된다.]]

VESA 로컬 버스는 ISA 버스의 제한된 대역폭 문제에 대한 임시방편적인 해결책으로 설계되었다. 따라서 VLB가 업계에서 채택되기 위한 한 가지 요구 사항은 보드 재설계 및 부품 비용 측면에서 제조업체가 구현하기에 부담이 최소화되어야 한다는 것이었다. 그렇지 않으면 제조업체들이 자신들의 독자적인 솔루션을 바꾸도록 설득할 수 없었을 것이다. VLB는 근본적으로 최소한의 중간 로직(로직 설계 및 부품 비용 절감)으로 카드를 486 프로세서 버스에 직접 연결하기 때문에, 타이밍 및 중재 임무는 카드와 CPU에 크게 의존했다.

이러한 VLB의 단순성은 유효 수명을 실질적으로 제한하는 여러 요인을 만들어냈다.

; 80486 의존성
: VESA 로컬 버스는 인텔 80486 CPU의 메모리 버스 설계에 크게 의존한다. 펜티엄 프로세서가 등장했을 때, 버스 설계에 큰 차이가 있었으며 VESA 로컬 버스 구현에 쉽게 적응할 수 없었다. VLB 슬롯이 있는 펜티엄 메인보드는 거의 제작되지 않았으며, 제작된 경우 OPTi 82C822와 같은 VLB-to-PCI 브리지를 사용했다. 이는 또한 실질적인 경제적 제약 내에서 버스를 x86 아키텍처가 아닌 컴퓨터로 옮기는 것이 거의 불가능했음을 의미했다.
; 사용 가능한 슬롯 수의 제한
: VESA 로컬 버스를 사용하는 대부분의 PC는 사용 가능한 총 5~6개의 ISA 슬롯 중 1~2개만 VLB가 가능하며, 따라서 나머지 4개의 ISA 슬롯은 일반적으로 ISA 전용이다. 이는 VESA 로컬 버스가 80486 메모리 버스의 직접적인 분기이기 때문에 발생한 결과이다. 프로세서는 이 버스에서 직접 한 번에 2~3개 이상의 장치를 올바르게 구동(신호 및 전력)할 수 있는 충분한 전기적 용량을 가지고 있지 않다.
; 신뢰성 문제
: 버스에 대한 엄격한 전기적 제한은 사용 가능한 안전 여유를 줄여 신뢰성에 부정적인 영향을 미친다. 개별 카드 사이의 상호 작용, 카드의 조합, 메인보드 구현, 심지어 프로세서 자체까지 예측하기 어렵기 때문에 카드 간의 오작동이 흔했다. 이는 특히 저가형 메인보드에서 두드러졌는데, 더 많은 VLB 카드를 추가하면 이미 한계에 다다른 구현에 과부하를 줄 수 있었기 때문이다. 흔히 발생하는 하드 디스크 컨트롤러와 같은 중요한 장치가 도처에 널린 비디오 카드와 같은 메모리 집약적인 장치와 버스 충돌을 일으킬 때 결과는 상당히 치명적일 수 있었다.VLB 장치는 메인 프로세서와 동일한 레벨에서 시스템 메모리에 직접 고속 접근할 수 있기 때문에, 장치가 잘못 설정되거나 불안정해질 경우 시스템이 개입할 방법이 없다. 충돌 상황에서 두 장치가 동일한 메모리 위치에 덮어쓰기를 하고, 하드 디스크 컨트롤러가 이 위치에 의존한다면(HDD 컨트롤러가 종종 두 번째 충돌 장치가 됨) 대규모 데이터 손상이 발생할 가능성이 매우 높았다.
; 확장성의 한계
: 486 시스템의 버스 속도가 증가함에 따라 VLB 안정성을 관리하기가 점점 더 어려워졌다. VLB에 속도를 부여한 밀접하게 결합된 로컬 버스 설계는 특히 40&nbsp;MHz를 넘어서는 타이밍 변화를 견디지 못하게 되었다. 인텔의 원래 50&nbsp;MHz 486 프로세서는 많은 기존 메인보드(VLB가 아닌 설계 포함)가 프론트 사이드 버스 속도를 50&nbsp;MHz로 높이는 데 제대로 대처하지 못했기 때문에 시장에서 어려움을 겪었다. 50&nbsp;MHz에서 VLB의 안정적인 작동을 달성할 수 있다면 더 빨랐겠지만 다시 말하지만, 이는 달성하기가 악명 높게 어려웠고 주어진 하드웨어 구성에서는 불가능하다는 것이 밝혀지는 경우가 많았다.486DX-50의 후속 제품인 486DX2-66은 더 느리지만 호환성이 높은 버스 속도(33&nbsp;MHz)와 배율(×2)을 사용하여 프로세서 클록 속도를 유도함으로써 이 문제를 피했다.
; 설치의 어려움
: 슬롯의 길이와 핀의 개수 때문에 VLB 카드는 설치와 제거가 악명 높게 어렵다. 물리적으로 필요한 엄청난 힘은 카드와 메인보드 모두에 스트레스를 주며 파손도 드물지 않았다. 이는 카드 로직 보드의 연장된 길이 때문에 더욱 악화되는데, 종종 PC 케이스 내에 카드를 슬롯에 비스듬히 넣을 공간이 충분하지 않아 슬롯으로 수직으로 강한 힘을 주어 눌러야 했다. 이 과정에서 메인보드가 과도하게 휘어지는 것을 방지하기 위해 섀시와 메인보드는 비교적 촘촘한 간격의 지지대를 갖추도록 설계되어야 했으나 항상 그런 것은 아니었고, 보드를 삽입하는 사람은 하향력을 상단 가장자리에 고르게 분산시켜야 했다.VLB 슬롯의 길이와 그로 인한 설치의 어려움 때문에, 약어 VLB의 속어적인 대안으로 '매우 긴 버스'(Very Long Bus)라고 불리기도 했다.

## 유산
[섬네일|[기가바이트 테크놀로지의 "VIP" 메인보드 GA486IM]]
이러한 문제에도 불구하고, VESA 로컬 버스는 후기 486 메인보드에서 매우 흔해졌으며, 후기(1992년 이후) 486 기반 시스템의 대다수는 VESA 로컬 버스 비디오 카드를 장착했다. VLB는 1994년이 되어서야 펜티엄과 인텔의 칩셋을 통해 서버 시장 이외에서 PCI를 흔히 볼 수 있게 되었기 때문에, 메인스트림 시스템을 위한 저렴한 고속 인터페이스를 제공했다는 점에서 중요했다. PCI는 결국 486 시장의 마지막 시기에 VESA 로컬 버스(및 EISA)를 대체했으며, 마지막 세대의 80486 메인보드는 VLB 가능 ISA 슬롯 대신 PCI 슬롯을 특징으로 했다. 그러나 일부 제조업체는 세 가지 슬롯 유형을 모두 갖춘 "VIP"(VLB/ISA/PCI) 메인보드를 개발하여 제공하기도 했다.

## 기술 데이터
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## 같이 보기
* ISA 버스
* 마이크로채널 아키텍처
* 확장 ISA 버스
* PCI 버스
* 가속 그래픽 포트 (AGP)
* PCI 익스프레스 (PCIe)

## 각주

## 외부 링크
* 비디오 일렉트로닉스 표준 협회

분류:컴퓨터 버스
분류:컴퓨터 하드웨어
분류:VESA
분류:메인보드 확장 슬롯