Системный блок состоит из корпуса с блоком питания и системной платы. Системная плата
Системная (материнская) плата является основной частью компьютера, при помощи
которой части компьютера объединяются в одно целое. Системная плата представляет
собой большую печатную плату, на которой располагаются основные электронные
элементы компьютера:
- системная и локальные шины;
- микропроцессор;
- оперативная память;
- дополнительные микросхемы;
- разъемы (слоты) для дополнительных устройств.
Материнские платы унифицированы по типоразмерам (форм-факторам). На данный момент
преобладают типоразмеры AT, ATX, LPX и NLX. Форм-фактор AT используется в модификации
Baby AT. Это уменьшенный вариант AT. Размеры 8,5"х13". Почти все платы
имеют последовательные и параллельные порты, присоединяемые к материнской плате
через соединительные планки. Разъем клавиатуры впаян на задней части платы.
Гнездо под процессор устанавливается на передней стороне платы.
Для снижения стоимости компьютера был разработан форм-фактор LPX. Карты расширения
вставляются в специальную стойку и располагаются параллельно материнской плате.
Высота корпуса уменьшается. Но максимальное количество подключаемых карт не
превышает 2-3. Размер остается 9"х13", для Mini LPX - 8"xl0".
Спецификация АТХ, предложенная Intel еще в 1995 году, нацелена на исправление
недостатков, которые выявились со временем у форм-фактора AT. Плата Baby AT
повернута на 90°. Разъемы портов ввода/вывода расположены на плате. Добавлены
порты PS/2, USB. Количество кабелей в комплекте снижено. Удобный доступ к слотам
памяти. Разъемы контроллеров FDD и IDE (флоппи-дисководов, дисководов жестких
дисков и некоторых других устройств) передвинуты ближе к подсоединяемым устройствам.
Процессор и слоты для плат расширения разнесены. Это позволяет устанавливать
в слоты расширения полноразмерные платы - процессор им не мешает. Добавлена
возможность управления блоком питания для материнской платы. Размер 12"х9.6",
для MiniATX - 11,2"х8,2". В декабре 1997 года была представлена спецификация
формата micro АТХ, модификация АТХ-платы, рассчитанная на 4 слота для плат расширения
(в АТХ-плате используется 7 слотов расширения). Размер составляет 9.6"х9.6".
Как развитие идеи LPX, учитывающее появление новых технологий, в 1997 году появилась
спецификация форм-фактора NLX, который применяется в низкопрофильных корпусах.
При разработке учитывалось появление AGP и модулей DIMM, интеграция аудио- и
видео компонентов на материнской плате. Платы расширения устанавливаются в специальную
стойку. Материнская плата может быть легко отсоединена от стойки и выдвинута
из корпуса, например, для замены процессора или памяти. Размеры колеблются от
8"х9,6" до 9"х13,6".
В 1998 году была предложена спецификация WTX для применения в рабочих станциях
и серверах, где на передний план выходят обеспечение нормального охлаждения,
размещение больших объемов памяти, удобная поддержка многопроцессорных конфигураций,
большая мощность блока питания, размещение большего количество портов контроллеров
накопителей данных и портов ввода/ вывода. Размеры платы 14"х16,75". Системная и локальные шины
Системная шина предназначена для передачи информации между компонентами компьютерной
системы. Шины бывают синхронными, когда данные передаются в соответствии с тактовой
частотой, и асинхронными, когда передача данных осуществляется в произвольные
моменты времени. В современных компьютерах применяются шины EISA, PCI, PCMCIA
и AGP. ISA
Шина ISA (Industry Standard Architecture) использовалась в компьютерах, использующих
еще микропроцессор 80286. Это 16-разрядная тина с 24 адресными линиями, с 16
линиями аппаратных прерываний и с 8 каналами DMA (Direct Memory Access) прямого
доступа к памяти. Шина ISA работает асинхронно на частоте 8 МГц. Скорость обмена
данными - около 5 Мбит/с. EISA
Шина EISA (Extended Industry Standard Architecture) является 32-разрядным расширением
шины ISA, которая поддерживает 32-разрядную адресацию памяти и передачу данных,
в том числе и в режиме DMA. Шина поддерживает арбитраж DMA (когда каналом пользуется
несколько устройств), автоматическую конфигурацию системы и плат расширения.
Шина работает на частоте 8 МГц. PCI
Шина PCI (Peripherial Component Interconnect) является процессорно-независимой,
так называемой мезонин-шиной. Она может работать параллельно с шиной процессора,
то есть обмен данными процессор - память и, например, видеоадаптер - память
может осуществляться параллельно. Шина PCI является синхронной 32-разрядной
или 64-разрядной шиной, работающей па частоте 33 или 66 МГц. Максимальная скорость
обмена данными может достигать 528 Мбит/с для реализации шины 64 бит/66 МГц.
Шина поддерживает несколько арбитров. При передаче данных поддерживается кэширование
и блочная передача. Шина PCI поддерживает автоматическое определение и конфигурирование
плат расширения. PCMCIA
Стандарт PCMCIA используется в портативных компьютерах. Стандарт поддерживается
Ассоциацией PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association),
объединяющей компании, разрабатывающие периферийные устройства для портативных
компьютеров. Второе название - PC Card. На шине используется 16 разрядов подданные
и 26 разрядов под адрес. Подключение и отключение PC Card может происходить
при работающем компьютере. Спецификация PCMCIA определяет типы габаритных размеров
для PC Card (Type I, Type II и Туре III), различающиеся по толщине. Размер PC
Card не превышает размеры обычной кредитной карточки. Спецификация CardBus является
32-разрядным расширением шины PCI для устройств PC Card. Шина AGP
Шина AGP (Accelerated Graphic Port) разработана для увеличения быстродействия
при обмене между видеоадаптером и оперативной памятью. В переводе эта локальная
шина называется ускоренным графическим портом. Порт AGP необходим прежде всего
для работы с трехмерной графикой, где необходимо оперировать с большими объемами
данных Z-буфера и текстур. Объем этой памяти напрямую определяет качество ЗВ-изображения
и поддерживаемые разрешения. Для хранения текстур используется основная память,
а на плате SD-ускорителя расположена только память кадрового буфера и Z-буфера.
Благодаря переносу потока графической информации с шины PCI на шину AGP освободится
полоса пропускания шины PCI, которая может быть использована другими устройствами.
Порт AGP работает на частоте 66 МГц. Предусмотрены три режима передачи данных
- AGP 1х со скоростью обмена 266 Мбит/с, AGP 2х со скоростью обмена 532 Мбит/с
и AGP 4х со скоростью обмена 1064 Мбит/с. Преимущества AGP могут быть использованы
полностью только в случае, когда плата ускорителя и используемое программное
обеспечение поддерживают режим доступа к памяти DIME (Direct Memory Execute). Микропроцессоры
Микропроцессор представляет собой сверхбольшую интегральную схему, реализованную
на одном полупроводниковом кристалле. Это программно управляемое устройство
обработки информации. Иначе его называют центральным процессором - Central Processing
Unit (CPU). Микропроцессор получает информацию и команды по ее обработке и выдает
обработанную информацию. Команды, которые может исполнять микропроцессор, называют
инструкциями. В зависимости от типа исполняемых инструкций различают CISC (Complex
Instruction Set Computer) и RISC (Reduce Instruction Set Computer) микропроцессоры.
Первые микропроцессоры были CISC-процессорами. Инструкции набора Х86 имеют длину
от 8 до 120 бит. RISC-инструкции имеют одинаковую длину, поэтому они проще,
быстрее выполняются. В современных микропроцессорах используются RISC-инструкции.
Первый микропроцессор появился в 1971 году. Это был 4-разрядный Intel 4004,
разработанный с ориентацией на требования изготовителей калькуляторов. (Разрядность
микропроцессора показывает, сколько двоичных битов информации обрабатывается
за один такт.) Он имел невысокое быстродействие и ограниченные возможности адресации
памяти. Быстродействие микропроцессора определяется тактовой частотой. Измеряется
в герцах. Intel 4004 имел тактовую частоту 750 КГц.
В 1972 году фирма Intel выпустила первый 8-разрядный микропроцессор 8008.
Первые 16-разрядные микропроцессоры появились в 1977 году. В 1978 году фирма
Intel объявила о начале производства микропроцессора 8086, который позже был
выбран фирмой IBM в качестве центрального микропроцессора персонального компьютера
IBM PC XT (Personal Computer eXtended Technology). PC XT имел огромный успех
и положил начало эре персональных компьютеров. С 1982 года стал выпускаться
микропроцессор 80286, который использовался в компьютерах IBM PC AT (Advanced
Technology). Этот микропроцессор изготовлялся по 1,5-микрометровой технологии.
Тактовая частота от 6 до 12 МГц,
В октябре 1985 года фирма Intel анонсировала первый 32-разрядный микропроцессор,
i80386. Этот микропроцессор имел полностью 32-разрядную архитектуру 2-разрядные
регистры и 32-разрядная внешняя шина данных) и работал на тактовой частоте 16
МГц. Intel выпустила несколько моделей этого поколения микропроцессоров: 80386DX,
упрощенный 80386SX, 80386LX специально для мобильных компьютеров. Тактовая частота
от 16 до 33 МГц. Микропроцессоры изготавливались сначала по 1,5-микрометровой,
а затем по 1-микрометровой технологии. Этот показатель характеризует размеры
и концентрацию элементов микропроцессора на единице площади. Микропроцессор
имел завершенную систему поддержки многозадачного режима, мог оперировать оперативной
памятью до 64 Мбайт.
Оенью 1989 года Intel объявила о новом 32-разрядном микропроцессоре i486.
Благодаря использованию конвейерной архитектуры, присущей RISC-процессорам,
удалось увеличить производительность обычных 32-разрядных систем в четыре
раза. Использование встроенной кэш-памяти (8 Кбайт) ускоряет выполнение
команд за счет промежуточного хранения часто используемых команд и данных.
Кэш-память имеет наименьшее время доступа по сравнению с другими видами памяти.
Развитие микропроцессоров идет не только по пути увеличения разрядности и, тактовой
частоты, но и по пути улучшения декодирования команд. Операция сложения двух
чисел выполняется 386 микропроцессором за 6 тактов, 486 - за 2 такта. Микропроцессоры
следующих поколений за один такт выполняют не менее одного сложения.
В марте 1992 года фирма Intel объявила о создании нового микропроцессора 486,
названного i486DX2. Скорость работы внутренних блоков микропроцессора больше
скорости работы остальных частей компьютерной системы в два раза. Технология
умножения тактовой частоты, и не только в два раза, нашла свое применение
и в следующих моделях микропроцессоров. Последние модели микропроцессоров
выпускались уже по 0,8-микрометровой технологии.
Микропроцессоры могут работать только с целыми числами. Для удовлетворения всех
требований, предъявляемых к компьютерам, дополнительно устанавливаются тематические
сопроцессоры. Позже, начиная с модели Pentium, математический сопроцессор встраивается
в основной микропроцессор. Pentium
В марте 1993 года фирма Intel объявила о начале промышленных поставок 32-разрядных
микропроцессоров нового поколения, названных Pentium. Новый микропроцессор имеет
32-разрядную адресную и 64-разрядную внешнюю шины данных. Микропроцессор выполнен
по 0,8-микрометровой технологии, работает на тактовых частотах 60 и 66 МГц.
Через год появилась следующая модель микропроцессора, выполненная по 0,5- (позднее
по 0,35) микрометровой технологии. Впервые был применен раздельный 16-килобайтный
кэш: 8 Кбайт для инструкций и 8 Кбайт для данных. Тактовая частота была в пределах
75-200 МГц, а тактовая частота системной шины 50-66 МГц.
Pentium MMX - это версия Pentium с дополнительными мультимедиа-инструкциями
(добавлено 57 новых инструкций). Основа ММХ - технология обработки множественных
данных одной инструкцией (Single Instruction Multiple Data, SIMD). Кэш-память
увеличена до 32 Кбайт. Тактовая частота - 166-233 МГц. Частота системной шины
- 66 МГц. Pentium Pro
Разработка Pentium Pro началась в 1991 году. Промышленный выпуск начался в ноябре
1995 года. Это RISC-процессор, разработанный для 32-разрядных операционных систем.
Впервые в микропроцессоре вместе с кэш-памятью L1 (здесь объемом 16 Кбайт) стали
применять кэш-память второго уровня (L2), объединенную в одном корпусе и оперирующую
на частоте микропроцессора. Выпускался сначала по 0,5-, позднее по 0,35-микрометровой
технологии. Кэш уровня L1 объемом 16 Кбайт. Кэш уровня L2 имел объем 256,512,1024
и 2048 Кбайт. Тактовая частота от 150 до 200 МГц. Четырехканальная параллельная
обработка данных. Частота системной шины 60-66 МГц. Pentium Pro поддерживал
все инструкции процессора Pentium, кроме ММХ, а также ряд новых инструкций.
Введена архитектура двойной независимой шины, обеспечивающая параллельный обмен
данными ядро микропроцессора - кэш L2 и ядро микропроцессора - оперативную память.
Микропроцессор устанавливается в разъем Socket 8, позволяющий поддерживать до
четырех микропроцессоров в симметричной мультипроцессорной системе. Pentium II
Первая модель микропроцессора Pentium II впервые появилась в мае 1997 года.
Под этим общим именем выпускались микропроцессоры, предназначенные для разных
сегментов рынка: для недорогих low-end-компьютеров, для массового рынка ПК среднего
уровня, для высокопроизводительных серверов и рабочих станций.
Klamath - первый процессор линейки Pentium II, изготовленный по 0,35-микрометровой
технологии. Диапазон тактовых частот 233-300 МГц. Частота системной шины - 66
МГц, кэш-память уровня L2 - 256 или 512 Кбайт, которая для уменьшения стоимости
продукта размещена в специальном модуле SECC (Single Edge Contact Cartridge)
вместе с микропроцессором. На системной плате устанавливается в разъем Slotl,
поддерживающий двухпроцессорную систему. Кэш работает на половине частоты процессора,
что является шагом назад по сравнению с Pentium Pro, у которого кэш работает
на полной частоте микропроцессора. Кэш первого уровня 32 Кбайт. Дополнен ММХ-блоком.
Таким образом, это быстрый Pentium Pro с ММХ-поддержкой и с урезанными возможностями
создания мультипроцессорных систем.
Deschutes - дальнейшее развитие линейки Pentium II. Первая модель появилась
в январе 1998 года. Технология изготовления усовершенствована с 0,35 до 0,25
мкм. Тактовая частота 333 МГц, частота системной шины 66 МГц. В апреле появилась
модель, которая работает на частоте системной шины 100 МГц. Тактовая частота
- 350-450 МГц. Микропроцессор и кэш L2 располагаются в картридже SECC2 (более
совершенная система охлаждения). Устанавливается в Slot 1. Микропроцессор Celeron
впервые появился в апреле 1998 года. Он предназначался для рынка недорогих компьютеров.
Celeron выпускался как с кэшем второго уровня (см. рис. 3.5), так и без. Выпускается
в вариантах для Socket 370, Slot 1. Эти микропроцессоры хорошо "разгоняются".
Процессор Celeron 300, например, хорошо работает на частоте 464 МГц.
Covington - первый процессор линейки Celeron. Построен на ядре Deschutes и выпускался
по 0,25-микрометровой технологии. Тактовая частота 266-300 МГц, частота системной
шины 66 МГц, кэш L1 - 32 Кбайт (по 16 Кбайт для данных и инструкций). Для уменьшения
себестоимости выпускался без кэш-памяти второго уровня. Размещается в картридже
SEPP (Single Edge Processor Package), где нет термопластины и защитной крышки.
Устанавливается в Slot 1.
Mendocino - является развитием линейки Celeron. Появился в августе 1998 года.
В отличие от своего предшественника, имеет кэш-память второго уровня объемом
128 Кбайт, интегрированную на одном кристалле с ядром и работающую на частоте
процессора. Тактовая частота - 300-533 МГц. Частота системной шины - 66 МГц.
Технологический процесс - 0,25 мкм, 0,22 мкм. Благодаря тому что кэш L2 оперирует
на частоте процессора, имеет весьма неплохую производительность. С 1999 года
микропроцессоры Celeron стали выпускаться в пластиковом корпусе PPGA (Plastic
Pin Grid Array), который устанавливается в Socket 370. Это дешевле, чем процессор
в полупустом картридже SEPP.
Xeon - микропроцессор Pentium II, разработанный для замены Pentium Pro.
Кэш-память второго уровня работает на частоте процессора. Это первый процессор
для Slot 2, и он предназначен в первую очередь для мощных серверов и рабочих
станций. Способен работать в мультипроцессорных конфигурациях. Построен на ядре
Deschutes и выпускается, как и собственный кэш, по 0,25-микрометровой технологии.
Кэш L2 имеет объем 512, 1024, 2048 Кбайт и работает на полной частоте микропроцессора. Pentium III
Katmai - микропроцессор Pentium III. Развитие Deschutes. Здесь расширен набор
ММХ (ММХ2), в основе которого лежит технология SSE (Streaming SIMD Extentions),
где технология SIMD расширена на числа с плавающей запятой. Добавлены новые
128-разрядные регистры. Каждый регистр может обрабатывать четыре числа с плавающей
запятой. Усовершенствована технология поточного доступа к памяти, улучшающая
взаимодействие между кэш-памятью L2 и оперативной памятью. Дополнительные инструкции
называются инструкциями KNI (Katmai New Instruction). Внедрение KNI предназначено
для ускорения работы графических приложений и ЗD-игр. Введена уникальная нумерация
процессоров. Тактовая частота 450-600 МГц. Кэш-память L2 512 Кбайт размещена
на процессорной плате. Частота системной шины 100 или 133 МГц.
Coppermine - микропроцессор Pentium III с ядром Katmai, сделанный на базе ОД8
мкм техпроцесса, с интегрированной кэш-памятью L2 256 Кбайт. Тактовая частота
- от 533 МГц и выше. Последний Slot-1-процессор.
Coppermine 128 К - микропроцессор Celeron с процессорным ядром Coppermine с
урезанной до 128 Кбайт кэш-памятью L2. Впервые для Celeron будет поддержка SSE.
Cascades - серверный вариант Coppermine. На чипе содержится кэш-память L2 256
Кбайт (позднее до 2 Мбайт), тактовая частота от 600 МГц, частота системной шины
- 133 МГц. Форм-фактор - Slot-2.
Tanner - Pentium III Xeon. Предназначен для серверов. Тактовая частота от 500
МГц, частота системной шины 100 МГц. Кэш-память L2, работающая на частоте процессора,
объемом 512, 1024 и 2048 Кбайт. Поддержка ММХ и SSE. Кэшпамять L1 - 32 Кбайт.
Слот 2.
Willamette - последний IA-32-процессор Intel для обычных PC. Использует новую
системную шину с результирующей частотой 400 МГц. Кэш-память L1 - 256 Кбайт,
L2 - 1 Мбайт. 0,18-микрометровый технологический процесс с последующим переходом
на 0,13 мкм. Тактовая частота - более 1 ГГц.
Foster- серверный вариант Willamette. Частота системной тины - 400 МГц. Значительно
увеличенная кэш-память L1 и L2. Тактовая частота - выше 1 ГГц. форм-фактор -
Slot-M. Последний IA-32-процессор от Intel, своеобразное переходное звено к
IA-64.
Merced - первый процессор архитектуры IA-64, аппаратно совместим с архитектурой
IA-32, включает трехуровневую кэш-память 2-4 Мбайт. Технология изготовления
0,18 мкм, тактовая частота, начиная с 800 МГц, частота системной шины - 266
МГц. Физический интерфейс: Slot M.
McKinley - второе поколение процессоров архитектуры IA-64, тактовая частота
- начиная с 1000 МГц. Увеличенный объем кэш-памяти L2. 0,18-микрометровая технология
с последующим переходом на 0,13-микрометровую медную технологию. Результирующая
частота системной шины - 400 МГц. Физический интерфейс - Slot M. В истории развития
микропроцессоров конкуренцию Intel на рынке персональных компьютеров составляли
многие производители. Коротко остановимся на некоторых. AMD
К5 - первый процессор AMD, который всерьез предназначался для конкуренции с
Pentium. Тактовая частота от 75 до 166 МГц по PR-рейтингу (тактовая частота
по PR-рейтингу использовалась для сравнения производительности микропроцессоров
конкурентов, фактические значения тактовых частот которых не совпадали; производительность
процессора сравнивается со скоростью процессора Pentium, на которой ему пришлось
бы работать для достижения той же производительности). Частота системной шины
составляла от 50 до 66 МГц. Кэш-память L1 - 24 Кбайт. Кэш-память L2 для уменьшения
стоимости размещалась не вместе с микропроцессором, как у Intel, а на материнской
плате, работает на частоте системной шины. Технологический процесс 0,6 мкм и
0,35 мкм. Кб - начал поставляться со 2 апреля 1997 года, на месяц раньше выхода
Pentium II, производился на базе 0,35 (позднее 0,25) мкм технологического процесса.
Процессор (рис. 3.7) работает на частоте от 166 до 233 МГц. Кэш-память L1 увеличена
до 64 Кбайт. Микропроцессор имеет модуль ММХ. Микропроцессор имеет внутреннюю
RISC-подобную организацию. Все последующие процессоры унаследовали это свойство
от AMD.
К6 - II - следующее поколение Кб. Вышел в мае 1998 года. Тактовая частота 266-
500 МГц. Кэш-память L2 расположена на материнской плате, работает на частоте
системной шины 100 МГц, имеет объем до 2 Мбайт. Микропроцессор поддерживает
дополнительный набор из 21 инструкций 3DNow!, использование которых обеспечивает
повышение производительности ЗD-приложений. ММХ и 3DNow! несовместимы, но K6-II
поддерживает оба набора. Этот микропроцессор может исполнять инструкции либо
набора ММХ, либо набора 3DNow!. Последние модели микропроцессора имеют новое
ядро, поддерживающее модифицированный метод работы с кэш-памятью.
Sharptooth (K6-III) - первый процессор от AMD, имеющий кэш-память L2 объемом
256 Кбайт на ядре. Кэш-память работает на частоте процессора. Кэш-память L1
имеет объем 64 Кбайт (по 32 Кбайт для инструкций и данных), кэш-память L3 находится
на материнской плате и может иметь объем от 512 Кбайт до 2 Мбайт, работая на
частоте системной шины. Тактовая частота 400 и 450 МГц. Технологический процесс
- 0,25 мкм.
К7 (Athlon) - микропроцессор, имеющий кэш-память L1 128 Кбайт (по 64 Кбайт для
инструкций и данных), работающую на 1/2 или 2/5 частоты процессора. На рис.
3.8 блок микропроцессора установлен на системной плате. Системная шина та же,
что и для процессоров Alpha. Скорость системной шины - 200 МГц.
Thunderbird - Socket-вариант Athlon, работающий на частоте 1,1 ГГц. Кэш-память
L2 на чипе - 512 Кбайт, работает на полной частоте процессора.
Spitfire - недорогая (за счет уменьшения кэш-памяти L2) версия Athlon. Кэшпамять
L2 работает на полной частоте процессора.
Mustang - серверный вариант Athlon. Кэш-память L2 объемом 1-2 Мбайт интегрирована
в чип. Процессор рассчитан на использование системной шины 266 МГц и DDR SDRAM-памяти.
SledgeHammer - первый 64-битный процессор AMD. Микропроцессор оптимизирован
на исполнение 32-битных инструкций. Предполагается, что к этому времени 64-разрядные
приложения не занимают значительную часть программного рынка. Тактовая частота
- 1,5 ГГц и выше. Cyrix
6x86 - или Ml. PR-рейтинг 6x86 составлял от 120 до 200 МГц. Кэш первого уровня
- 16 Кбайт (единый). Частота системной шины - от 50 до 75 МГц.
6х86МХ имеет увеличенную кэш-память L1 объемом 64 Кбайт. Добавлена поддержка
ММХ. Частота системной шины от 60 до 75 МГц. PR-рейтинг от 166 до 266 МГц. МП
- микропроцессор с кэш-памятью L2 на материнской плате объемом от 512 Кбайт
до 2 Мбайт. Технологический процесс 0,25 мкм. PR-рейтинг 300- 433 МГц. Системная память
Память динамического типа - память с произвольной выборкой (Dynamic Random Access
Memory, DRAM). Каждый бит такой памяти представляется в виде наличия (или отсутствия)
заряда на конденсаторе, образованном в структуре полупроводникового кристалла.
Другой, более дорогой тип памяти - статический (Static RAM, SRAM) в качестве
элементарной ячейки использует так называемый статический триггер (схема которого
состоит из нескольких транзисторов). Статический тип памяти обладает более высоким
быстродействием.
Память по способу доступа к данным может быть как асинхронной, так и синхронной.
Асинхронным называется доступ к данным, который можно осуществлять в произвольный
момент времени. Синхронная память обеспечивает доступ к данным не в произвольные
моменты времени, а синхронно с тактовыми импульсами.
Микросхемы динамической памяти исполняются в разных корпусах: SIMM (Single In
line Memory Module), DIMM (Dual In line Memory Module). Контакты у DIMM-модулей
на разных сторонах платы электрически не связаны между собой, как у SIMM-модулей. EDRAM
Память Enhanced DRAM основана на интеграции небольшого объема памяти SRAM и
DRAM, где первая, более быстрая, память используется в качестве кэша, где размещаются
более важные, часто используемые данные. FPM DRAM'
Fast Page Mode DRAM имеет страничную организацию ячеек памяти, ускоряющую, по
сравнению с произвольной выборкой, доступ к расположенным последовательно в
пределах страницы данным. EDORAM
В Extended Data Out DRAM используются специальные регистры для хранения выходных
данных на выходе модуля памяти в течении некоторого дополнительного времени.
При этом их можно считывать на более высокой частоте. SDRAM
Synchronous (синхронная) DRAM синхронизирована с системным таймером, управляющим
центральным процессором. Синхронизация делаем данные доступными
во время каждою такта, в то время как у EDO RAM данные доступны один раз за
два такта, а у FPM - один раз за три такта. Технология SDRAM позволяет применять,
банки памяти, используя их чередование (interleaving) для ускорения работы памяти.
Спецификация РС100
Спецификация PC 100 определяет набор требований к модулям SDRAM для работы на
частоте 100 МГц. SDRAM II (DDR)
Synchronous DRAM II, или DDR (Double Data Rate - удвоенная скорость передачи
данных) - следующее поколение SDRAM. В DDR используется более точная внутренняя
синхронизация, отсутствующая в SDRAM, которая фактически увеличивает скорость
доступа вдвое за счет возможности передачи данных на обеих границах сигнала
тактовой частоты. SLDRAM (SyncLink)
SyncLink DRAM, продукт DRAM-консорциума, является ближайшим конкурентом Rambus.
Этот консорциум объединяет двенадцать производителей DRAM. SLDRAM продолжает
развивать технологии SDRAM, расширяя четырехбанковую архитектуру модуля до шестнадцати
банков. Кроме того, добавляется новый интерфейс и управляющая логика. SLDRAM
передает данные по каждому такту. RDRAM
Rambus DRAM представляет собой интегрированную на системном уровне технологию,
разработанную Rambus Inc., включающую многофункциональный протокол обмена данными
между микросхемами, работающий на высокой частоте до 600 МГц. RDRAM использует
8-битовый интерфейс, в то время как EDO RAM и SDRAM используют 4-битовый, 8-битовый
и 16-битовый интерфейсы. Допускается одновременная обработка до 4 запросов.
На рис. 3.10 приведен 184 pin модуль Rambus. Технология Direct RDRAM состоит
из трех функциональных частей: Rambus Interface, Rambus Channel и собственно
чипы RDRAM. RAMBUS запатентована 11 крупнейшими производителями DRAM. Concurrent Rambus
Concurrent Rambus использует улучшенный протокол. По сравнению с RDRAM, применен
новый синхронный параллельный протокол для чередующихся или перекрывающихся
данных, который повышает эффективность на 80%. Direct Rambus DRAM
Это совместная разработка Intel и Rambus Inc. no доработке существующей технологии
Rambus: в ней было обеспечено расширение интерфейса до 16 бит, переход на частоту
800 МГц и внедрение более эффективного протокола. РС133
Появление РС133 было неизбежно - когда Intel, вдохновитель РС66 и РС100, ушел
и место осталось незанятым, просто не мог не появиться кто-то, кто продолжил
бы логичный эволюционный процесс. И этим кем-то оказался второй крупнейший производитель
чипсетов для компьютеров - VIA Technologies. К тому же индустрия, как правило,
без особой радости встречает появление продуктов, за производство которых следует
делать лицензионные отчисления, что мы имеем в случае с Direct RDRAM. VCM133
Другой способ увеличить эффективность работы SDRAM - это использование технологии
Virtual Channel Memory. Ее разработчик - NEC. Она обеспечивает достаточно заметный
прирост в быстродействии, практически никак не сказываясь на стоимости чипа
DRAM. Каждому устройству (из тех, которые конкурируют между собой за доступ
к памяти) назначается свой высокоскоростной виртуальный канал, учитывающий специфические
характеристики его запросов. Внешние и внутренние операции абсолютно независимы
друг от друга и могут исполняться параллельно. По выводам чипы VCM полностью
аналогичны обычным чипам SDRAM. VCM полностью независима от типа памяти и с
легкостью может быть в дальнейшем встроена, например, в DDR SDRAM. Видеопамять
В видеопамяти используется динамическая оперативная память, работа которой имеет
ряд особенностей: доступ осуществляется достаточно крупными блоками, перезаписывание
данных без прерывания процедуры считывания. Для этого используется двухпортовая
RAM. Это VRAM (Video RAM) и WRAM (Window RAM). Используются и другие виды памяти. Вспомогательные устройства
BIOS (Basic Input/Output System), выполненная на базе специальной микросхемы,
содержит набор программ ввода/вывода, благодаря которым операционная система
и прикладные программы могут работать с устройствами компьютера на физическом
уровне. В набор программ BIOS входят программа тестирования компьютера и его
устройств, которая запускается при включении компьютера, и программа setup,
которая позволяет изменять параметры, определяющие конфигурацию компьютерной
системы и необходимые для работы программ BIOS. Конфигурационные параметры хранятся
в специальной микросхеме, которая в настоящее время исполняется на основе технологии
флэш-памяти.
Большинство устройств компьютера работает в синхронном режиме. Тактовый генератор
служит для выработки специальных импульсов для синхронизации, например, работы
микропроцессора и системной шины.
Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
