Производительность – относительная эффективность работы компьютера или устройства, определяемая с помощью тестов. 1 страница

Генератор тактовых импульсов – устройство, генерирующее последовательность электрических импульсов.

Процессор – блок компьютера, выполняющий арифметические и логические операции, управляющий работой всех его составных частей.

В области PC имеется однозначный лидер на рынке – фирма Intel, которая контролирует около 80% рынка микропроцессоров для PC. Наиболее известны еще две фирмы: AMD и Cyrix.

Микропроцессоры отличаются друг от друга двумя основными характеристиками – типом (моделью) и тактовой частотой.

Процессоры, как и все электрические схемы, получили обозначение типов. Для PC обозначение CPU младших поколений начинается с 80, затем следуют две или три цифры, которые при необходимости дополняются буквами или дальнейшими цифра­ми, указывающими тактовую частоту процессора. Тактовая частота задается генератором тактовых импульсов.

Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик ПК и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция машины выполняется за определенное количество тактов. Разные процессоры выполняют одну и ту же операцию за разное количество тактов.

Определение типа процессора чаще всего начинается с сокращения, идентифицирую­щего изготовителя. Например: i80486DX-50 обозначает процессор типа 80486, изготовленный фирмой Intel и работающий с тактовой скоростью 50 МГц. (Герц – единица частоты. Частота в 1 Герц означает, что производится одно действие в секунду.) Микросхемы фирмы Advanced Micro Devices обозначаются префиксом AMD, a процессоры Cyrix маркируются как СХ. При запуске PC эти буквы появляют­ся на экране монитора перед номером типа процессора.

Производительность CPU характеризуется следующими основными пара­метрами:

• степенью интеграции;

• внутренней и внешней разрядностью обрабатываемых данных;

• тактовой частотой;

• памятью, к которой может адресовываться CPU.

Степень интеграции микросхемы (чипа) показывает, сколько транзисторов может в нем уместиться. Для процессора Pentium (80586) Intel – это прибли­зительно 3 млн. транзисторов на 3,5 см2.

Внутренняя разрядность данных. Существенной характеристикой процессора является количество бит, которое он может обрабатывать одновременно внутри CPU. Для ариф­метических команд, выполняющихся CPU, важно, сколько бит могут обрабатываться одновременно: 16, 32 или 64.

Внешняя разрядность данных. Увеличение производительности системы вследствие увеличения количе­ства бит, обрабатываемых внутри процессора, ощущалось бы, если бы другие элементы материнской платы смогли справиться с таким обменом данными с CPU.

По этой причине материнская плата с процессором 386SX (32-битная внут­ренняя разрядность и 16-битная внешняя) может работать порой так же, как и плата с процессором 386DX (32-битная разрядность, как внутренняя, так и внешняя).

Тактовая частота. Конструктивные эле­менты, расположенные на материнской плате, работают строго с указанным тактом, чтобы координировать друг с другом отдельные шаги работы. Также в процессе работы CPU выполняет определенные операции (запись, чтение, обработка данных и т.д.) за точно отведенные единицы времени, что необходимо для синхронизации процесса. Очевидно, что обработка информа­ции тем быстрее, чем выше тактовая частота CPU. Но при этом следует обра­тить внимание и на другие микросхемы. Они должны продуцировать в CPU данные с такой тактовой частотой, чтобы, как говорят, не затопить его в потоке дан­ных или не заставить ждать новой информации. Конечно, имеются процессоры, кото­рые могут работать с более высокой частотой. Однако только заменой кварцевого генератора опасно заставлять работать всю материнскую плату с более высокой тактовой частотой, потому что, если даже CPU и “выживет”, то этого, возможно, не вынесут другие составные элементы платы.

Адресация памяти. CPU находится в прямом контакте с оперативной памятью PC. Данные, кото­рые обрабатывает CPU, должны временно располагаться в RAM и для даль­нейшей обработки снова могут быть востребованы из памяти. Для CPU 8086/88 область адресации располагается максимум до 1 Мбайт. Процессор 80486 может обеспечить доступ уже к 4 Гбайт памяти.

Реальный режим (Real Mode) соответствует возможностям CPU 8086/8088, позволяя адресовать не более 1 Мбайт памяти.

Чтобы поддержать совместимость с ранее разработанными программами, про­цессоры 286 и даже Pentium работают под управлением операционной систе­мы MS DOS в реальном режиме и используют при этом, конечно же, мини­мальные возможности процессора.

Защищенный режим (Protected Mode) появился впервые в CPU 80286. В этом режиме CPU может адресовать до 16 Мбайт физической и до 1 Гбайта вирту­альной памяти. Если физическая память полностью загружена, то “непомес­тившиеся” данные располагаются на винчестере. Таким образом, CPU рабо­тает не с реальными, а с виртуальными адресами, которые управляются через специальные таблицы, с тем чтобы информацию можно было найти (или сно­ва записать). Эту память называют еще виртуальной памятью, потому что фак­тически она не существует.

Кроме того, в защищенном режиме возможна поддержка мультизадачного режима (Multitasking). При этом CPU может выполнять различные программы в выделенные кванты времени, выпадающие на каждую из программ (пользо­вателю же кажется, что программы выполняются одновременно).

Виртуальный режим. Впервые, начиная с процессора 386, CPU способны эмулировать работу несколь­ких процессоров 8086 (максимум 256) и тем самым обеспечить многопользо­вательский режим таким образом, что на одном PC могут быть запущены одновременно даже различные операционные системы. Естественно, увели­чивается и возможное количество выполняемых приложений.

2. Развитие моделей процессоров и их характеристик

Первый 16-разрядный процессор i8086 фирма Intel выпустила в 1978 году. Часто­та – 5 Мгц, позже появились процессоры с частотой 8 и 10 МГц. Технология 3 мкм, 29 000 тран­зисторов. Адресуемая память 1 Мбайт. Через год появился i8088 – тот же процессор, но с 8-разрядной шиной данных. С него началась исто­рия IBM PC, неразрывно связанная со всем дальнейшим развитием процессоров Intel. Массовое распространение и открытость архитектуры IBM PC привели к лавинообразным темпам появления нового программного обеспечения, разраба­тываемого крупными, средними и мелкими фирмами, а также энтузиастами-оди­ночками. Технический прогресс тогда и сейчас был бы немыслим без развития процессоров, но, с учетом огромного объема уже существующего программного обеспечения для PC, уже тогда возник принцип обратной программной совмести­мости – старые программы должны работать на новых процессорах. Таким обра­зом, все нововведения в архитектуре последующих процессоров должны были пристраиваться к существующему ядру.

Процессор i80286, знаменующий следующий этап архитектуры, появился только в 1982 году. Он уже имел 134 000 транзисторов (технология 1,5 мкм) и адресовал до 16 Мбайт физической памяти. Его принципиальные новшества – защищенный режим и виртуальная память размером до 1 Гбайт – не нашли массового приме­нения; процессор большей частью использовался как очень быстрый 8088.

Рождение 32-разрядных процессоров (архитектура IA-32) ознаменовалось в 1985 году моделью i80386 (275 000 транзисторов, 1,5 мкм). Разрядность шины данных (как и внутренних регистров) достигла 32 бит, адресуемая физическая память – 4 Гбайт. Появились новые регистры, новые 32-битные операции, существенно доработан защищенный режим, были введены виртуальный режим и страничное управле­ние памятью. Процессор нашел широкое применение в PC; на его “благодатной почве” стал разрастаться Microsoft Windows с прило­жениями. С этого времени стала заметна тенденция “положительной обратной связи”: на появление нового процессора производители ПО реагируют выпуском новых привлекательных продуктов, последующим версиям которых становится тесно на новом процессоре. Появляется более производительный процессор, но и его ресурсы быстро признаются недоста­точными.

История процессора 80386 повторила судьбу 8086/8088: первую модель с 32-раз­рядной шиной данных (впоследствии названной 386DX) сменил 386SX с 16-раз­рядной шиной. Он довольно легко вписывался в архитектуру PC AT, ранее бази­ровавшуюся на процессоре 80286.

Процессор Intel 486DX создан в 1989 году. Транзисторов – 1,2 миллиона, техноло­гия 1 мкм. От процессора 80386 существенно отличается размещением на крис­талле первичного кэша и встроенного математического сопроцессора – FPU (предыдущие процессоры использовали внешние сопроцессоры х87). Далее появились его разновидности, отличающиеся наличием или отсутствием сопроцессора, применением внутреннего умножения частоты, политикой кэширования и другим. Тогда же Intel занялась энергосбере­жением, что отразилось и в линии 386 – появился процессор Intel386SL.

В 1993 году были созданы первые процессоры Pentium с частотой 60 и 66 МГц – 32-разрядные процессоры с 64-разрядной шиной данных, транзисторов – 3,1 миллиона, технология 0,8 мкм, питание 5 В. От 486 процессор Pentium принципиально от­личается суперскалярной архитектурой – способностью за один такт выпускать с конвейеров до двух инструкций.

Процессоры Pentium с частотой 75, 90 и 100 МГц, появившиеся в 1994 году, пред­ставляли второе поколение этих процессоров. При почти том же числе тран­зисторов они выполнялись по технологии 0,6 мкм, что позволило снизить потреб­ляемую мощность. От первого поколения они отличались внутренним умножением частоты, поддержкой мультипроцессорных конфигураций и другим типом кор­пуса. Появились версии (75 МГц в миниатюрном корпусе) для мобильных при­менений (блокнотных PC). Процессоры Pentium второго поколения стали весьма популярными в PC. В 1995 году были выпущены процессоры на 120 и 133 МГц, выполненные уже по технологии 0,35 мкм (первые процессоры на 120 МГц делались по технологии 0,6 мкм). 1996 год называют годом Pentium – появились процессо­ры на 150, 166 и 200 МГц, и Pentium стал рядовым процессором в массовых PC.

Параллельно с Pentium развивался и процессор Pentium Pro, который отличался “динамическим исполнением”, направленным на увеличение числа параллельно исполняемых инструкций. Кроме того, в его корпусе разместили вторичный кэш, работающий на частоте ядра, – для начала объемом 256 Кбайт. Однако на 16-раз­рядных приложениях, а также в среде Windows 95 он был ничуть не быстрее Pentium. Процессор содержит 5,5 миллионов транзисторов ядра и 15,5 миллионов транзисто­ров для вторичного кэша объемом 256 Кбайт. Первый процессор с частотой 150 МГц появился в начале 1995 года (технология 0,6 мкм), а уже в конце года были достигнуты частоты 166, 180 и 200 МГц (технология 0,35 мкм), а кэш увели­чен до 512 Кбайт.

После долгих обещаний в начале 1997 года фирма Intel выпустила процессоры Pentium ММХ. Технология ММХ (MultiMedia extensions, мультимедийные рас­ширения) предполагает параллельную обработку группы операндов одной инст­рукцией. Технология ММХ призвана ускорить выполнение мультимедийных приложений, в частности операций с изображениями и обработки сигналов. Ее эффективность вызывает споры в среде разработчиков, поскольку выигрыш в самих операциях обработки компенсируется проигрышем на дополнительных операциях упаковки-распаковки. Кроме того, ограниченная разрядность ставит под сомнение применение ММХ в декодерах MPEG-2, в которых требуется обра­ботка 80-битных операндов. Кроме ММХ, эти процессоры, по сравнению с обыч­ным Pentium, имеют удвоенный объем первичного кэша и некоторые элементы архитектуры, позаимствованные у Pentium Pro, что повышает производитель­ность Pentium ММХ на обычных приложениях. Процессоры Pentium ММХ имеют 4,5 миллиона транзисторов и выполнены по технологии 0,35 мкм. Развитие линейки моделей Pentium ММХ сейчас остановилось. Последние достигнутые тактовые частоты – 166, 200 и 233 МГц. Для мобильных применений (блокнотных ПК) процессоры под кодовым названием Tillamook выпускались по технологии 0,25 мкм, тактовая частота достигла 266 МГц при уменьшенной потребляемой мощности.

В мае 1997 года появился процессор Pentium II. Он представляет собой слегка урезанный вариант ядра Pentium Pro с более высокой внутренней тактовой частотой, в которое ввели поддержку ММХ. Трудности размещения вторичного кэша и процессорного ядра в корпусе одной микросхемы преодолели простым спосо­бом – кристалл с ядром (processor core) и набор кристаллов статической памяти и дополнительных схем, реализующих вторичный кэш, разместили на небольшой печатной плате-картридже. Первые процессоры имели частоту ядра 233, 266 и 300 МГц (технология 0,35 мкм), летом 1998 года была достигнута частота 450 МГц (технология 0,25 мкм), причем внешняя тактовая частота с 66 МГц повысилась до 100 МГц. Вторичный кэш этих процессоров работает на половине частоты ядра.

В 1999 году появились процессоры Pentium III. Частота ядра подбира­ется к 1 ГГц, частота системной шины – 100 и 133 МГц. На базе Pentium II появилось семейство “облегченных” процессоров Celeron, сначала без вторичного кэша, а потом и с интегрированным вторичным кэшем размером 128 Кбайт. Для мощных компьютеров имеется семейство процессоров Хеоn, которое охватывает и Pentium II, и Pentium III. Для этих процессоров характерен больший объем вторичного кэша, поддержка более чем двухпроцессорных конфигураций и более крупный картридж. Есть процессоры Pentium II/III и для мобильных при­менений.

Конечно, перечисленными моделями не исчерпывается весь мировой ассорти­мент микропроцессоров. Это только представители семейства процессоров, име­ющих обобщенное название х86. Ряд фирм (например, AMD, Cyrix, IBM) выпуска­ет процессоры, совместимые с перечисленными процессорами Intel и имеющие свои характерные особенности. Обычно они слегка отставали от изделий Intel, выпускаемых в то же время. Однако процессор К7 от AMD изменил ситуацию. Ряд фирм (DEC, Motorola, Texas Instruments, IBM) имеет разработки процессоров, существенно отличающиеся от семейства х86; есть другие классы процессоров и у Intel. Среди них присутствуют и гораздо более мощные процессоры, относящиеся как к RISC, так и к CISC архитектуре.

Вопросы:

1. Какие функции выполняет процессор?

2. Что является главными характеристиками микропроцессора?

3. Дайте определение генератора тактовых импульсов?

4. Какими параметрами характеризуется производительность процессора? Охарактеризуйте их.

5. В каком году был выпущен первый микропроцессор фирмы Intel?

6. В каком году был выпущен первый микропроцессор Pentium фирмы Intel?

7. Дайте краткую характеристику развития моделей процессоров?

1. Параметры, определяемые чипсетом

Материнская плата – системная печатная плата с центральным процессором и поддерживающими его микросхемами. Материнская (системная) плата является основой компьютера и представля­ет собой плоский лист фольгированного стеклотекстолита, на котором находятся основные электронные элементы: микропро­цессор, оперативная память, кварцевый генератор, BIOS, вспо­могательные микросхемы и т.д. Необходимые электрические соединения этих элементов выполняются предваритель­ным травлением медной фольги, нанесенной на подложку из стеклотекстолита. Листы стеклотекстолита с нанесен­ным на каждом из них “рисунком” медной фольги в технологи­ческом цикле соединяются вместе, в результате чего плата имеет многослойную структуру. Именно в этом случае говорят о мно­гослойных печатных платах. Необходимые соединения между слоями выполняются в виде специальных металлизиро­ванных отверстий. Все системные платы IBM PC-совместимых компьютеров, как правило, покрыты защитным лаком зеленого цвета.

Существуют IBM PC-совместимые компьютеры, у которых на одной системной печатной плате сосредоточены все элементы, необходимые для его работы. Это так называемые платы All-In-Оnе. Однако у большей части персональных компьютеров сис­темные платы содержат лишь основные узлы, а элементы связи, например, с монитором и другими периферийными устройства­ми, отсутствуют. В таком случае отсутствующие элементы распо­лагаются на отдельных печатных платах, которые вставляются в специальные разъемы расширения, называемые слотами, предусмотренные для этого на системной плате. Дополнительные платы называют дочерни­ми, а системную плату – материнской. Функциональные устрой­ства, расположенные на дочерних платах, часто именуют кон­троллерами или адаптерами, а сами дочерние платы – картами расширения.

Контроллер – микросхема, управляющая устройством.

Контроллеры, управляющие работой внешних устройств компьютера, находятся на отдельных платах и вставляются в унифицированные разъемы на материнской плате.

Разъемы расширения, в которые вставляются до­черние платы, связаны друг с другом на материнской плате ря­дом параллельных проводников, по которым осуществляется пе­редача данных и адресов, а также управляющих сигналов. Элек­трические, временные и логические характеристики этих сигна­лов всегда отвечают определенному набору правил – протоколу, который общепризнан в международном масштабе и является, таким образом, стандартом на системную шину. Стандарт обыч­но определяет и тип используемых соединителей (тип контактов, их количество и т.п.).

Для обеспечения надежного соединения разъемы расширения на системной плате имеют позолоченные контакты. Печатные разъемы на дочерних платах также золотятся.

Обязательными атрибутами материнской платы (рис. 1) являются ба­зовый микропроцессор, оперативная память, системный BIOS, контроллер клавиатуры, кварцевый генератор, набор вспомо­гательных микросхем (контроллеров), аккумулятор, разъемы рас­ширения и питания, а также разъем для подключения клавиату­ры. В зависимости от типа микропроцессора на ней также могут находиться специальные гнезда для установки микросхем мате­матического сопроцессора, а также кэш-памяти.

Рис.1. Основные компоненты материнской платы

Кэш (cache memory) – сверхоперативная память, необходимая для того, чтобы центральный процессор не снижал производительность из-за низкого быстродействия основной памяти, расположена между процессором и основной памятью.

Кэш-память выполняет функцию буфера между процессором и оперативной памятью. При наличии кэш-памяти данные находятся в специально предназначенной для процессора исключительно быстрой памя­ти, и при их запросе циклы ожидания отсутствуют. Благодаря этому необходимость доступа к основ­ной памяти сводится к минимуму, и компьютер в целом работает быстрей. В современных компьютерах кэш обычно строится по двухуровневой схеме. Первич­ный кэш встроен во все процессоры класса 486 и выше; это внутренний кэш. Объем его 8–32 Кбайт. Вторичный кэш для процессо­ров 486 и Pentium является внешним (устанавливается на системной плате). На современных системных платах кэш-память реализуется или на отдельных микросхемах в DIL-корпусах (Dual-In-Line – двухрядное расположение выводов), или в COAST-модулях (Cache On A STick – кэш на одной панельке), вставляемых в со­ответствующие гнезда. Кэш-память реализуется на быстродействующих микросхемах статических ОЗУ (SRAM).

Ни один из элементов системной платы (даже микропроцессор) полностью не определяет возможности компь­ютера, а работоспособность системы зависит практически от любого из них.

Одной из основных характеристик материнской платы явля­ется ее геометрический размер в плане, от которого, как пра­вило, зависят число разъемов расширения и соответственно ко­личество дополнительно подключаемых устройств. В настоя­щее время прослеживается устойчивая тенденция к переходу на платы меньшего размера. Известны три базовых размера системных плат: Full-size AT, Baby-AT и LPX (Low Profile X). Первый типоразмер называется так потому, что полностью со­ответствует геометрии первых плат для компьютеров IBM PC/ AT – 12 на 13,8 дюйма. В на­стоящее время полноразмерные системные платы используют­ся, как правило, только в серверах. Для настольных компьюте­ров речь обычно идет либо о платах половинного (Half) разме­ра, либо еще меньших – так называемых Baby-AT. Размеры Baby-AT практически полностью соответствуют геометрии оригинальной материнской платы для IBM PC/XT – 8,57 на 13,04 дюйма. С точки зрения конструктива подобные изделия даже от различных производителей выполнены при­мерно одинаково, так как расположение разъема для подклю­чения клавиатуры, слотов расширения и крепежных отверстий подходит даже для плат, немного не совпадающих по разме­рам. Разновидностью Baby-AT может считаться плата miniAT, размеры которой составляют 8,57 на 9,85 дюйма. Такие платы обычно легко устанавливаются во все стандартные корпуса, за исключением низкопрофильных (slimline). Для корпусов типа slimline используются только платы с габаритными размерами LPX или miniLPX. Впервые такие платы были предложены фирмой Western Digital. Их габаритные размеры могут состав­лять 9 на 13 и 8,2 на 10,4 дюйма соответственно. Все подобные системные платы имеют встроенные графический контроллер и адаптеры для накопителей, то есть являются платами All-In-Опе.

Фирма Intel недавно предложила собст­венную спецификацию на системные платы типа АТХ и miniATX с габаритными размерами 12 на 9,6 и 11,2 на 8,2 дюйма соответ­ственно. В частности, данная спецификация рекомендует некое стандартное размещение основных компонентов на самой плате. При установке подобной платы в соответствующий корпус это позволит избежать таких проблем, как недоступность разъема про­цессора и модулей памяти, невозможность установки полнораз­мерных плат расширения и т.п.

В среднем материнские платы име­ют 1–8 разъемов расширения, четкого стандарта здесь нет и многое зависит от фирмы-производителя платы.

Поскольку современные микропроцессоры используют напря­жение питания 3,3–4 В, на системных платах монтируют специ­альные преобразователи (VRM, Voltage Regulator Module), ряд из которых позволяет регулировать уровень напряжения. Установ­кой соответствующих перемычек можно изменять напряжение, например, от 3,3 до 3,6 В. От блока питания на системную плату поступает напряжение 5 В.

Чипсет (chipset) на систем­ной плате – набор чипов (то есть микросхем), обеспечивающих согласованную работу устройств компьютера. Этот набор называют еще системной логикой. Микросхемы впаяны в плату и поменять их нельзя. Число чипов в наборе колеблется от 1 до 4. Чипсет определяет основные возможности платы:

• типы поддерживаемых ЦП (обычно чипсет поддержи­вает несколько типов ЦП);

• поддержку многопроцессорной конфигурации;

• максимальную внешнюю частоту FSB (Front Side Bus);

• логику коммутации устройств между собой (ЦП, основ­ной памяти и др.);

• типы основной памяти, а также максимальный ее раз­мер (чипсет поддерживает несколько типов памяти);

• скорости работы с каждым типом памяти, которые оп­ределяются тактовыми диаграммами;

• поддержку AGP (Accelerated Graphical Port) – ускоренного графического порта (не­обходим для современной ЗD-графики) и его скоростные режимы;

• максимальное число слотов шины PCI (что важно для расширяемости), ее версию и режимы;

• тип дискового интерфейса и его скоростные режимы;

• поддержку AMR-портов, которые дают возможность ис­пользовать AMR-модемы и звуковые карты.

Чипсет может также включать возможности, обеспечивае­мые дополнительными чипами на плате: интегрированные устройства (аудиочип и/или графический чип) и мониторинг компьютера.

Чипсет обычно состоит из двух чипов:

• North Bridge (NB, северный мост) – обслуживает цент­ральные устройства; содержит контроллеры основной памяти, AGP-шины, системной шины и шины памяти;

• South Bridge (SB, южный мост) – содержит контролле­ры устройств ввода/вывода и стандартных периферий­ных устройств.

По низкоскоростной шине контроллеры SB управляют сле­дующими устройствами:

• дисководом для гибких дисков (FDD);

• клавиатурой (КВС – Keyboard Controller);

• портом мыши PS/2;

• системными часами (RTC – Real Time Clock);

• коммуникационными портами (СОМ и LPT);

• шинами SMBus (используются для мониторинга).

Существующая тенденция включения отдельных контрол­леров в состав чипсета (SB) благоприятно отражается на компактности плат и их цене.

В настоящее время выделяют чипсеты с обычной и хаб-архитектурой.

Обычная архитектура. Характерная черта обычной архитектуры – связь мостов по шине PCI. Здесь южный мост является PCI-устройством. Это означает, что обмен между мостами ограничен пропускной способностью шины PCI. В качестве низкоскоростной шины используется ISA-шина (2).

Хаб-архитектура. Данная архитектура впервые появилась осенью 1999 г. в чипсетах Intel i8x0. Термин “хаб” (hub) дословно означает концентратор, но здесь лучше перевести как коммутатор, т.е. каждый из чипов представляет собой коммутатор и может коммутировать подключенные к нему устройства для обмена их между собой без участия ЦП (рис. 3.3). Это важно для обработки потоковых данных (из сети или мультимедийных).

Другой важный момент – соединение мостов SB и NB не по шине PCI, а по отдельной и вдвое более скорост­ной специальной шине. Напомним, что шина PCI разделя­ется между устройствами.

Максимальный объем памяти является характеристикой чипсета. Для современных чипсетов он составляет 256–2048 Мбайт. В настоящее время 256 Мбайт с избытком хва­тает для существующих приложений.

Рис. 2. Обычная архитектура

Характеристи­кой чипсета также является максимальное число слотов (2–4). Существуют платы, где число слотов больше на 1, однако для использования дополнительного слота нужны специальные модули.

Ускоренный графический порт AGP (Accelerated Graphics Port) – скоростной порт для подключения графической карты по отдельной скоростной одноименной шине AGP. Скорость обмена с графической картой важ­на для 3D-графики.

Рис. 3. Хаб-архитектура

До появления AGP-шины карта подключалась через шину PCI, которая, во-первых, в 2–8 раз раз медленнее, а во-вторых, используется другими устройствами.

В процессе развития порт AGP становился более скорост­ным, и сейчас различают режимы AGP 1х, 2х, 4х. Запись ре­жима означает кратность скорости AGP по сравнению с ре­жимом 1х. При этом 1х соответствует 256 Мбайт/с (что в 2 раза выше пропускной способности РСI). Все версии совмес­тимы снизу вверх. Максимальный поддерживаемый режим является характеристикой чипсета. AGP имеет большое преимущество перед PCI в современ­ной 3D-графике, особенно для режимов 2х и выше.

Заметим, что для версии 4х важно, чтобы пропускная спо­собность

шины памяти была не ниже, чем у шины AGP (1 Гбайт/с). Это очевид­ное требование автоматически учтено в чипсетах. AGP должна быть поддержана еще и ОС, что выполнено для Windows 9x и 2000. Для реализации конк­ретного скоростного режима AGP он должен поддержи­ваться как чипсетом, так и графической картой.

Внутренние периферийные устройства выполняются в виде карт расширения и вставляются в слоты соответству­ющих шин. Примерами являются внутренний модем, звуко­вая карта, SCSI-контроллер, TV-тюнер (и даже графичес­кие карты для старых плат без AGP-порта). В PC для карт расширения в настоящее время используются два типа шин:

- медленная и сходящая со сцены шина ISA (Industry Stan­dard Architecture);

- более скоростная и функциональная PCI (Peripheral Com­ponent Interconnect).

ISA-интерфейс морально устарел и, со­гласно спецификации PC’99 (Microsoft и Intel), не должен присутствовать на плате. В настоящее время все необходи­мые карты можно приобрести в формате PCI.

В современных платах число ISA-слотов составляет 0–2.

Максимальное число (4–6) PCI-слотов является характе­ристикой чипсета. На платах встречаются от 3 до 6 слотов. В некоторых платах это число может быть повышено на 1, однако дополнительный слот не имеет собственного пре­рывания и туда можно вставлять только соответствующие карты (типа дочерних, которые работают через основную карту).

Характеристикой чипсета является также версия шины PCI. Новые версии шин обладают большей функциональ­ностью.

1. Типы оперативной памяти

Память – устройство, предназначенное для хранения данных в организованном виде.

ПЗУ – микросхема памяти, содержимое которой не изменяется при выключении компьютера.

О3У – оперативное запоминающее устройство, память, содержимое которой теряется при выключении компьютера. ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно- вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Данные, содержащиеся в оперативной памяти, сохраняются до момента выключения компьютера, а затем стираются.

Оперативная память предназначена для хранения переменной информации, так как допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором вычислительных операций. Таким образом, этот вид памяти обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации. Поскольку в любой мо­мент времени доступ может осуществляться к произвольно вы­бранной ячейке, то этот вид памяти называют также памятью с произвольной выборкой – RAM (Random Access Memory). Для построения запоминающих устройств типа RAM используют микросхемы статической и динамической памяти.

Дата добавления: 2014-10-31