Дмитрий Донцов - BIOS и тонкая настройка ПК. Легкий старт

Современные процессоры имеют двухуровневую организацию интегрированной кэш-памяти. У кэш-памяти первого уровня (L1) наивысшая скорость и небольшой объем (обычно 16-32 Кбайт). Кэш-память второго уровня (L2) обладает несколько меньшим быстродействием, но объем может составлять от 128 Кбайт до 1 Мбайт. В некоторых новых процессорах также встречается кэш-память третьего уровня (L3) объемом от 1 Мбайт.

Для современных процессоров характерны дополнительные функции и технологии, расширяющие их возможности:

■ для работы с мультимедиа и большими объемами данных используются технологии 3DNow!, ММХ, SSE, SSE2, SSE3;

■ для защиты от некоторых вирусов в процессорах AMD применяется технология NX-bit (No Execute), в процессорах Intel – XD (Execute Disable Bit).

■ для снижения энергопотребления существуют технологии Cool\'n\'Quiet (в AMD), ТМ1/ТМ2, С1Е, EIST (в Intel);

■ для выполнения 64-битных инструкций используются AMD64 или ЕМТ64 (Intel);

■ для выполнения нескольких потоков команд одновременно некоторые процессоры Intel поддерживают технологию НТ (Hyper-Threading Technology).

Системная плата и чипсет

Наиболее важные компоненты компьютера располагаются на системной плате, типичный пример которой показан на рис. 1.2. Основа любой системной платы – чипсет, то есть набор микросхем, обеспечивающих взаимодействие между процессором, памятью, накопителями и другими устройствами. В его состав входят два основных чипа, которые обычно называются северным (Northbridge) и южным (Southbridge) мостами. Иногда северный мост называют системным контроллером, южный – функциональным контроллером.

Рис. 1.2.Системная плата

Основная задача северного моста – обеспечить связь процессора с оперативной памятью и видеосистемой. Данные между процессором и северным мостом обмениваются с помощью шины FSB, между северным мостом и оперативной памятью – с помощью специальной шины памяти, между северным мостом и видеосистемой – с помощью шины AGP или PCI Express.

Южный мост обменивается данными с северным мостом и различными периферийными устройствами, и большинство контроллеров периферийных устройств интегрировано непосредственно в южный мост. Вот функциональный состав типичного южного моста:

■ контроллер IDE;

■ контроллер Serial AT А/RAID;

■ контроллер дисковода;

■ контроллер шин PCI и ISA;

■ USB-контроллер;

■ звуковой контроллер;

■ сетевой интерфейс;

■ контроллеры портов ввода/вывода.

Кроме того, южный мост взаимодействует с микросхемами BIOS и CMOS. Во многих современных чипсетах микросхема CMOS интегрирована в состав южного моста.

Оперативная память – один из важнейших компонентов системы, она необходима для работы операционной системы и приложений, для обработки и временного хранения данных. Для оперативной памяти может использоваться обозначение ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) или RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом).

Во всех современных компьютерах применяется так называемая динамическая память, или DRAM (Dynamic RAM); подобное обозначение можно встретить в названиях некоторых параметров BIOS. Динамическая память бывает различных типов, но в последние годы применяются следующие.

■ SDRAM (Synchronous DRAM).Этот тип памяти широко внедрялся в системы класса Pentium I/II/III, в первые выпуски Pentium 4, а также в аналогичные модели, имеющие процессор AMD.

■ DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), или просто DDR.

В отличие от обычной SDRAM, в DDR за один такт передается два пакета данных, поэтому эта память работает в два раза быстрее. Модули памяти DDR широко используются в современных компьютерах и выпускаются в нескольких вариантах, различающихся тактовой частотой. Модули могут иметь следующие обозначения: DDR266 (РС2100), DDR333 (РС2700), DDR400 (РС3200).

■ DDR2. В этой памяти развиваются технологии DDR: в ней за один такт передается уже четыре пакета данных. На момент написания книги она использовалась только в новых чипсетах Intel, например i945/955.

Оперативная память выполняется в виде модулей, которые бывают нескольких типов. Память SDRAM, DDR/DDR2 выпускается в виде модулей DIMM – небольшой платы с несколькими чипами памяти, которая устанавливается в соответствующий разъем на системной плате (рис. 1.3). В отличие от ранее выпускавшихся модулей SIMM, в модулях DIMM применяется двухстороннее расположение выводов.

Рис. 1.3.Модуль памяти DIMM

Несомненное преимущество ПК – открытая архитектура, позволяющая в широких пределах изменять конфигурацию компьютера, адаптируя его для решения определенных задач. Для этого на системной плате есть периферийная шина с несколькими разъемами, куда можно вставлять необходимые платы расширения. Существует несколько основных типов шин.

■ ISA.Была единственной периферийной шиной для компьютеров 1980-х годов, в 1990-х существовала параллельно с шиной PCI. Лишь в платах последних лет разъемов для ISA нет.

■ PCI.Разработана в 1992 году компанией Intel для замены медленной шины ISA и является основной шиной для большинства компьютеров. Пожалуй, ее наиболее важное преимущество – поддержка технологии Plug and Play, позволяющей автоматически настраивать все подключаемые устройства.

■ AGP.Скоростной вариант шины PCI, специально оптимизированный для работы видеоадаптера.

■ PCI Express.Новая шина, предназначенная для замены шин PCI и AGP. На момент выхода книги использовалась в основном для подключения видеоадаптеров.

К портам подключаются периферийные устройства ввода/вывода. Разъемы портов обычно устанавливаются прямо на системную плату и выносятся на заднюю стенку компьютера. Их также называют интерфейсами.

В современных компьютерах используется несколько портов.

■ Последовательный порт (СОМ).Присутствует в компьютерах вот уже более двух десятков лет, однако в последнее время применяется не очень часто, в основном для подключения модемов.

■ Параллельный порт (LPT).К нему подключаются некоторые модели принтеров, сканеров и другие устройства.

■ Игровой порт.К нему подключаются в основном устаревшие джойстики, рули и другие игровые манипуляторы.

■ Порт PS/2.В большинстве компьютеров есть два таких специализированных порта: первый для подключения клавиатуры, второй – для мыши.

■ USB.Наиболее популярный интерфейс для самых разнообразных периферийных устройств. Позволяет подсоединять устройства при включенном питании и автоматически их настраивать.

■ IEEE 1394 (FireWire).Высокоскоростной последовательный порт для цифровых видеоустройств.

■ Инфракрасный порт (IrDA).Позволяет подключать периферийные устройства (мобильные телефоны и др.) без проводов, при этом информация передается с помощью инфракрасного излучения.