Андрей Кашкаров - Сам себе сисадмин. Победа над «домашним» компьютером

В дальнейшем разброд в тактовой частоте различных системных компонентов только увеличивался: в то время как частота системной шины выросла сначала до 66 МГц, а затем и до 100, шина PCI осталась все на тех же давних 33 МГц, для AGP стандартной является 66 МГц и т. д. Шина памяти же до самого последнего времени оставалась синхронной с системной шиной (название обязывает – Synchronous DRAM, SDRAM). Так появились спецификации PC66, затем PC100, потом, с несколько большими организационными усилиями, PC133 SDRAM. Однако за то время, за которое частота шины памяти увеличилась на треть и, соответственно, на столько же возросла ее пропускная способность (с 800 Мбайт/с до 1,064 Мбайт/с), частота процессоров увеличилась в два с половиной раза – с 400 МГц до 1 ГГц. Наблюдается некоторый дисбаланс, не так ли? Пропускная способность PC133 SDRAM составляет лишь 1,064 Мбайт/с, тогда как сегодняшним PC требуется по крайней мере: 1 Гбайт/с для процессора с частотой системной шины 133 МГц, столько же – для графической шины AGP 4X, 132 Мбайт/с для 33 МГц шины PCI. То есть около 2.1 Гбайт/с, как и говорилось только что, дисбаланс более чем в два раза.

Дальнейшее увеличение частоты SDRAM при современном техническом уровне оснащения ее производителей невозможно: уже 1 ГГц SDRAM получалась слишком дорогой, особенно с учетом сегодняшних объемов оперативной памяти в ПК. В то же время отказываться от синхронизации шины памяти с системной шиной по ряду причин не хотелось бы. Технологии, пытающиеся залатать SDRAM путем добавления кэша SRAM, вроде ESDRAM, или же путем оптимизации ее работы, вроде VCM SDRAM, не помогли. На выручку пришла популярная в последнее время в компонентах PC технология передачи данных одновременно по двум фронтам сигнала, когда за один такт передаются сразу два пакета данных. В случае с используемой сегодня 64-бит шиной – это два 8-байтных пакета, 16 байт за такт. Или в случае с той же 133 МГц шиной, уже не 1,064, а 2,128 Мбайт/с. Те самые 2.1 Гбайт/с, что и требуются для сегодняшних PC.

Модули памяти DIMM DDR SDRAM долгое время востребовать было некому – весь вопрос встал за чипсетами, обладающими поддержкой этого типа памяти и, соответственно, за материнскими платами на базе этих чипсетов. Так в 2004 г. на рынок вышел стандарт DDR-II.

Скорость DDR-II чипов начиналась с 200 МГц, но за счет того, что была организована передача 4 пакетов данных за такт, их пропускная способность уже тогда составила 6.4 Гбайт/с. Модули на этих чипах, как и модули на чипах DDR, также имели и имеют свой собственный форм-фактор (230 контактов), и при появлении DDR-III стандарта потребовались и новые чипсеты. Вот почему при всем желании на относительно старых материнских платах, вроде Asus PL5 – xxx для чипсета CPU «775», нельзя установить DDR3 вместо старой DDR2, в связи с чем и приходится под старую материнскую плату искать старую DDR-память. А новая уже не выпускается (не выгодно производителю, устремленному на новые горизонты прогресса). При замене старой линейки ОЗУ (формата DDR2) на такой же формат не исключены проблемы из-за неисправности ОЗУ, бывшей в употреблении ранее. В этом и состоит проблема замены старого оборудования на не менее старое, но снятое с другого ПК.

На рис. 1.41 представлен вид на линейки ОЗУ формата DDR2.

Обратите внимание, что при одинаковом объеме ОЗУ эти линейки отличаются друг от друга по частоте. Таким образом, не гарантируется работа старой материнской платы (даже с подходящими разъемами под ОЗУ) с линейками ОЗУ от других материнских плат. Причем и те, и другие линейки при тесте покажут исправность. Дело именно в частоте обращения (доступа к памяти), которая в разных линейках отличается. В приведенном на рис. 1.41 примере одна линейка памяти имеет частоту обращения 800 МГц, а две другие 533 МГц. И этой разницы достаточно, чтобы линейки не «запускали» материнскую плату.

Рис. 1.41. Вид на линейки ОЗУ формата DDR2

Поэтому при замене линеек памяти надо особенно внимательно учитывать эти нюансы.

То есть, если ПК не запускается (материнская плата не включается на загрузку BIOS и драйверов), попробуйте отключить (вынуть из слотов) линейки оперативной памяти – одна за другой (разумеется, при выключенном питании системного блока) и вставлять их по одной. По сути, объем ОЗУ не сильно влияет на работу ПК в простом режиме (обычных программах), поэтому проверить стабильность ПК и его уверенную работоспособность таким образом вполне уместно.

На рис. 1.42 – для примера – показан внешний вид линеек ОЗУ для ноутбука.

Рис. 1.42. Внешний вид линеек ОЗУ, установленных в ноутбуке

Другой форм-фактор предполагает и иной размер.

Таким образом, даже при сопоставимом объеме ОЗУ память между системным блоком и ноутбуком также не взаимозаменяема. Все эти нюансы при апгрейде необходимо внимательно учитывать.

Главным узлом, определяющим возможности компьютера, является системная, или материнская (от англ. motherboard), плата. На ней обычно размещаются: базовый (центральный) микропроцессор, оперативная память, сверхоперативное ЗУ, называемое также кэш-памятью, ПЗУ с системной BIOS (базовой системой ввода/вывода), набор управляющих микросхем, или чипсетов (chipset), вспомогательных микросхем и контроллеров ввода/вывода, КМОП-память с данными об аппаратных настройках и аккумулятором для ее питания, разъемы расширения или слоты (slot), разъемы для подключения интерфейсных кабелей жестких дисков, приводов (дисководов), а также универсальной последовательной шины USB, разъемы питания.

Чипсет материнской платы – это набор микросхем, управляющий процессором, оперативной памятью и ПЗУ, кэш-памятью, системными шинами и интерфейсами передачи данных, а также рядом периферийных устройств. Чипсеты конструктивно привязаны к типу используемого процессора, причем за время жизненного цикла процессора успевает смениться несколько поколений чипсетов для него, и первые чипсеты позволяют использовать преимущества нового процессора лишь отчасти, а последние позволяют выжать из процессора максимальную производительность и использовать широкий спектр процессоров.

Все компоненты материнской платы связаны друг с другом системой проводников (линий), по которым происходит обмен информацией. Эту совокупность линий называют шиной (Bus). В отличие от других систем соединения, линии шины делятся на три группы в зависимости от типа передаваемой информации: шины данных, шины адреса и шины управления. Шины различаются и по своему функциональному назначению. Системную шину можно упрощенно представить как совокупность сигнальных линий, объединенных по их назначению (данные, адреса, управление), которые также имеют вполне определенные электрические характеристики и протоколы передачи информации. Основной обязанностью системной шины является передача информации между процессором (или процессорами) и остальными электронными компонентами компьютера. По этой шине осуществляется не только передача информации, но и адресация устройств, а также происходит обмен специальными служебными сигналами. Используемые в настоящее время шины отличаются по разрядности, способу передачи сигнала (последовательные или параллельные), пропускной способности, количеству и типу поддерживаемых устройств, а также протоколу работы. Шины могут быть синхронными (осуществляющими передачу данных только по тактовым импульсам) и асинхронными (осуществляющими передачу данных в произвольные моменты времени), а также использовать различные схемы арбитража (то есть способа совместного использования шины несколькими устройствами). Если обмен информацией ведется между периферийным устройством и контроллером, то соединяющая их линия передачи данных называется интерфейсом передачи данных, или просто интерфейсом. Среди применяемых в современных и перспективных ПК интерфейсов можно отметить EIDE, SCSI, SSA и Fibre Channel, USB, FireWire (IEEE 1394) и DeviceBay. Важной характеристикой материнской платы является ее форм-фактор, определяющий ее геометрические размеры, расположение разъемов расширения и процессора, точек крепления платы, а также тип разъема питания платы и питающие напряжения.