Текст книги "Издательство на компьютере. Самоучитель"

Прежде всего – на ее внешний вид. Детали должны быть установлены ровно и аккуратно, пайка должна быть блестящей, ровной и однородной. Криво установленные детали, «пузыри» припоя и непропаяные выводы обычно встречаются на платах китайского производства и говорят об общем качестве работы. Если плата заметно выгнута в одну сторону, есть вероятность наличия микротрещин в дорожках или кристаллах микросхем. Также могут быть неровно впаяны разъемы для микросхем памяти, что грозит плохим контактом или вообще невозможностью вставить некоторые модули. Желательно, чтобы на микросхемах Chipset были собственные обозначения: чем больше технических обозначений – тем лучше. Не приветствуются наклейки, особенно с надписями типа «International» вместо названий. Однако встречается, что китайская плата по совокупности характеристик оказывается лучше, чем фирменная – последнее слово должно быть за тестированием.

Перечислим последние достижения в области материнских плат на начало 2003 года:

□ поддержка четырехскоростного AGР-графического порта для видеокарты;

□ поддержка протокола работы жестких дисков Ultra-DMAIOO;

□ поддержка новых типов памяти – DDR SDRAM рс1600 и рс2100 или же RDRAM рсбОО и рс800;

□ поддержка работы системной шины на частоте 133 МГц для процессоров Intel Pentium III, Intel Celeron либо эффективной частоты 266 МГц для процессоров AMD Athlon и AMD Duron.

Если ваша материнская плата все это поддерживает, то можете быть уверены, что она является современной и имеет много шансов на беспроблемную модернизацию компьютера через год-полтора, а также отсутствие проблем при наращивании системы. Очень надежны платы от A-Bit, AsusTek, Open, Chaintech, Gigabyte. Несколько хуже качество продукции Acorp, Lucky Star, Procomp.

Рис. 2.5. Материнская плата Gigabyte 7VAX (КТ400)

В качестве примера рассмотрим основные характеристики материнской платы Gigabyte 7VAX. Среди производителей материнских плат компания Gigabyte очень хорошо известна отечественному пользователю как производитель надежных и простых в настройке материнских плат для разных категорий компьютеров. На рис. 2.5 приведена фотография материнской платы Gigabyte 7VAX (КТ400). Относительно дизайна и компоновки данной платы можно заметить, что размеры печатной платы приближаются к максимальным для современных АТХ-плат – это обусловлено большим количеством дополнительных контроллеров. Набор слотов у платы стандартный – 3 DIMM, 5 PCI, AGP с защелкой и ключом, предотвращающим установку старых видеокарт, не поддерживающих питание 1,5 В. Плата оснащена системой мониторинга температуры процессора через встроенный в его ядро термодиод. Для этого на ней смонтирован дополнительный чип LM335. Использование встроенного звука (кодек ALC650) поддерживает контроллер – Realtek RTL8100BL (компактная версия чипа RTL8139. Имеется сетевой разъем RJ45 для витой пары и два порта USB. Для настройки тактовой частоты на плате установлены два блока DIP-переключателей, которые устанавливают базовую тактовую частоту FSB (из диапазона доступных частот) и множитель процессора. Набор частот FSB состоит из значений 100, 133 и 166 МГц, а множитель выбирается из диапазона [5,5х;12,5х]. BIOS платы разработан на основе Award 6.00PG. В комплект поставки входит руководство по эксплуатации платы, компакт-диск с утилитами Gigabyte и драйверами, два шлейфа, заглушка для портов ввода-вывода и планка с четырьмя разъемами US В.

Таким образом, плата 7VAX удобно скомпонована, оснащена хорошим звуком с поддержкой цифрового интерфейса, в стандартной комплектации имеет встроенную сетевую карту. Это плата среднего звена, подходящая и тем, кто ценит стабильность, и тем, кто хочет получить хороший набор возможностей за умеренную цену.

Выбор материнской платы должен быть основательным, как выбор фундамента дома или кузова автомобиля. Если материнская плата не будет оптимально сбалансирована с другими компонентами вашего компьютера, то его технические возможности будут использоваться лишь частично.

Центральный процессор (микропроцессор, CPU – central processor unit) – это микросхема, которая производит все операции компьютера и осуществляет управление всеми системами и элементами компьютера. Процессор – мозг компьютера, его командный центр. Его главной задачей является получение команд от программы и их выполнение. Центральный процессор – специальный чип – сверхбольшая интегральная схема в едином полупроводниковом кристалле. Он управляет всеми остальными устройствами компьютера и включает в себя: арифметическо-логическое устройство, которое производит арифметические и логические операции над данными; регистры, в которых хранятся данные, счетчики, адреса команд и данных; внешние интерфейсы для связи с остальными устройствами компьютера.

Основными характеристиками центральных процессоров являются:

□ тип архитектуры, или серия. Тип архитектуры, как правило, определяется фирмой производителем оборудования;

□ набор поддерживаемых команд или инструкций и их расширений;

□ разрядность (бит). Разрядность центрального процессора определяет его поколение и принципиально влияет на скорость передачи информации между другими устройствами и процессором. Разряд – это единица информации. Если компьютер за один такт (в единицу времени) может обработать 32 разряда информации, то процессор 32-разрядный.

Микропроцессоры Pentium III являются 64-разрядными процессорами, a Pentium 4 – 128 разрядными;

□ тактовая частота (МГц). В обиходе тактовую частоту иногда называют скоростью процессора (и компьютера). Тактовая частота означает количество операций, которые процессор может выполнить в секунду. Иными словами, чем больше тактов, или операций в секунду, может выполнять процессор, тем быстрее он работает. Например, процессор с тактовой частотой 2000 МГц выполняет 2000 миллионов операций в секунду. Скорость (быстродействие) процессора в управлении информацией – главный фактор, лежащий в основе эффективной работы большинства компьютерных программ. Быстродействие процессора (тактовая частота) измеряется в мегагерцах (МГц). Чем выше тактовая частота, тем быстрее работает процессор. Созданные по новейшим технологиям процессоры Pentium 4 способны поддерживать частоту до 4 ГГц и более.

Для процессоров производства Intel используются корпуса типа PGA (Pin Grid Array). Это керамический корпус, ряды золоченых выводов которого расположены по периметру корпуса перпендикулярно его плоскости. В зависимости от модели процессора, корпус имел разные размеры и количество выводов (контактов). Для размещения процессора Pentium на материнской плате используется специальное гнездо, называемое Socket. Оно обеспечивает правильность установки процессора и легкое закрепление с помощью специального рычажка.

Основными конкурентами Intel в производстве микропроцессоров являются AMD (Advanced Micro Devices) и Cyrix. Цены на продукцию AMD всегда ниже, чем на аналогичную продукцию Intel. Процессоры AMD всегда потребляли меньшую мощность и имели некоторые усовершенствования в архитектуре, касающиеся управления памятью и организации ее использования в мультипроцессорных системах.

В начале 2002 года самый мощный процессор семейства Pentium 4 работал с тактовой частотой 2,2 ГГц (ядро Northwood). Для семейства Celeron максимумом был чип с тактовой частотой 1,3 ГГц на основе ядра Tualatin. А к началу 2003 года тактовая частота процессоров Pentium 4 (на ядре Northwood) выросла до 3,06 ГГц, а чипов семейства Celeron (также уже на ядре Northwood) – до 2,0 ГГц. Плюс ко всему, частота системной шины процессоров Pentium 4 увеличилась с 400 до 533 МГц. Разъем Socket-473 уходит в прошлое: все новые процессоры семейств Pentium 4 и Celeron работают только с разъемом Socket-478. О прекращении производства последнего процессора Celeron на основе ядра Pentium III (Tualatin) – чипа с тактовой частотой 1,4 ГГц – уже объявлено официально.

Главным же достижением Intel в ушедшем году стала реализация технологии Hyper-Threading в процессоре Pentium 4 3,06 ГГц для настольных компьютеров. Прежде эта технология, при которой один физический процессор работает за два виртуальных, применялась исключительно в серверном семействе Хеоп. В теории, Hyper-Threading способна заметно повысить производительность системы за счет оптимизированного распределения нагрузки. Впрочем, на практике этот прирост ощутимо заметен только в приложениях, поддерживающих работу с двухпроцессорными системами, а их, по-прежнему, не так много.

В начале 2002 года у фирмы AMD самым мощным процессором семейства Athlon ХР был чип 2000+ (ядро Palomino, тактовая частота– 1,66 ГГц) с системной шиной 133 МГц, а семейства Duron – чип с тактовой частотой 1,3 ГГц (ядро Morgan). К началу 2003 года самый мощный Athlon ХР имел рейтинг 2800+ (примерно соответствует процессору Pentium 2,8 ГГц), работая на тактовой частоте 2,25 МГц. В этом процессоре используются ядро Thoroughbred и системная шина на 333 МГц.

В качестве примера можно привести характеристики процессора Athlon ХР 2200 + Thoroughbred. Ядро процессора, носящее кодовое название Thoroughbred (Tbred или Model 8), имеет кэш первого уровня объемом 128 Кб и кэш второго уровня объемом 256 Кб. В наличии блок предвыборки данных, встроенный термодиод; частота шины составляет 133 (266) МГц. Фирма AMD применила технологический процесс с нормами 0,13 мкм. Благодаря этому удалось уменьшить размер кристалла, повысить доступные тактовые частоты, снизить напряжение (до 1,6 В) и потребляемую мощность. Площадь ядра TBred – 80 мм². Внешний вид процессора Athlon ХР 2200 + Thoroughbred показан на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Внешний вид процессора Athlon ХР 2200 + Thoroughbred

В начале 2002 г. AMD анонсировала только один процессор на новом ядре – Athlon ХР 2200+, реальная тактовая частота которого составляет 1,8 ГГц. В конце 2002 г. были объявлены еще два процессора – 2400+ и 2600+, у которых изменилась формула расчета рейтинга. Так, 2400+ соответствует частоте 2 ГГц (множитель – 15х), а 2600+ – 2,13 ГГц (множитель 16х). Процессоры TBred не изменили количество и назначение контактов, потому они должны быть совместимы с любыми существующими платами с разъемом Socket-A, кроме тех, которые не поддерживают шину 133 МГц. Процессор, как утверждают разработчики, не так подвержен сколам, как прежние. Поскольку процессор Athlon ХР 2200+ выделяет тепла не больше, чем предыдущие, использовать какие-то «сверхнавороченные» кулеры нет необходимости. Любой кулер дороже $7 справляется с охлаждением. Процессор работоспособен при температуре до 85 "С.

Проверить стабильность работы микропроцессора можно любыми программами, обеспечивающими близкую к предельной загрузку процессора и использующими максимум его возможностей. Можно, например, запустить сложную 3D-программную систему (например, 3ds max 5.0) либо современную ресурсоемкую игру в режиме демонстрации (например, Quake Arena 3, Unreal Tournament, Serious Sam, Comanche4). 3D-игры запускайте в низком разрешении (640 х 480 х 16 бит), когда влияние видеокарты минимально. Проверять процессор при этом лучше всего в теплом помещении при закрытом корпусе компьютера в течение нескольких часов, иначе процессор будет работать в «щадящем» режиме и возможные сбои могут не проявиться. Критерием ошибки служит аварийное завершение 3D-программы. Однако если в процессе тестирования возникают сбои, это не говорит однозначно о дефектах процессора – это могут быть дефекты материнской платы или чипов памяти и т. п., так что окончательный вывод следует делать лишь методом проб и ошибок. Сравнение вашего процессора с другими можно произвести тестирующей программой Sandra 2003.

С повышением рабочей тактовой частоты процессоров стал актуален вопрос их охлаждения. Для охлаждения процессора обычно используется малогабаритный вентилятор, установленный на радиаторе, – CPU Cooler (кулер), который помогает процессору оставаться достаточно холодным для обеспечения его нормальной работы. Если кулер не будет справляться со своей задачей, система будет функционировать нестабильно, сбоить и зависать. Кулер снижает температуру процессора примерно на 40 градусов. А снижение рабочей температуры процессора на каждые 10 градусов ведет к удвоению времени его безотказной работы.

Кулер состоит из радиатора (обычно алюминиевого) и вентилятора. Как уже отмечалось, основное назначение процессорного кулера – рассеивать поступающую от процессора энергию в окружающей среде. Для хорошей теплопередачи от процессора на радиатор подошва радиатора должна надежно прижиматься к контактной площадке процессора. Для этого обычно используют гибкие пластины – клипсы. Клипса должна легко устанавливаться и сниматься, иначе процесс монтажа кулера может закончиться поломкой материнской платы, кулера или сколом процессора. Качество контакта процессора с кулером зависит не только от клипсы, но и от свойств подошвы радиатора. Охлаждающая способность радиатора определяется теплопроводностью его материала и площадью его поверхности. Обычно радиатор алюминиевый, но чтобы улучшить теплопроводность, радиаторы могут изготавливаться из сплавов меди, или добавляют к алюминиевому радиатору медную подошву. Радиатор с большим числом пластин и большой площадью обладает большей рассеивающей (охлаждающей) способностью. Поверхность процессора, как правило, очень гладкая, а вот подошва кулера может быть неровной. Эту проблему решает термопаста, которой должны заполняться полости между двумя соприкасающимися поверхностями. Однако если слой термопасты окажется слишком большим, он будет выполнять противоположный эффект – служить изолятором. Довольно часто применяется паста КПТ-8, характеристики которой не хуже характеристик ее импортных аналогов, а цена отечественной – в 2—3 раза ниже.

Важной частью кулера является вентилятор. У него есть две важных противоречивых характеристики – производительность и шум. В дорогих моделях встречается двухвентиляторная конструкция – она надежнее, лучше обеспечивает охлаждение, но вместе с тем и повышается уровень шума. В конструкции мотора вентилятора могут использоваться дешевые подшипники скольжения или более долговечные подшипники качения. Учитывая, что скорость вращения вентилятора 3500—5200 об/мин, вентиляторы с подшипниками скольжения лучше не брать. Радиатор и вентилятор должны быть тщательно подогнаны друг к другу, чтобы оптимально взаимодействовать.

В качестве примера на рис. 2.7 изображен кулер, изготовленный фирмой Gembird, известной в России своими аксессуарами и расходными материалами. Это кулер с полностью медным составным радиатором, небольшим по габаритам. Имеет удовлетворительное качество обработки подошвы радиатора и удобную клипсу крепления. Сам вентилятор средних размеров, нешумный, его скорость составляет 4500 об/мин. Кулер предназначен для установки на процессоры как семейства Intel Pentium Ill/Celeron, так и семейства AMD Athlon/Duron/Athlon ХР. Он по размерам и конструкции должен помещаться на материнских платах с разъемами Socket-370 и Socket-462 (Socket-A).

По данным из Интернета, наилучшими из кулеров 2002—2003 гг. считаются модели GlacialTech Igloo 2400 и Coolity QTSK338AA1 – первая из-за максимальной эффективности, а вторая разумно сочетает невысокий шум, хорошую производительность и низкую цену.

Рис. 2.7. CPU Cooler Gembird GL-Copper

Оперативная память предназначена для хранения информации, допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций (обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации). Для обозначения оперативной памяти в литературе используют аббревиатуру ОЗУ – оперативное запоминающее устройство (или по-английски RAM – Random Access Memoiy). Количество и быстродействие памяти оказывают чрезвычайно серьезное влияние на работоспособность и производительность современных компьютеров. Информация в оперативной памяти сохраняется до тех пор, пока включен компьютер. При выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается. В компьютере ОЗУ размещается на стандартных панельках, называемых модулями.

Память может быть статической (SRAM) или динамической (DRAM). Различие между динамической и статической памятью – в способе хранения информации. В статической памяти данные хранятся вплоть до замены их новым блоком информации. Статическая память обладает высоким быстродействием и используется для организации кэш-памяти. Динамическая память постоянно опрашивается, и ее содержимое обновляется с частотой циклов регенерации. Она имеет меньшую скорость работы, но по критерию, учитывающему информационную емкость, стоимость и энергопотребление, она предпочтительней.

К основным характеристикам RAM относятся:

□ время доступа (8—60 не) показывает, сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти, т. е. сколько времени требуется чипу на то, чтобы дать ответ центральному процессору (чем меньше, тем лучше). Оно измеряется в миллиардных долях секунды (наносекундах);

□ объем памяти, в мегабайтах (Мб, Мбайт). Современный стандарт: 128—512 Мб. Этот параметр определяет количество и скорость одновременно выполняемых компьютером команд.

Память изготавливается в виде односторонних модулей SIMM (Single-In-line Memoiy Module) или двухсторонних модулей DIMM (Dual-In-line Memoiy Module). Основные производители модулей памяти: Kingston, Century, Unigen, Simple, Advantage и др. Покупаемый вами компьютер может быть оснащен одним из трех типов памяти.

1. DIMM SDRAM РС100 или РС133. Память выполнена в виде модулей DIMM. Во втором случае память (и материнская плата) работают на частоте 133 МГц, что, конечно, предпочтительнее, чем 100 МГц. На сегодня SDRAM PC 133 является наиболее распространенным типом памяти. По быстродействию она не самая лучшая, зато существенно выигрывает в цене. Это и определяет ее как самую популярную. Для такого вида памяти время доступа составляет 50—70 не.

Рис. 2.8. Внешний вид РС2100 DIMM DDR SDRAM

2. DIMM DDR SDRAM. У памяти DDR SDRAM (рис. 2.8) передача данных осуществляется на частотах 200 и 266 МГц. Эта память имеет вдвое большую пропускную способность по сравнению с предыдущим типом, что дает прирост в общей производительности компьютера в 10—20%, в зависимости от типа используемых приложений. Однако соответствующие модули памяти называются не РС200 и РС266, a PC 1600 и РС2100. То есть в наименовании присутствует не тактовая частота передачи данных, а пропускная способность. Модули памяти DIMM для DDR SDRAM несколько отличаются от обычных DIMM для SDRAM – они имеют не 168, а 184 контакта. Поэтому такую память можно устанавливать не на все платы: она поддерживается чипсетами VIA-KE266, AMD 760, VIA Appolo Pro 266, ALI Magik 1. Для такого вида памяти время доступа составляет 7—10 не. По прогнозам, дальнейшим развитием памяти DDR станет память DDR2, способная работать в качестве оперативной памяти компьютера на частотах не менее 400 МГц. Микросхемы DDR SDRAM используются для компьютеров с процессорами AMD Athlon, но далеко не все системные платы их поддерживают. Сейчас получают распространение платы на чипсетах i845D и i845G для процессоров Intel, которые тоже рассчитаны на этот тип памяти.

3. RIMM RDRAM РС600 и РС800 в модулях RIMM. С появлением процессора Pentium 4, у которого частота шины составляет 400 МГц, стало уже очевидным, что, сделав в свое время ставку на память с высокой пропускной способностью, предложенную фирмой Rambus, фирма Intel имела в виду будущее значительное увеличение частоты процессорной шины. Память RDRAM (Rambus DRAM) основана на обычной SDRAM. В качестве ядра в RDRAM используется SDRAM, работающая на частоте 100 МГц. Она организована в многобанковую структуру, ширина шины данных – 128 бит. Таким образом, пропускная способность удвоена по сравнению с РС100 и составляет 1,6 Гб/с. Чтобы передать поток данных 1,6 Гб/с, частота передачи канала должна составлять 800 МГц, то есть в 8 раз больше, чем у PC 100 (реально используется частота 400 МГц, но передача осуществляется по обоим фронтам сигнала). Это очень высокая частота, требующая применения специальных технических решений для обеспечения надежной работы. Шина канала состоит из 32 или 34 (если используется контроль четности) проводников, при этом для передачи данных используется 16 или 18 из них, а остальные – для управления и синхронизации. Все микросхемы RDRAM-памяти, присоединенные к шине, должны работать синхронно, для чего разность в расстояниях от контроллера до микросхем памяти компенсируется с помощью программируемых задержек. Модули RDRAM-памяти (RIMM) также обладают более сложной конструкцией, чем модули SDRAM-памяти (DIMM) из-за необходимости эффективного охлаждения вследствие повышенного тепловыделения от элементов, работающих на высоких частотах. Память RDRAM имеет очень неплохой потенциал для дальнейшего роста производительности. В частности, увеличение частоты работы ядра до 133 МГц (РС1066) позволит поднять пропускную способность до 2 Гб/с на канал. Микросхемы Rambus DRAM (RIMM) применяют в компьютерах с процессорами Pentium 4 (системные платы на чипсете i860) или на материнских платах под Pentium III на чипсете 1820. Память очень дорогая, хотя и имеет высокое быстродействие.

В качестве примера производителя RIMM RDRAM можно назвать фирму Transcend, поставляющую 40 не модули памяти РС800 RIMM (рис. 2.9). Эти модули памяти поддерживаются материнскими платами на чипсете i850E, плюс платы на i850 и i860. Помимо этого, Transcend представила новые 32 не модули памяти РС1066 RIMM емкостью 256 Мб.

Рис. 2.9. CPU Transcend PC800 RIMM