борку из видеопамяти исходных данных (выборку из текстур), необходи- мых для работы пиксельного конвейера. Наличие нескольких текстурных блоков повышает производительность системы.

В современных видеоадаптерах используются следующие типы ви- деопамяти: DDR, DDR2, DDR3, DDR4. Память стандарта DDR4 (или GDDR4) обладает более высокой производительностью по сравнению с DDR3. Она может работать со временем доступа до 0,6 не, что соответствует частоте 3330 МГц. Другое преимущество DDR4 перед предыдущим поколением видеопамяти заключается в меньшем потреблении энергии. В видеопамяти хранятся образ изображения (экранный кадр), а также элементы, необходимые для построения 3-мерного изображения. Большой объем видеопамяти необходим для современных компьютерных игр.

В современных моделях видеокарт память устанавливается в объеме от 128 до 512 Мбайт (для бюджетных моделей — 128 Мбайт, для среднего класса — 256 Мбайт, для высокопроизводительных — 512 Мбайт). В не- которых устаревших моделях, которые еще можно найти в продаже, объем видеопамяти может составлять порядка 32 — 64 Мбайт.

Устройства для записи и хранения информации

Накопители на жестких магнитных дисках. Персональный компью- тер обычно комплектуется одним накопителем для жестких магнитных дисков (HDD — Hard Disc Drive; НЖМД) и одним приводом для гибких дисков (FDD — Floppy Disc Drive). Жесткий диск, или «винчестер», явля- ется основным хранилищем информации — на нем хранятся все програм- мы и данные — от операционной системы до файлов, созданных пользователем. Обычно накопители встроены в системный блок, внешние накопи- тели встречаются значительно реже.

И хотя большинство настольных компьютеров до сих пор снабжают- ся дисководами FDD, они практически не используются, поскольку вытес- нены твердотельными флеш-накопителями.

Внутреннее устройство большинства жестких дисков практически оди- наково (рис. 2.12). Сами диски представляют собой пластмассовые, кера- мические, алюминиевые или стеклянные круглые пластины со специаль- ным магнитным покрытием. У жесткого диска может быть одна или не- сколько дисковых пластин, с которых осуществляются операции чтения/ записи данных. Следует отметить, что увеличение количества дисковых пластин и, следовательно, головок чтения/записи, повышает стоимость диска и снижает его надежность. Поэтому изготовители современных жес- тких дисков стараются уменьшить число пластин до 1 — 4. При включении компьютера пластины постоянно вращаются на общем шпинделе со скоро-

Пластины

Рис. 2.12. Устройство жесткого диска

стью несколько тысяч оборотов в минуту. Каждая поверхность пластины может вмещать в себя десятки гигабайт информации.

Головка чтения/записи — устройство, перемещающееся по поверхно­сти дисковой пластины и обеспечивающее чтение или запись данных. Как правило, на каждую поверхность дисковой пластины приходится своя го­ловка чтения/записи. Например, диск с тремя пластинами будет иметь шесть головок.

На каждой пластине информация записывается на концентрических окружностях — трэках (track). Каждый трэк разбит на части (сектора), каждый из которых, в свою очередь, хранит в себе 512 байт данных.

Емкость жесткого диска — это количество информации, ко­торое может уместиться на жестком диске. Емкость является главным параметром жесткого диска и определяется рядом факторов — поверхно­стной плотностью записи, размерами и количеством дисковых пластин.

Современные жесткие диски имеют емкость до 1 Тбайта (терабайт — единица измерения количества информации, равная 10¹² байт или 1 024 ги­габайтам), но нет никакого сомнения, что их емкость будет расти.

Все выпускаемые жесткие диски имеют стандартные размеры и поса­дочные отверстия для крепления. В ПК, ноутбуках или серверах для ус­тановки жесткого диска имеются специальные установочные места опреде­ленного форм-фактора.

Для внешних накопителей этот параметр указывает стандарт жестко­го диска, который используется в накопителе. Форм-факторы жестких дисков: 1", 1.8", 2.5", 3.5". Цифра обозначает ширину HDD в дюймах. Чем меньше эта цифра, тем меньше его размеры и масса.

33

Жесткие диски условно можно разделить на четыре типа: внешние, для настольных компьютеров, для ноутбуков и для серверов. Каждый тип обладает конструктивными особенностями, делающими его применение наиболее целесообразным в определенных случаях.

Жесткие диски для настольных компьютеров традиционно изго- товляются размером 3.5", имеют скорость вращения 5 400 или 7 200 об/мин и интерфейс подключения IDE или SATA.

Жесткие диски для серверов имеют более высокую скорость вра- щения (до 15 000 об/мин). Для подключения в них используются различ- ные модификации параллельного (SCSI) или последовательного (SATA, SAS) интерфейсов. Поскольку эти диски применяются в системах, требу- ющих повышенной надежности хранения информации, они имеют более высокое качество изготовления и время безотказного функционирования, превышающее 1 000 000 ч наработки на отказ.

До недавнего времени жесткие диски для серверов имели типоразмер 3.5". Сегодня стали появляться 2,5-дюймовые модели. Использование та- ких накопителей позволит уменьшить размеры серверов и снизить их энергопотребление.

Внешние жесткие диски позволяют практически полностью решить проблемы, связанные с транспортировкой объемных файлов, будь то видео- фильмы, издательские или дизайнерские материалы или большие музы­кальные архивы. Такой мобильный носитель состоит из 2.5"- или 3.5"-жесткого диска и контроллера для подключения к соответствующему порту. Контроллеры, в свою очередь, могут подключаться к компьютеру через интерфейс USB 2.0 или FireWire (1394). Устройство имеет компактные габариты и небольшую массу, что позволяет носить его в сумке или даже во внутреннем кармане пиджака.

Жесткие диски для ноутбуков имеют размер 2.5" и 1.8", скорость вращения 4200 или 5400 об/мин и интерфейс подключения IDE. Следует отметить, что из-за конструктивных особенностей тепловыделение и уро- вень шума жестких дисков такого типа существенно ниже, чем у винчес- теров, используемых для настольных компьютеров и серверов.

Оптические диски и накопители. В оптических запоминающих ус- тройствах запись и чтение осуществляются с помощью лазера. Накопи- тели на оптических дисках (НОД) включают в себя источник (лазер) и приемник света, оптическую запоминающую среду, модулятор светового пучка, поляризационную призму. Компакт-диск состоит из жесткой прозрачной основы, на которую нанесены рабочий и защитный слои. При записи (воспроизведении, стирании) диск вращается, а луч лазера, сфокусированный на дорожку, перемещается вдоль радиуса вращающе- гося диска.

Существуют следующие стандарты оптических дисков (рис. 2.13): CD, DVD, HD DVD, BD.

CD (компакт-диск) — это диск из полимерного материала (обычно прозрачного для глаза) диаметром 120 или 80 мм и толщиной 1,2 мм. На

верхней стороне диска находится информационный слой — либо в виде микрорельефа у «штампованных» дисков, либо в виде тонкого слоя свето- чувствительного материала у записываемых и перезаписываемых дисков. Поверх информационного слоя находятся отражающий слой и слой защитного лака, на который может быть нанесено изображение («лейбл» диска). Исходно была заявлена емкость диска в 74 минуты аудио в формате CD- DA или 650 Мбайт, в последующем эти величины были несколько скоррек­тированы в большую сторону.

При создании стандарта DVD (Digital Versatile Disk — цифровой универсальный диск) разработчики поставили цель существенно увеличить объем информации, вмещающейся на диск, при сохранении тех же геометрических размеров, что и у CD. Для этого был использован лазер с бо­лее короткой длиной волны (650 нм, что позволило разместить на одном слое 120-миллиметрового диска до 4,7 Гбайт данных), а число информаци­онных слоев было увеличено до четырех (максимально), причем считыва­ние двух из них происходит с одной стороны диска, а оставшихся двух — с другой; сами информационные слои, как и отражающий слой, распола­гаются в середине диска (на глубине 0,6 мм от поверхности каждой из сто­рон, т.е. технологически такой диск представляет собой два склеенных между собой диска толщиной 0,6 мм). Благодаря расположению информа­ционных слоев в глубине диск DVD по сравнению с CD более устойчив к поперечным повреждениям (царапинам), однако наличие технологической склейки делает его уязвимым к продольным механическим воздействиям (изгибам).

На роль стандарта оптических дисков следующего поколения с еще большей информационной емкостью «претендуют» сразу две разработки — это HD DVD (Hight Definition DVD) и Blue Ray (голубой луч, обозначается

Тип диска	Информационная емкость	Краткая характеристика
CD, CD-R, CD-RW	650—700 Кбайт	1-сторонний 1-слойный Compact Disc
Mini CD-R	210 Кбайт	1-сторонний 1-слойный Mini Compact Disc
DVD-RW	4,7 Гигабайт	1-сторонний 1-слойный (DVD-5)
Mini DVD-R Mini DVD-RW Mini DVD*RW	1,4 Гигабайт	1-сторонний 1-слойный DVD
Mini DVD-RW DL	2,6 Гигабайт	1-сторонний 2-слойный DVD
DVD+R DL	8,5 Гигабайт	1-сторонний 2-слойный (DVD-9)
DVD+R DL DS	17,1 Гигабайт	2-сторонний 2-слойный (DVD-18)
DVD RAM	9,4 Гигабайт	1-сторонний 1-слойный (DVD с произвольным доступом)
BD R	25 Гигабайт	1-сторонний диск Blu-ray Single layer для однократной записи
BD-RE	25 Гигабайт	1-сторонний перезаписываемый диск Blu-ray Single layer
BD-RE DL	50 Гигабайт	2-слойный перезаписываемый диск Blu-ray Double layer
BR-UDO	До 100 Гигабайт	Ultra Density Optical — для записи видео высокой четкости (HDTV)

му в CD-плеерах, т.е. путем открывания верхней крышки и ручного размещения диска.

Скорость передачи данных с самых первых CD-ROM (односкоростных) составляла 150 Кбит/с, это значение принято за единицу измерения скорости чтения/записи. Большинство производителей сегодня маркируют cboи приводы значениями типа 10Х, 24Х, 52Х, реальное значение скоростей можно получить, умножив цифру, стоящую перед «X», на 150. Например, если считывание идет на 16-кратной скорости, это значит, что реальная скорость равна 150 16 = 2400 Кбит/с. Следует иметь в виду, что максимальные скорости чтения достигаются лишь для дисков идеального качества, реальные же значения несколько ниже и зависят от параметров конкретного диска.

За единицу скорости передачи информации для DVD-дисков принят значение 1,385 Мбит/с, т.е. если на приводе указано значение скорости чтения DVD 8Х, то реальная скорость составляет 8 ■ 1,385 = 11,08 Мбит/с Максимальная величина скорости считывания достигается лишь для дисков идеального качества, практически всегда это значение ниже заявленного и зависит от параметров конкретного диска.

За единицу скорости передачи информации для BD-дисков принят значение 4,5 Мбит/с, т.е. если на приводе указано значение скорости записи BD-R 2Х, то максимальная скорость записи составляет 2 • 4,5 = 9 Мбит/с Следует иметь ввиду, что скорость записи зависит не только от возможное тей привода, но и от свойств используемого диска. Если диск предназначен для записи на скорости 2Х, то максимальная скорость записи составит 23 даже если привод способен обеспечить большее значение скорости.

Устройства для считывания карт флэш-памяти. Память, обычно используемая в ОЗУ компьютеров, требует постоянной подачи напряжения. Дисковые накопители могут сохранять информацию и без непрерывной подачи электричества, зато при записи и считывании данных тратят его за троих.

Хорошим выходом оказалась флэш-память, не разряжающаяся самопроизвольно. Носители на ее основе (рис. 2.15) называются твердотельными, поскольку не имеют движущихся частей.

Отсутствие движущихся частей повышает надежность флэш-памяти стандартные рабочие перегрузки равняются 15g, а кратковременные могут достигать 2 000g, т. е. теоретически карта должна превосходно работать при максимально возможных космических перегрузках, и выдержать падения с трехметровой высоты. Причем в таких условиях гарантируетя функционирование карты до 100 лет.

Многие производители вычислительной техники видят память будущего исключительно твердотельной. Следствием этого стало практически одновременное появление на рынке комплектующих нескольких стандартов флэш-памяти.

Compact Flash — был предложен в 1994 г. компанией SanDisk. Мо- дули памяти Compact Flash (CF) делятся на два типа, внешне различающиеся толщиной. Размеры CF типа I — 36,4x42,8x3,3 мм, a CF типа II имеют ту же площадь, но толщину больше — 5 мм. Карты типа II несовмес-

39

Рис. 2.15. Носители на флэш-памяти

тимы с разъемами типа I, тогда как для карт типа I подходят порты обо­их видов.

Компания Matsushita Electronic (известная под торговой маркой Panasonic) вместе с SanDisk и Toshiba разработали стандарт, в котором учли последние веяния времени. Чтобы предотвратить несанкционированное копирование, носители Secure Digital (SD) снабжены средствами защи­ты от незаконного копирования. Размеры карт — 32x24x2,1 мм. Разъемы для них совместимы с модулями ММС. Производители обещают дальнейшее повышение емкости карт SD.

Некогда Sony заставила компьютерную индустрию выбрать в качестве сменных носителей свои 3,5-дюймовые флоппи-дисководы, а теперь она ре­шила позаботиться о своих позициях и на аудиорынке, для чего разрабо-

40 „