Подсистема памяти

Одной из первостепенных задач, возлагаемых на набор микросхем системной логики, остается организация взаимодействия центрального процессора и ОЗУ. Подсистема памяти оказывает огромное влияние на производительность ПК в целом: чем меньше объем ОЗУ, тем чаще операционной системе придется считывать данные с жесткого диска, быстродействие которого гораздо ниже, чем у системной памяти. Однако не менее важна для производительности системы сбалансированность возможностей процессора и ОЗУ. Современные процессоры Pentium 4 имеют 64_разрядные 533_МГц или 800_МГц шины, обеспечивающие пропускную способность 4,26 и 6,4 Гбайт/с, а последние модели Athlon XP с 333_ и 400_МГц шинами — 2,7 и 3,2 Гбайт/с. Подсистема памяти должна иметь соответствующее быстродействие, так как при меньшей производительности ресурсы ЦП реализуются не полностью из-за простоев в ожидании данных.

Набор микросхем

Современная архитектура наборов микросхем для персональных компьютеров, называемая хабовой, сложилась в 1997 году, когда компания Intel выпустила на рынок набор i810 из двух микросхем (хабов) — контроллера памяти и контроллера ввода-вывода. За этими контроллерами закрепились названия «северный мост» и «южный мост» соответственно. Схему информационных потоков современной вычислительной системы можно представить в виде креста, состоящего из пяти основных элементов. Центральную роль в наборе микросхем играет «северный мост», организующий потоки данных между процессором и памятью и, как правило, содержащий AGP-контроллер или встроенное графическое ядро. На «севере», «юге», «западе» и «востоке» от «северного моста» находятся соответственно ЦП, контроллер ввода-вывода («южный мост»), графический контроллер и ОЗУ.

По такой схеме строится большинство современных вычислительных систем начального и среднего уровня. Благодаря разделению набора на «северную» и «южную» составляющие изготовитель микросхем получает возможность при появлении новых интерфейсов не обновлять полностью модельный ряд, а подготовить лишь обновленную версию «южного моста» и укомплектовывать ею уже существующие наборы микросхем.

Форм-фактор

Выбор, стоящий перед пользователями в данный момент, сложен вдвойне — ведь если смена процессорного гнезда влечет за собой при модернизации замену не только ЦП, но и системной платы, то из-за смены форм-фактора системных плат в будущем, скорее всего, придется заменить ПК целиком. Новый стандарт — BTX (Balanced Technology eXtended) — приходит на смену широко распространенному в настоящее время формату ATX (Advanced Technology eXtended), представленному Intel несколькими годами ранее. Причинами разработки нового форм-фактора стали появление новых типов плат расширения (PCI Express) и рост тепловыделения компонентов ПК, причем основная причина — вторая. Системные платы нового стандарта уже представлены некоторыми изготовителями и появятся в продаже в начале 2005 года. Современные производители материнских плат: ABIT, Acorp, AOpen, ASUS, Gigabyte, ECS, MCI.

1.4. Центральный процессор и система охлаждения процессора.

Центральный процессор (CPU, central processing unit)-это основное устройство компьютера, которое обеспечивает задаваемую программой обработку данных и представляет собой, по существу, миниатюрную вычислительную машину, размещенную в одной сверхбольшой интегральной схеме. На одном кристалле сверхчистого кремния с помощью сложного, многоступенчатого и сверхточного процесса создано несколько миллионов транзисторов и других схемных элементов, соединительные провода и точки внешних выводов.

На системной плате выполняется два типа операций – обмен данными и вычисления. Вычислительной деятельностью занимается центральный процессор.

Двухъядерный процессор – процессор, содержащий на кристалле два вычислительных ядра (Dual –Core), способных сразу работать с двумя потоками данных. Примеры таких процессоров –AMD Atlon X2, Intel Pentium В (май 2009).

Микропроцессор понимает только специальный машинный язык, в котором имеются лишь нули и единицы. Все программы, написанные на языках программирования высокого уровня преобразуются в машинный язык посредством специальных программ-переводчиков – трансляторов и интерпретаторов.