Устройство и принцип действия

Как правило, используется следующая схема: на тепловыделяющий компонент устанавливается радиатор (чаще всего — из алюминия или меди), а на него — вентилятор, осуществляющий приток воздуха к радиатору. Для увеличения полезной площади радиатора (повышения теплоотдачи) производители прибегают к различным уловкам и, вследствие этого, радиатор порой принимает весьма причудливые формы. Но довольно часто это является и следствием стремления производителей привлечь внимание потребителей неравнодушных к футуризму (в данном случае причудливым формам). В большинстве случаев достигаются обе цели.

Модули памяти

Начиная с компьютеров IBM PC AT, которые собирались на процессорах 80286, в персональных компьютерах применяются сменные модули оперативной памяти. Их использование вполне оправданно, т. к. цена оперативной памяти в компьютерах всегда определяла, да и до сих определяет стоимость компьютера. Тем более, что пользователям постоянно не хватает существующего объема ОЗУ, и они регулярно его модернизируют, добавляя дополнительные модули, устанавливая более скоростную память. Так как модули памяти появились в эпоху IBM PC AT, то они, как и процессоры, всегда были излюбленным объектом для модернизации, поэтому сегодня можно встретить самые разнообразные экземпляры, отличающиеся по размерам, типам микросхем, назначению и пр. Конструктивно модули памяти — это текстолитовые прямоугольные платы, на которые припаяны микросхемы памяти. Количество микросхем может быть самое различное, например, 4, 8 или 9. В тех случаях, когда микросхемы устанавливаются с двух, сторон модуля, их может быть 8, 16 или 18. Кроме того, на модулях памяти могут находиться и специальные микросхемы, служащие для опознавания типа модуля или для контроля достоверности данных. Самые первые модули памяти назывались SIP-модулями и подключались к системной плате с процессором 80286 с помощью тонких штыревых контактов. В дальнейшем стали использоваться модули памяти, снабженные краевым разъемом, которые носят название SIMM-модуль (Single In-Line Memory Module). Модули памяти такого типа очень просто устанавливаются в специальные слоты на системной плате. Надежность электрического соединения обеспечивается особой конструкцией контактов модуля и слота. На контакты модуля памяти наносят несколько металлических слоев, верхний слой чаще всего луженый, но на него может наноситься и тонкий слой золота. Заостренные контакты слота как бы врезаются в контактные поверхности модуля памяти. За прошедшие 20 лет было разработано просто огромное разнообразие типов модулей. Первые SIMM-модули имели 30 контактов и устанавливались на системные платы с процессорами 386 и 486. Объем памяти у них составлял от 256 Кбайт до 1—2 Мбайт. Так как разрядность таких модулей была всего 8 битов, то нужно было всегда устанавливать 2 или 4 модуля вместе. Появление процессоров типа Pentium вызвало разработку нового типа SIMM-модуля, у которого разрядность составляла 32 бита, соответственно, количество контактов увеличилось до 72. На рис. показан один из вариантов конструкции SIMM-модуля. Количество микросхем на нем 2, 4, 8 (для односторонних модулей), но иногда добавляется еще одна микросхема, которая служит для контроля четности (parity) в каждом байте. Модули с контролем четности пименяются только в промышленности. Для 72-контактных SIMM-модулей на системных платах устанавливаются разъемы, в которые модуль сначала ложится с наклоном примерно в 30°, а потом выпрямляется до защелкивания . Чтобы вставить модуль нужной стороной, на нем предусмотрены специальные пазы и отверстия. Внимание 72-контактные SIMM-модули всегда устанавливаются попарно. Наиболее распространенные 72-контактные SIMM-модули имели объем памяти, равный 4, 8 и 16 Мбайт, совсем недавно появились модули объемом в 32 и 64 Мбайт, которые даже дешевле своих предшественников. Кроме того, следует отметить, что 72-контактные SIMM-модули для системных плат с процессором 486 обычно не подходят для системных' плат с процессором Pentium и наоборот. Конечно, бывают исключения, но крайне редко, т. к. это связано с типом установленных на них микросхем. Отличить несовместимые типы SIMM-модулей по внешнему виду практически невозможно, разве что по маркировке на микросхемах памяти (чаще всего по последней букве, но это зависит от стандартов, принятых у изготовителя микросхем). В 1997 г. появилось следующее поколение модулей памяти — 64-разрядные DIMM-модули (Dual In-line Memory Module), у которых насчитывалось 168 контактов, расположенных с двух сторон текстолитовой платы (по 84 контакта) (рис. 3.2). В отличие от SIMM-модулей, они вставляются в разъем (рис. 3.14) на системной плате вертикально и фиксируются боковыми защелками. DIMM-модули могут устанавливаться на системную плату в любом количестве от 1 до 4. На некоторых старых системных платах с процессором Pentium устанавливались вместе разъемы и для SIMM-, и для DIMM-модулей. Так как в последние годы стремительно совершенствовались не только процессоры, но и микросхемы памяти, практически для каждого нового процессора разрабатывался новый DIMM-модуль — более скоростной, с большим объемом памяти, с уменьшенным напряжением питания. Для идентификации типа модуля по объему памяти и типу используемых микросхем на нем устанавливается микросхема флэш-памяти с записанной в нее служебной информацией (SPD — Serial Presense Detect), доступ к которой происходит по интерфейсу I²С. Чтобы нельзя было установить неподходящий тип DIMM-модуля, в текстолитовой плате делается несколько прорезей (ключей). Для механической идентификации различных DIMM-модулей используется сдвиг положения двух ключей в текстолитовой плате модуля, расположенных среди контактных площадок . Правда, основное назначение этих ключей — не дать установить в разъем DIMM-модуль с неподходящим напряжением питания микросхем памяти. Кроме того, левый ключ определяет наличие или отсутствие буфера данных. Так как частота процессоров перевалила границу 2 ГГц, а технология изготовления системных плат не позволяет в такой же мере повышать тактовую частоту системной шины, то дальнейшее совершенствование DIMM-модулей происходило не только за счет постепенного повышения тактовой частоты. Очень удачным оказался принцип чтения за один такт двух слов. Этот принцип реализован в новых микросхемах динамической памяти DDR SDRAM. Для модулей DDR SDRAM число контактов увеличено до 184 (рис. 3.16). На работу с такими модулями рассчитаны последние модификации процессоров Pentium 4 и Celeron, а также Athlon и Duron. Для идентификации напряжения питания модулей DDR SDRAM служат соответствующие ключи . Примечание В продаже имеются выпускаемые малоизвестными фирмами модули памяти с некондиционными микросхемами DDR SDRAM. На таких модулях, как правило, не указывается никакой маркировки. Использование этих модулей обычно приводит к неустойчивой работе компьютера. Для надежной работы компьютера используйте модули известных производителей, которые маркируют свои изделия этикеткой (слева), а иногда приклеивается и голограмма (справа). Появление процессоров Pentium 4, работающих на частотах выше 1000 МГц, вызвало разработку 184- и 196-контактных RIMM-модулей. Основное достоинство таких модулей — это работа на частотах 400, 600 и 800 МГц (это удвоенные частоты магистрали Rambus, а сама шина данных работает на тактовой частоте 100 МГц), а основной недостаток — высокая цена. RIMM-модули несовместимы с другими типами модулей памяти не только по величине тактовой частоты, но и по принципу доступа к данным. Заметим, что несмотря все явные достоинства RIMM-модулей, у них оказались и серьезные недостатки, например, некоторые системные платы не могли устойчиво работать более чем с двумя модулями. Поэтому в настоящее время параллельно развиваются как RIMM-, так и DIMM-модули, которые уже штурмуют тактовую частоту в 533 МГц (за один такт читается 4 слова, поэтому 533 МГц = 133 МГц х 4). Чтобы как-то отличать новейшие модули от старых, а также из рекламных соображений, на модули памяти теперь наносят маркировку, в которой указывается пропускная способность канала модуль—процессор, например, Р1600, Р2100 или Р3200, которая рассчитывается как: Пропускная способность, Мбайт/с =(Частота синхронизации, МГц х Ширина шины, бит)/8 Эта формула как раз и показывает, что производительность системы процессор—память можно увеличить двумя способами — повысить тактовую частоту и увеличить разрядность шины данных. При покупке или установке в компьютер новых модулей обязательно следует найти в документации на системную плату информацию о поддерживаемых чипсетом типах модулей, т. к. при ошибке возможно повреждение не только модуля памяти, но и системной платы. Для ноутбуков, где наиболее важным параметром являются габаритные размеры, разработаны малогабаритные модули памяти, например, в настоящее время популярными являются 172-контактные Micro DIMM и Small Outline DIMM.