Процессор amd Athlon 64 x2

Основные характеристики процессора

На любом процессорном кристалле находятся:

1)     Сам процессор.

2)     Сопроцессор – нужен для особо точных и сложных расчетов, а также для работы с рядом графических программ.

3)     КЭШ память I-го уровня – сверхбыстрая память, промежуточных результатов вычислений.

4)     КЭШ память II-го уровня.

Все эти устройства размещаются на кристалле площадью не более 6 см2.

Производительность процессора характеризуется:

1.     Степень интеграции – какое число транзисторов в ней умещается (в современных свыше 28 млн. транзисторов).

2.     Разрядность обрабатываемых данных  - определяется количество бит информации, которое процессор может обрабатывать одновременно (16, 32.64).

3.     Тактовая частота – определяется частотой работы тактового генератора, который синхронизирует работу различных компонентов. В современных ПК имеется несколько тактовых генераторов, работающих на разных частотах. Частота системы ПК определяется частотой системной шины, причем тактовые частоты всех остальных компонентов ПК являются кратными частоте системной шины. Таким образом, производительность всей системы зависит от тактовой частоты системной шины.

4.     Объем памяти, к которой может адресоваться процессор, определяется объемом оперативной памяти ПК.

5. Объем установленной кэш памяти. Оперативная память

 

Оперативная память предназначена для приема, хранения и выдачи информации и является рабочей областью для процессора. В ней во время работы хранятся программы, с которыми работает процессор.

Процессор имеет непосредственный доступ к данным, находящимся в ОЗУ, а к внешней памяти (на гибких или жестких дисках) через буфер, являющийся также разновидностью оперативной памяти.

Работа программ, загруженных с внешнего носителя возможна только после того, как она будет скопирована в оперативную память.

Конструктивно оперативная память выполняется в виде модуля микросхем.

Оперативная память делится на две группы: динамическая и статическая.

Основными характеристиками оперативной памяти являются:

1.     Объем

2.     Разрядность

3.     Быстродействие

4.     Временная диаграмма – характеризует число тактов, которые необходимы процессору для выполнения четырех последовательных операций считывания данных.

Между процессором и элементами памяти не должно быть временное рассогласование, обусловленное различным быстродействием компонентов.

 

D-RAM

 

D-RAM - она используется в большинстве современных ПК.

 

Основное преимущество памяти этого типа составляет в том, что ячейки упакованы очень плотно.

Ячейки – это крошечные конденсаторы, удерживающие заряды. Наличием или отсутствием зарядов кодируются биты.

Недостаток – нужна регенерация.

Динамическая память не дорогая, но не отличается высоким быстродействием и работает намного медленнее процессора.

Типы DRAM:

1.     FRM DRAM - это первый самый ранний тип памяти. Работает с процессорами частотой не более 28 МГЦ.

2.     EDO DRAM - частота процессоров не более 66 МГц.

3.     SDRAM - для Pentium III. Работа синхронизирована с шиной памяти. Большинство этих модулей 1999-2000 и далее содержит две дополнительные микросхемы: SPD и ECC.

Микросхема SPD содержит информацию о типе памяти и другие параметры. ECC - имеет возможность коррекции ошибок.

4.     RD DRAM – имеет наименьшее время доступа, скорость передачи данных до 6 Гбайт/с, поддерживает рабочую частоту до 800 МГц.

5.     DDR SDRAM – это усовершенствованный вариант SDRAM, пропускная способность 2,5 Гбайт/с. Особенность обрабатывать за такт вдвое больше данных, чем обычная SDRAM, поэтому даже на стандартных шинах 100-133 МГц скорость в два раза больше, данные дважды передаются за 1 цикл.

Модули памяти представляют платы, устанавливаемые в специальные слоты SIM, DIM и RIMM.

 

SRAM

 

Статическая память SRAM – она называется так т.к. не требует периодической регенерации для сохранения информации.

SRAM имеет более высокое быстродействие, чем DRAM и может работать на той же частоте что и процессор. Время доступа не более 2 наносекунд.

Для хранения каждого бита в конструкции SRAM используется кластер из 6 транзисторов. Хотя быстродействие SRAM намного выше, чем DRAM, то плотность упаковки намного ниже, а цена довольно высокая. Более низкая плотность означает, что микросхема SRAM имеет большие габариты. Например, если модуль DRAM 64 Мбайт, то емкость модуля SRAM составляет 2 Мбайт. Стоимость при этом примерно одинаковая. Поэтому память SRAM устанавливается только в небольших объемах в качестве КЭШ памяти. В современных ПК предусмотрено два типа КЭШ памяти: КЭШ I-го уровня – встроенный или внутренний КЭШ непосредственно встроен в процессор. Это часть микросхемы процессора.

КЭШ память II-го уровня – вторичный или внешний КЭШ вне микросхемы процессора.Отличие оперативной памяти от постоянной, дисковой, - в том, что информация хранится в ней не постоянно, а временно. Выключил компьютер - все содержимое оперативной памяти исчезло без следа. Оперативная память - полигон, на котором компьютер проводит свои операции. И, конечно же, чем шире полигон, тем лучше. Доступ к оперативной памяти осуществляется намного быстрее, чем к дисковой: «скорость», вернее, «время доступа» самого современного жесткого диска составляет 8-10 миллисекунд (мс). А современная оперативная память обладает временем доступа 3-7 наносекунд (нс). Разница - в СОТНИ ТЫСЯЧ раз!

Как процессоры-чипы, оперативная память используется в самых разных устройствах ПК - от видеоплаты до лазерного принтера. Микросхемы оперативной памяти в этом случае могут принадлежать к совершенно разным модификациям (о них мы поговорим ниже), однако все они относятся к типу динамической оперативной памяти (DRAM).

Оперативная память выпускается в виде микросхем, собранных в специальные модули памяти. Сегодня самой большой популярностью пользуются 168-контактные модули DIMM, каждый из которых может вмещать от  1 до 512 Мб оперативной памяти. Практически сегодня применяются модули трех типов - 256, 512 и 1024 Мб.

 На большинстве материнских плат сегодня установлено три или четыре разъема для установки памяти. Модули в них можно устанавливать разного объема - скажем, два по 256 Мб, два - по 512. Однако желательно, чтобы модули при этом обладали одной и той же скоростью доступа (скажем, 6 не) и были выпущены одним и тем же производителем. Особенно это важно, если вы имеете дело с новыми процессорами Pentium 4, которые способны синхронно и независимо работать сразу с двумя модулями.

Типы оперативной памяти.      

Типов «оперативки» существует около десятка. Все они используются в нашем ПК - но работают при этом на разных участках. Самая быстрая память - статическая SRAM, используется в качестве кэш-памяти в процессорах. Скорость ее работы составляет около 6 Гб/с, что в несколько раз больше, чем у памяти другого типа. А происходит это потому, что статическая память способна сохранять информацию сколь угодно долго - до того момента, пока не исчезнет питание или в ячейки не будет загружена новая информация.

Но расходовать столь дефицитные и дорогие модули для создания общей оперативной памяти было бы слишком большой расточительностью. Поэтому на этом фронте используется память другого типа - динамическая DRAM. Они работает со скоростью до 800 Мб/с и требует постоянного обновления хранящейся ее в ячейках информации.

Среди динамической памяти тоже можно выделить несколько видов, но сегодня в компьютерах используются лишь три: DDR SDRAM, RambusDRAM (RDRAM), DDR 2 SDRAM.

Аббревиатура DDR расшифровывается как double data rate - «двойная скорость передачи данных»: память этого типа, как и современные процессоры, способна «удваивать» оригинальную частоту шины памяти. Например, память DDR-333 работает на частоте шины всего в 166 МГц! Последняя модификация DDR SDRAM поддерживает частоту 400 МГц (частота системной шины - 200 МГц).

Увы, даже этой скорости сегодня оказывается недостаточно: напомним, что последние версии чипсетов под процессоры Pentium 4 поддерживают частоту системной шины в 800 МГц, - в перспективе же ожидается ее увеличение еще, как минимум, вдвое! Вот почему именно память сегодня становится тем самым «узким местом», которое может свести на нет все преимущества мощного процессора.

Именно поэтому сегодня уже вовсю идет переход на память нового типа - быструю DDR 2, поддерживающую частоты до 667 МГц.

Кстати, иногда в название модулей выносится не частота системной шины, как у SDRAM, а пропускная способность (Мб/с) Поэтому не удивляйтесь, встретив в прайс-листе маркировки

§           РС3200

§           DDR400

Не удивляйтесь - они обозначают одно и то же!

Помимо частоты, типа и объема у модулей оперативной памяти есть еще и целый ряд других, не менее важных характеристик - их, к сожалению, очень часто упускают из вида и продавцы, и покупатели. Об одной из них - времени доступа - мы уже упомянули. Этот показатель измеряется в наносекундах (нс) и обозначает минимальное время, необходимое для доступа к содержимому ячейки памяти. Понятно, что чем ниже эта величина, тем быстрее будет работать модуль.

Другая характеристика (или даже совокупность характеристик) называется тайминг. Записывается он обычно в виде следующей формулы: 2-3-3-6

Каждая из этих четырех цифр означает одну из важнейших характеристик модуля:

·             CAS (Column Address Strobe) Latency. Эта величина обозначает количество процессорных тактов, которые должны пройти перед чтением содержимого ячейки памяти.

·             RAS-to-CAS Delay (Row Address Strobe). Задержка между сигналами «выбор строки» и «выбор столбца» при адресации ячейки памяти.

·             RAS Precharge. Количество циклов, необходимое для обновления данных в ячейке (вспомните принцип работы DRAM и ее главную «ахиллесову пяту»).

·             Active to Precharge Delay - время задержки для подзарядки строки памяти.

Понятно, что чем меньше каждая из цифр, входящих в тайминг, тем быстрее работает оперативная память. Вот только узнать эти цифры порой практически невозможно - если, конечно, их не указал сам производитель. К тому же ряд модулей может работать с более низкими таймингами, чем указано в их маркировке - нужные значения можно выставить в разделе Advanced Chipset Settings в BIOS системной плате. Но чаще всего такие эксперименты заканчиваются неудачей - «разогнанная» память начинает давать сбои и компьютер перестает загружаться.

Сколько же нужно памяти? Чем больше, тем лучше. Сегодня необходимо внести коррективы, благо память подешевела настолько, что даже малоденежный покупатель может без особого ущерба для своего кошелька укомплектовать компьютер хоть гигабайтом оперативки... Да вот только нужно ли это?

Нужно - но далеко не всем. Жадные до памяти приложения, графические, видео- и звуковые редакторы такому изобилию только порадуются... А вот обычному офисному «софту» и играм такое раздолье явно не нужно.

Соотношения скорости передачи данных, частоты системной шины и другие важные показатели различных типов оперативной памяти можно обобщить в виде следующей таблицы: