Intel P6
Основные черты:
a) короткий конвейер – 10 стадий
b) кэш L2 эксклюзивен по отношению к L1 (содержание L1 не дублируется в L2)
c) 32х разрядный.
CPU, входящие в состав: Pentium Pro (1995)
Pentium II (1997)
Pentium III (1999-2001).
Архитектура AMD K7 и
Intel Net Burst.
AMD K7 (1999-2005)
a) 32х разрядная
b) одноядерная
c) коротко конвейерная – 10 стадий
d) кэш L2 эксклюзивен по отношению к L1 (содержание L1 не дублируется в L2) => кэш CPU = L1 + L2
e) Системная шина EV-6 – параллельная с 2х кратным уплотнением. Фактическая частота шины = 2 * физическая частота.
Примеры: Athlon, Athlon XP, Duron, Sempron.
Процессорные режимы: Slot A -1999, Socket A (Socket 462) – 2000-2005.
Intel Net Burst (2000-2006)
a) 32х разрядная
b) Одноядерная, выпускались с 1 и 2х ядерными ЦПУ
c) длинно конвейерная (20 и 38 стадий)
d) кэш L1 – небольшая, служебные области.
Кэш CPU = L2.
e) системная шина параллельная с 4х кратным уплотнением – QPB, частота шины – 1300-3600.
Примеры: Pentium 4 – конвейерные ЦПУ, Pentium D – 2х ядерные ЦПУ.
Процессорные режимы: Socket 423 (2001), 478 (2002-2004), 475 LGA (2004-2006).
Архитектура AMD K8 и
K10.
AMD K8 (2004)
a) 64х разрядная, поддержка x16 и x32
b) одноядерная, выпускались 1-4х ядерные ЦПУ
c) длина конвейера – 12 стадий
d) в состав ЦПУ встроен контроллер основной RAM.
Вид контроллера памяти определяется процессорным разъемом.
e) кэш L2 эксклюзивен по отношению к L1 (содержание L1 не дублируется в L2)
f) системная шина Hyper Transport
2800+ – 3800+ для одноядерных
3600+ – 6400+ для двух ядерных
Маркировка:
1xx - Sempron (1 ядро)
2xx - Athlon X2 (2 ядра)
4xx - Athlon X3 (3 ядра)
6xx - Athlon X4 (4 ядра)
Процессорные режимы: Socket 754, 832, AM2, AM3.
AMD K10
a) монокристальная 4х и 6ти ядерная архитектура
b) 
1 2 3 4
L1 L2 L2 L2
L3
дополнит.
контроллер
Отдельное ядро – K8 процессор.
|
|
c) разрядность 64 бита
d) длина конвейера – 12 стадий
e) кэш-память = К8 + динамическое распределение между ядрами L3
f) интегрирован контроллер памяти
g) системная шина Hyper Transport
Маркировка:
Phenom X4 9xxx
Phenom X3 8xxx ядро Agena (65 нм), L3=2 Mb, AM2+
Athlon X2 7xxx
Phenom II X4 9xx (L3=6 Mb)
Phenom II 8xx (L3=4 Mb) ядро Deneb, AM3
Phenom II X3 7xx (L3=6 Mb) (45 нм)
Phenom II X2 5xx (L3=6 Mb)
Процессорные режимы: Socket AM2+, AM3.
Архитектура Intel Core 2 и
Core i7.
Intel Core 2
Потомок архитектуры Intel Core (1-ядерный для мобильных ПК), потомок архитектуры P6 (PII, PIII, Pro).
a) монокристально двух ядерная
b) отдельное ядро – модифицированный Intel Core процессор
c) коротко конвейерная – 14 стадий
d) кэш L2 динамически распределен между ядрами
e) системная шина QPB (как в Net Burst)
Маркировка:
Celeron 4xx (1 ядро)
1xxx (2 ядра)
Pentium E 2xxx, 5xxx, 6xxx (2 ядра)
Core 2 Duo 4xxx, 6xxx, 7xxx, 8xxx (2 ядра)
Core 3 Quad 8xxx, 9xxx (4 ядра, не монокристальный)
Процессорные режимы: Socket 775 LGA
Intel Core i7 (Nehalem)
a) многоядерная, монокристальная архитектура, где отдельное ядро – половина от ядра Core 2.
1 2 3 4
L2 L2 L2 L2
L3
контр. …
RAM
b) 64х разрядная
c) кэш L2 собственный для каждого ядра, L3 динамически распределен между ядрами.
d) в ЦПУ интегрирован контроллер DDR3 памяти
e) архитектура кристалла модульная – позволяет добавить в ЦПУ дополнительные контроллеры
f) системная шина: для ЦПУ под S 1366 – последовательная шина QPI, для S 1156 – QMI (бывшая межмостовая шина)
Современные Core i7:
1. Ядро BloomField.
Socket 1366 LGA
Core i7 9xx (4 ядра)
Контроллер памяти 3xDDR3 1333
2. Ядро LinnField.
Монокристальный, 4х ядерный.
Двухканальный контроллер памяти (2xDDR3 1333)
Socket 1156
Core i7 8xx
|
|
Core i5 7xx
3. Ядро ClarkDale.
Составной ЦПУ, включает в себя 2х ядерный монокристальный ЦПУ + северный мост интегрируемого чипсета.
Socket 1156
Core i7, i5
Pentium G 69xx
Шины и интерфейсы.
Современные шины.
Шина (Bus) – трехкомпонентная магистраль для передачи данных. Включает в себя:
§ магистраль адреса
§ магистраль управления
§ магистраль данных
Шина поддерживает арбитраж (управление несколькими устройствами, подключенными к шине).
устр-во 1 Выходы шин на материнской плате -
различные разъемы (слоты, сокеты).
По способу передачи данных шины
… делятся на:
§ параллельные
§ последовательные
устр-во N
Современные шины:
I. Системная шина – соединяет ЦПУ и чипсет. Определяется архитектурой ЦПУ:
для AMD K8/K10 - Hyper Transport
для Intel Core i7 - QPI, DMI
II. Шина памяти – соединяет основную RAM и чипсет (для AMD K7, Intel Core 2/Net Burst), либо ЦПУ (для AMD K8/K10, Intel Core i7). Шина параллельная.
III. Шины ввода/вывода – для подключения плат расширения и периферийных устройств.
1) Шина PCI – универсальная параллельная шина.
2) Шина PCI Express – универсальная последовательная шина для плат расширения. Состоит из линий определенных каналов. Вид слота определяется числом линий (1-16):
1-x
2-х
16-x
Количество линий PCI Express (и слотов на мат. плате) определяется контроллером шины.
3) USB (Universal Serial Bus) – универсальная последовательная шина для подключения периферийных устройств.
§ поддерживается «горячее» подключение/отключение устройств
§ поддерживается ветвление (через ветвители USB Hub – до 127 устройств)
§ стандарты шины USB:
a) USB 1.1 (1997-2003)
12 Мбит/сек
b) USB 2.0 (2003-2010)
|
|
480 Мбит/сек – соединенные кабели должны быть экранированы
c) USB 3.0 (2010)
5 Гбит/сек – совместимость с ранними версиями только сверху вниз.
4) Fire Wire (IEEE 1394) – универсальная последовательная шина для периферийных устройств.
§ горячее отключение/подключение
§ поддержка ветвления (через Fire Wire Hub)
§ поддерживают построение LAN на скорости интерфейса (длина кабеля 2 м)
§ стандарты:
IEEE 1394 a - 400 Мбит/сек
IEEE 1394 b - 800 Мбит/сек
Чипсет.
Общая теория.
Чипсет (Chipset) – совокупность контроллеров шины и интерфейсов на материнской плате.
Аппаратные чипсеты выполнены в виде 1й микросхемы (однохабовые) или 2х микросхем (двухабовые). В последнем случае компоненты чипсета называются северный и южный мост.
Северный мост – скоростные шины, южный – остальные.
Чипсеты делятся на:
§ интегрированные
§ дискретные
Интегрированным называется чипсет, в состав которого входит видеоконтроллер.
Дискретным – который не является интегрированным.
В состав интегрированных чипсетов встраивают маломощные графические процессоры.
Общая схема чипсетов для процессоров Intel Net Burst:
системная шина AGP PCI E шина
памяти межмостовая
шина PCI USB IDE (PATA, SATA)
Современная схема чипсетов для процессоров AMD K8/K10, Intel Core i7:
Области применения интегрированных чипсетов:
1) «офисное использование» – маломощные интегрированные чипсеты
2) слабые потребности в 3D графике – мощный интегрированный чипсет.
AMD 790 GX / 890 GX
NVidia GeForce 8300, GeForce 9300/9400
3) HTPC (Home Theatre PC) – интегрированный чипсет с аппаратным декодированием HD видео
AMD 780G / 785G
GeForce 8200/8300
Intel G45
4) Построение Hybrid Cross Fire или Hybrid SLI связи.
Дискретные чипсеты различают номером линий в PCI Express в их контроллерах и количеством поддерживаемых видеокарт.
AMD 770 – 1 видеокарта
AMD 790 FX – 4 видеокарты.
Чипсеты фирмы
Intel.
Современные чипсеты:
I. Intel Core 2
a) дискретные: Intel P43, P45 – PCI E 2.0; 2xDDR2 900, 4-6 SATA, 0 PATA
b) интегрированные: Intel G43, G45 – поддерживается аппаратное декодирование HD Video, а также интерфейсы VGA, DVI, HDMI.
II. Intel Core i7
a) под процессоры Bloom Field – Intel X58
b) Lin Field – P55(57)
c) Clark Dale – H55(57) – дискретные чипсеты.
Чипсеты фирмы
AMD.
Основной упор на интегрированные чипсеты. Все интегрированные чипсеты несут в себе мощное видео.
Все чипсеты двухабовые, южные мосты универсальны (применимы с любыми чипсетами).
Современные чипсеты AMD:
I. Дискретные
1. AMD 770 1 PCI E 2.0 16x
2. AMD 790x 2 PCI E 2.0 16x
3. AMD 790FX 4 PCI E 2.0 16x
II. Интегрированные
1. AMD 760 G Radeon HD 3000 (младшие интегрированные чипсеты)
2. AMD 780G/785G Radeon HD 3200
+ аппаратное декодирование HD
+ интерфейсы VGA, DVI, HDMI
3. AMD 790GX Radeon HD 3300
4. AMD 890 GX Radeon HD 4290 – разогнанный с 500 до 700 Гц Radeon HD 3200
Большинство плат на этих чипсетах оснащены собственной видеопамятью
128 Mb.
Чипсеты фирмы
NVidia.
I. Дискретные – чипсеты для построения игровых ПК. Несут встроенное видео.
1. nForce 720 – рыночный аналог AMD 770 – 1- PCI E 16x
2. nForce 750 – 2 – PCI E 16x
3. nForce 780 – 3 – PCI E 16x
Все чипсеты NVidia поддерживают в том числе RAID 5.
II. Интегрированные
GeForce 8xxx
1. GeForce 8200 – аппаратное декодирование HD видео, все 3 интерфейса, аналог AMD 780G
2. GeForce 8100 – без аппаратного декодирования HD
3. GeForce 8300 – разогнанный 8200.
Поддерживают RAID 5.
Для Intel Core 2 – GeForce 9xxx (9300, 9400).
Периферийные устройства, классификация.
Виды устройств вывода.
Периферийные устройства – устройства, подключаемые к интерфейсам материнской платы (внешние, внутренние).
Периферийные устройства – все, что подключается извне к системному блоку и, как правило, без ПК не используется; а также внутренние накопители.
ПУ по назначению делятся на:
§ Устройства ввода (клавиатура, мышь, сканер)
§ Устройства вывода (монитор, принтер, акустика)
§ Накопители информации (флэшки, жесткие диски)
§ Преобразующие (модем, TV-тюнер)
Устройства вывода – устройство, предназначенное для вывода информации из ПК в форме, доступной для восприятия человеком.
Основные группы:
§ мониторы
§ проекторы
§ принтеры
§ плоттеры
§ акустические устройства ввода/вывода
§ устройства вывода на органы осязания
ЭЛТ (CRT) и
ЖК (LCD) мониторы.
Монитор – устройство для построения динамически изменяющегося изображения на экране. Классифицируются по способу построения изображения и делятся на:
§ Электронно-лучевые (ЭЛТ, CRT) – на базе электронно-лучевой трубки
§ Жидко-кристаллические (ЖК, LCD) – на базе матрицы жидких кристаллов
§ Газо- плазменные – на базе матрицы газо-плазменный источников света.
Альтернативные технологии построения изображения:
§ LED дисплеи – на базе светящегося пластика
§ E-Ink – на базе электронных чернил (используются в электронных ридерах).
ЭЛТ мониторы
Основное устройство – электронно-лучевая трубка.
люминофор RGB
решетка
пучок электронов
электронная пушка
Цветное изображение строится так: в каждой ячейке решетки монитора имеется цветная триада (люминофор RGB). Имеются три отдельных электронных пушки для зацветки каждого пятнышка.
Характеристики:
1) размер диагонали (видимый размер примерно на 1 дюйм меньше заявленного). Размеры в 200е годы – 17” - 22”
2) соотношение разрешения монитора и частоты обновления.
Разрешение – количество точек по горизонтали и вертикали.
Частота обновления – количество перерисовок экрана в секунду (должно быть 85-100Гц)
Зависимость обратно пропорциональна – чем выше разрешение, тем ниже частота обновления.
3) интерфейс (VGA, BNC) – аналоговый интерфейс.
4) четкость и качество изображения не зависит от его разрешения.
5) Углы обзора – 180о
ЖК мониторы (Liquid Crystal Display)
ЖК монитор состоит из матрицы жидких кристаллов. В матрице жидких кристаллов один пиксел изображения – ячейка матрицы, преломляющая белый свет устройств подсветки монитора.
Характеристики:
1) соотношение сторон –
a) первоначально 4:3 – на сегодня только 19”
b) широкоформатные (wide) 16:9, 16:10.
2) размер диагонали: 17”, 19”, 21”, 22”, 24”, 26”, 27”, 30”
3) ЖК монитор рассчитан на единственное (максимальное) разрешение экрана.
17” - 1366x768
19” - a) 1280x1024
b) 1266x768, 1440x900
22” – 1680x1050, 1920x1080(1200)
24” – 1920x1200(1080), FullHD
26”, 27” – 1920x1200, FullHD
30” – 2500x1600
4) тип матрицы монитора:
§ TN-film – плохие углы обзора (особенно вертикальный), 16ти битовое представление цвета.
§ *VA (PVA, CPVA, MVA), 24 бита
§ S-IPS – наилучшие углы обзора (180 о), 24 бита.
5) интерфейс – VGA (аналоговый), DVI (цифровой), HDM и Display Port (со звуком).
Принтеры.
Струйные и лазерные принтеры.
Принтер – устройство вывода, предназначенное для создания твердых копий изображения растровым способом.
Принтеры классифицируются по способу построения изображения:
I. Принтеры ударного действия (impact)
§ ромашковые принтеры (60е)
§ АЦПУ (70е)
§ матричные принтеры (игольчатые, до сих пор используются в чековых аппаратах, в пунктах обмена валют)
II. не ударного действия (non-impact)
§ струйные
§ лазерные и светодиодные
§ термовосковые, термические
Струйные принтеры
Расходные материалы – жидкие чернила. По расположению печатающей головки струйные принтеры делятся на:
§ в картридже (HP, Lexmark)
+ легкая замена при засыхании головки
+ возможность заправки
– высокая стоимость картриджа
§ в принтере (Epson, Canon)
+ низкая стоимость картриджа
+ легкость установки СНПЧ (система непрерывной подачи чернил)
– трудность замены головки
Интерфейс – USB 2.0
Область применения – регулярная печать, включая цветную, в небольших объемах.
Лазерные принтеры
лазер зеркало
термоэлементы
бумага
Расходный материал – мелкий дисперсный порошок (тонер).
Характеристики:
1) себестоимость печати – низкая
2) объем картриджа – от 1500 страниц
3) бывают – черно-белые и цветные
4) заправляемость – хорошая
5) скорость печати – высокая
6) интерфейс – USB 2.0, Fire Wire, LAN
7) производители – HP, Epson, Canon, Samsung.
Накопители
информации.
Накопители классифицируются по способу хранения информации на носителе.
Любой накопитель состоит из носителя информации и устройства чтения/записи.
Накопители делятся на:
1. Магнитные
1 бит – намагниченная область на поверхности носителя.
Устройство чтения/записи – магнитная головка.
a) HDD
b) FDD (floppy)
c) Zip и его аналоги – более продвинутый аналог HDD
d) Jazz и его аналоги – накопитель со съемным носителем на жестком магнитном диске.
2. Оптические накопители
1 бит – область на поверхности диска, считываемая оптическим свойством – при помощи луча лазера.
a) CD
b) DVD
c) Blu-Ray, HD-DVD
3. Магнитно-оптические накопители
Способ записи – магнитный с предворительным разогревом поверхности лазером. Способ чтения – оптический.
4. Накопители на flash памяти
Носитель – микросхема энергонезависимой flash памяти.
Устройство чтения/записи – контроллер.
Делятся на:
§ устройства flash-drive (накопитель и носитель в одном неразъемном устройстве)
§ card reader (устройство чтения/записи карт памяти)
§ SSD (solid state disc) – замена HDD на базе flash памяти. 2,5” с интерфейсом SAT либо USB (для внешних).
Жесткие
диски.
пластины
блок магнитных головок
Характеристики:
1. Размеры
a) 3,5” (для ПК)
b) 2,5” (для ноутбука)
c) 1,8” и менее (в субноутбуках и HDD плейерах)
2. Объем (определяется объемом пластин и их количеством)
a) 3,5” 1-5, обычно 1-3 пластины. 320-500 Гб 1 пластина.
Общий объем HDD 160 Гб – 2 Тб
b) 2,5” 250-320 Гб
3. Скорость вращения пластины
a) 3,5” 5400, 5900, 7200, 10000
b) 2,5” 5400, 7200
4. Интерфейс
a) «серверные» интерфейсы
SCSI – параллельный (уже не используется)
SAS – последовательный (современный)
b) «бытовые»
IDE (integrated device electronics)
Виды:
§ IDE PATA (Parallel ATA) – 2 устройства на 1 канал (разъем)
§ IDE SATA (Serial ATA)
SATA I (SATA 150)
SATA II (SATA 300)