Внутренние и периферийные устройства ПК

До недавнего времени развитие новых технологий изготовления компонентов памяти происходило параллельно с развитием чипсетов, производимых фирмой Intel. Но случилось так, что в 1998 году образовалось опережение в технологии изготовления чипсетов, а производители памяти отстали. В первом квартале 1998 года Intel представила чипсет i440BX с тактовой частотой системной шины 100MHz, а также семейств

о материнских плат на этом чипсете со 100-мегагерцовой шиной памяти. Поэтому вскоре появились 2 класса памяти, отвечающих стандарту PC100 для применения в компьютерных системах: PC100 SDRAM Unbuffered DIMM; PC100 SDRAM Registered DIMM.

DIMM-модули PC100 SDRAM Unbuffered, иначе называемые «небуферизированными», применяются в системах, не требующих объема памяти более 768МВ. DIMM-модули стандарта PC100 SDRAM Registered выпускаются только в 72-разрядном исполнении, и их емкость достигла 1024МВ. Подобные типы DIMM отличаются от PC100 SDRAM Unbuffered DIMM увеличенным размером печатной платы (PCB), а также наличием специальных микросхем (Registers) на модуле. Регистры обеспечивают страничную организацию памяти.

С 1998 года Samsung Semiconductor, Inc ведет разработку технологии DDR для SDRAM. Эта технология получила название SDRAM II. Это следующее поколение памяти с тактовой частотой шины 100MHz. Технология DDR (Double Data Rate) удвоения частоты позволит записывать и читать данные с частотой в два раза выше, чем частота шины. Данные будут выбираться по фронтам и срезам тактовых сигналов. Были выпущены DIMM-модули емкостью 512 МБ, и IBM разработала чипсет, который может использовать эти скоростные модули.

Приступая к разработке Pentium4, фирма Intel официально поддержала новый тип памяти: RAMBUS DRAM, разработанный компанией Rambus (срок договора истек в начале 2003г.). Rambus память имеет чрезвычайно высокую пропускную способность. Сама фирма Rumbus является чисто инженерной и не производит память, а только продает лицензии на ее производство.

Идея Rambus состоит в том, что чипы становятся все быстрее, а проводники между ними не могут поддерживать такие частоты, поскольку имеется три типа сигналов для передачи от контроллера до чипа памяти: адрес ячейки, куда надо обратиться, биты данных и команды, описывающие, что надо делать с информацией. Эти сигналы традиционно пересылаются отличным друг от друга образом (с разной частотой). Такое положение дел приводит к тому, что скорость передачи информации определяется самым медленным процессом, и при этом требуется тщательная отладка на уровне чипов, чтобы все работало правильно. Поэтому авторы идеи запаковали три вида сигналов одинаковым образом в одну шину. Этот методологический сдвиг требовал значительных переработок конструкций микросхем памяти и их контроллеров, но скорость работы компьютера теоретически вырастала во много раз.

Инженеры компании создали стандарт Direct Rambus с расчетом на максимальную производительность. Подсистема памяти Direct Rambus имеет максимальную пропускную способность 1,6 Гбайт/сек. Компания Rambus Inc. разработала специальную шину межкристальной коммуникации - Direct Rambus Channel, которая работает на порядок быстрее, чем шина современных подсистем памяти.

Система памяти Direct Rambus использует стандартные технологии PCB (Printed Circuit Board - печатные платы) для реализации модулей памяти RIMM (Rambus Inline Memory Module), которые имеют те же размеры, что и существующие DIMM. Компоненты Direct RDRAM используются в SMD исполнении (Surface Mounting Device - приборы для поверхностного монтажа), что дает низкую емкость выводов и неплохие тепловые характеристики. Корпус микросхемы лишь чуть больше размера RDRAM-кристалла. Один RIMM содержит до восьми чипов Direct RDRAM на каждую сторону. RIMM может иметь емкость до 128 мегабайт при использовании 64-мегабитных RDRAM-микросхем. Системная плата может содержать до трех RIMM.

1.4. Накопители на подвижном магнитном носителе

Наименование накопителей на подвижном носителе «внешняя память» сохранилось от старых вычислительных машин, когда, действительно, накопители на магнитных дисках и магнитных лентах изготавливались в виде отдельных стоек (довольно больших по габаритам и весу) и располагались рядом с процессорной стойкой. В то же время данный термин имеет более глубокую основу, ведь и в персональном компьютере, хотя дисковод установлен внутри системного блока, процессор не может непосредственно использовать данные с диска, сначала они должны быть перенесены в оперативную (внутреннюю) память компьютера.

Первый полностью герметизированный (для защиты от пыли) накопитель информации на магнитных дисках, созданный фирмой IBM, включал 2 диска диаметром 14 дюймов, на каждый из которых записывалось 30 Мбайт. Соответственно его обозначили 30/30. Так же обозначалась популярная винтовка образца 1888 года фирмы Winchester (винчестер). Поэтому, наверное, герметичные дисководы обрели такое название.

Для первых персональных компьютеров разработали винчестеры диаметром 5,25", затем для портативных компьютеров - 3,5"; а в ноутбуки уже ставят накопители диаметром 2,5" и даже 1,8". Винчестеры размером 5,25" теперь не используются даже в настольных компьютерах, чаще устанавливаются 3.5" (рис. 1-4). Устройства управления винчестерами - контроллеры - раньше размещались на отдельных печатных платах. Теперь почти все нужные схемы встраивают в корпус винчестера - Integrated Drive Eiectronic (IDE), а немногие оставшиеся компоненты обычно включены в motherboard (или на плате расширения, называемой MultiCard) и подключаются через плоский специальный многожильный кабель.

Недостатком контроллера является сравнительно низкая скорость передачи информации и возможность подключения всего 2 устройств. Позднее был разработан усовершенствованный (enhanced) вариант контроллера - EIDE, специально для размещения на motherboard (без платы расширения). Для малогабаритных компьютеров бал разработаны SCSI - контроллеры (Small Computer System Interface - системный интерфейс малых компьютеров), которые затем стали устанавливать и в настольные модели. Стандарт на этот тип контроллеров постоянно совершенствуется. Теперь, стандарт UDMA-100 (UltraDirectMemoryAccess) или UltraATA-100 (AT Attachment – «подключение к компьютерам типа AT» - это официальное название интерфейса IDE) поддерживает скорость обмена информацией до 80 - 100 Мбайт в секунду.

Для размещения информации на диск, он должен быть разбит на дорожки и сектора стандартного размера - формата. Различается два вида форматирования дисков: физическое (LLF - Low Level Formatting - форматирование низкого уровня) и логическое (HLF - High Level Formatting - форматирование высокого уровня). Кроме того, между этими этапами форматирования существует еще один этап - разбиение диска на разделы (Partitions). При организации нескольких разделов каждый из них может быть использован для работы под управлением своей операционной системы или для одной операционной системы представлять отдельный том (Volume) или логический диск (Logical Drive), которому DOS присваивает собственное буквенное обозначение.

 Скачать реферат