- Что такое DIP, SIP, SIPP, SIMM, DIMM, CELP, COAST?
Это обозначения корпусов микросхем и типов модулей памяти. DIP (Dual In line Package - корпус с двумя рядами выводов) - классические микросхемы, применявшиеся в блоках основной памяти XT и ранних AT, а сейчас - в блоках кэш-памяти. SIP (Single In line Package - корпус с одним рядом выводов) - микросхема с одним рядом выводов, устанавливаемая вертикально. SIPP (Single In line Pinned Package - модуль с одним рядом проволочных выводов) - модуль памяти, вставляемый в панель наподобие микросхем DIP/SIP; применялся в ранних AT.
SIMM (Single In line Memory Module - модуль памяти с одним рядом контактов) - модуль памяти, вставляемый в зажимающий разъем; применяется во всех современных платах, а также во многих адаптерах, принтерах и прочих устройствах. SIMM имеет контакты с двух сторон модуля, но все они соединены между собой, образуя как бы один ряд контактов.
DIMM (Dual In line Memory Module - модуль памяти с двумя рядами контактов) - модуль памяти, похожий на SIMM, но с раздельными контактами (обычно 2 x 84), за счет чего увеличивается разрядность или число банков памяти в модуле. Применяется в основном в компьютерах Apple и новых платах P5 и P6.
На SIMM в настоящее время устанавливаются преимущественно микросхемы FPM/EDO/BEDO, а на DIMM - EDO/BEDO/SDRAM.
CELP (Card Egde Low Profile - невысокая карта с ножевым разъемом на краю) - модуль внешней кэш-памяти, собранный на микросхемах SRAM (асинхронный) или PB SRAM (синхронный). По внешнему виду похож на 72-контактный SIMM, имеет емкость 256 или 512 кб. Другое название - COAST (Cache On A STick - буквально "кэш на палочке").
Модули динамической памяти, помимо памяти для данных, могут иметь дополнительную память для хранения битов четности (Parity) для байтов данных - такие SIMM иногда называют 9- и 36-разрядными модулями (по одному биту четности на байт данных). Биты четности служат для контроля правильности считывания данных из модуля, позволяя обнаружить часть ошибок (но не все ошибки). Модули с четностью имеет смысл применять лишь там, где нужна очень высокая надежность - для обычных применений подходят и тщательно проверенные модули без четности, при условии, что системная плата поддерживает такие типы модулей.
Проще всего определить тип модуля по маркировке и количеству микросхем памяти на нем: например, если на 30-контактном SIMM две микросхемы одного типа и одна - другого, то две первых содержат данные (каждая - по четыре разряда), а третья - биты четности (она одноразрядная). В 72-контактном SIMM с двенадцатью микросхемами восемь из них хранят данные, а четыре - биты четности. Модули с количеством микросхем 2, 4 или 8 не имеют памяти под четность.
Иногда на модули ставится так называемый имитатор четности - микросхема-сумматор, выдающая при считывании ячейки всегда правильный бит четности. В основном это предназначено для установки таких модулей в платы, где проверка четности не отключается; однако, существуют модули, где такой сумматор маркирован как "честная" микросхема памяти - чаще всего такие модули производятся в Китае.
72-контактные SIMM имеют четыре специальных линии PD (Presence Detect - обнаружение наличия), на которых при помощи перемычек может быть установлено до 16 комбинаций сигналов. Линии PD используются некоторыми "Brand name"-платами для определения наличия модулей в разъемах и их параметров (объема и быстродействия). Большинство универсальных плат производства "третьих фирм", как их выпускаемые ими SIMM, не используют линий PD.
В модулях DIMM, в соответствии со спецификацией JEDEC, технология PD реализуется при помощи перезаписываемого ПЗУ с последовательным доступом (Serial EEPROM) и носит название Serial Presence Detect (SPD). ПЗУ предствляет собой 8-выводную микросхему, размещенную в углу платы DIMM, а его содержимое описывает конфигурацию и параметры модуля. Системные платы с chiset'ами 440LX/BX могут использовать SPD для настройки системы управления памятью. Некоторые системные платы могут обходиться без SPD, определяя конфигурацию модулей обычным путем - это стимулирует выпуск рядом производителей DIMM без ПЗУ, не удовлетворяющих спецификации JEDEC.
- Что такое кэш и зачем он нужен?
Cache (запас) обозначает быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью. Кэш служит для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной памяти - туда попадают наиболее часто используемые данные. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения в скором времени может быть с гораздо большей скоростью выбрано из кэша. При записи в память значение попадает в кэш, и либо одновременно копируется в память (схема Write Through - прямая или сквозная запись), либо копируется через некоторое время (схема Write Back - отложенная или обратная запись). При обратной записи, называемой также буферизованной сквозной записью, значение копируется в память в первом же свободном такте, а при отложенной (Delayed Write) - когда для помещения в кэш нового значения не оказывается свободной области; при этом в память вытесняются наименее используемая область кэша. Вторая схема более эффективна, но и более сложна за счет необходимости поддержания соответствия содержимого кэша и основной памяти.
Сейчас под термином Write Back в основном понимается отложенная запись, однако это может означать и буферизованную сквозную.
Память для кэша состоит из собственно области данных, разбитой на блоки (строки), которые являются элементарными единицами информации при работе кэша, и области признаков (tag), описывающей состояние строк (свободна, занята, помечена для дозаписи и т.п.). В основном используются две схемы организации кэша: с прямым отображением (direct mapped), когда каждый адрес памяти может кэшироваться только одной строкой (в этом случае номер строки определяется младшими разрядами адреса), и n-связный ассоциативный (n-way associative), когда каждый адрес может кэшироваться несколькими строками. Ассоциативный кэш более сложен, однако позволяет более гибко кэшировать данные; наиболее распространены 4-связные системы кэширования.
Процессоры 486 и выше имеют также внутренний (Internal) кэш объемом 8-16 кб. Он также обозначается как Primary (первичный) или L1 (Level 1 - первый уровень) в отличие от внешнего (External), расположенного на плате и обозначаемого Secondary (вторичный) или L2. В большинстве процессоров внутренний кэш работает по схеме с прямой записью, а в Pentium и новых 486 (Intel P24D и последние DX4-100, AMD DX4-120, 5x86) он может работать и с отложенной записью. Последнее требует специальной поддержки со стороны системной платы, чтобы при обмене по DMA можно было поддерживать согласованность данных в памяти и внутреннем кэше. Процессоры Pentium Pro имеют также встроенный кэш второго уровня объемом 256 или 512 кб.
В платах 386 чаще всего использовался внешний кэш объемом 128 кб, для 486 - 128..256 кб, для Pentium - 256..512 кб. На платах 386, 486 и ранних Pentium весь кэш набирался из асинхронных микросхем SRAM. Сейчас в последних используется конвейерный кэш с блочным доступом (PBC - Pipelined Burst Cache) на основе микросхем PB SRAM; другое его название - синхронный кэш. Для хранения признаков по-прежнему используются асинхронные SRAM. Применение синхронного кэша совместно с обычной памятью примерно на 15% ускоряет последовательный обмен, однако использование совместно с EDO RAM часто не приводит к сколько-нибудь заметному выигрышу в скорости - для этого нужны достаточно крупные задачи, в которых постоянно пересылаются большие (сотни килобайт) массивы данных.
{mospagebreak" alt=""q08">
- Что такое DIP, SIP, SIPP, SIMM, DIMM, CELP, COAST?
Это обозначения корпусов микросхем и типов модулей памяти. DIP (Dual In line Package - корпус с двумя рядами выводов) - классические микросхемы, применявшиеся в блоках основной памяти XT и ранних AT, а сейчас - в блоках кэш-памяти. SIP (Single In line Package - корпус с одним рядом выводов) - микросхема с одним рядом выводов, устанавливаемая вертикально. SIPP (Single In line Pinned Package - модуль с одним рядом проволочных выводов) - модуль памяти, вставляемый в панель наподобие микросхем DIP/SIP; применялся в ранних AT.
SIMM (Single In line Memory Module - модуль памяти с одним рядом контактов) - модуль памяти, вставляемый в зажимающий разъем; применяется во всех современных платах, а также во многих адаптерах, принтерах и прочих устройствах. SIMM имеет контакты с двух сторон модуля, но все они соединены между собой, образуя как бы один ряд контактов.
DIMM (Dual In line Memory Module - модуль памяти с двумя рядами контактов) - модуль памяти, похожий на SIMM, но с раздельными контактами (обычно 2 x 84), за счет чего увеличивается разрядность или число банков памяти в модуле. Применяется в основном в компьютерах Apple и новых платах P5 и P6.
На SIMM в настоящее время устанавливаются преимущественно микросхемы FPM/EDO/BEDO, а на DIMM - EDO/BEDO/SDRAM.
CELP (Card Egde Low Profile - невысокая карта с ножевым разъемом на краю) - модуль внешней кэш-памяти, собранный на микросхемах SRAM (асинхронный) или PB SRAM (синхронный). По внешнему виду похож на 72-контактный SIMM, имеет емкость 256 или 512 кб. Другое название - COAST (Cache On A STick - буквально "кэш на палочке").
Модули динамической памяти, помимо памяти для данных, могут иметь дополнительную память для хранения битов четности (Parity) для байтов данных - такие SIMM иногда называют 9- и 36-разрядными модулями (по одному биту четности на байт данных). Биты четности служат для контроля правильности считывания данных из модуля, позволяя обнаружить часть ошибок (но не все ошибки). Модули с четностью имеет смысл применять лишь там, где нужна очень высокая надежность - для обычных применений подходят и тщательно проверенные модули без четности, при условии, что системная плата поддерживает такие типы модулей.
Проще всего определить тип модуля по маркировке и количеству микросхем памяти на нем: например, если на 30-контактном SIMM две микросхемы одного типа и одна - другого, то две первых содержат данные (каждая - по четыре разряда), а третья - биты четности (она одноразрядная). В 72-контактном SIMM с двенадцатью микросхемами восемь из них хранят данные, а четыре - биты четности. Модули с количеством микросхем 2, 4 или 8 не имеют памяти под четность.
Иногда на модули ставится так называемый имитатор четности - микросхема-сумматор, выдающая при считывании ячейки всегда правильный бит четности. В основном это предназначено для установки таких модулей в платы, где проверка четности не отключается; однако, существуют модули, где такой сумматор маркирован как "честная" микросхема памяти - чаще всего такие модули производятся в Китае.
72-контактные SIMM имеют четыре специальных линии PD (Presence Detect - обнаружение наличия), на которых при помощи перемычек может быть установлено до 16 комбинаций сигналов. Линии PD используются некоторыми "Brand name"-платами для определения наличия модулей в разъемах и их параметров (объема и быстродействия). Большинство универсальных плат производства "третьих фирм", как их выпускаемые ими SIMM, не используют линий PD.
В модулях DIMM, в соответствии со спецификацией JEDEC, технология PD реализуется при помощи перезаписываемого ПЗУ с последовательным доступом (Serial EEPROM) и носит название Serial Presence Detect (SPD). ПЗУ предствляет собой 8-выводную микросхему, размещенную в углу платы DIMM, а его содержимое описывает конфигурацию и параметры модуля. Системные платы с chiset'ами 440LX/BX могут использовать SPD для настройки системы управления памятью. Некоторые системные платы могут обходиться без SPD, определяя конфигурацию модулей обычным путем - это стимулирует выпуск рядом производителей DIMM без ПЗУ, не удовлетворяющих спецификации JEDEC.
- Что такое кэш и зачем он нужен?
Cache (запас) обозначает быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью. Кэш служит для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной памяти - туда попадают наиболее часто используемые данные. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения в скором времени может быть с гораздо большей скоростью выбрано из кэша. При записи в память значение попадает в кэш, и либо одновременно копируется в память (схема Write Through - прямая или сквозная запись), либо копируется через некоторое время (схема Write Back - отложенная или обратная запись). При обратной записи, называемой также буферизованной сквозной записью, значение копируется в память в первом же свободном такте, а при отложенной (Delayed Write) - когда для помещения в кэш нового значения не оказывается свободной области; при этом в память вытесняются наименее используемая область кэша. Вторая схема более эффективна, но и более сложна за счет необходимости поддержания соответствия содержимого кэша и основной памяти.
Сейчас под термином Write Back в основном понимается отложенная запись, однако это может означать и буферизованную сквозную.
Память для кэша состоит из собственно области данных, разбитой на блоки (строки), которые являются элементарными единицами информации при работе кэша, и области признаков (tag), описывающей состояние строк (свободна, занята, помечена для дозаписи и т.п.). В основном используются две схемы организации кэша: с прямым отображением (direct mapped), когда каждый адрес памяти может кэшироваться только одной строкой (в этом случае номер строки определяется младшими разрядами адреса), и n-связный ассоциативный (n-way associative), когда каждый адрес может кэшироваться несколькими строками. Ассоциативный кэш более сложен, однако позволяет более гибко кэшировать данные; наиболее распространены 4-связные системы кэширования.
Процессоры 486 и выше имеют также внутренний (Internal) кэш объемом 8-16 кб. Он также обозначается как Primary (первичный) или L1 (Level 1 - первый уровень) в отличие от внешнего (External), расположенного на плате и обозначаемого Secondary (вторичный) или L2. В большинстве процессоров внутренний кэш работает по схеме с прямой записью, а в Pentium и новых 486 (Intel P24D и последние DX4-100, AMD DX4-120, 5x86) он может работать и с отложенной записью. Последнее требует специальной поддержки со стороны системной платы, чтобы при обмене по DMA можно было поддерживать согласованность данных в памяти и внутреннем кэше. Процессоры Pentium Pro имеют также встроенный кэш второго уровня объемом 256 или 512 кб.
В платах 386 чаще всего использовался внешний кэш объемом 128 кб, для 486 - 128..256 кб, для Pentium - 256..512 кб. На платах 386, 486 и ранних Pentium весь кэш набирался из асинхронных микросхем SRAM. Сейчас в последних используется конвейерный кэш с блочным доступом (PBC - Pipelined Burst Cache) на основе микросхем PB SRAM; другое его название - синхронный кэш. Для хранения признаков по-прежнему используются асинхронные SRAM. Применение синхронного кэша совместно с обычной памятью примерно на 15% ускоряет последовательный обмен, однако использование совместно с EDO RAM часто не приводит к сколько-нибудь заметному выигрышу в скорости - для этого нужны достаточно крупные задачи, в которых постоянно пересылаются большие (сотни килобайт) массивы данных.
{mospagebreak" />
- Что такое Shadow Memory?
Это так называемая теневая память. В адресах памяти от 640 кб до 1 Мб (A0000-FFFFF) находятся "окна", через которые видно содержимое различных системных ПЗУ. Например, окно F0000-FFFFF занимает системное ПЗУ, содержащее системный BIOS, окно C0000-C7FFF - ПЗУ видеоадаптера (видео-BIOS), и т.п. При включении для каких-либо окон режима Shadow содержимое их ПЗУ копируется в участки ОЗУ, которые затем подключаются к этим же адресам вместо ПЗУ, "затеняя" их; запись в эти участки аппаратно запрещается для полной имитации ПЗУ. Это дает в первую очередь ускорение работы с программами/данными ПЗУ за счет более высокого быстродействия микросхем ОЗУ. Кроме этого, появляется возможность модифицировать видимое содержимое ПЗУ (почти все современные системные BIOS используют это для самонастройки). В области видео-BIOS можно поменять экранные шрифты и т.п.
Управлением теневой памятью занимается Chiрset платы, поэтому не все платы позволяют это делать (хотя сейчас таких плат практически не осталось). Есть различные программы для создания средствами теневой памяти UMB-блоков в MS DOS или для загрузки экранных шрифтов в область видео-BIOS (например, S_FONT).
- Что такое Memory Relocation?
Это перенос неиспользуемой памяти из системной области (640 кб - 1 Мб) в область расширенной (Extended) памяти. В первых IBM PC устанавливалось 640 кб основной памяти и отдельно - расширенная память, поэтому со старшими 384 кб проблем не возникало. В современных платах вся память представляет собой непрерывный массив, поэтому системную область приходится аппаратно исключать, теряя при этом 384 кб. Большинство Chiрset'ов позволяют использовать часть этой памяти под Shadow Memory, однако некоторые (Neat, OPTi495, SiS471 и т.п.) могут переносить ее за пределы пеpвого мегабайта, пpисоединяя к pасширенной памяти. Одни Chipset'ы могут переносить все свободные от Shadow участки, другие - только все 384 кб целиком (в этом случае должны быть отключены все Shadow).
- Что такое VRM?
Voltage Regulator Module - модуль регулятора напряжения. Служит для формирования нужных напряжений питания процессора. Разработан для того, чтобы существующие системные платы могли поддерживать новые типы процессоров, которые появятся в будущем. На платах, поддерживающих VRM, для него есть специальный двухрядный разъем с пластмассовым обрамлением, расположенный обычно рядом с процессором или его стабилизатором питания.
- Что означает термин "Green Motherboard"?
Системная плата с поддержкой энергосбережения. Chipset и BIOS платы поддерживают снижение частоты процессора при перерывах в работе, отключение винчестера и монитора при отсутствии обращений к ним, и т.п. Отношение специалистов к данным режимам неоднозначное: при чрезмерно частом (десятки раз в сутки) отключении монитора или винчестера экономия энергии будет мизерной, зато заметно возрастет шанс выхода их из строя.
- Как расшифровать "RAS to MA Delay", "DRAM Read WS" и пр.?
Это параметры управления внешним кэшем и системной памятью, описывающие временнЫе диаграммы циклов чтения/записи. Все значения задаются в тактах - периодах системной тактовой частоты (частоты платы, а не внутреннеей частоты процессора).
Простой цикл обращения к памяти выполняется за два такта. В пакетном цикле (burst) первый обмен занимает два такта, остальные - по одному такту. Например, диаграмма 2-1-1-1 обозначает четырехсловный пакетный цикл без дополнительных задержек, 3-1-1-1 - с одной задержкой после первого обращения, 3-2-2-2 - с задержками после каждого обращения, и т.п.
Поскольку задержки задаются дискретно, при увеличении системной тактовой частоты общая производительность иногда может упасть. Например, при частоте 40 МГц длительность такта - 25 нс, что позволяет обмениваться с внешним кэшем 20 нс без задержек, а при 50 МГц такт занимает 20 нс, и такой кэш может перестает успевать. Добавление же одного такта задержки резко снижает пиковую производительность системы, хотя средняя производительность за счет достаточно медленной памяти изменяется незначительно.
Полный перечень всех возможных пунктов настройки слишком велик, к тому же он постоянно меняется. Кроме этого, для сознательного управления этими параметрами нужно хорошо представлять себе механизмы работы статических и динамических микросхем памяти, организации страничного обмена, конвейеризации и т.п. Описание параметров конкретной платы обычно можно найти на FTP/WWW-сервере производителя платы или ее BIOS. Вкратце можно сказать, что "WS" обозначает "Wait States" (такты задержки до или после операции), а "Clocks" или "Clk" - такты на саму операцию. Таким образом, увеличение параметров приводит к замедлению работы при возрастании надежности взаимодействия блоков платы, а уменьшение - к ускорению ценой снижения запаса по устойчивости (возможны значения, при которых плата не сможет работать вообще). Обычно ничем страшным слепой перебор параметров не грозит, так что можно попробовать слегка ускорить работу платы, однако заметного реального выигрыша по сравнению с Auto Configuration это не даст.
- Что обозначают другие параметры Setup?
ISA Clock Frequency Тактовая частота шины ISA. На большинстве плат она получается делением основной частоты платы (25/33/40/50 МГц) на указанный в параметре делитель. Стандартом предусмотрена частота 8 МГц, однако большинство плат успешно работает на 10-13 МГц, а некоторые - и на 16-20-25 МГц. Повышение частоты ускоряет обмен с платами (на другие шины она никак не влияет), но возрастает риск ошибок при работе (особенно это опасно для контроллеров дисков - могут искажаться передаваемые данные).
COMn MIDI Для переключения портов COM1 или COM2 в режим совместимости с MIDI (Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс музыкальных инструментов). В этом режиме частота тактирования приемопередатчика порта повышается, чтобы при настройке на стандартную скорость 28800 бит/с (делитель частоты 4) порт фактически работал на стандартной для MIDI скорости 31250 бит/с. Однако это не делает последовательный порт программно совместимым с MIDI-портом звуковых карт - кроме адаптера, понадобится еще и программная поддержка обычного COM-порта.
Memory Hole at 15-16 Мb Буквально - дыра в памяти в диапазоне 15-16 Мб, для чего в ней запрещается или переносится один мегабайт. Это нужно для совместимости со старыми картами, использующими отображение памяти на область под 16 Мб (например, некоторые ранние видеокарты высокого разрешения).
CPU Burst Write, PCI Read/Write Burst Режим блочных чтения/записи с памятью или PCI. В обычном режиме на каждое считываемое или записываемое слово выдается отдельный адрес, в блочном адрес выдается один раз, а затем подряд выполняется серия чтений/записей, что работает быстрее.
IDE Prefetch Buffer Буфер предвыборки IDE. Служит для ускорения чтения из буфера диска, сокращая время занятия шины компьютера. На контроллере SiS496 (платы для процессоров 486) при одновременной работе двух устройств (неважно, на одном или разных каналах) возникают конфликты, приводящие к искажению передаваемых данных. Из-за этого новые BIOS стараются отключать этот буфер при обнаружении второго устройства, однако не все версии BIOS это проверяют. Похожие ошибки имеются в контроллерах RZ-1000 и CMD-640.
CAS Before RAS Refresh Метод регенерации памяти, когда сигнал CAS устанавливается раньше сигнала RAS. В отличие от стандартного способа регенерации, это не требует перебора адресов строк извне микросхем памяти - используется внутренний счетчик адресов. Благодаря этому обеспечивается полная регенерация даже в том случае, когда конфигурация памяти не поддерживается Chipset'ом платы. Однако, этот способ регенерации должен поддерживаться микросхемами памяти (большинство микросхем его поддерживает).
PCI Latency Timer Таймер, ограничивающий время занятия устройством-задатчиком шины PCI. По истечении заданного времени (в тактах шины) арбитр принудительно отбирает шину у задатчика, передавая ее другому устройству. Полезен для систем с несколькими интенсивно работающими в режиме Bus Mastering PCI-устройствами.
Passive Release Способность арбитра chipset'ов Triton VX/HX отбирать шину у Bus Mastering-устройств при отсутствии в течение какого-то времени запросов на передачу с их стороны. Для корректной работы ISA-карт, использующих DMA (звуковые карты, Arvid-1020) режим должен быть отключен (disabled).