Издательство на компьютере. Самоучитель

Важной частью кулера является вентилятор. У него есть две важных противоречивых характеристики – производительность и шум. В дорогих моделях встречается двухвентиляторная конструкция – она надежнее, лучше обеспечивает охлаждение, но вместе с тем и повышается уровень шума. В конструкции мотора вентилятора могут использоваться дешевые подшипники скольжения или более долговечные подшипники качения. Учитывая, что скорость вращения вентилятора 3500—5200 об/мин, вентиляторы с подшипниками скольжения лучше не брать. Радиатор и вентилятор должны быть тщательно подогнаны друг к другу, чтобы оптимально взаимодействовать.

В качестве примера на рис. 2.7 изображен кулер, изготовленный фирмой Gembird, известной в России своими аксессуарами и расходными материалами. Это кулер с полностью медным составным радиатором, небольшим по габаритам. Имеет удовлетворительное качество обработки подошвы радиатора и удобную клипсу крепления. Сам вентилятор средних размеров, нешумный, его скорость составляет 4500 об/мин. Кулер предназначен для установки на процессоры как семейства Intel Pentium Ill/Celeron, так и семейства AMD Athlon/Duron/Athlon ХР. Он по размерам и конструкции должен помещаться на материнских платах с разъемами Socket-370 и Socket-462 (Socket-A).

По данным из Интернета, наилучшими из кулеров 2002—2003 гг. считаются модели GlacialTech Igloo 2400 и Coolity QTSK338AA1 – первая из-за максимальной эффективности, а вторая разумно сочетает невысокий шум, хорошую производительность и низкую цену.

Рис. 2.7. CPU Cooler Gembird GL-Copper

Оперативная память (RAM)

Оперативная память предназначена для хранения информации, допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций (обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации). Для обозначения оперативной памяти в литературе используют аббревиатуру ОЗУ – оперативное запоминающее устройство (или по-английски RAM – Random Access Memoiy). Количество и быстродействие памяти оказывают чрезвычайно серьезное влияние на работоспособность и производительность современных компьютеров. Информация в оперативной памяти сохраняется до тех пор, пока включен компьютер. При выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается. В компьютере ОЗУ размещается на стандартных панельках, называемых модулями.

Память может быть статической (SRAM) или динамической (DRAM). Различие между динамической и статической памятью – в способе хранения информации. В статической памяти данные хранятся вплоть до замены их новым блоком информации. Статическая память обладает высоким быстродействием и используется для организации кэш-памяти. Динамическая память постоянно опрашивается, и ее содержимое обновляется с частотой циклов регенерации. Она имеет меньшую скорость работы, но по критерию, учитывающему информационную емкость, стоимость и энергопотребление, она предпочтительней.

К основным характеристикам RAM относятся:

? время доступа (8—60 не) показывает, сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти, т. е. сколько времени требуется чипу на то, чтобы дать ответ центральному процессору (чем меньше, тем лучше). Оно измеряется в миллиардных долях секунды (наносекундах);

? объем памяти, в мегабайтах (Мб, Мбайт). Современный стандарт: 128—512 Мб. Этот параметр определяет количество и скорость одновременно выполняемых компьютером команд.

Память изготавливается в виде односторонних модулей SIMM (Single-In-line Memoiy Module) или двухсторонних модулей DIMM (Dual-In-line Memoiy Module). Основные производители модулей памяти: Kingston, Century, Unigen, Simple, Advantage и др. Покупаемый вами компьютер может быть оснащен одним из трех типов памяти.

1. DIMM SDRAM РС100 или РС133. Память выполнена в виде модулей DIMM. Во втором случае память (и материнская плата) работают на частоте 133 МГц, что, конечно, предпочтительнее, чем 100 МГц. На сегодня SDRAM PC 133 является наиболее распространенным типом памяти. По быстродействию она не самая лучшая, зато существенно выигрывает в цене. Это и определяет ее как самую популярную. Для такого вида памяти время доступа составляет 50—70 не.

Рис. 2.8. Внешний вид РС2100 DIMM DDR SDRAM

2. DIMM DDR SDRAM. У памяти DDR SDRAM (рис. 2.8) передача данных осуществляется на частотах 200 и 266 МГц. Эта память имеет вдвое большую пропускную способность по сравнению с предыдущим типом, что дает прирост в общей производительности компьютера в 10—20%, в зависимости от типа используемых приложений. Однако соответствующие модули памяти называются не РС200 и РС266, a PC 1600 и РС2100. То есть в наименовании присутствует не тактовая частота передачи данных, а пропускная способность. Модули памяти DIMM для DDR SDRAM несколько отличаются от обычных DIMM для SDRAM – они имеют не 168, а 184 контакта. Поэтому такую память можно устанавливать не на все платы: она поддерживается чипсетами VIA-KE266, AMD 760, VIA Appolo Pro 266, ALI Magik 1. Для такого вида памяти время доступа составляет 7—10 не. По прогнозам, дальнейшим развитием памяти DDR станет память DDR2, способная работать в качестве оперативной памяти компьютера на частотах не менее 400 МГц. Микросхемы DDR SDRAM используются для компьютеров с процессорами AMD Athlon, но далеко не все системные платы их поддерживают. Сейчас получают распространение платы на чипсетах i845D и i845G для процессоров Intel, которые тоже рассчитаны на этот тип памяти.

3. RIMM RDRAM РС600 и РС800 в модулях RIMM. С появлением процессора Pentium 4, у которого частота шины составляет 400 МГц, стало уже очевидным, что, сделав в свое время ставку на память с высокой пропускной способностью, предложенную фирмой Rambus, фирма Intel имела в виду будущее значительное увеличение частоты процессорной шины. Память RDRAM (Rambus DRAM) основана на обычной SDRAM. В качестве ядра в RDRAM используется SDRAM, работающая на частоте 100 МГц. Она организована в многобанковую структуру, ширина шины данных – 128 бит. Таким образом, пропускная способность удвоена по сравнению с РС100 и составляет 1,6 Гб/с. Чтобы передать поток данных 1,6 Гб/с, частота передачи канала должна составлять 800 МГц, то есть в 8 раз больше, чем у PC 100 (реально используется частота 400 МГц, но передача осуществляется по обоим фронтам сигнала). Это очень высокая частота, требующая применения специальных технических решений для обеспечения надежной работы. Шина канала состоит из 32 или 34 (если используется контроль четности) проводников, при этом для передачи данных используется 16 или 18 из них, а остальные – для управления и синхронизации. Все микросхемы RDRAM-памяти, присоединенные к шине, должны работать синхронно, для чего разность в расстояниях от контроллера до микросхем памяти компенсируется с помощью программируемых задержек. Модули RDRAM-памяти (RIMM) также обладают более сложной конструкцией, чем модули SDRAM-памяти (DIMM) из-за необходимости эффективного охлаждения вследствие повышенного тепловыделения от элементов, работающих на высоких частотах. Память RDRAM имеет очень неплохой потенциал для дальнейшего роста производительности. В частности, увеличение частоты работы ядра до 133 МГц (РС1066) позволит поднять пропускную способность до 2 Гб/с на канал. Микросхемы Rambus DRAM (RIMM) применяют в компьютерах с процессорами Pentium 4 (системные платы на чипсете i860) или на материнских платах под Pentium III на чипсете 1820. Память очень дорогая, хотя и имеет высокое быстродействие.

В качестве примера производителя RIMM RDRAM можно назвать фирму Transcend, поставляющую 40 не модули памяти РС800 RIMM (рис. 2.9). Эти модули памяти поддерживаются материнскими платами на чипсете i850E, плюс платы на i850 и i860. Помимо этого, Transcend представила новые 32 не модули памяти РС1066 RIMM емкостью 256 Мб.

Рис. 2.9. CPU Transcend PC800 RIMM

Сколько нужно оперативной памяти?

По поводу объема памяти заметим, что операционная система Windows XP рассчитана на 256 Мб оперативной памяти. Если ПК не хватает ОЗУ, то он начинает использовать в качестве ОЗУ более медленное устройство – жесткий диск. Большое ОЗУ позволяет большей части ПО избегать постоянного обращения к более медленному жесткому диску, скорости считывания и записи информации которого примерно в тысячу раз ниже по сравнению с ОЗУ. Чем большее количество прикладных программ вы планируете выполнять одновременно или чем большее количество файлов должно будет одновременно находиться в работе, тем большее количество оперативной памяти необходимо установить на вашем компьютере. Таким образом, для работы с современным программным обеспечением компьютеры должны иметь объем оперативной памяти не менее 128 (лучше 256 или 512) Мб.

Накопители

Накопители на гибких магнитных дисках (FDD)

Дисководы флоппи-дисков (Floppy Disk Drive – FDD) на гибких магнитных дисках диаметром 3,5 дюйма (89 мм) являются самыми старыми внешними устройствами персональных компьютеров (рис. 2.10). В них реализован способ записи на дискеты, в основе которого лежит намагничивание ее отдельных участков. До настоящего времени накопителями на гибких магнитных дисках оснащаются практически все персональные компьютеры. В качестве носителей информации применяются сменные дискеты с гибкими магнитными дисками {флоппи-дисками) — рис. 2.11.

Приведем характеристики конкретного флоппи-дисковода Panasonic 3.5" FDD:

? диаметр диска (дюйм) – 3,5";

? время доступа – 84 мс;

? носители – диски 1,44 Мб;

? скорость вращения – 300 об/мин;

? максимальная скорость чтения/записи – 63 Кб/сек.

Рис. 2.10. Флоппи-дисковод Panasonic 3.5" FDD

Рис. 2.11. Гибкие диски

Жесткий диск (HDD)

Накопители на жестких дисках (винчестеры) представляют собой внешнюю память большого объема, предназначенную для долговременного хранения информации. В одном корпусе объединены сам носитель информации и устройство записи/чтения. Внешне жесткий диск (Hard Disk Drive, HDD) представляет собой герметичную металлическую коробку (рис. 2.12), внутри которой расположен сам диск, магнитные головки чтения/записи, механизмы вращения диска и перемещения головок.

Рис. 2.12. Внешний вид жесткого диска (винчестера)

Головки записи-чтения «летят» на расстоянии доли микрона (обычно около 0,13 мкм) от поверхности дисков, совершенно их не касаясь. Информация записывается на специальные магнитные дорожки жесткого диска, которые представляют собой концентрические окружности. Совокупность таких дорожек, расположенных друг над другом на всей рабочей поверхности дисков, называют цилиндром. Все цилиндры разбиты на дуги – так называемые сектора. Сектор является одной из основных единиц записи информации на жесткий диск. Для того чтобы получить на магнитном носителе структуру диска, включающую в себя дорожки, цилиндры и сектора, над ним должна быть выполнена операция, называемая физическим (или низкоуровневым) форматированием (physical, или low-lewel, formatting).

Скорость вращения дисков, в зависимости от модели, находится в пределах 5200—15000 об/мин. При включенном компьютере диски винчестера постоянно крутятся, даже когда нет обращения к винчестеру. Таким образом, экономится время, затрачиваемое на его разгон. Сами диски представляют собой алюминиевые или керамические пластины, обработанные с высокой точностью, на которые нанесено специальное магнитное покрытие.

По сравнению с флоппи-дисководами, винчестеры обладают рядом очень ценных преимуществ: объем хранимых данных неизмеримо больше, время доступа у винчестера на порядок меньше. Современные жесткие диски имеют емкость от десятков до 200 Гб. Для подключения жесткого диска к системе на его корпусе установлены два разъема. Первый (4-контактный) предназначен для подключения питания, второй – для присоединения интерфейсного кабеля. Основные производители жестких дисков – Conner, IBM, Maxtor, Seagate, Western Digital, Fujitsu, Quantum.

Параметры жесткого диска

К основным параметрам жесткого диска относят емкость, среднее время доступа к данным, скорость передачи данных, среднее время безотказной работы. Винчестер должен быть также недорогим, надежным и тихим (не шуметь). Теперь более конкретно.

Емкость (объем диска) измеряется в мегабайтах и гигабайтах. В начале 2003 г. максимальная величина емкости, встречаемая в прайс-листах, была равна 200 Гб.

Скорость обмена данными (transfer rate), или скорость передачи данных, указывается как внутренняя (от носителя к встроенному интерфейсу привода), так и внешняя (от накопителя к системе, системной шине). Измеряется скорость передачи данных в Мб/сек. Этот параметр определяется типом используемого интерфейса. Наиболее распространенным сейчас является интерфейс IDE. Такие жесткие диски обеспечивают скорость передачи данных до 7 Мб в секунду. Жесткие диски с интерфейсом SCSI обладают большим быстродействием – до 16 Мб в секунду. Если вы собираетесь работать, например, с видеороликами, то желательно использовать жесткий диск с интерфейсом SCSI. Он несколько дороже IDE, но более быстрый. Недостатком жесткого SCSI-диска является то, что не все компьютеры могут напрямую его поддерживать. В результате может потребоваться установка в компьютер дополнительной платы (контроллера SCSI), в то время как жесткий IDE-диск поддерживается любым компьютером.

Время обращения (seek time), или среднее время доступа, определяет временной интервал, в течение которого накопитель находит требуемые данные. Это сумма времени позиционирования головки на дорожку и времени ожидания нужного сектора. Измеряется среднее время доступа в миллисекундах. Если вы приобретаете новый компьютер, то постарайтесь приобрести винчестер с малым временем обращения. Старый винчестер может иметь время обращения 13 мс. Современный жесткий диск объемом 20—40 Гб может обладать временем обращения в 4,9 мс для SCSI-интерфейса и 8,5 мс для IDE.

Скорость вращения шпинделя – эта характеристика для интерфейса IDE составляет 5400—7200 об/мин, а для SCSI-интерфейса – 5200—10000 об/мин. На маркировке винчестера, как правило, вы не найдете цифр 5400 или 7200 об/мин. Эти скорости шпинделя зашифрованы буквами MPF и МРЕ, соответственно. Интерфейс SCSI обеспечит лучшую, чем IDE, производительность, но за большую стоимость.

Скорость чтения/записи (время обращения) связано со скоростью вращения шпинделя и равно половине времени одного оборота, что составляет для ряда стандартных значений скоростей вращения следующие величины: 5400 об/мин – 5,6 мс, 7200 об/мин – 4,2 мс, 10 000 об/мин – 3 мс и 15 000 об/мин – 2 мс. Первый жесткий диск со скоростью вращения 15 000 об/мин выпустила фирма Seagate. Модель Cheetah Х15 имеет не только рекордно высокую скорость вращения, но и одно из минимальных значений времени поиска (3,9 мс) и, как следствие, очень высокую производительность.

Объем буфера – еще один параметр, оказывающий влияние на производительность жестких дисков. И для SCSI-, и для IDE-моделей он постепенно увеличивается. Его величина лимитируется в основном стоимостными соображениями, так что снижение цен на микросхемы памяти, в конечном счете, приводит к увеличению объема буфера. У жестких IDE-дисков объем буфера составляет обычно 512 Кб или 2 Мб, причем 512-килобайтный буфер используется только в моделях со скоростью вращения 5400 об/мин и ниже. Для SCSI-дисков стандартным стал буфер емкостью 4 Мб, в новых моделях, претендующих на самый высокий уровень производительности, объем буфера увеличен до 8 Мб. Некоторые модификации жестких дисков, ориентированные на мультимедийные (аудио– и видео-) приложения, имеют буфер объемом 16 Мб.

Среднее время безотказной работы определяется как статистическая величина на основе длительных (месяц по 24 часа в сутки) испытаний 1000 устройств. Средняя величина этого параметра – 200 тысяч часов (более 20 лет). Для подключения накопителя в систему используется либо интерфейс IDE (ATA), EIDE (Enhanced IDE – расширенный IDE), либо SCSI.

Так что же покупать? На какой размер жесткого диска следует ориентироваться?

На сегодняшний день самый разумный компромисс между ценой и объемом винчестера представляют винчестеры объемом 40—80 Гб. Для обеспечения хорошей производительности нужен жесткий диск с частотой вращения около 7200 об/мин, 2 Мб кэша и скоростью передачи данных АТА100, т. е. 100 Мб/сек (существуют и АТА133). О марке фирмы-производителя могу высказать лишь личное мнение, которое является в значительной степени субъективным. На мой взгляд, оптимальные характеристики имеет модель Seagate Barracuda IV.

Резюме

Жесткий диск – один из основных компонентов ПК. Быстродействие HDD достаточно сильно влияет на быстродействие и производительность компьютера.

Разница в скорости работы между быстрыми и медленными дисками может достигать 40%, в то время как разница в цене составит $5—10. Чтобы выбрать быстрый винчестер, обратите внимание на несколько параметров. Самый важный – скорость вращения пластин внутри HDD. Разумеется, чем быстрее вращение, тем выше скорость, поэтому лучше выбрать модель со скоростью вращения 7200 об/мин. Косвенным критерием быстродействия является плотность записи информации на диск. Чем выше плотность записи, тем современнее технология изготовления винчестера, а значит, можно надеяться на высокие значения всех параметров. Время доступа зависит от механики жесткого диска. На дисках такую информацию не пишут, но ее можно разыскать в Интернете или справочных таблицах. Еще один фактор быстродействия – объем кэш-памяти – 512 Кб или 2048 Кб. Желательна поддержка режима Ultra-DMAIOO, хотя она присутствует уже практически во всех новых жестких дисках. По емкости лучше предпочесть модели на 40—80 Гб.