Главная Финансы деньги и налоги Философия Физика и энергетика Управление Схемотехника Стратегический менеджмент Статистика Соцобеспечение Семейное право Программирование компьютеры и кибернетика Охрана окружающей среды экология Основы права Медицина Криминалистика и криминология Коммуникации и связь Кибернетика Качество упр-е качеством КСЕ Информатика ВТ телекоммуникации Журналистика Государство и право Биографии Банковское дело Карта сайта	Рефераты. Анализ и оценка аппаратных средств современных ПЭВМ Требования к объемам памяти диктуются программным обеспечением. При использовании Windows оценить необходимое количество памяти можно на основе тестов Winstone, использующих наиболее популярные приложения Windows. Соответствующие данные представлены на рисунке 1. Рис.1. Зависимость производительности от объема памяти.   Статическая память В качестве кэш-памяти второго уровня практиче­ски всегда применялась (и до сих пор продолжа­ет широко применяться) стандартная асинхрон­ная память SRAM. При внешних тактовых частотах порядка 33 ÌÃö хорошие результаты давала статическая память со временем выборки 15-20 ns. Для эффективной работы на частотах выше 50 ÌÃö такого быстродействия уже недос­таточно. Прямое уменьшение времени выборки до нужных величин (12-8 ns) обходится дорого, так как требует зачастую применения дорогой технологии Bi-CMOS вместо CMOS, что непри­емлемо для массового рынка. Поэтому предла­гаемое решение заключается в применении но­вых типов памяти с усовершенствованной архи­тектурой, которые первоначально были разрабо­таны для мощных рабочих станций. Наиболее перспективна синхронная SRAM. В отличие от обычной асинхронной, она может использовать те же тактовые сигналы, что и остальная систе­ма, поэтому и называется синхронной. Она снаб­жена дополнительными регистрами для хране­ния информации, что освобождает остальные элементы для подготовки к следующему циклу еще до того, как завершился предыдущий. Быст­родействие памяти при этом увеличивается при­мерно на 20%. Эффективную работу на самых высоких частотах может обеспечить особая раз­новидность синхронной SRAM — с конвейерной организацией (pipelined burst). При ее при­менении уменьшается число циклов, требую­щихся для обращения к памяти в групповом ре­жиме. Пример для тактовой частоты 66 ÌÃö (Pentium 100 и Pentium 133) приведен в таблице1. В случае группового режима чтения-записи для первого обращения нужно 3 цикла, для каждого следующего — только 1.
Тип цикла	Асинхронная SRAM	Конвейерная SRAM
Single Read	3	3
Single Write	4	3
Burst Read	3-2-2-2	3-1-1-1
Burst Write	4-3-3-3	3-1-1-1

Таблица 1. Сравнение асинхронной и конвейерной памяти SRAM.

Динамическая память

Так же, как и для статической памяти, прямое со­кращение времени выборки для динамической памяти достаточно трудно технически осущест­вимо и приводит к резкому росту стоимости. По­этому ориентация в новых системах идет на микро­схемы со временем выбор­ки 60-70 ns. Стандартные микросхемы DRAM имеют страничную организацию памяти — Fast Page Mode (FPM), которая позволяет значительно ускорить дос­туп к последовательно расположенным (в пределах страницы) данным по сравнению со случаем произвольной выборки. Поскольку обращения к последовательно распо­ложенным данным в реальных задачах встреча­ются очень часто, применение FPM DRAM замет­но повышает производительность. FPM DRAM со временем выборки 60-70 ns обеспечивает необ­ходимые характеристики для тактовых частот 33-40 ÌÃö. При повышении тактовой частоты обеспечить надежное и быстрое считывание данных в страничном режиме уже не удается. Эту проблему в значительной степени решает применение памяти нового типа - EDO DRAM (Extended Data Output DRAM). От обычной памяти со страничной организацией она отличается на­личием дополнительных регистров для хранения выходных данных. Увеличивается время, в тече­ние которого данные хранятся на выходе микро­схемы, что делает выходную информацию дос­тупной для надежного считывания процессором даже при высоких тактовых частотах (фактически время между обращениями в страничном режи­ме можно уменьшить до 30 ns по сравнению с 45 ns для FPM).

Радикальный, но не общепризнанный подход к повышению быстродействия динамической па­мяти заключается во встраивании в микросхемы DRAM собственной кэш-памяти. Это Cached DRAM (CDRAM) и Enhanced DRAM (EDRAM). Па­мять CDRAM выпускается фирмой Mitsubishi и имеет 16 KB кэш-памяти как на 4, так и на 16 Mbit кристалле, обмен между динамической и встро­енной кэш-памятью осуществляется словами шириной 128 разрядов.

Вообще говоря, применение новых типов дина­мической памяти позволяет получать высокую производительность даже и без применения кэш-памяти второго уровня (если кэш-память первого уровня — типа write back), особенно в случае CDRAM и Enhanced DRAM, которые имен­но так и используются. Однако подавляющее большинство систем для достижения максимальной производительности строится все-таки с использованием кэш-памяти второго уровня. Для них наиболее подходит память типа EDO DRAM. К тому же она стала уже промышленным стандартом, и ее доля будет преобладать в мик­росхемах памяти емкостью 16 Mbit и более. Фактически эта память приходит на смену стандартной FPM DRAM и ее можно применять в любых системах вместо стандартной.

КОНСТРУКТИВ

Несмотря на то, что наиболее популярным кон­структивом для динамической памяти по-прежнему остается SIMM (Single In-line Memory Module), начинают применяться и другие стан­дарты. Возникновение новых стандартов вызва­но необходимостью решения двух основных про­блем. Первая связана с увеличением плотности упаковки элементов памяти, особенно актуаль­ной для рабочих станций, использующих память очень большого объема, и мобильных систем. Вторая — с обеспечением устойчивой работы при высоких частотах, которая зависит от разме­ров, емкости и индуктивности соединителя. Большую по сравнению с SIMM плотность упа­ковки и, соответственно, объем памяти могут обеспечить модули типа DIMM (Dual In-line Memory Module), у которых, в отличие от SIMM, контакты на обеих сторонах модуля не объеди­нены, а могут использоваться независимо.

Микросхемы стандартной статической памяти в основном выпускаются в корпусах типа DIP и SOJ. Память типа pipelined burst либо запаивает­ся на системную плату сразу в процессе ее изго­товления, либо поставляется в виде модулей.

ЖЕСТКИЕ ДИСКИ

Большая часть жестких дисков, представленных на мировом рынке, выпускается спе­циализированными фирмами — Quantum, Seagate, Conner, Western Digital, Maxtor и некоторыми другими.

Жесткие диски с интерфейсом IDE

Жесткая конкуренция и особая важность в этих условиях ценового фактора требуют от произво­дителей массовой продукции использования самых современных технологических достижений. За счет применения записи с высокой плотностью (400 Mbit на квадратный дюйм) стандартное значение емкости, приходящейся на один диск (носитель), достигло 540 MB. Это позволяет уменьшить не только количество дисков, но и магнитных головок и других элементов, а значит снизить цену и повысить надежность. При при­менении таких дисков линейка выпускаемых мо­делей по емкости выглядит следующим образом: 540 MB, 1.0, 1.6, 2.2 GB и т. д. Практически все ведущие производители переходят на выпуск моделей с такой плотностью записи, которая уже находится на пределе возможностей стандарт­ной технологии, основанной на применении тон-копленочных магнитных головок. Радикальное средство — переход на магниторезистивные головки — является для большинства фирм до­вольно дорогостоящим, так как технологией их массового производства обладают только IBM и Fujitsu. Поэтому начинают применяться некоторые другие решения. Так, фирма Maxtor в новых моделях cepèÿõ Durarigo (540 MB, 1 GB и 1.6 GB) начала применять особую технологию Proximity recording с псевдо-контактирующей магнитной головкой Tripad (тонкопленочной) и алмазоподобным углеродным покрытием носителя. Голов­ка находится на очень близком расстоянии от диска , а в отдельных случаях может даже касать­ся его поверхности, что не приводят, однако, к. повреждению магнитного слоя, защищенного прочным покрытием. Maxtor, а также некоторые другие фирмы рассматривают эту технологию как более дешевую альтернативу магниторезистивным головкам и PRML для плотностей записи до 1000 Mbit на квадратный дюйм.

Интерфейс Enhanced IDE, ставший основным для массовой продукции, несмотря на очень хоро­шие скорости передачи, все же уступает интер­фейсу SCSI по возможностям, особенно в много­задачных средах. Ситуация, возможно, улучшит­ся с принятием спецификации АТА-3, в которой, по предварительным данным, будут дополнения (command overlapping and queuing, predictive fail­ure analysis bit и некоторые другие), позволяю­щие в некоторой степени приблизиться к SCSI как по эффективности отработки запросов, так и по контролю за целостностью данных.

Жесткие диски с интерфейсом SCSI

Если 90% жестких дисков, устанавливаемых в персональные компьютеры, имеют интерфейс Enhanced IDE, и только 10% — SCSI, то для ком­пьютеров, используемых в качестве серверов, доля SCSI увеличивается до 90%. Интерфейс SCSI обеспечивает большие преимущества при работе в многозадачном режиме, поэтому, не­смотря на более высокую цену по сравнению с IDE, доля SCSI жестких дисков будет увеличи­ваться и для персональных компьютеров. На нижнем краю диапазона выпускаемых дисков на­ходятся модели, использующие ту же механику, что и соответствующие диски Enhanced IDE. Со­ответственно, они обладают такими же парамет­рами. Благодаря невысо­кой цене и хорошей производительности, об­ласть их применения очень широка, начиная от персональных компьютеров. Большая же часть продукции имеет повышенную емкость и ориен­тирована на достижение самого высокого уровня производительности. Поэтому использование передовых технологий — магниторезистивных головок и PRML (применяются во всех моделях IBM и Fujitsu и некоторых моделях других фирм) и усовершенствованных интерфейсов — приобретает первостепенное значение. Такие диски обладают самыми высокими параметрами — при емкости 4-8 GB (IBM довела емкость 3.5" моделей до 20 GB) они имеют кэш-память 512-1024 KB, скорость вращения 7200 об/мин и среднее время поиска меньше 10 ms. В некото­рых случаях лимитирующим фактором становит­ся быстродействие интерфейса, поэтому кроме стандартного Fast SCSI-2 со скоростью передачи 10 MB/s применяются также Fast Wide SCSI-2 (SCSI-3) на 20 MB/s, Ultra SCSI (40 MB/s).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7