Рефераты. Что такое мультимедийный компьютер?
Лидером в технологии всегда была фирма
Intel, которая имеет возможность вкладывать большие
средства в передовые разработки. Но в последнее время фирма AMD быстрее осваивает новые технологические нормы.
Конструктив
С «легкой руки» Intel в
компьютерной индустрии появилось и понятие «конструктив». Это слово весьма
точно передает суть некоего сооружения, в недра которого заключены процессоры Intel, начиная с Pentium II, предназначенные для
установки в Slot 1. Там и процессорная плата, на которой
располагаются кристаллы собственно процессора и кэш-память второго уровня, и
корпус, охватывающий эту плату, и разъем под Slot1 или Slot 2. Вся эта конструкция была названа SECC (Single
Edge Contact Cartridge – картридж с односторонними контактами).
Следом за Intel и фирма AMD выпустила
свой процессор Athlon для установки в разъем Slot A. (см. рисунок)
Процессоры Celeron корпуса не удостоился ввиду отсутствия отдельного кристалла
кэш-памяти.
Поэтому логичным выглядел следующий
шаг Intel – выпуск Celeron в
конструктиве PPGA (Plastic Pin Grid Array), то есть возврат к технологии , характерной для интерфейса Socket 7.
Сравнительно
недавно появились новые конструктивы: FC-PGA 370 для процессоров фирмы Intel и Socket A для процессоров AMD Athlon и Duron. То есть практически произошел возврат к технологическим решениям,
характерным для Socket 7, но на ином технологическом
уровне. (см. рисунок)
Как известно, данные компьютер хранит
в основном на специальном устройстве – жестком диске. И в процессе работы берет
ее именно оттуда. А куда помещается информация потом?
Понятно, что для оперативной работы с
данными процессору необходима более быстродействующая память, чем жесткий
диск. В принципе такая память уже встроена в сам процессор – это кэш-память. Но
ее объем чрезвычайно мал, а для работы с современными программами необходимы
десятки и даже сотни мегабайт.
Для этого и нужна компьютеру
оперативная память, обладающая высокой скоростью доступа и имеющая довольно
большой объем. Она предназначена для хранения результатов всякого рода
операций и вычислений. Хранить в ней информацию постоянно невозможно, так как
при отключении питания вся информация в оперативной памяти исчезает.
Рост требуемых объемов оперативной
памяти происходит практически непрерывно по мере развития технологии аппаратных
средств и программных продуктов. Сегодня по спецификации PC 2001 объем оперативной памяти мультимедийного компьютера не должен
быть меньше 64 Мб. Для комфортной работы в среде издательских пакетов и
графических редакторов понадобится уже 128 Мб. Если же работать с цветом, то
256 Мб оперативной памяти не покажутся лишними. Для профессиональной работы по
созданию трехмерных изображений высокого качества, обработки видео в реальном
времени лучше иметь не менее 512 Мб.
Оперативная память выпускается в виде
микросхем, собранных в специальные модули. Стандартом сегодня считаются
168-контактные DIMM-модули памяти типа SDRAM, соответствующие спецификации РС-133, то есть, которые могут быть
установлены на материнские платы с частотой системной шины 133 МГц.
Максимальная пропускная способность этих модулей памяти – 1066 Мб/с.
Однако все большую популярность
приобретают модули памяти типа DDR SDRAM (Double Data
Rate SDRAM – синхронная память с удвоенной передачей данных).
Такая память обеспечивает максимальную полосу пропускания только в случае передачи
единых массивов данных. При работе с разрозненными данными производительность
резко падает, но все равно превосходит показатели обычной SDRAM. Пиковая полоса пропускания памяти DDR SDRAM достигает
2100 Мб/с при частоте системной шины 133 МГц.
Бурное развитие и внедрение в качестве
стандарта де-факто графического интерфейса операционных систем, прикладных и
игровых программ явилось стимулом к появлению нового поколения видеоадаптеров,
которые принято называть «графическими ускорителями». Обычно под этим понятием
подразумевают, что многие графические функции выполняются в самом видеоадаптере
на аппаратном уровне. Так как эти функции связаны с рисованием графических
примитивов (линий, дуг, окружностей и прочих фигур), заливкой цветом участков
изображения, перемещением блоков (например, окон), то есть с обработкой графики
в двух измерениях на одной плоскости, то такие ускорители получили обозначение
2D-ускорителей.
Трехмерные (3D)
ускорители из разряда экзотического профессионального оборудования перешли в
массовый сектор благодаря опять же новым программам, прежде всего игровым, потребовавшим
обсчета и построения трехмерных (объемных) изображений на экране монитора в
реальном времени. Поначалу они выпускались в виде отдельных плат, занимавших
отдельный слот PCI. Сейчас 2D/3D ускорители установлены на самой плате видеоадаптера.
Работа с
графикой – одна из самых трудных задач, которые приходится решать мультимедийному
компьютеру. Сложные изображения, миллионы цветов и оттенков… Поэтому нет ничего
удивительного, что для этой работы приходится устанавливать в компьютер фактически второй мощный процессор. Он находится на
видеокарте и предназначен для того, чтобы разгрузить центральный процессор при
обработке графики.
Еще несколько лет назад перечень
обязательных функций видеокарт состоял только из одной позиции – работа с
обычной двумерной графикой. И именно исходя из быстроты и качества работы в 2D-режиме они оценивались.
Сегодня ситуация изменилась: все
современные видеокарты способны быстро и качественно обрабатывать двумерную
графику и ждать каких либо продвижений в этой области уже не стоит. Однако у
видеокарты появились новые обязанности. Первая и обязательная для всех современных
видеоадаптеров – поддержка объемной, трехмерной графики, то есть наличие 3D-ускорителя. Среди дополнительных функций – возможность приема
телевизионного сигнала (встроенный TV-тюнер), аппаратное
декодирование и воспроизведение VideoCD и DVD-дисков, наличие TV-входа/выхода.
Современная видеокарта включает в себя
следующие основные компоненты:
·
SVGA-ядро
·
Ядро 2D-ускорителя
·
Ядро обработки 3D-графики
·
Видеоядро
·
Видео BIOS
·
Контроллер памяти
·
Видеопамять
·
Интерфейс главной шины
·
Интерфейс внешнего порта ввода-вывода
·
RAMDAC – цифроаналоговый преобразователь с
собственной памятью с произвольным доступом.
Последний компонент отвечает за
формирование окончательного изображения на мониторе, то есть преобразует
результирующий цифровой поток данных, поступающих от других элементов
видеоадаптера, в уровни интенсивности, подаваемые на соответствующую
электронную пушку (красную, зеленую, синюю) электронно-лучевой трубки монитора.
Один из первых RAMDAC был разработан фирмой IBM в 1985 году и
обеспечивал вывод изображения с разрешением 320х200 точек при цветовом охвате 8
бит. В дальнейшем схемотехника RAMDAC быстро развивалась и
сегодня стандартом считается RAMDAC, обеспечивающий
разрешение 1600х1200 точек при 32-битном цвете на частоте 75-85 Гц.
Обязательным стало требование поддержки режима Direct Color, то есть прямого доступа к элементам DAC. Это позволяет
создавать независимые таблицы для каждого из трех основных цветов и, тем самым,
компенсировать цветовые искажения, вносимые электронной частью монитора. Такой
эффект правки цвета получил название гамма-коррекции.
Качество получаемого изображения в
решающей степени зависит от таких характеристик RAMDAC,
как его частота, разрядность, время переключения с черного на белый и обратно,
варианта исполнения (внешний или внутренний).
Частота RAMDAC
говорит о том, какое максимальное разрешение при какой частоте кадровой
развертки сможет поддерживать видеокарта. (см. таблицу)
Современными можно считать RAMDAC с частотой не ниже 170 МГц.
Разрешение
Частота
развертки, Гц
800х600
1024х768
1200х1024
80
90
100
51
57
64
83
94
103
139
158
173