Нові технології в організації PC

Інформатика, програмування

МОИП

Рязанська Державна Радіотехнічна Академія

ФВТ Кафедра ЕОМ

Курсовий проект з АСОТ

На тему < p> "Нові технології в організації PC"

Виконав студент гр.742

Девяткин

Перевірив

Локтюхін < p> Рязань, 2000

1. Типорозміри (форм-фактори) материнських плат

На сьогоднішній день існує чотири переважаючих типорозміриматеринських плат - AT, ATX, LPX і NLX. Крім того, є зменшеніваріанти формату AT (Baby-AT), ATX (Mini-ATX, microATX) і NLX (microNLX).
Більш того, недавно випущене розширення до специфікації microATX,додає до цього списку новий форм-фактор - FlexATX. Всі ціспецифікації, що визначають форму і розміри материнських плат, а такожрозташування компонентів на них і особливості корпусів, і описані нижче.

Форм-фактор АТ ділиться на дві, що відрізняються за розміром модифікації -
AT і Baby AT. Розмір повнорозмірної AT плати досягає до 12 "в ширину, аце означає, що така плата навряд чи поміститься в більшість сьогоднішніхкорпусів. Монтажу такої плати напевно буде заважати відсік для дисководів іжорстких дисків і блок живлення. Крім того, розташування компонентів платина великій відстані один від одного може викликати деякі проблеми прироботі на великих тактових частотах. Тому після материнських плат дляпроцесора 386, такий розмір уже не зустрічається.

Таким чином єдині материнські плати, виконані у форм -факторі AT, доступні в широкому продажі, це плати відповідні формати
Baby AT. Розмір плати Baby AT 8.5 "в ширину і 13" у довжину. У принципі,деякі виробники можуть зменшувати довжину плати для економії матеріалуабо з якихось інших причин. Для кріплення плати в корпусі в платізроблені три ряди отворів.

Всі AT плати мають загальні риси. Майже всі мають послідовні іпаралельні порти, що приєднуються до материнської плати через сполучніпланки. Вони також мають один роз'єм клавіатури, упаяні на плату в заднійчастини. Гніздо під процесор установлюється на передній стороні плати.
Слоти SIMM і DIMM знаходяться в різних місцях, хоча майже завжди вонирозташовані у верхній частині материнської плати.

Сьогодні цей формат плавно сходить зі сцени. Частина фірм ще випускаєдеякі свої моделі в двох варіантах - Baby AT і ATX, але це відбуваєтьсявсе рідше і рідше. Тим більше, що все більше нових можливостей,що надаються операційними системами, реалізуються тільки на ATXматеринських платах. Не кажучи вже просто про зручність роботи - так, найчастішевсього на Baby AT платах усі коннектори зібрані в одному місці, в результатічого або кабелі від комунікаційних портів тягнуться практично через усюматеринську плату до задньої частини корпуса, або від портів IDE і FDD - допередній. Гнізда для модулів пам'яті, що заїжджають мало не під блокхарчування. При обмеженості волі дій усередині дуже невеликогопростору MiniTower, це, м'яко кажучи, незручно. До того ж, невдаловирішене питання з охолодженням - повітря не надходить безпосередньо до самоїпотребує охолодженні частини системи - процесору.

LPX

Ще до появи ATX, першим результатом спроб знизити вартість PCстав форм-фактор LPX. Призначався для використання в корпусах Slimlineабо Low-profile. Задача була вирішена шляхом новаторського пропозиції --введення стійки. Замість того, щоб вставляти картки розширеннябезпосередньо в материнську плату, в цьому варіанті вони перешкодили впідключається до плати вертикальну стійку, паралельно материнській платі.
Це дозволило помітно зменшити висоту корпусу, оскільки зазвичай самевисота карт розширення впливає на цей параметр. Розплатою за компактністьстало максимальну кількість карт підключаються - 2-3 штуки. Ще одненововведення, що почало широко застосовуватися саме на платах LPX - цеінтегрований на материнську плату відеочіп. Розмір корпусу для LPXзалишає 9 х 13'', для Mini LPX - 8 x 10''.
Після появи NLX, LPX почав витіснятися цим форм-фактором.

ATX

Не дивно, що форм-фактор ATX у всіх його модифікаціях стаєвсе більш популярним. Особливо це стосується плат для процесорів нашині P6. Так, наприклад, з готуються до випуску цього року материнськихплат LuckyStar для цих процесорів 4 будуть виконані у форматі Mini-ATX, 3
- ATX, і всього лише одна - Baby AT. А якщо ще врахувати, що материнських платдля Socket7 сьогодні робиться набагато менше, хоча б через кудименшого числа нових чіпсетів для цієї платформи, то ATX одержуватипереконливу перемогу. І ніхто не може сказати, що вона необгрунтована.
Специфікація ATX, запропонована Intel ще в 1995 році, націлена саме навиправлення всіх тих недоліків, що виявилися з часом у форм-фактора
AT. А рішення, по суті, було дуже простим - повернути Baby AT плату на 90градусів, і внести відповідні поправки в конструкцію. До того моменту у
Intel уже був досвід роботи в цій області - форм-фактор LPX. У ATX якразвтілилися кращі сторони і Baby AT і LPX: від Baby AT була узятарозширюваність, а від LPX - висока інтеграція компонентів. Ось щовийшло в результаті:
Інтегровані роз'єми портів вводу-виводу. На всіх сучасних платахконнектори портів введення-висновку присутні на платі, тому цілкомприродним виглядає рішення розташувати на ній і їх роз `єми, що призводитьдо досить значного зниження кількості сполучних проводів усерединікорпусу. До того ж, заодно серед традиційних паралельного тапослідовного портів, роз'єму для клавіатури, знайшлося місце і дляпортів PS/2 і USB. Крім усього, у результаті трохи знизилася вартістьматеринської плати, за рахунок зменшення кабелів у комплекті.
Значно збільшилася зручність доступу до модулів пам'яті. У результатівсіх змін гнізда для модулів пам'яті переїхали далі від слотів дляматеринських плат, від процесора і блоку живлення. У результаті нарощуванняпам'яті стало в будь-якому випадку хвилинною справою, тоді як на Baby ATматеринських платах часом приходиться братися за викрутку.
Зменшене відстань між платою і дисками. Роз'єми контролерів IDE і
FDD перемістилися практично впритул до приєднуються до них пристроїв.
Це дозволяє скоротити довжину використовуваних кабелів, тим самим підвищившинадійність системи.
Рознесення процесора і слотов для плат розширення. Гніздо процесорапереміщено з передньої частини плати на задню, поруч із блоком живлення. Цедозволяє встановлювати в слоти розширення повнорозмірні плати - процесорїм не заважає. До того ж, зважилася проблема з охолодженням - тепер повітря,засмоктує блоком живлення, обдуває безпосередньо процесор.
Кращий зв'язок з блоком живлення. Тепер використовується один 20 --контактний роз'єм, замість двох, як на AT платах. Крім того добавленаможливість керування материнською платою блоком живлення - включення допотрібний час або з настанням певної події, можливістьвключення з клавіатури, відключення операційною системою, і т.д.
Напруга 3.3 В. Тепер напруга живлення 3.3 У, дуже широковикористовуване сучасними компонентами системи, (взяти хоча б карти PCI!)надходить з блоку живлення. У AT-платах для його одержання використовувавсястабілізатор, встановлений на материнській платі. У ATX-платахнеобхідність у ній відпадає.

Конкретний розмір материнських плат описаний у специфікації багато в чому виходячизі зручності розроблювачів - зі стандартної пластини (24 х 18'') виходитьабо дві плати ATX (12 x 9.6''), або чотири - Mini-ATX (11.2 х 8.2'').< br>До речі, враховувалася і сумісність зі старими корпусами - максимальнаширина ATX плати, 12'', практично ідентична довжині плат AT, щоб буламожливість без особливих зусиль використати ATX плату в AT корпусі. Однак,сьогодні це більше відноситься до області чистої теорії - AT корпус ще требапримудритися знайти. Також, у міру можливості кріпильні отвори в платі
ATX повністю відповідають форматів AT і Baby AT. microATX

Форм-фактор ATX розроблявся ще в пору розквіту Socket 7 систем, ібагато що в ньому сьогодні трохи не відповідає часу. Наприклад, типовакомбінація слотів, з розрахунку на яку складалася специфікація,виглядала як 3 ISA/3 PCI/1 суміжний. Кілька неактуально не сьогоднішнійдень, чи не так? ISA, відсутність AGP, AMR, і т.д. Знову ж таки, в будь-якому випадку,
7 слотів не використовуються в 99 відсотках випадків, особливо сьогодні, з такимичіпсетами як MVP4, SiS 620, i810, та іншими що готуються до випускуподібними продуктами. Загалом, для дешевих PC ATX - порожня витрата ресурсів.
Виходячи з подібних міркувань у грудні 1997 року і була представленаспецифікація формату microATX, модифікація ATX плати, розрахована на 4слоти для плат розширення.

По суті, зміни, у порівнянні з ATX, виявилися мінімальними. До 9.6x 9.6''зменшився розмір плати, так що вона стала цілком квадратної,зменшився розмір блоку живлення. Блок роз'ємів введення/виводу залишивсянезмінним, так що microATX плата може бути з мінімальними доробкамивикористана в ATX 2.01 корпусі.

NLX

Згодом, специфікація LPX, подібно Baby AT, пересталазадовольняти вимогам часу. Виходили нові процесори, з'являлисянові технології. І вона вже не була в змозі забезпечувати прийнятніпросторові і теплові умови для нових низькопрофільних систем. Урезультаті, подібно до того, як на зміну Baby AT прийшов ATX, так само в 1997року, як розвиток ідеї LPX, що враховує появу нових технологій,з'явилася специфікація форм-фактора NLX. Формату, націленого на застосуванняв низькопрофільних корпусах. При її створенні бралися до уваги яктехнічні фактори (наприклад, поява AGP і модулів DIMM, інтеграціяаудіо/відео компонентів на материнській платі), так і необхідністьзабезпечити більшу зручність в обслуговуванні. Так, для зборки/розбирання багатьохсистем на базі цього форм-фактора викрутка не потрібно взагалі.основні риси материнської плати NLX, це:
Стійка для карт розширення, що знаходиться на правому краю плати. Причомуматеринська плата вільно від'єднується від стійки і висувається зкорпусу, наприклад, для заміни процесора або пам'яті.
Процесор, розташований в лівому передньому куті плати, прямо навпротивентилятора.
Взагалі, угруповання високих компонентів, на зразок процесора і пам'яті, у лівомуНаприкінці плати, щоб дозволити розміщення на стійці повнорозмірних картрозширення.
Перебування на задньому кінці плати блоків роз'ємів введення/виведення одинарної (вобласті плат розширення) і подвійної висоти, для розміщення максимальногокількості конекторів.

Взагалі, стійка - дуже цікава річ. Фактично, це одна материнськаплата, розділена на дві частини - частина, де знаходяться власне системнікомпоненти, і приєднаних до неї через 340 контактний роз'єм під кутом у
90 градусів частина, де знаходяться всілякі компоненти введення/виводу --карти розширення, коннектори портів, накопичувачів даних, куди підключаєтьсяхарчування. Таким чином, у перших підвищується зручність обслуговування - нінеобхідності отримувати доступ до непотрібних в даний момент компонентів. Піддруге, виробники в результаті мають велику гнучкість - робиться однамодель основної плати, і стійка під кожного конкретного замовника, зінтеграцією на ній необхідних компонентів.

Взагалі, вам цей опис нічого не нагадує? Стійка, що кріпиться наматеринську плату, на яку виносяться якісь компоненти введення/виводу,замість того, щоб бути інтегрованими на материнську плату, і все цеслужить для спрощення обслуговування, надання більшої гнучкостівиробникам, і т.д.? Правильно, через деякий час після виходуспецифікації NLX з'явилася специфікація AMR, що описує подібну жідеологію для ATX плат.

На відміну від досить строгих інших специфікацій, NLX забезпечуєвиробникам значно більшу свободу у прийнятті рішень. Розміри материнськоїплати NLX коливаються від 8 х 10''до 9 х 13.6''. NLX корпус повинен умітикеруватися як з цими двома форматами, так і з усіма проміжними.
Зазвичай плати, які вписуються в мінімальні розміри, позначаються як Mini
NLX. Варто також згадати цікаво подробиця: у NLX корпусу порти
USB розташовуються на передній панелі - дуже зручно для ідентифікаційнихрішень типу e.Token.

Залишилось тільки додати, що за специфікацією деякі місця на платізобов'язані залишатися вільними, забезпечуючи можливості для розширенняфункцій, які з'являться в майбутніх версіях специфікації. Наприклад, длястворення на базі форм-фактора NLX материнських плат для серверів і робочихстанцій.

WTX

Рісунок1

Малюнок 2

Проте, з іншого боку, потужні робочі станції і сервериспецифікації AT і ATX теж не цілком влаштовують. Там свої проблеми, девартість грає не саму головну роль. На передній план виходятьзабезпечення нормального охолодження, розміщення великих обсягів пам'яті,зручна підтримка багатопроцесорних конфігурацій, велика потужність блокухарчування, розміщення більшої кількості портів контролерів накопичувачівданих і портів введення/виводу. Так в 1998 році народилася специфікація WTX.
Орієнтована на підтримку двопроцесорних материнських плат будь-якихконфігурацій, підтримку сьогоднішніх і завтрашніх технологій відеокарт іпам'яті.

Особливу увагу, мабуть, варто приділити двом новим компонентів - Board
Adapter Plate (BAP) і Flex Slot.

У цій специфікації розробники спробували відійти від звичноїмоделі, коли материнська плата кріпиться до корпусу за допомогоюрозташованих у визначених місцях кріпильних отворів. Тут вона кріпитьсядо BAP, причому спосіб кріплення залишений на совісті виробника плати, астандартний BAP кріпиться до корпусу.
Крім звичайних речей, на зразок розмірів плати (14 х 16.75''), характеристикблоку живлення (до 850 Вт), і т.д., специфікація WTX описує архітектуру
Flex Slot - в якомусь сенсі, AMR для робочих станцій. Flex Slotпризначений для поліпшення зручності обслуговування, надання додатковоїгнучкості розробникам, скороченню виходу материнської плати на ринок.
Виглядає Flex Slot карта приблизно так: рис. 2

На подібних картах можуть розміщуватися будь-які PCI, SCSI або IEEE 1394контролери, звук, мережевий інтерфейс, паралельні і послідовніпорти, USB, засоби для контролю за станом системи.

Зразки WTX плат повинні з'явитися в районі червня, а серійні зразки --у третьому кварталі 1999 року.

FlexATX

І нарешті, подібно до того, як з ідей, закладених в Baby AT і LPXз'явився ATX, так само розвитком специфікацій microATX і NPX стала появаформ-фактора FlexATX. Це навіть не окрема специфікація, а всього лишедодаток до специфікації microATX. Дивлячись на успіх iMac, в якому, засуті, нічого нового крім зовнішнього вигляду і не було, виробники PC вирішилитакож піти цим шляхом. І першим став саме Intel, в лютому на Intel
Developer Forum оголосив FlexATX - материнську плату, за площеювідсотків на 25-30 меншу, ніж microATX.

Теоретично, з деякими доробками, FlexATX плата може бутивикористана в корпусах, які відповідають специфікаціям ATX 2.03 абоmicroATX 1.0. Але для сьогоднішніх корпусів плат вистачає і без цього, мовайшла саме про чудернацьких пластикових конструкціях, де і потрібна такакомпактність. Там, на IDF, Intel і продемонстрував кілька можливихваріантів подібних корпусів. Фантазія дизайнерів розгулялася на славу --вази, піраміди, дерева, спіралі, яких тільки не було запропоновано.
Кілька оборотів з специфікації, щоб поглибити враження:
«Естетичне значення», «більше задоволення від володіння системою».
Непогано для опису форм-фактора материнської плати PC?

Flex - на те він і flex. Специфікація надзвичайна гнучка, і залишає нарозсуд виробника безліч речей, які перш за строгоописувалися. Так, виробник сам буде визначати розмір і розміщенняблоку живлення, конструкцію карти введення/виводу, перехід на новіпроцесорні технології методи досягнення низькопрофільного дизайну.
Практично, більш-менш чітко визначені тільки габарити - 9 х 7.5''.
До речі, з приводу нових процесорних технологій - Intel на IDFдемонстрував систему на FlexATX платі з Pentium III, що аж доосені поки заявлений тільки як Slot-1, у специфікації підкреслюється, що
FlexATX плати тільки для Socket процесорів ...

2. Шина AGP (Accelerated Graphic Port)

Поява різних там 3D прискорювачів призвело до того, що руба посталопитання: що робити? Або збільшувати кількість дорогою пам'ятібезпосередньо на відеокарті, або зберігати частину інформації в дешевійсистемної пам'яті, але при цьому яким-небудь чином організувати до неїшвидкий доступ.

Як це практично завжди буває в комп'ютерній індустрії, питання вирішенене був. Здавалося б, ось вам просте рішення: переходьте на 66 --мегагерцовим 64-розрядну шину PCI з великою пропускною здатністю, такні ж. Intel на базі того ж стандарту PCI R2.1 розробляє нову шину -
AGP (R1.0, потім 2.0), яка о?? личать від свого "батька" в наступному:

1. шина здатна передавати два блоки даних за один 66 MHz цикл (AGP

2x);

2. усунена мультиплексування ліній адреси і даних (нагадаю, що в

PCI для здешевлення конструкції адреса і дані передавалися по одних і тих же лініях);

3. подальша конвейеризації операцій читання/запису, на думку розробників, дозволяє усунути вплив затримок в модулях пам'яті на швидкість виконання цих операцій.

У результаті пропускна здатність шини була оцінена в 500 МВ/сек, іпризначалася вона для того, щоб відеокарти зберігали текстури в системнійпам'яті, відповідно мали менше пам'яті на платі, і, відповідно,дешевшали.

Парадокс у тому, що відеокарти все-таки вважають за краще мати БІЛЬШЕпам'яті, та МАЙЖЕ НІХТО не зберігає текстури в системній пам'яті, оскількитекстур такого обсягу поки (підкреслюю - поки що) практично немає. При цьому всилу здешевлення пам'яті взагалі, карти особливо й не дорожчають. Однакпрактично всі вважають, що майбутнє - за AGP, а бурхливий розвитокмультимедіа-додатки (особливо - ігор) може швидко привести до того,що текстури перестануть влазити і в системну пам'ять. Тому має сенс,особливо не вдаючись у технічні подробиці, розповісти, як же це всепрацює.
Отже, почнемо з початку, тобто з AGP 1.0. Шина має два основні режимироботи: Execute і DMA. У режимі DMA основною пам'яттю є пам'ять карти.
Текстура зберігаються в системній пам'яті, але перед використанням (той самийexecute) копіюються в локальну пам'ять карти. Таким чином, AGP дієв якості "тиловий структури", що забезпечує своєчасну "доставкупатронів "(текстур) на передній край (в локальну пам'ять). Обмін ведетьсяпослідовними великими пакетами.

У режимі Execute локальна і системна пам'ять для відеокарти логічнорівноправні. Текстура не копіюються в локальну пам'ять, а вибираютьсябезпосередньо з системною. Таким чином, доводиться вибирати з пам'ятівідносно малі випадково розташовані шматки. Оскільки системна пам'ятьвиділяється динамічно, блоками по 4К, в цьому режимі для забезпеченняприйнятного швидкодії необхідно передбачити механізм, що відображаєпослідовні адреси на реальні адреси 4-кілобайтні блоків усистемної пам'яті. Це нелегке завдання виконується з використаннямспеціальної таблиці (Graphic Address Re-mapping Table або GART),розташованої в пам'яті.

При цьому адреси, які не потрапляють в діапазон GART (GART range), незмінюються і безпосередньо відображаються на системну пам'ять або областьпам'яті пристрою (device specific range). На малюнку як такийобласті показаний локальний фрейм-буфер карти (Local Frame Buffer або LFB).
Точний вигляд і функціонування GART не визначені й залежать від керуючоїлогіки карти.

Шина AGP повністю підтримує операції шини PCI, тому AGP-трафікможе являти собою суміш чергуються AGP і PCI операційчитання/запису. Операції шини AGP є окремими (split). Цеозначає, що запит на проведення операції відділений від власне пересиланняданих.

Такий підхід дозволяє AGP-пристрою генерувати чергу запитів,не чекаючи завершення поточної операції, що також підвищує швидкодіюшини.

У 1998 році специфікація шини AGP отримала подальший розвиток - вийшов
Revision 2.0. У результаті використання нових низьковольтних електричнихспецифікацій з'явилася можливість здійснювати 4 транзакції (пересиланняблоку даних) за один 66-мегагерцовим такт (AGP 4x), що означаєпропускну здатність шини в 1GB/сек! Єдине, чого не вистачає дляповного щастя, так це щоб пристрій міг динамічно перемикатисяміж режимами 1х, 2х та 4х, але з іншого боку, це нікому й не потрібно.

Однак потреби і запити в області обробки відеосигналів всезростають, і Intel готує нову специфікацію - AGP Pro (в даний часдоступний Revision 0.9) - спрямовану на задоволення потребвисокопродуктивних графічних станцій. Новий стандарт не видозмінюєшину AGP. Основний напрямок - збільшення енергопостачання графічнихкарт. З цією метою в роз'єм AGP Pro додано нові лінії живлення.

Передбачається, що буде існувати два типи карт AGP Pro - High Power і
Low Power. Карти High Power можуть споживати від 50 до 110W. Природно,такі карти мають потребу в гарному охолодженні. З цією метою специфікаціявимагає наявності двох вільних слотів PCI з component side (сторони, наякій розміщено основні чіпи) карти.

При цьому дані слоти можуть використовуватися картою як додатковікріплення, для підведення додаткового харчування і навіть для обміну по шині
PCI! При цьому на використання цих слотів накладаються лишенезначні обмеження.
При використанні слотів для підведення додаткового харчування:
Не використовувати для харчування лінії VI/O;
Не встановлювати лінію M66EN (контакт 49В) в GND (що цілком природно,тому що це переводить шину PCI в режим 33 MHz).
При використанні слота для обміну по шині:
Підсистема PCI I/O повинна розроблятися під напругу 3.3V cможливістю функціонування при 5 V.
Підтримка 64-розрядного або 66 MHz режимів не потрібно.

Карти Low Power можуть споживати 25-50W, тому для забезпеченняохолодження специфікація вимагає наявності одного вільного слота PCI.

При цьому всі retail-карти AGP Pro повинні мати спеціальну накладкушириною відповідно в 3 або 2 слота, при цьому карта набуває виглядудосить страхітливий.

При цьому в роз'єм AGP Pro можна встановлювати і карти AGP.

3. Registered DIMM SDRAM

Я думаю, що всі знають, що модулі оперативної пам'яті звичайногокомп'ютера вставлена в роз'єми SIMM або DIMM. Є також ще поки малопоширені RIMM, ну а про RDIMM зовсім мало, що чути.

Для початку треба сказати, що розробником пам'яті стандарту RDIMMє IBM та Intel. Модулі пам'яті для RDIMM SDRAM підтримуються чіпсетом
BX, відповідають специфікації PC-100 і є вдосконаленими, аточніше реєстрових (Registered) DIMM SDRAM. Основна відмінність від RDIMMзвичайних DIMM SDRAM полягає в пропускної здатності (bandwith): 800 і
1600 Мбайт/сек (остання цифра особливо подобається, тому що перші вженаступають на п'яти потужні 3D-додатки) і називаються соответсвенно SDR
(Single Data Rate) і DDR (Dual Data Rate) RDIMM SDRAM. Не плутати DDR SDRAMз DR DRAM (відрізняється роботою на чаcтототе до 800 MHz, вийде в 2 кварталіі буде дорожче за рахунок обов'язкового ліцензування).

Отже, IBM анонсувала модулі такої пам'яті об'ємом 256 Мбайт,зробленої по технології 0.20 мкм і мають щільність чіпів в 4 рази більше,ніж у звичайних, що зробило можливим створення буферізірованного 256
Мбайтного модуля пам'яті. До речі, за заявою тієї ж IBM немає ніякихперешкод для збільшення щільності запису в 8 разів вище звичайної, а значить,є теоретичні можливість створення буферізірованних 512 Мбайтнихмодулів.

З таблиці ми бачимо, що SDR є спрощеним варіантом DDR RDIMM
SDRAM. Особливості DDR полягають в наступному:
Робота на частоті 125, 133 і 143 MHz за 2, 2,5 і 3 такту (CAS latency = 3),залежно від різновиду модулів
Однотактовое формування сигналу RAS (Signal-pulsed RAS interface)
Вбудований блок DLL (Delay Locked Loop), що синхронізує висновокінформації з частотою її введення
Можливість відключення блоку DLL через функцію розширеного режимуреєстрування (наприклад для економії живлення)
Подвоєна швидкість обміну даних (DDR)
Двонаправлений потік даних
Повна синхронізація
Програмований тип і довжина переривань
Переривання операцій читання (спеціальної командою переривання) та запису.
Зміна операцій здійснюється послідовно
Чотири банку (Bank) пам'яті
Здатність роботи при зниженому споживанні харчування
Операції читання і запису виконуються за 4 і 8 циклів (відповідно),операція контролю витрачає подвійну кількість циклів навідповідну операцію
Довільний доступ до стовпців (у пам'яті)
Режим очікування та режим зниженого харчування
4096/8192 циклів оновлення для 64 і 256 мб модулів
Автоматичні, контрольовані команди дозарядки (Automatic and controlledprecharge command). Енергія, що подається на модуль пам'яті може бутинеоднаковою.
Вольтаж: 3,3 В

Даний набір характеристик не є остаточним перелікомхарактеристик DDR SDRAM для RDIMM, а тому може бути модифікований вмайбутніх стандартних DDR SDRAM, проте завдяки таким нововведенняотримуємо: проускная спроможність на пін складає 200 Мбайт (200Мбайт/пін).

4. Нові технології пам'яті: DDR SDRAM

Вже давно, ще з часів 486 процесорів, відставання швидкостісистемної шини PC від швидкості швидкі CPU дедалі збільшувалася.
Саме тоді Intel вперше відмовився від частоти процесорів, синхронної зчастотою системної шини, і застосував технологію множення частоти FSB. Цейфакт відбився навіть у назві - 486DX2. Хоча частота системної шинизалишилася тією ж, незважаючи на назву, продуктивність процесоравиросла майже вдвічі.

Надалі розбрід в тактовою частотою різних системнихкомпонентів тільки збільшувався: у той час, як частота системної шинизросла спочатку до 66 МГц, а потім і до 100, шина PCI залишилася все на тихж давніх 33 МГц, для AGP стандартною є 66 МГц і т.д. Шина пам'яті ждо самого останнього часу залишалася синхронної з системною шиною
(назва зобов'язує - Synchronous DRAM, SDRAM). - Так з'явилисяспецифікації PC66, потім PC100, потім, з дещо більшимиорганізаційними зусиллями, PC133 SDRAM.

Однак за той час, за який частота шини пам'яті збільшилася натретину і, відповідно, на стільки ж зросла її пропускна здатність
(з 800 Мбайт/с до 1,064 Мбайт/с), частота процесорів збільшилася в два зполовиною рази - з 400 МГц до 1 ГГц. Спостерігається певний дисбаланс, нетак? Пропускна здатність PC133 SDRAM становить лише 1,064 Мбайт/с,тоді як сьогоднішнім PC потрібно принаймні: 1 Гбайт/с дляпроцесора з частотою системної шини 133 МГц, стільки ж - для графічноїшини AGP 4X, 132 Мбайт/с для 33 МГц шини PCI. Тобто, близько 2.1 Гб/с --як і говорилося тільки що, дисбаланс більш ніж у два рази.

Однак подальше збільшення частоти SDRAM при сучасному технічномурівень оснащення її виробників неможливо: вже 166 МГц SDRAM виходитьзанадто дорогою, особливо з урахуванням сьогоднішніх обсягів оперативної пам'яті в
PC. Цей момент зіграв не надто приємну жарт з Direct Rambus DRAM. У тойже час відмовлятися від синхронізації шини пам'яті із системною шиною поряду причин не хотілося б.

Технології, що намагаються залатати SDRAM шляхом додавання кешу SRAM,зразок ESDRAM, або ж шляхом оптимізації її роботи, на зразок VCM SDRAM, недопомогли. На виручку прийшла популярна останнім часом у компонентах PCтехнологія передачі даних одночасно по двох фронтах сигналу, коли заодин такт передаються відразу два пакети даних. У випадку з використовуваноїсьогодні 64-біт шиною - це два 8-байтних пакету, 16 байти за такт. Або, ввипадку з тією ж 133 МГц шиною, вже не 1,064, а 2,128 Мбайт/с. Ті самі 2.1
Гбайт/с, що і потрібні для сьогоднішніх PC.
Причому за ціною, що мало відрізняється від звичайної 133 МГц пам'яті: технологія таж (включаючи методику упаковки чіпів - TSOP, не microBGA, як у RDRAM),обладнання - те ж, енергоспоживання, практично не відрізняється від
SDRAM, площа чіпа відрізняється лише на кілька відсотків. Саме цепоєднання доступності з вимагається на сьогоднішній день продуктивністюі зацікавило в першу чергу прагматичну індустрію DRAM - точно такж свого часу вони вибирали PC66, PC100, PC133 ...

Однак на відміну від цих специфікацій, в назву яких входилатактова частота шини пам'яті, так само, як і на відміну від специфікації
Direct Rambus DRAM, де за основу береться результуюча частота (тактовачастота, помножена на ті ж два пакети на такт, що і у DDR SDRAM) -
PC600, PC700, PC800, компанії, які розробляли DDR SDRAM, а точніше,маркетингові відділи цих компаній, обрали ту систему (пам'ятаєте мультфільмпро відносність одиниць вимірювання - 48 папуг?), яка дозволилаотримати максимальну цифру в назві - вони вибрали пікову пропускнуздатність і отримали PC1600 для 100 МГц і PC2100 для 133 МГц чіпів DDR
SDRAM.

Втім, ця система назв придумана зовсім недавно, хоча чіпи DDR
SDRAM виробляються вже досить давно: зразки 64 Мбіт чіпів з'явилисямайже два роки тому - в середині 1998 р. Саме на той час, в грудні
1998 р., коли Intel вже тривалий час підтримував RDRAM, схваленавідкрита специфікація DDR SDRAM, що не вимагає від виробників,що використовують її, жодних ліцензійних відрахувань. Як і у випадку з PC133
SDRAM, основними прихильниками нової специфікації виступили IBM і VIA, дотой час чітко орієнтувалися на альтернативні RDRAM архітектури.
Декількома місяцями по тому, у травні, схвалена специфікація 184-контактнихмодулів DIMM, а також закінчена робота над специфікацією DDR SGRAM.

Приблизно через півтора року DDR SDRAM доведений до стадії, коливиробники DRAM в змозі почати його комерційне виробництво
-з'явилися вже зразки 133 МГц 64 Мбіт чіпів DDR SDRAM, відповідніспецифікації PC2100 та готові до початку виробництва. Однак першими чіпи
DDR використовували аж ніяк не виробники модулів пам'яті. Виробникамвідеокарт простіше - на карті вони в праві застосовувати що завгодно, лише б навихід був стандартний сигнал. Та й ширина шини пам'яті все ж таки завжди булавузьким місцем скоріше для графічних чіпів, ніж для центральних процесорів.
Так що, виробники відеокарт набагато раніше скористалися що з'явиласяв графічних чіпах підтримкою DDR SDRAM/SGRAM.- Вже через кількамісяців після виходу першого такого чіпа, GeForce 256, з'явилися карти з
DDR SDRAM і SGRAM чіпами на борту.
Стандартної швидкістю чіпів для першої хвилі DDR плат стали 150 і 166 МГц
(результуюча частота - 300 і 333 МГц відповідно, пропускназдатність шини, з урахуванням 128-біт розрядності - 4.8 та 5.2 Гбайт/с). Можназ великою впевненістю припустити, що осіннє покоління графічнихчіпів буде орієнтуватися на 183 МГц чіпи (366 МГц, 6 Гбайт/с), а в 2001р. ми побачимо масовий вихід відеокарт з 200 МГц (400 МГц, 6.4 Гбайт/с).

Результат заміни SDRAM/SGRAM на їх удвічі більше швидкий аналогів незабарився. Продуктивність карт на системах з потужнимцентральним процесором при використанні додатків, що надають помітнунавантаження саме на шину пам'яті (наприклад 32-біт колір), зростає допівтора разу.

Оцінюючи відому на сьогодні інформацію про плани розробниківграфічних чіпів на найближчий рік, можна констатувати безперечну перемогу
DDR над RDRAM. Після того як Intel зі своїм i740 успішно просунув AGP івідмовився від подальших спроб прямого впливу в цій галузі, ситуацією,на щастя, управляє ринок. Дорогий RDRAM виявився нікому не потрібний, тимбільше, що 128-біт шина пам'яті виводить DDR SDRAM по продуктивності навітьвперед двоканального RDRAM.
А ось з модулями пам'яті DIMM DDR SDRAM положення дещо інше: їхнязатребувати нікому - все питання став за чіпсетами, що володіютьпідтримкою цього типу пам'яті і, відповідно, за материнськими платами набазі цих чіпсетів. Перший призначений для користувача чіпсет, що володіє підтримкоюцього типу пам'яті, очікувався від VIA спочатку восени 99 р., потім взимку 2000,навесні ... Але начебто, нарешті, очікування підходить до кінця. Вже в другомукварталі повинен вийти перший чіпсет VIA, що володіє підтримкою DDR SDRAM -
Apollo Pro266.

Ко все тієї ж 133 МГц системній шині і AGP 4X додасться підтримка DDR
SDRAM, а також V-Link - нової, прискореної шини обміну інформацією міжпівнічним і південним мостами чіпсета, що забезпечує пропускну здатність 266
Мбайт/с (в два рази швидше стандартної PCI). Крім того, очікується, щопідтримка двопроцесорних конфігурацій, вбудована ще в Apollo Pro133A,стане офіційною.

Трохи пізніше, у третьому кварталі, очікується вихід варіанту Apollo Pro266з інтегрованим відеоядром PM266. Причому, на відміну від PM133 з кволенькіза мірками третього кварталу Savage4, в цей чіпсет буде вбудований вАріант
Savage2000 (GX4C). Його продуктивності для дешевих систем, що єнішевим ринком для інтегрованих чіпсетів, повинна бути більш ніждостатньо.

І в останньому кварталі 2000 р. має вийти перший серверний чіпсет
VIA, PX266V. Поки про нього відомо мало, за винятком того, що тамочікується підтримка до 4 процесорів і подвійна шина V-Link: до південного мостуі до підсистеми 64-бит 66 МГц PCI.

На другу половину цього року запланований вихід і DDR чіпсета для
Athlon - KX266, за своїми можливостями аналогічного своєму побратиму для
Pentium III - Apollo Pro266. Але про всяк випадок, AMD вважала за краще зновупідстрахуватися, випустивши в третьому кварталі свій чіпсет з підтримкою DDR
SDRAM - AMD 760. Очікується підтримка нової частоти системної шини EV6 - 133
МГц (266 МГц), природно, 133 МГц PC2100 DDR SDRAM, ATA100. Незабаром після
AMD 760 повинен послідувати мультипроцесорні AMD 770 з аналогічнимипараметрами.

Якщо вже зайшла мова про мультипроцесорних чіпсетах, розрахованих насерверні платформи, то не можна не згадати ще двох гравців на цьому ринку:
Samsung зі своїм Caspian, які розробляються спільно з AMD, і ServerWorks зсвоєю лінійкою ServerSet, яка повинна обзавестися DDR SDRAM чіпсетом дляпроцесорів Intel вже в першій половині цього року.
З огляду на такі фактори як вартість RDRAM, різницю в продуктивності
RDRAM і DDR SDRAM і падіння продуктивності підсистеми пам'яті RDRAM призбільшення обсягу пам'яті, переважна більшість виробників серверівмає намір віддати перевагу DDR SDRAM перед RDRAM. З цим бажанням змушенийрахуватися навіть Intel, який у своєму наступному серверних чіпсеті під x86
(i870) планує підтримувати саме DDR SDRAM. Та й крім Intel на ринкусерверних чіпсетів буде достатньо охочих підтримати DDR - крімнезалежних розробників, на цьому ринку виступлять і самі виробникисерверів, що розробляють чіпсети під свої системи - IBM, NEC ...

Кварталом пізніше виходу відповідних чіпсетів, очікуються материнськіплати на них. Так що перший плати, що дозволяють використовувати модулі DDR
SDRAM, повинні вийти вже в третьому кварталі 2000 р. І саме ці тимчасовірамки зазначені в планах різних виробників материнських плат. Першим ієдиною незручністю для їх користувачів повинен стати новий форм -фактор модулів DIMM.

На жаль, ніщо на світі не дається даром і збільшення пропускноїздатності пам'яті вдвічі супроводжується зміною форм-фактора модулів.
При збереженні тих же розмірів модуля кількість контактів збільшилася з 168 до
184. Змінилося положення ключа не дозволить вставити модулі DIMM DDR
SDRAM в сьогоднішні роз'єми DIMM.
Тепер про перспективи. Стандарт модулів DIMM DDR SDRAM припускаєвикористання до 200 МГц чіпів, з результуючої частотою 400 МГц іпропускною здатністю 3.2 Гбайт/с - як у двоканального Direct Rambus
DRAM. З того моменту, коли DDR SDRAM вичерпає свої можливості, в 2003 р.повинен стартувати DDR-II.

Швидкість DDR-II чіпів, як передбачається, розпочнеться з 100 МГц, але зарахунок того, що буде передаватися 4 пакети даних за такт, їхня пропускназдатність також повинна склав 3.2 Гбайт/с. З огляду на таку технологіюроботи (передачу