Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
Группы сигналов процессоров Core i7 (типы выполняемых ими функций, технологии и спецификации).
Переход на современные сигнальные протоколы сопряжен с большими проблемами технологического характера. Пониженное напряжение питания означает переход на другую норму производства кристаллов. Необходима специализированная аппаратура для контроля над операциями, осциллографы для снятия тайминговых характеристик новых чипов и специальные имитаторы критических условий.
В табл. 1 сигналы процессора Core i7 сгруппированы по типам выполняемых функций, технологий и спецификаций. Буферный тип указывает технологию, которая используется для передачи сигналов. Есть сигналы которые имеют согласующее сопротивление (ODT). Есть некоторые сигналы, которые не имеют ODT и должны быть терминированы на плате. Сигналы, которые имеют ODT, перечислены в табл. 2.
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
ACPI
ACPI (Advanced Configuration and Power Interface — усовершенствованный интерфейс управления конфигурацией и питанием) — открытый промышленный стандарт, впервые выпущенный в декабре 1996 года и разработанный совместно компаниями HP, Intel, Microsoft, Phoenix и Toshiba, который определяет общий интерфейс для обнаружения аппаратного обеспечения, управления питанием и конфигурации материнской платы и устройств. Спецификация 2.0 была представлена в сентябре 2000 года. Она распространяется на более широкий спектр компьютеров, включая корпоративные серверы, настольные системы и ноутбуки. Кроме того, в ACPI 2.0 добавлена поддержка 64-разрядных микропроцессоров для серверов, поддержка различных типов памяти, устройств PCI и PCI-X. Версия спецификации 3.0b была выпущена 10 октября 2006 года.
На настоящий момент версией спецификации ACPI является версия 5.0, выпущенная 6 декабря 2011 года.
Задача ACPI — обеспечить взаимодействие между операционной системой, аппаратным обеспечением и BIOS материнской платы. ACPI пришло на смену технологии APM (англ. Advanced Power Management).
Наиболее известной частью стандарта ACPI является управление питанием, имеющее два значительных усовершенствования по сравнению с предшествующими стандартами. Во-первых, концепция ACPI передаёт управление питанием операционной системе (ОS). Такая модель выгодно отличается от существовавшей до этого модели APM (Advanced Power Manager), в которой за управление питанием ответственен BIOS материнской платы, а возможности ОС в этом отношении сильно ограничены. В модели ACPI BIOS предоставляет операционной системе методы для прямого детализированного управления аппаратным обеспечением. Таким образом, ОС получает практически полный контроль над энергопотреблением.
Другая важная часть спецификации ACPI — это предоставление на серверах и настольных компьютерах таких возможностей по управлению питанием, которые до того были доступны только на портативных компьютерах. Например, система может быть переведена в состояние чрезвычайно низкого энергопотребления, в котором питание подается лишь на оперативную память (а возможно, и она находится без питания), но при этом прерывания некоторых устройств (часы реального времени, клавиатура, модем и т. д.) могут достаточно быстро перевести систему из такого состояния в нормальный рабочий режим (то есть «пробудить» систему).
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
Прямые и инверсные логические сигналы микропроцессорной технике.
В микропроцессорной технике применяются прямые и инверсные логические сигналы. В случае прямых сигналов логическому нулю соответствует низкий уровень сигнала, логической единице - высокий. В случае инверсных сигналов все наоборот. Инверсию сигналов обозначают разными способами: перед названием сигнала ставят знак "минус", над именем проводят черту, после имени ставят обратную косую черту или решетку. В данной статье используется последний способ. Управляющие сигналы обычно инверсные. Это так называемые L (Low)-активные сигналы, у которых активный уровень сигнала - низкий. Это нужно, чтобы: повысить помехозащищенность, которая у ТТЛ несимметричная. Входные токи стремятся подтянуть уровень к высокому, и в случае прямых H (High)-активных сигналов это действует согласно с помехой, чреватой ложными срабатываниями. При L-активных сигналах входной ток противодействует помехе. Особенно важно использовать L-активность для сигналов, передаваемых по кабелям. Кроме того, L(Low)-активные сигналы обеспечивают возможность нескольким источникам управлять одной и той же линией. L-активная линия "подтягивается" к высокому уровню резистором, а активный сигнал может вводить любой подключенный к ней вентиль с открытым коллектором (можно с тристабильным выходом). В компьютерах типа IBM PC принцип L-активности управляющих сигналов интерфейса был нарушен дважды: Н-активность имеют сигналы запросов аппаратных прерываний IRQx и каналов прямого доступа DRQx. Это привело к невозможности совместного использования линий прерываний и каналов DMA.
Обозначение и порядок бит и байт шин адреса/данных. В шине данных D0 обозначает самый младший бит LSB (Least Significant Bit), a D7 - старший бит байта - MSB (Most Significant Bit). Иногда в описании интерфейсов биты данных обозначаются как D1...D8, при этом младший бит - D1. На рисунках принято старший бит изображать слева, а младший - справа. Обозначение D[7:0] относится к группе сигналов D7, D6,..., D1, D0, a D[0:7] - к тем же сигналам, но в порядке естественной нумерации.
В двухбайтном слове, размещаемом в памяти, принят LH-порядок следования: адрес слова указывает на младший байт L (Low), а старший байт Н (High) размещается по адресу, на единицу большему. В двойном слове порядок будет аналогичным - адрес укажет на самый младший байт, после которого будут размещены следующие по старшинству. Этот порядок естествен для процессоров Intel. На рис. 1 показаны диапазоны и способы представления двоичных нуля и единицы.
Эффективность любого сигнального протокола состоит в конечных значениях логических уровней (напряжение, соответствующее логическому "0" и "1") и их дискретности (разности между уровнями логического "0" и "1"). Если на первый параметр влияет технология изготовления кристалла, то от второго параметра напрямую зависит быстродействие. Уменьшая напряжение логических уровней, мы добиваемся уменьшения потребляемой и рассеиваемой мощности. Уменьшая второй параметр, мы уменьшаем время, требуемое на переключение транзистора - следовательно, увеличиваем быстродействие.
Разделение сигналов на группы по логическим уровням способствует уменьшению влияния электромагнитной интерференции и повышению эффективности протокола. Например, технология Rambus основана на новом электрическом интерфейсе RSL (Rambus Signaling Levels), который дает возможность получить результирующую частоту 800 МГц и более, а также использовать стандартный CMOS-интерфейс сигналов ввода-вывода ядра ASIC. Высокоскоростной протокол сигналов RSL использует низковольтный перекос номинальных напряжений логического "0" (1,8В) и логической "1" (1,0В) с перекосом всего-навсего в 800 мВ.
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
Использование и особенности стандарта USB 3.0
Предыдущие версии USB (стандарта USB 1.1 и USB 2.0) обеспечивали скорость обмена от 12 Мбит/с до 480 Мбит/с соответственно. Интерфейс USB 2.0, представленный в 2000 г., был огромным шагом вперед по сравнению с предыдущей ревизией стандарта. Однако по прошествии 10 лет периферийные устройства, подключаемые к этой шине, настолько развились, что на сегодняшний день ее возможностей абсолютно недостаточно. Пришло время обновления - USB 3.0. Новая версия интерфейса USB 3.0 поддерживает полнодуплексный режим передачи данных, а пропускная способность возросла до 4,8 Гбит/с, то есть примерно в десять раз. Были улучшены возможности энергосбережения, но обратная совместимость с устройствами USB 2.0 и USB 1.1 сохранена.
SuperSpeed USB – это радикальное обновление стандарта. Стандарт SuperSpeed Universal Serial Bus (USB 3.0) предполагает десятикратное (до 4,8 Гбит/сек.) увеличение скорости передачи данных в сравнении с USB 2.0.
Таким образом пиковая производительность USB 3.0 - 5 Гбит/с, а это означает, что файл размером 25 Гб можно передать приблизительно за 70 секунд (у соединения USB 2.0 на то же задание уйдёт 14 минут). Поэтому SuperSpeed USB считают идеальным решением для массы задач, таких как копирование больших изображений, видео или резервирование данных на внешний носитель.
Стандарт USB 3.0 предлагает нам более оптимизированное энергетическое управление и полную совместимость с USB 2.0. Новые возможности по управлению питанием SS (superspeed) устройств и уровнем общения с ними, делают возможной ситуацию, когда хост и девайс могут договориться о том, как бы им вместе с компьютером впасть "в спячку", и как вообще «внешний девайс» относится к понижению мощности в данный момент? В новом протоколе SS существует даже некое понятие роутинговой информации в пакетах (чтобы не бегать ко всем устройствам через хаб). В USB 3.0 внесены изменения в протокол опроса, благодаря чему контроллер не станет беспрерывно обращаться к подключённому устройству в ожидании передачи данных и тратить зря энергию. Вместо этого сами устройства будут посылать сигнал, когда инициирована операция передачи.
Все же, в первую очередь, новый стандарт разрабатывался для устройств категории "sync-and-go", то есть для мобильных телефонов, плееров и внешних накопителей. Среди первых продуктов с его поддержкой будут и внешние накопители, для которых существующий интерфейс уже накладывает ряд ограничений. Кроме того, USB 3.0 может использоваться для трансляции HD-видео.
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
Архитектура Kaby Lake (Intel).
Согласно планам Intel, в мобильной сфере на смену Skylake придёт новая архитектура Kaby Lake (в третьем квартале текущего года и несколько позднее — в настольном секторе). А вот 10-нм чипов Cannonlake придётся ждать ещё год: они тоже появятся в третьем квартале, но в 2017 году. Платформа Skylake дебютировала в третьем квартале 2015 года и была приурочена к выпуску новой операционной системы Microsoft Windows 10. Сейчас есть огромное количество решений на базе Skylake, от сверхэкономичных до оверклокерских, но в случае с Cannonlake Intel планирует ещё более увеличить масштабируемость платформы: базовые принципы архитектуры будут одними и теми же у самых экономичных процессоров с теплопакетом 4,5 ватта и у мощных серверных Xeon для многопроцессорных систем.
Сейчас Intel, несомненно, доминирует на рынке производительных процессоров, но, согласно имеющимся данным, компания хочет начать обновление процессорных линеек уже в третьем квартале этого года. Мобильная версия Kaby Lake будет представлена в составе ноутбуков, ультрабуков и решений класса «два в одном». Как мобильные, так и настольные процессоры Kaby Lake (рис. 1,2) будут иметь несколько линеек: Kaby Lake U, Kaby Lake Y, Kaby Lake H и Kaby Lake S. Не исключены и иные варианты, такие как Skylake-C (см. табл. 1).
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
Технология SMART.
Для повышения надежности большинство производителей применяют в жестких дисках различные технологии в том числе и варианты технологии SMART. Обычно предусматривается автоматическая проверка целостности данных, состояния поверхности пластин, пере¬нос информации с критических участков на нормальные и другие операции без участия пользователя. В случае нарастания фатальных ошибок программа своевременно выдаст сообщение о необходимости принятия срочных мер по спасению данных. Основные положения SMART были согласованы несколько лет назад с участием всех крупных производителей дисков и компьютеров. Для анализа надежности жесткого диска используются две группы параметров. Первая характеризует параметры естественного старения жесткого диска:
- число циклов включения/выключения диска;
- накопленное число оборотов двигателя за время работы;
- количество перемещений головок
Вторая группа параметров характеризует текущее состояние накопителя:
- высота головки над поверхностью диска;
- скорость обмена данными между дисками и буфером (кэш-памятью);
- количество переназначений плохих секторов (когда вместо испорченного сектора подставляется свободный исправный);
- количество ошибок поиска;
- количество операций перекалибровки;
- скорость поиска данных на диске и др.
Обычно вся информация записывается на служебных дорожках, недоступных аппаратным и программным средствам общего применения.
SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology - технология самотестирования, анализа и отчетности) - это новый промышленный стандарт, описывающий методы предсказания появления ошибок жесткого диска. При активизации системы SMART жесткий диск начинает отслеживать определенные параметры, чувствительные к неисправностям накопителя или указывающие на них. На основе отслеживаемых параметров можно предсказать сбои в работе накопителя. Если на основе отслеживаемых параметров вероятность появления ошибки возрастает, SMART генерирует для BIOS или драйвера операционной системы отчет о возникшей неполадке, который указывает пользователю на необходимость немедленного резервного копирования данных до того момента, когда произойдет сбой в накопителе.
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
3D XPoint - новый тип памяти.
Компании Intel и Micron совместными усилиями создали новый тип системы хранения данных, который в одну тысячу раз быстрее самой передовой памяти NAND Flash.
Новый тип памяти, получивший название 3D XPoint, показывает скорости чтения и записи в тысячу раз превышающие скорость обычной памяти NAND, а также обладает высокой степенью прочности и плотности. Новая память в десять раз плотнее чипов NAND и позволяет на той же физической площади сохранять больше данных и при этом потребляет меньше питания. Intel и Micron заявляют, что их новый тип памяти может использоваться как в качестве системной, так и в качестве энергозависимой памяти, то есть, другими словами, ее можно использовать в качестве замены как оперативной RAM-памяти, так и SSD. В настоящий момент компьютеры могут взаимодействовать с новым типом памяти через интерфейс PCI Express, однако Intel говорит, что такой тип подключения не сможет раскрыть весь потенциал скоростей новой памяти, поэтому для максимальной эффективности памяти XPoint придется разработать новую архитектуру материнской платы.
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
Команды контроллеров жестких дисков для поддержки технологий S.M.A.R.T.
Технология S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology - технология самонаблюдения, анализа и сообщений) используется для предупреждения пользователей о возможном отказе устройства. Предсказание отказов осуществляется в результате контроля за выходом ряда параметров за некоторый предел. По технологии SMART осуществляют контроль следующих параметров : время разгона до номинальной скорости, время позиционирования головок, процент ошибок операций позиционирования, «высота полета» головок, производительность обмена с учетом числа повторов, количество использованных резервных секторов и т. п. Слежение может осуществляться в рабочем режиме on-line (одновременно с выполнением команд хоста при возможном некотором замедлении). Слежение в режиме off-line выполняется устройством в паузе между обычными командами без снижения производительности. Если во время выполнения этой процедуры придет внешняя команда, то мониторинг прервется на время исполнения команды (начало исполнения команды может задержаться на время до двух секунд). Значения атрибутов, за которыми ведется наблюдение, сохраняются в служебной области носителя.
Для непакетных устройств имеется команда SMART (пакетные используют для этих целей собственный протокол), подкоманды которой задаются через регистр свойств FR. Перед подачей команд в регистры CL и СН заносятся константы: CL=4Fh, CH=C2h. Из подкоманд SMART стандартизованы следующие:
SMART Read Data (FR=D0h) - чтение блока данных SMART. Блок данных (512 байт) имеет стандартную структуру, в нем содержатся следующие сведения:
- состояние мониторинга off-line: запускался ли, завершался ли успешно, прерывался ли и почему;
- состояние самотестирования (чем кончился предыдущий тест, тестирование выполняется в данный момент);
- время до завершения тестирования off-line;
- возможности тестирования off-line, поддержка журнала регистрации ошибок;
- рекомендуемое время, через которое имеет смысл запрашивать результат после запуска коротких и расширенных тестов;
- информация, специфичная для производителя.
Статья добавлена: 20.05.2019
Категория: Ремонт ПК
BIOS ROM c интерфейсом SPI
Когда в качестве носителя BIOS начали использовать микросхемы Flash ROM, допускающие перезапись содержимого без физического вмешательства в компьютер, то появилась возможность оперативной перезаписи (обновления) BIOS, и это привело к риску его случайного или преднамеренного искажения. Поэтому появились и новые методы защиты BIOS от несанкционированного искажения. Появились и новые типы микросхем Flash ROM и интерфейсы для их подключения.
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
Диски, использующие GPT, в нулевом секторе по-прежнему могут содержать обычную главную загрузочную запись (MBR), используемую для загрузки с этого диска операционной системы в том случае, если компьютер не соответствует спецификации UEFI.
Если возможность загрузки с таких компьютеров не требуется, вместо обычной («унаследованной» или «традиционной» — legacy, как называет её спецификация UEFI) MBR в нулевом секторе находится защитная MBR, предотвращающая уничтожение информации на диске при попытке использования с ним операционных систем и дисковых утилит, не умеющих работать с GPT.
Оба варианта MBR имеют одинаковый формат, полностью соответствующий традиционной MBR. В защитной MBR, однако, код начального загрузчика не используется, поскольку загрузка с такого диска может выполняться только на компьютерах, удовлетворяющих спецификации UEFI, и осуществляется не так, как на компьютерах без поддержки UEFI.
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
Волоконно-оптические технологии обеспечат эффективные внутренние и внешние соединения при разработке компьютеров следующего поколения.
Еще в 2006 году исследователи корпорации Intel представили уникальное устройство - первый в мире гибридный кремниевый лазер, работающий на базе обычного электрического напряжения, для изготовления которого использовались стандартные производственные процессы. Это делает возможным создание недорогих устройств на основе кремниевой фотоники, обладающих высокой пропускной способностью. Такие компоненты обеспечат эффективные внутренние и внешние соединения при разработке компьютеров следующего поколения. Ученым удалось объединить светоизлучающие способности фосфида индия со свойством кремния проводить свет и создать единый гибридный кристалл. При приложении напряжения свет генерируется элементами из фосфида индия и передается по кремниевому световоду, образуя непрерывный лазерный луч. Эта технология позволяет значительно снизить себестоимость за счет использования стандартных производственных процессов, применяемых в современной полупроводниковой индустрии. Появилась возможность создавать недорогие оптические шины с терабитовой пропускной способностью. Всего на одной кремниевой микросхеме можно будет разместить десятки, и даже сотни, гибридных кремниевых лазеров, а также других компонентов на базе кремниевой фотоники, что будет способствовать крупномасштабному проникновению оптических технологий в кремниевые платформы. Наступает эра микросхем на базе кремниевой фотоники с высокой степенью интеграции. В настоящее время исследования направлены на создание оптоэлектронных устройств с пропускной способностью на уровне 160 Гбит/с.
Главным новшеством в предложенной конструкции гибридного кремниевого лазера является применение материала на основе фосфида индия для излучения и усиления света, кремниевого световода, для передачи света, а также управления лазером. При изготовлении таких устройств используется низкотемпературная кислородная плазма для создания тонкой пленки окиси (толщиной около 25 атомов) на поверхностях обоих материалов. Если их нагреть и прижать друг к другу, слой окиси выполняет функции "прозрачного клея", обеспечивая сплавление этих материалов в единую систему. В момент приложения напряжения свет, излучаемый материалом на основе фосфида индия, проходит через слой окиси и попадает в кремниевый световод. Конструкция последнего имеет весьма существенное значение для обеспечения прозрачности для длины волны такого лазера. Гибридный лазер преодолел последний барьер на пути массового внедрения оптоэлектронных устройств на базе кремния. Гибридный лазер интегрирован с подложкой чипа и стал массовым устройством еще в 2011 году.
Над решением подобных проблем активно работают исследователи ведущих производителей чипов, и одной из первых компаний, о получении реального результата сообщила японская корпорация NEC, которая разработала новую технологию оптического межсоединения. Компания разработала базовую технологию, обеспечивающую возможность оптического соединения элементов LSI-чипа. Технология предполагает использование микрофотодиода, изготовленного на кремниевой подложке, миниатюрной усилительной схемы, оптического модулятора, волноводов и других элементов. Основной составной частью схемы является именно микрофотодиод, который обеспечивает чрезвычайно высокую реакцию на импульсы на частоте свыше 50 ГГц, и работает при напряжении смещения от 0 до +1 В. Усилительная схема имеет размеры всего несколько квадратных микрометров, что в тысячи раз меньше, нежели усилители напряжения, которых они призваны заменить.
Статья добавлена: 28.08.2017
Категория: Ремонт ПК
ТЕХНОЛОГИИ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЗВУКОВЫХ КАРТ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ.
Диапазон звуковых частот, который способен слышать человек в очень большой степени зависит от индивидуальных особенностей конкретного человека, его возраста, накопленного опыта распознавания звуков, постоянного общения со звуком. В среднем человек воспринимает звук в диапазоне 20 – 20000 Гц.
Колебания очень низкой частоты (инфразвук) воздействуют на человека, хотя он их не слышит, а многие животные слышат инфразвук (особенно собаки). Органы слуха у человека стереофонические, т. е. правое и левое ухо воспринимают звук независимо, поэтому человек способен выделять нужный звуковой сигнал и определять направление на источник сигнала. Человек воспринимает без болевых ощущений звук громкостью до 120 дБ, а при 150 дБ происходит повреждение органов слуха. На частоте звука 10 Гц порог слышимости равен 40дБ, а на частоте 10 кГц – 20 дБ. Наукой установлено, что человек определяет направление на источник звука примерно по одиннадцати параметрам, а современные звуковые технологии объемного звука имитируют только три из них. В реальной звуковой обстановке присутствуют эффекты искажающие звук: эхо, реверберация, поглощение и др. Современные технологии трехмерного звука лишь в небольшой степени способны моделировать эти процессы. Вся музыкальная культура построена на использовании гармонических колебаний (в основном реальный звук состоит из гармоник). В музыке интервал изменения основного тона нотного ряда в два раза обозначили термином «октава» (например, нота «до» второй октавы звучит на удвоенной частоте ноты «до» первой октавы). Средний человек воспринимает диапазон в 10 октав. За счет гармонических колебаний формируется полный частотный диапазон практически всех музыкальных инструментов. При обработке звука (даже цифровыми методами) неизбежно вносятся гармонические искажения в исходный сигнал. На компьютере обработка звука ведется цифровыми методами, так как обеспечить практически стопроцентную повторяемость звука от любой копии записи, можно только на цифровых устройствах, но, в конечном счете, самая сложная цифровая обработка звука заканчивается формированием аналогового сигнала, который превращают в звук. Исходный звук оцифровывают методом импульсно-кодовой модуляции (PCM - Pulse Code Modulation), при котором, например, с частотой дискретизации (принятой для CD-ROM) 44100 Гц в цифровом виде (16 двоичных разрядов обеспечивают охват диапазона 0 - 96 дБ) регистрируется текущая амплитуда звуковой волны.
Уровень шумов дискретизации SNR (Signal/Noise Ratio) обычно равен 65-77 дБ и очень сильно зависит от формы и спектра оцифровываемого сигнала. Алгоритм обработки звуковых сигналов в мозге человека очень сложен, существующий метод сжатия, используемый в формате записи звука MPEG Audio Layer 3, упрощенно иммитирует итоговый результат работы мозга при обработке звука.
Звуковые карты.
На рис. 1 показана блок-схема современной звуковой компьютерной карты для обработки звука с интерфейсом РСI.
Версия сайта для слабовидящих
