ماذا يؤثر ناقل المعالج. حافلات الكمبيوتر الشخصي

تتفاعل المكونات الموجودة داخل الكمبيوتر مع بعضها البعض بطرق مختلفة. تتفاعل معظم المكونات الداخلية ، بما في ذلك المعالج وذاكرة التخزين المؤقت والذاكرة وبطاقات التوسيع وأجهزة التخزين مع بعضها البعض باستخدام واحد أو أكثر إطار العجلة(الباصات).

الحافلة في أجهزة الكمبيوتر هي قناة يتم من خلالها نقل المعلومات بين جهازين أو أكثر (عادةً ما يتم استدعاء ناقل يربط جهازين فقط ميناء- ميناء). عادةً ما يكون للحافلة نقاط وصول ، أو مواقع ، يمكن للجهاز الاتصال بها لجعل نفسه جزءًا من الناقل ، ويمكن للأجهزة الموجودة على الناقل إرسال معلومات إلى أجهزة أخرى وتلقي المعلومات من الأجهزة الأخرى. يعتبر مفهوم الإطار عامًا تمامًا لكل من "داخل" الكمبيوتر الشخصي والعالم الخارجي. على سبيل المثال ، يمكن اعتبار اتصال الهاتف في المنزل بمثابة حافلة: يتم نقل المعلومات من خلال الموصلات في المنزل ، ويمكنك الاتصال بـ "حافلة" عن طريق تركيب مقبس هاتف وتوصيل الهاتف والتقاط الهاتف. يمكن لجميع الهواتف الموجودة في الحافلة مشاركة المعلومات ، أي خطاب.

هذه المادة مخصصة لإطارات أجهزة الكمبيوتر الحديثة. أولاً ، تتم مناقشة الإطارات وخصائصها ، ثم تتم مناقشة أجهزة الكمبيوتر الأكثر شيوعًا في العالم بالتفصيل. حافلات I / O(ناقل الإدخال / الإخراج) ، ويسمى أيضًا حافلات التوسع(حافلات التوسع).

وظائف وخصائص الإطارات

حافلات الكمبيوتر الشخصي هي "المسارات" الرئيسية للبيانات الموجودة على اللوحة الأم. الشيء الرئيسي هو نظام الحافلات(ناقل النظام) الذي يربط المعالج وذاكرة الوصول العشوائي الرئيسية. في السابق ، كانت تسمى هذه الحافلة محلية ، وفي أجهزة الكمبيوتر الحديثة كانت تسمى الإطارات الأمامية(الحافلة الأمامية - FSB). يتم تحديد خصائص ناقل النظام بواسطة المعالج ؛ يبلغ عرض ناقل النظام الحديث 64 بت ويعمل بسرعة 66 أو 100 أو 133 ميجاهرتز. تخلق إشارات هذا التردد العالي ضوضاء كهربائية ومشاكل أخرى. لذلك ، يجب تقليل التردد حتى تصل البيانات بطاقات التوسع(بطاقة التوسع) ، أو محولات(محولات) ومكونات أخرى بعيدة.

ومع ذلك ، كانت أجهزة الكمبيوتر الأولى تحتوي على ناقل واحد فقط ، والذي تمت مشاركته بواسطة المعالج وذاكرة الوصول العشوائي ومكونات الإدخال / الإخراج. تعمل معالجات الجيل الأول والثاني بمعدلات منخفضة على مدار الساعة ، وكانت جميع مكونات النظام قادرة على دعم معدل الساعة هذا. على وجه الخصوص ، سمحت هذه البنية بتوسيع سعة ذاكرة الوصول العشوائي باستخدام بطاقات التوسيع.

في عام 1987 ، قررت شركة Compaq فصل ناقل النظام عن ناقل الإدخال / الإخراج حتى يتمكنوا من العمل بسرعات مختلفة. منذ ذلك الحين ، أصبحت هذه البنية متعددة الحافلات هي المعيار الصناعي. علاوة على ذلك ، تحتوي أجهزة الكمبيوتر الحديثة على العديد من حافلات الإدخال / الإخراج.

التسلسل الهرمي للحافلات

يحتوي الكمبيوتر الشخصي على تنظيم هرمي لمختلف الحافلات. تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر الحديثة على أربعة إطارات على الأقل. يتم تفسير التسلسل الهرمي للناقل من خلال حقيقة أن كل ناقل يتحرك أبعد وأبعد عن المعالج ؛ يتصل كل ناقل بالمستوى الأعلى ، ويجمع بين المكونات المختلفة لجهاز الكمبيوتر. عادة ما يكون كل ناقل أبطأ من الناقل فوقه (لسبب واضح - المعالج هو أسرع جهاز في الكمبيوتر):

• ناقل ذاكرة التخزين المؤقت الداخلي:إنه أسرع ناقل يربط المعالج وذاكرة التخزين المؤقت الداخلية L1.
• نظام الحافلات:هذا هو ناقل نظام المستوى الثاني الذي يربط نظام الذاكرة الفرعي بمجموعة الشرائح والمعالج. في بعض الأنظمة ، يكون المعالج وناقلات الذاكرة متماثلين. حتى عام 1998 ، كانت هذه الحافلة تعمل بسرعة (تردد ساعة) 66 ميجاهرتز ، ثم تمت زيادتها إلى 100 ميجاهرتز وحتى 133 ميجاهرتز. تحتوي معالجات Pentium II والإصدارات الأعلى على بنية بها مزدوج مستقل الحافلة(الحافلة المستقلة المزدوجة - DIB) - يتم استبدال ناقل النظام الوحيد بحافلتين مستقلتين. واحد منهم للوصول إلى الذاكرة الرئيسية ويسمى الإطارات الأمامية(ناقل أمامي) ، والثاني للوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت L2 ويسمى الإطارات الخلفية(الحافلة الخلفية). يؤدي وجود حافلتين إلى زيادة أداء الكمبيوتر ، حيث يمكن للمعالج تلقي البيانات في وقت واحد من كلا الحافلين. في اللوحات الأم والشرائح من الجيل الخامس ، يتم توصيل ذاكرة التخزين المؤقت L2 بحافلة ذاكرة قياسية. لاحظ أن ناقل النظام يسمى أيضًا الحافلة الرئيسية(الحافلة الرئيسية) ، ناقل المعالج(ناقل المعالج) ، حافلة الذاكرة(حافلة الذاكرة) وحتى الحافلات المحلية(الحافلات المحلية).
• ناقل الإدخال / الإخراج المحلي:يتم استخدام ناقل الإدخال / الإخراج السريع هذا لتوصيل الأجهزة الطرفية السريعة بالذاكرة ومجموعة الشرائح والمعالج. يتم استخدام هذا الناقل بواسطة بطاقات الفيديو ومحركات الأقراص وواجهات الشبكة. أكثر نواقل الإدخال / الإخراج المحلية شيوعًا هي VESA Local Bus (VLB) و Peripheral Component Interconnect (PCI) bus.
• ناقل الإدخال / الإخراج القياسي:يتم توصيل ناقل الإدخال / الإخراج القياسي "المستحق جيدًا" بالحافلات الثلاثة المدروسة ، والتي تُستخدم للأجهزة الطرفية البطيئة (الماوس ، والمودم ، وبطاقات الصوت ، وما إلى ذلك) ، فضلاً عن التوافق مع الأجهزة القديمة. في جميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة تقريبًا ، يكون هذا الناقل هو ناقل ISA (الهندسة المعمارية القياسية للصناعة).
• الناقل التسلسلي العالمي(الناقل التسلسلي العالمي - USB) ، مما يسمح لك بتوصيل ما يصل إلى 127 من الأجهزة الطرفية البطيئة باستخدام مركز(المحور) أو أجهزة سلسلة ديزي.
• ناقل تسلسلي عالي السرعة IEEE 1394 (FireWire)، مصمم لتوصيل الكاميرات الرقمية والطابعات وأجهزة التلفزيون والأجهزة الأخرى التي تتطلب نطاق ترددي عالٍ للغاية بجهاز الكمبيوتر.

يتم توصيل العديد من حافلات الإدخال / الإخراج التي تربط مختلف الأجهزة الطرفية بالمعالج بناقل النظام باستخدام كوبري(الجسر) المنفذ في الشرائح. تدير مجموعة شرائح النظام جميع الحافلات وتضمن أن كل جهاز في النظام يتصل بشكل صحيح مع كل جهاز آخر.

تحتوي أجهزة الكمبيوتر الأحدث على "ناقل" إضافي مصمم خصيصًا للتفاعل الرسومي فقط. في الواقع ، هذه ليست حافلة ، ولكن ميناء- منفذ الجرافيكس المعجل (AGP). يتمثل الاختلاف بين الناقل والمنفذ في أن الناقل مصمم عادةً لمشاركة الوسائط مع أجهزة متعددة ، بينما يتم تصميم المنفذ لجهازين فقط.

كما هو موضح سابقًا ، تعد حافلات I / O امتدادًا لناقل النظام. على اللوحة الأم ، ينتهي ناقل النظام بشريحة مجموعة شرائح تشكل جسرًا إلى ناقل الإدخال / الإخراج. تلعب الحافلات دورًا أساسيًا في تبادل البيانات في جهاز الكمبيوتر. تتواصل جميع مكونات الكمبيوتر تقريبًا ، باستثناء المعالج ، مع بعضها البعض ومع ذاكرة الوصول العشوائي للنظام عبر مختلف حافلات الإدخال / الإخراج ، كما هو موضح في الشكل الموجود على اليسار.

حافلات العنوان والبيانات

تتكون كل حافلة من جزأين مختلفين: مركبة البيانات(ناقل البيانات) و عنوان الحافلة(عنوان الحافلة). عندما يتعلق الأمر بالحافلة ، يفهم معظم الناس ناقل البيانات ؛ يتم نقل البيانات نفسها عبر خطوط هذا الناقل. ناقل العنوان هو مجموعة من الخطوط التي تحدد إشاراتها مكان إرسال البيانات أو مكان استقبالها.

بالطبع ، هناك خطوط إشارة للتحكم في تشغيل الحافلة وتوافر بيانات الإشارة. في بعض الأحيان تسمى هذه الخطوط التحكم في الحافلة(حافلة التحكم) ، على الرغم من عدم ذكرها في كثير من الأحيان.

عرض الإطارات

الحافلة هي قناة "تتدفق" المعلومات من خلالها. كلما اتسع نطاق الحافلة ، زادت المعلومات التي يمكن أن "تتدفق" عبر القناة. كان أول ناقل ISA في كمبيوتر IBM بعرض 8 بت ؛ يبلغ عرض ناقل ISA العالمي الحالي 16 بت ، بينما يبلغ عرض حافلات الإدخال / الإخراج الأخرى ، بما في ذلك VLB و PCI ، 32 بت. عرض ناقل النظام في أجهزة الكمبيوتر المزودة بمعالجات Pentium هو 64 بت.

يمكن تحديد عرض ناقل العنوان بشكل مستقل عن عرض ناقل البيانات. يشير عرض ناقل العنوان إلى عدد خلايا الذاكرة التي يمكن معالجتها أثناء نقل البيانات. في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، يبلغ عرض ناقل العنوان 36 بتًا ، مما يوفر عنونة ذاكرة 64 جيجابايت.

سرعة الحافلة (السرعة)

سرعة الحافلةتوضح (سرعة الحافلة) عدد بتات المعلومات التي يمكن نقلها على كل موصل ناقل في الثانية. تحمل معظم الحافلات بت واحدًا لكل سلك لكل ساعة ، على الرغم من أن الحافلات الأحدث ، مثل AGP ، يمكنها حمل بتتين من البيانات لكل ساعة ، مما يضاعف الأداء. في ناقل ISA القديم ، يلزم دورتين على مدار الساعة لإرسال بت واحد ، مما يقلل الأداء إلى النصف.

عرض النطاق الترددي للحافلة

العرض (بت) السرعة (ميجاهرتز) عرض النطاق الترددي (ميغا بايت / ثانية) 8 بت ISA 16 بت ISA 64 بت PCI 2.1 AGP (وضع x2) AGP (وضع x4)

عرض النطاق(عرض النطاق الترددي) يسمى أيضًا الإنتاجية(سرعة النقل) ويوضح المقدار الإجمالي للبيانات التي يمكن نقلها عبر الناقل لوحدة زمنية معينة. يظهر الجدول نظريعرض النطاق الترددي لحافلات الإدخال / الإخراج الحديثة. في الواقع ، لا تصل الإطارات إلى القيمة النظرية بسبب الحمل الزائد لتنفيذ الأوامر وعوامل أخرى. يمكن تشغيل معظم الإطارات بسرعات مختلفة ؛ يوضح الجدول التالي القيم الأكثر شيوعًا.

دعنا نعلق على الأسطر الأربعة الأخيرة. من الناحية النظرية ، يمكن توسيع ناقل PCI إلى 64 بت و 66 ميجاهرتز. ومع ذلك ، لأسباب تتعلق بالتوافق ، يتم تصنيف جميع حافلات وأجهزة PCI تقريبًا على الناقل فقط عند 33 ميجاهرتز و 32 بت. يعتمد AGP على معيار نظري ويعمل عند 66 ميجاهرتز ، لكنه يحتفظ بعرض 32 بت. يحتوي AGP على وضعي x2 و x4 إضافيين يسمحان للمنفذ بنقل البيانات مرتين أو أربع مرات لكل دورة على مدار الساعة ، مما يزيد من سرعة الناقل الفعالة إلى 133 أو 266 ميجا هرتز.

واجهة الحافلة

في نظام متعدد الحافلات ، يجب أن توفر مجموعة الشرائح دوائر للتوصيل البيني للحافلات والاتصال بين جهاز في ناقل وجهاز في ناقل آخر. تسمى هذه المخططات كوبري(جسر) (لاحظ أن جهاز الشبكة لتوصيل نوعين مختلفين من الشبكات يسمى أيضًا جسر). جسر PCI-ISA الأكثر شيوعًا هو أحد مكونات مجموعة شرائح النظام لأجهزة الكمبيوتر المزودة بمعالجات Pentium. يحتوي ناقل PCI أيضًا على جسر إلى ناقل النظام.

إتقان الحافلة

في الحافلات ذات النطاق الترددي العالي ، يتم إرسال كمية هائلة من المعلومات عبر القناة كل ثانية. عادةً ما يكون المعالج مطلوبًا للتحكم في عمليات النقل هذه. في الواقع ، يعمل المعالج "كوسيط" ، وكما هو الحال غالبًا في العالم الحقيقي ، يكون إزالة الوسيط وإجراء عمليات النقل بشكل مباشر أكثر كفاءة. لهذا الغرض ، تم تطوير أجهزة يمكنها التحكم في الحافلة والعمل بشكل مستقل ، أي نقل البيانات مباشرة إلى نظام ذاكرة الوصول العشوائي ؛ تسمى هذه الأجهزة الإطارات الرائدة(سادة الحافلات). من الناحية النظرية ، يمكن للمعالج أداء أعمال أخرى في وقت واحد مع عمليات نقل البيانات على الحافلة ؛ من الناحية العملية ، فإن الوضع معقد بسبب عدة عوامل. من أجل التنفيذ الصحيح إتقان الحافلة(إتقان الحافلة) مطلوب تحكيم طلب الحافلة ، والذي يتم توفيره بواسطة مجموعة الشرائح. يُشار أيضًا إلى Bus mastering باسم DMA "للطرف الأول" لأن جهاز الإرسال يتحكم في الناقل الرئيسي.

يتم الآن تنفيذ Bus mastering على ناقل PCI ؛ إضافة دعم لمحركات الأقراص الثابتة IDE / ATA لتنفيذ إتقان الناقل على PCI في ظل ظروف معينة.

مبدأ الحافلات المحلية

تميزت بداية التسعينيات بالانتقال من التطبيقات المستندة إلى النصوص إلى التطبيقات الرسومية والشعبية المتزايدة لنظام التشغيل Windows. وقد أدى ذلك إلى زيادة هائلة في كمية المعلومات التي يجب نقلها بين المعالج والذاكرة والفيديو والأقراص الصلبة. تحتوي شاشة النص القياسية أحادية اللون (الأسود والأبيض) على 4000 بايت فقط من المعلومات (2000 لرموز الأحرف و 2000 لسمات الشاشة) ، بينما تتطلب شاشة Windows القياسية ذات 256 لونًا أكثر من 300000 بايت! علاوة على ذلك ، تتطلب دقة 1600 × 1200 اليوم بدقة 16 مليون لون 5.8 ميجا بايت من المعلومات لكل شاشة!

كان التحول في عالم البرمجة من النص إلى الرسومات يعني أيضًا زيادة أحجام البرامج وزيادة متطلبات الذاكرة. من حيث الإدخال / الإخراج ، يلزم المزيد من النطاق الترددي للإدخال / الإخراج للتعامل مع البيانات الإضافية لبطاقة الرسومات الضخمة ومحركات الأقراص الثابتة. كان لابد من مواجهة هذا الموقف مع ظهور المعالج 80486 ، والذي كان أداؤه أعلى بكثير من المعالجات السابقة. توقف ناقل ISA عن تلبية المتطلبات المتزايدة وأصبح عنق الزجاجة في تحسين أداء الكمبيوتر. تؤدي زيادة سرعة المعالج إلى القليل إذا كان يجب عليه انتظار ناقل نظام بطيء لنقل البيانات.

تم العثور على الحل في تطوير ناقل أسرع جديد ، والذي كان من المفترض أن يكمل ناقل ISA ويستخدم خصيصًا للأجهزة عالية السرعة مثل بطاقات الفيديو. يجب أن يكون هذا الناقل موجودًا على (أو بالقرب من) ناقل ذاكرة أسرع بكثير ويعمل بالسرعة الخارجية للمعالج تقريبًا من أجل نقل البيانات بشكل أسرع بكثير من ناقل ISA القياسي. عند وضع مثل هذه الأجهزة بالقرب من ("محليًا") ظهر المعالج الحافلات المحلية... كان الناقل المحلي الأول هو الناقل المحلي VESA (VLB) ، والحافلة المحلية الحالية في معظم أجهزة الكمبيوتر هي ناقل Peripheral Component Interconnect (PCI).

نظام الحافلات

نظام الحافلات(ناقل النظام) يربط المعالج بذاكرة الوصول العشوائي الرئيسية وربما ذاكرة التخزين المؤقت L2. إنها الحافلة المركزية للكمبيوتر وتتفرع منه بقية الحافلات. يتم تنفيذ ناقل النظام كمجموعة من الأسلاك على اللوحة الأم ويجب أن يكون مناسبًا لنوع المعالج المحدد. إنه المعالج الذي يحدد خصائص ناقل النظام. ومع ذلك ، كلما كان ناقل النظام أسرع ، يجب أن تكون بقية إلكترونيات الكمبيوتر أسرع.

وحدات المعالجة المركزية القديمة عرض الإطارات سرعة الحافلة 8088 8 بت 4.77 ميجا هرتز 8086 16 بت 8 ميجا هرتز 80286-12 16 بت 12 ميغا هيرتز 80386SX-16 16 بت 16 ميغا هيرتز 80386DX-25 32 بت 25 ميجا هرتز

ضع في اعتبارك حافلات النظام لجهاز الكمبيوتر مع معالجات من عدة أجيال. في معالجات الأجيال الأول والثاني والثالث ، تم تحديد تردد ناقل النظام من خلال تردد تشغيل المعالج. مع زيادة سرعة المعالج ، زادت سرعة ناقل النظام. في الوقت نفسه ، زادت مساحة العنوان أيضًا: في المعالجات 8088/8086 كانت 1 ميجابايت (عنوان 20 بت) ، في المعالج 80286 تمت زيادة مساحة العنوان إلى 16 ميجابايت (عنوان 24 بت) ، والبدء بـ المعالج 80386 ، مساحة العنوان 4 جيجابايت (عنوان 32 بت).

الأسرة 80486 عرض الإطارات سرعة الحافلة 80486SX-25 32 بت 25 ميجا هرتز 80486DX-33 32 بت 33 ميجا هرتز 80486DX2-50 32 بت 25 ميجا هرتز 80486DX-50 32 بت 50 ميغا هيرتز 80486DX2-66 32 بت 33 ميجا هرتز 80486DX4-100 32 بت 40 ميغا هيرتز 5 × 86-133 32 بت 33 ميجا هرتز

كما ترى من الجدول الخاص بمعالجات الجيل الرابع ، فإن سرعة ناقل النظام تتوافق مبدئيًا مع تردد تشغيل المعالج. ومع ذلك ، فإن التقدم التكنولوجي جعل من الممكن زيادة تردد المعالج ، والامتثال لسرعة ناقل النظام يتطلب زيادة في سرعة المكونات الخارجية ، وخاصة ذاكرة النظام ، والتي ارتبطت بصعوبات كبيرة وقيود التكلفة. لذلك ، تم استخدام المعالج 80486DX2-50 لأول مرة مضاعفة التردد(مضاعفة الساعة): المعالج يعمل مع داخليتردد التزامن 50 ميغا هرتز ، و خارجيكانت سرعة ناقل النظام 25 ميجا هرتز ، أي فقط نصف تردد تشغيل المعالج. تعمل هذه التقنية على تحسين أداء الكمبيوتر بشكل كبير ، خاصة بسبب وجود ذاكرة تخزين مؤقت داخلية L1 ، والتي تلبي معظم وصول المعالج إلى ذاكرة النظام. حيث مضاعفة الترددأصبح (مضاعفة الساعة) طريقة قياسية لتحسين أداء الكمبيوتر ويستخدم في جميع المعالجات الحديثة ، وقد تمت زيادة مضاعف التردد إلى 8 أو 10 أو أكثر.

عائلة بنتيوم عرض الإطارات سرعة الحافلة إنتل P60 64 بت 60 ميغا هيرتز إنتل P100 64 بت 66 ميغا هيرتز Cyrix 6X86 P133 + 64 بت 55 ميغا هيرتز AMD K5-133 64 بت 66 ميغا هيرتز إنتل P150 64 بت 60 ميغا هيرتز إنتل P166 64 بت 66 ميغا هيرتز Cyrix 6X86 P166 + 64 بت 66 ميغا هيرتز بنتيوم برو 200 64 بت 66 ميغا هيرتز Cyrix 6X86 P200 + 64 بت 75 ميجا هرتز بنتيوم الثاني 64 بت 66 ميغا هيرتز

لفترة طويلة ، عملت حافلات نظام الكمبيوتر مع معالجات الجيل الخامس بسرعة 60 ميجاهرتز و 66 ميجاهرتز. تمثلت خطوة مهمة إلى الأمام في زيادة عرض البيانات إلى 64 بت وتوسيع مساحة العنوان إلى 64 جيجابايت (عنوان 36 بت).

تمت زيادة سرعة ناقل النظام إلى 100 ميجاهرتز في عام 1998 بفضل تطوير إنتاج الدوائر الدقيقة PC100 SDRAM. يمكن لرقائق ذاكرة RDRAM زيادة سرعة ناقل النظام. ومع ذلك ، فإن الانتقال من 66 ميجاهرتز إلى 100 ميجاهرتز كان له تأثير كبير على المعالجات واللوحات الأم ذات المقبس 7. في وحدات Pentium II ، يتم تنفيذ ما يصل إلى 70-80٪ من حركة المرور (نقل المعلومات) داخل خرطوشة SEC الجديدة (Single Edge) خرطوشة) ، والتي تحتوي على المعالج وكلاهما ذاكرة التخزين المؤقت L1 وذاكرة التخزين المؤقت L2. تعمل هذه الخرطوشة بسرعتها الخاصة ، بغض النظر عن سرعة ناقل النظام.

وحدة المعالجة المركزية شرائح سرعة الإطارات سرعة وحدة المعالجة المركزية إنتل بنتيوم الثاني 82440BX 82440GX 100 ميغا هيرتز 350،400،450 ميغا هيرتز AMD K6-2 عبر MVP3 ، علي علاء الدين ف 100 ميغا هيرتز 250،300،400 ميغا هرتز إنتل بنتيوم الثاني زيون 82450 شمال 100 ميغا هيرتز 450.500 ميغا هيرتز إنتل بنتيوم الثالث i815 i820 133 ميغا هيرتز 600.667+ ميغا هرتز أيه إم دي أثلون عبر VIA KT133 200 ميغا هيرتز 600 - 1000 ميغا هيرتز

تم تصميم رقاقات i820 و i815 ، المصممة لمعالج Pentium III ، من أجل ناقل النظام 133 ميجاهرتز. أخيرًا ، يقدم معالج AMD Athlon تغييرات معمارية كبيرة وأصبح مفهوم ناقل النظام غير ضروري. يمكن أن يعمل هذا المعالج مع أنواع مختلفة من ذاكرة الوصول العشوائي بتردد أقصى يبلغ 200 ميجاهرتز.

أنواع ناقل الإدخال / الإخراج

يركز هذا القسم على حافلات الإدخال / الإخراج المختلفة ، ومعظمها مخصص للحافلات الحديثة. يتم تقديم نظرة عامة على استخدام حافلات الإدخال / الإخراج في الشكل التالي ، والذي يوضح بوضوح الغرض من حافلات الإدخال / الإخراج المختلفة لجهاز الكمبيوتر الحديث.

يلخص الجدول التالي مختلف حافلات الإدخال / الإخراج المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر الحديثة:

إطار العجلة	سنة	عرض	سرعة	الأعلى. الإنتاجية قدرة
الكمبيوتر الشخصي و XT	1980-82	8 بت	متزامن: 4.77-6 ميجا هرتز	4-6 ميغا بايت / ثانية
ISA (AT)	1984	16 بت	متزامن: 8-10 ميجا هرتز	8 ميغا بايت / ثانية
مولودية الجزائر	1987	32 بت	غير متزامن: 10.33 ميجا هرتز	40 ميغا بايت / ثانية
EISA (للخوادم)	1988	32 بت	متزامن: ماكس. 8 ميجا هرتز	32 ميغا بايت / ثانية
VLB مقابل 486	1993	32 بت	متزامن: 33-50 ميجا هرتز	100-160 ميغا بايت / ثانية
PCI	1993	32/64 بت	غير متزامن: 33 ميجا هرتز	132 ميغا بايت / ثانية
USB	1996	ثابتة		1.2 ميغا بايت / ثانية
FireWire (IEEE1394)	1999	ثابتة		80 ميغا بايت / ثانية
USB 2.0	2001	ثابتة		12-40 ميغا بايت / ثانية

الإطارات القديمة

تم إنشاء ناقل PCI الجديد ومنفذ AGP من الحافلات القديمة التي لا يزال من الممكن العثور عليها في أجهزة الكمبيوتر. علاوة على ذلك ، لا يزال يتم استخدام أقدم ناقل ISA حتى اليوم حتى في أحدث أجهزة الكمبيوتر. بعد ذلك ، سوف نلقي نظرة فاحصة على إطارات الكمبيوتر القديمة.

ناقل هندسة الصناعة القياسية (ISA)

هذا هو ناقل الكمبيوتر الشخصي الأكثر انتشارًا والأكثر شيوعًا ، والذي يتم استخدامه حتى في أحدث أجهزة الكمبيوتر ، على الرغم من حقيقة أنه لم يتغير عمليًا منذ توسعته إلى 16 بت في عام 1984. بالطبع ، يتم استكماله الآن بواسطة حافلات أسرع ، ولكن "البقاء على قيد الحياة" نظرًا لوجود قاعدة ضخمة من المعدات الطرفية المصممة لهذا المعيار. بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من الأجهزة التي تكون سرعة ISA فيها أكثر من كافية ، مثل أجهزة المودم. وفقًا لبعض الخبراء ، ستمر ما لا يقل عن 5-6 سنوات قبل "موت" حافلة ISA.

تم تحديد اختيار عرض وسرعة ناقل ISA بواسطة المعالجات التي عملت معها في أجهزة الكمبيوتر الشخصية الأولى. كان ناقل ISA الأصلي في كمبيوتر IBM PC بعرض 8 بت ، وهو ما يقابل 8 بت من ناقل البيانات الخارجي للمعالج 8088 ، ويعمل بسرعة 4.77 ميجاهرتز ، وهو ما يتوافق أيضًا مع سرعة المعالج 8088. في عام 1984 ، ظهرت IBM AT ظهر جهاز كمبيوتر بمعالج 80286 وتضاعف عرض الناقل حتى 16 بت كما هو الحال في ناقل البيانات الخارجية للمعالج 80286. وفي نفس الوقت تمت زيادة سرعة الناقل إلى 8 ميجا هرتز وهو ما يتوافق أيضًا مع سرعة المعالج. من الناحية النظرية ، يبلغ عرض النطاق الترددي للناقل 8 ميغا بايت / ثانية ، لكنه عمليًا لا يتجاوز 1-2 ميغا بايت / ثانية.

في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، يعمل ناقل ISA كـ الحافلة الداخليةوالذي يستخدم للوحة المفاتيح ، القرص المرن ، المنافذ التسلسلية والمتوازية ، وكيف ناقل التوسع الخارجيالتي يمكنك توصيل محولات 16 بت بها ، مثل بطاقة الصوت.

بعد ذلك ، أصبحت معالجات AT أسرع ، ثم تمت زيادة ناقل البيانات الخاص بها ، ولكن الآن أجبرت متطلبات التوافق مع الأجهزة الحالية الشركات المصنعة على الالتزام بالمعيار وبقي ناقل ISA بدون تغيير عمليًا منذ ذلك الوقت. يوفر ناقل ISA نطاقًا تردديًا كافيًا للأجهزة الأبطأ وسيضمن بالتأكيد التوافق مع كل جهاز كمبيوتر تم إصداره تقريبًا.

لا تزال العديد من بطاقات التوسيع ، حتى الحديثة منها ، 8 بت (يمكنك معرفة ذلك من خلال فتحة البطاقة - تستخدم البطاقات ذات 8 بت الجزء الأول فقط من موصل ISA ، وتستخدم البطاقات ذات 16 بت كلا الجزأين). بالنسبة لهذه البطاقات ، لا يهم النطاق الترددي المنخفض لناقل ISA. ومع ذلك ، يتم الوصول إلى المقاطعات IRQ 9 إلى IRQ 15 من خلال الأسلاك في الجزء 16 بت من موصلات الناقل. هذا هو السبب في أن معظم أجهزة المودم لا يمكن توصيلها بأرقام IRQ عالية. لا يمكن مشاركة خطوط IRQ بين أجهزة ISA.

وثيقة دليل تصميم نظام PC99، التي أعدتها Intel و Microsoft ، تتطلب بشكل قاطع إزالة فتحات ناقل ISA من اللوحات الأم ، لذلك يمكنك أن تتوقع أن أيام هذا الناقل "المستحق" معدودة.

حافلة MicroChannel Architecture (MCA)

كانت هذه الحافلة محاولة IBM لجعل ناقل ISA "أكبر وأفضل". مع إدخال المعالج 80386DX مع ناقل بيانات 32 بت في منتصف الثمانينيات ، قررت شركة IBM تصميم ناقل يتناسب مع عرض ناقل البيانات هذا. كان عرض ناقل MCA 32 بت وله العديد من المزايا مقارنة بناقل ISA.

تتميز حافلة MCA بالعديد من الميزات الممتازة مع الأخذ في الاعتبار أنها تم تقديمها في عام 1987 ، أي سبع سنوات قبل ظهور ناقل PCI بقدرات مماثلة. في بعض النواحي ، كانت حافلة MCA ببساطة سابقة لعصرها:

• عرض 32 بت:كان عرض الحافلة 32 بتًا ، وكذلك حافلات VESA و PCI المحلية. كان معدل نقله أعلى بكثير مقارنة بناقل ISA.
• إتقان الحافلة:دعمت حافلة MCA بشكل فعال مهايئات إتقان الحافلة ، بما في ذلك التحكيم المناسب للحافلة.
• قام ناقل MCA بتكوين بطاقات المهايئ تلقائيًا ، لذلك لم تعد هناك حاجة إلى وصلات العبور. حدث هذا قبل 8 سنوات من جعل Windows 95 PnP هو الاتجاه السائد لأجهزة الكمبيوتر.

كان لحافلة MCA إمكانات هائلة. لسوء الحظ ، اتخذت شركة IBM قرارين من هذا القبيل لم يساهم في اعتماد هذه الحافلة. أولاً ، كان ناقل MCA غير متوافق مع ناقل ISA ، أي لم تعمل بطاقات ISA على الإطلاق في أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على ناقل MCA ، وسوق الكمبيوتر حساس جدًا لمشكلة التوافق مع الإصدارات السابقة. ثانيًا ، قررت شركة IBM جعل ناقل MCA خاصًا بها دون بيع ترخيص لاستخدامه.

أدى هذان العاملان ، إلى جانب التكلفة العالية لأنظمة ناقل MCA ، إلى إهمال ناقل MCA. نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر PS / 2 لم تعد متوفرة ، فقد "مات" ناقل MCA في سوق أجهزة الكمبيوتر ، على الرغم من أن شركة IBM لا تزال تستخدمه في خوادم RISC 6000 UNIX. تعد قصة ناقل MCA أحد الأمثلة الكلاسيكية لكيفية سيطرة المشكلات غير الفنية على المشكلات الفنية في عالم أجهزة الكمبيوتر.

موسعة هندسة معايير الصناعة (EISA)

لم يصبح هذا الناقل أبدًا هو المعيار الذي يمثله ناقل ISA ، ولم يتم اعتماده على نطاق واسع. في الواقع ، كان رد Compaq على ناقل MCA وحقق نتائج مماثلة.

تجنبت Compaq اثنين من أكبر أخطاء IBM في تطوير ناقل EISA. أولاً ، كان ناقل EISA متوافقًا مع ناقل ISA ، وثانيًا ، تم السماح لجميع الشركات المصنعة لأجهزة الكمبيوتر باستخدامه. بشكل عام ، يتمتع ناقل EISA بمزايا فنية كبيرة مقارنة بحافلة ISA ، لكن السوق لم يقبلها. الميزات الرئيسية لحافلة EISA:

• توافق ناقل ISA:يمكن أن تعمل بطاقات ISA في فتحات EISA.
• عرض ناقل 32 بت:تم زيادة عرض الحافلة إلى 32 بت.
• إتقان الحافلة:دعمت حافلة EISA بشكل فعال مهايئات إتقان الحافلات ، بما في ذلك التحكيم المناسب للحافلات.
• التوصيل والتشغيل (PnP):قام ناقل EISA تلقائيًا بتهيئة بطاقات المهايئ المشابهة لمعيار PnP للأنظمة الحديثة.

توجد الآن الأنظمة المستندة إلى EISA في بعض الأحيان في خوادم ملفات الشبكة ، ولا يتم استخدامها في أجهزة الكمبيوتر المكتبية نظرًا لارتفاع التكلفة ونقص مجموعة واسعة من المحولات. أخيرًا ، يعد عرض النطاق الترددي الخاص بها أقل بكثير من الحافلات المحلية VESA Local Bus و PCI. من الناحية العملية ، أصبحت حافلة EISA الآن على وشك "الموت".

ناقل VESA المحلي (VLB)

الأول يحظى بشعبية كبيرة الحافلات المحليةظهرت VESA Local Bus (VL-Bus أو VLB) في عام 1992. اختصار VESA هو اختصار لجمعية معايير إلكترونيات الفيديو ، وقد تم إنشاء هذه الرابطة في أواخر الثمانينيات لحل مشاكل أنظمة الفيديو في أجهزة الكمبيوتر. كان السبب الرئيسي لتطوير VLB هو تحسين أداء أنظمة فيديو الكمبيوتر.

ناقل VLB هو ناقل 32 بت وهو امتداد مباشر لناقل الذاكرة 486. فتحة ناقل VLB عبارة عن فتحة ISA 16 بت مع إضافة الموصلات الثالثة والرابعة في النهاية. يعمل ناقل VLB عادةً بسرعة 33 ميجاهرتز ، على الرغم من إمكانية وجود سرعات أعلى في بعض الأنظمة. نظرًا لأنها امتداد لناقل ISA ، يمكن استخدام بطاقة ISA في فتحة VLB ، ولكن من المنطقي أن تشغل فتحات ISA العادية أولاً وتترك عددًا صغيرًا من فتحات VLB لبطاقات VLB ، والتي بالطبع لا تعمل فيها فتحات ISA. يؤدي استخدام بطاقة رسومات VLB ووحدة التحكم في الإدخال / الإخراج إلى تحسين أداء النظام بشكل ملحوظ مقارنة بنظام يحتوي على ناقل ISA واحد فقط.

على الرغم من حقيقة أن ناقل VLB كان شائعًا جدًا في أجهزة الكمبيوتر مع المعالج 486 ، إلا أن ظهور معالج Pentium في عام 1994 وحافلة PCI المحلية الخاصة به أدى إلى "النسيان" التدريجي لناقل VLB. كان أحد أسباب ذلك هو جهود Intel للترويج لناقل PCI ، ولكن كانت هناك أيضًا العديد من المشكلات الفنية في تطبيق VLB. أولاً ، يرتبط تصميم الناقل إلى حد كبير بالمعالج 486 ، وتسبب الانتقال إلى Pentium في التوافق ومشاكل أخرى. ثانيًا ، كان للحافلة نفسها عيوب تقنية: عدد صغير من البطاقات على الحافلة (غالبًا بطاقتان أو حتى واحدة) ، ومشاكل التزامن عند استخدام بطاقات متعددة ، ونقص الدعم لاتقان الناقل وتقنية التوصيل والتشغيل.

الآن يعتبر ناقل VLB قديمًا وحتى أحدث اللوحات الأم مع المعالج 486 تستخدم ناقل PCI ، ومع معالجات Pentium فقط PCI. ومع ذلك ، فإن أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على ناقل VLB غير مكلفة ويمكن العثور عليها في بعض الأحيان.

ناقل ربط المكونات الطرفية (PCI)

أكثر حافلات I / O شهرة الآن تفاعل المكونات الطرفيةتم تطوير (Peripheral Component Interconnect - PCI) بواسطة Intel في عام 1993. وركز على أنظمة الجيل الخامس والسادس ، ولكنه استخدم أيضًا في أحدث جيل من اللوحات الأم مع معالج 486.

مثل الحافلة المحلية VESA ، يبلغ عرض ناقل PCI 32 بت ويعمل عادةً عند 33 ميجاهرتز. تكمن الميزة الرئيسية لـ PCI عبر VESA Local Bus في مجموعة الشرائح التي تقود الحافلة. يتم التحكم في ناقل PCI بواسطة دوائر خاصة في مجموعة الشرائح ، وكان ناقل VLB في الأساس مجرد امتداد لحافلة المعالج 486. إن ناقل PCI في هذا الصدد غير "مرتبط" بالمعالج 486 وتوفر مجموعة الشرائح الخاصة به إدارة الناقل المناسبة و تحكيم الناقل ، مما يسمح لـ PCI بعمل أكثر بكثير مما يمكن لـ VLB bus. يتم استخدام ناقل PCI أيضًا خارج منصة الكمبيوتر ، مما يوفر تعدد الاستخدامات ويقلل من تكاليف تطوير النظام.

في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، يعمل ناقل PCI كـ الحافلة الداخليةالذي يتصل بقناة EIDE على اللوحة الأم وكيف ناقل التوسع الخارجي، والتي تحتوي على 3-4 فتحات توسعة لمحولات PCI

يتم توصيل ناقل PCI بناقل النظام عبر "جسر" خاص ويعمل بتردد ثابت بغض النظر عن تردد ساعة المعالج. يقتصر على خمس فتحات توسعة ، ولكن يمكن استبدال كل منها بجهازين مدمجين في اللوحة الأم. يمكن للمعالج أيضًا دعم شرائح الجسر المتعددة. يتم تحديد ناقل PCI بشكل صارم أكثر من VL-Bus ويوفر العديد من الميزات الإضافية. على وجه الخصوص ، يدعم البطاقات بجهد إمداد يبلغ +3.3 فولت و 5 فولت ، باستخدام مفاتيح خاصة لا تسمح بإدخال البطاقة في فتحة غير مناسبة. تتم مناقشة تشغيل ناقل PCI بمزيد من التفاصيل أدناه.

أداء ناقل PCI

في الواقع ، يتمتع ناقل PCI بأعلى أداء بين حافلات الإدخال / الإخراج العامة في أجهزة الكمبيوتر الحديثة. ويرجع ذلك إلى عدة عوامل هذا:

• وضع الاندفاع:يمكن لناقل PCI نقل المعلومات في وضع الاندفاع ، عندما يمكن ، بعد العنونة الأولية ، نقل عدة مجموعات من البيانات على التوالي. يشبه هذا الوضع انفجار ذاكرة التخزين المؤقت.
• إتقان الحافلة:يدعم ناقل PCI إتقان كامل لتحسين الأداء.
• خيارات النطاق الترددي العالي:الإصدار 2.1 من مواصفات ناقل PCI قابل للتوسيع إلى 64 بت و 66 ميجاهرتز ، مما يضاعف الأداء الحالي أربع مرات. من الناحية العملية ، لم يتم تنفيذ ناقل PCI 64 بت في الكمبيوتر الشخصي (على الرغم من استخدامه بالفعل في بعض الخوادم) والسرعة الآن محدودة بـ 33 ميجاهرتز ، ويرجع ذلك أساسًا إلى مشاكل التوافق. لبعض الوقت ، يجب أن تكون مقيدًا بـ 32 بت و 33 ميجاهرتز. ومع ذلك ، بفضل AGP في شكل معدّل قليلاً ، سيتم أيضًا تحقيق أداء أعلى.

يمكن ضبط سرعة ناقل PCI على أنها متزامنة أو غير متزامنة اعتمادًا على مجموعة الشرائح واللوحة الأم. مع الضبط المتزامن (الذي تستخدمه معظم أجهزة الكمبيوتر) ، يعمل ناقل PCI بنصف سرعة ناقل الذاكرة ؛ نظرًا لأن ناقل الذاكرة يعمل عادةً عند 50 أو 60 أو 66 ميجاهرتز ، يعمل ناقل PCI عند 25 أو 30 أو 33 ميجاهرتز. مع الضبط غير المتزامن ، يمكن ضبط سرعة ناقل PCI بشكل مستقل عن سرعة ناقل الذاكرة. عادة ما يتم التحكم في هذا عن طريق وصلات العبور على اللوحة الأم أو إعدادات BIOS. "Overclocking" لناقل النظام في جهاز الكمبيوتر الذي يستخدم ناقل PCI متزامن سيؤدي أيضًا إلى "overclock" PCI الطرفية ، مما يتسبب غالبًا في مشكلات عدم استقرار النظام.

في التنفيذ الأولي ، تم تشغيل ناقل PCI بسرعة 33 ميجاهرتز ، وحددت مواصفات PCI 2.1 اللاحقة ترددًا قدره 66 ميجاهرتز ، وهو ما يتوافق مع عرض نطاق قدره 266 ميجابايت / ثانية. يمكن تكوين ناقل PCI لعرض البيانات 32 بت و 64 بت ويمكن استخدامه مع بطاقات 32 بت و 64 بت ، بالإضافة إلى المقاطعات المنقسمة ، وهو أمر مناسب في الأنظمة عالية الأداء التي تفتقر إلى خطوط IRQ. منذ منتصف عام 1995 ، تتفاعل جميع أجهزة الكمبيوتر عالية السرعة مع بعضها البعض عبر ناقل PCI. يتم استخدامه غالبًا لأجهزة التحكم في القرص الثابت ووحدات التحكم في الرسومات التي يتم تركيبها مباشرة على اللوحة الأم أو على بطاقات التوسيع في فتحات ناقل PCI.

فتحات توسيع PCI

يسمح ناقل PCI بفتحات توسعة أكثر من ناقل VLB دون التسبب في مشاكل فنية. تدعم معظم أنظمة PCI 3 أو 4 فتحات PCI ، وبعضها يدعم أكثر بشكل ملحوظ.

ملحوظة:في بعض الأنظمة ، لا توفر جميع الفتحات إتقان الناقل. هذا أقل شيوعًا الآن ، لكن لا يزال من المستحسن إلقاء نظرة على دليل اللوحة الأم.

يسمح ناقل PCI بمجموعة متنوعة من بطاقات التوسيع أكثر من ناقل VLB. الأكثر شيوعًا هي بطاقات الفيديو ومحولات مضيف SCSI وبطاقات الشبكة عالية السرعة. (تعمل محركات الأقراص الثابتة أيضًا على ناقل PCI ، ولكنها عادةً ما يتم توصيلها مباشرة باللوحة الأم.) ومع ذلك ، لاحظ أن ناقل PCI لا يوفر بعض الوظائف ، على سبيل المثال ، يجب أن تظل المنافذ التسلسلية والمتوازية في ناقل ISA. لحسن الحظ ، حتى الآن ، يظل ناقل ISA أكثر من كافٍ لهذه الأجهزة.

مقاطعات ناقل PCI الداخلية

يستخدم ناقل PCI نظام المقاطعة الداخلي الخاص به لمعالجة الطلبات من البطاقات الموجودة على الناقل. غالبًا ما يُشار إلى هذه المقاطعات بـ "#A" و "#B" و "#C" و "#D" لتجنب الالتباس مع IRQs للنظام الأكثر ترقيمًا ، على الرغم من الإشارة إليها أحيانًا باسم "# ​​1" من خلال "# 4". عادةً ما تكون مستويات المقاطعة هذه غير مرئية للمستخدم باستثناء شاشة إعداد PCI BIOS ، حيث يمكن استخدامها للتحكم في سلوك بطاقات PCI.

يتم تعيين هذه المقاطعات ، إذا كانت مطلوبة بواسطة البطاقات الموجودة في الفتحات ، على المقاطعات العادية ، غالبًا على IRQ9 - IRQ12. يمكن تعيين فتحات PCI في معظم الأنظمة لمعظم IRQs الأربعة الشائعة. في الأنظمة التي تحتوي على أكثر من أربع فتحات PCI ، أو بها أربع فتحات ووحدة تحكم USB (التي تستخدم PCI) ، يشترك جهازي PCI أو أكثر في IRQ.

إتقان ناقل PCI

تذكر أن إتقان الناقل هو قدرة الأجهزة الموجودة على ناقل PCI (تختلف بالطبع عن مجموعة شرائح النظام) للتحكم في الناقل وإجراء عمليات النقل مباشرة. كانت حافلة PCI هي الحافلة الأولى التي أدت إلى شعبية الحافلة الرئيسية (ربما لأن نظام التشغيل والبرامج كانت قادرة على الاستفادة منه).

يدعم ناقل PCI إتقان الناقل الكامل ويوفر تحكيمًا للناقل من خلال مجموعة شرائح النظام. يسمح تصميم PCI بالإتقان المتزامن لحافلة أجهزة متعددة ، ويضمن نظام التحكيم عدم قيام أي جهاز على الناقل (بما في ذلك المعالج!) بحظر أي جهاز آخر. ومع ذلك ، يُسمح لجهاز واحد باستخدام النطاق الترددي الكامل للحافلة إذا كانت الأجهزة الأخرى لا ترسل أي شيء. بمعنى آخر ، يعمل ناقل PCI مثل شبكة محلية صغيرة داخل الكمبيوتر ، حيث يمكن للعديد من الأجهزة الاتصال ببعضها البعض ، ومشاركة قناة اتصال ، ويتم التحكم فيها بواسطة مجموعة الشرائح.

التوصيل والتشغيل PCI

يعد ناقل PCI جزءًا من معيار Plug and Play (PnP) الذي طورته Intel و Microsoft والعديد من الآخرين. كانت أنظمة ناقل PCI هي الأولى التي شاع استخدام PnP. تدير مجموعة شرائح PCI تعريف البطاقة وتعمل مع نظام التشغيل و BIOS لتخصيص الموارد تلقائيًا للبطاقات المتوافقة.

يتم تحسين ناقل PCI باستمرار وتقود عملية التطوير مجموعة PCI Special Interest Group ، والتي تضم Intel و IBM و Apple وغيرها. وكانت نتيجة هذه التطورات زيادة تردد الناقل إلى 66 ميجاهرتز وتوسيع البيانات إلى 64 بت. ومع ذلك ، يتم تطوير البدائل ، مثل منفذ رسومات سريع (AGP) وناقل تسلسلي عالي السرعة (IEEE 1394). في الواقع ، AGP عبارة عن ناقل PCI بسرعة 66 ميجاهرتز (الإصدار 2.1) مع بعض التحسينات الموجهة للرسومات.

مبادرة أخرى هي الحافلة PCI-Xيُطلق عليه أيضًا "المشروع الأول" و "الإدخال / الإخراج المستقبلي". تريد شركات IBM و Mylex و 3Com و Adaptec و Hewlett-Packard و Compaq تطوير إصدار خادم عالي السرعة مخصص لناقل PCI. سيكون لهذا الحافلة عرض نطاق ترددي 1 جيجابايت / ثانية (64 بت ، 133 ميجاهرتز). لا تشارك Intel و Dell Computer في هذا المشروع.

استجابت Dell Computer و Hitachi و NEC و Siemens و Sun Microsystems و Intel إلى Project One مع الجيل التالي من الإدخال / الإخراج ( NGIO) ركز على هندسة الإدخال / الإخراج الجديدة للخوادم.

في أغسطس 1999 ، أعلنت سبع شركات رائدة (Compaq ، و Dell ، و Hewlett-Packard ، و IBM ، و Intel ، و Microsoft ، و Sun Microsystems) عن نيتها الجمع بين أفضل الأفكار لـ Future I / O و Next Generation I / O bus. من المتوقع أن توفر بنية الإدخال / الإخراج الجديدة المفتوحة للخوادم سرعة نقل تصل إلى 6 جيجابايت / ثانية. من المتوقع اعتماد معيار NGIO الجديد في نهاية عام 2001.

منفذ رسومي متسارع

أدت الحاجة إلى زيادة عرض النطاق الترددي بين المعالج ونظام الفيديو في البداية إلى تطوير ناقل إدخال / إخراج محلي في جهاز الكمبيوتر ، بدءًا من VESA Local Bus وانتهاءً بناقل PCI الحديث. يستمر هذا الاتجاه ، حتى أن ناقل PCI عند عرض النطاق الترددي القياسي 132 ميجابايت / ثانية لم يعد يلبي الطلب على زيادة عرض النطاق الترددي للفيديو. رسومات ثلاثية الأبعاد(رسومات ثلاثية الأبعاد) تسمح لك بمحاكاة عوالم افتراضية وحقيقية على الشاشة بأدق التفاصيل. يتطلب عرض الأنسجة وإخفاء الكائنات كميات هائلة من البيانات ويجب أن تتمتع بطاقة الرسومات بوصول سريع إلى هذه البيانات من أجل الحفاظ على معدل تحديث مرتفع.

تصبح حركة مرور ناقل PCI مشغولة للغاية في أجهزة الكمبيوتر الحالية عندما يتنافس الفيديو ومحركات الأقراص الثابتة والأجهزة الطرفية الأخرى للحصول على عرض نطاق ترددي واحد للإدخال / الإخراج. لمنع تشبع الفيديو لناقل PCI ، طورت Intel واجهة جديدة خصيصًا لنظام الفيديو المسمى منفذ رسومي متسارع(منفذ الرسومات المعجل - AGP).

تم تصميم منفذ AGP استجابة للطلب المتزايد على أداء الفيديو. نظرًا لأن البرامج وأجهزة الكمبيوتر تستخدم مجالات مثل التسريع ثلاثي الأبعاد وتشغيل الفيديو بالحركة الكاملة ، يجب أن يعالج المعالج ومجموعة شرائح الفيديو المزيد والمزيد من المعلومات. في مثل هذه التطبيقات ، وصل ناقل PCI إلى الحد الأقصى ، خاصة أنه يتم استخدامه أيضًا بواسطة محركات الأقراص الثابتة والأجهزة الطرفية الأخرى.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى المزيد والمزيد من ذاكرة الفيديو. تتطلب الرسومات ثلاثية الأبعاد مزيدًا من الذاكرة ، وليس فقط لصورة الشاشة ، ولكن أيضًا لإنتاج العمليات الحسابية. تقليديا ، يتم حل هذه المشكلة عن طريق وضع المزيد والمزيد من الذاكرة على بطاقة الفيديو ، ولكن هذا يمثل مشكلتين:

• كلفة:ذاكرة الفيديو أغلى من ذاكرة الوصول العشوائي العادية.
• قدرة محدودة:سعة الذاكرة على بطاقة الفيديو محدودة: إذا قمت بوضع 6 ميجابايت على البطاقة وكان 4 ميجابايت مطلوبًا لمخزن الإطار المؤقت ، فسيتبقى 2 ميجابايت فقط للمعالجة. ليس من السهل توسيع هذه الذاكرة ولا يمكن استخدامها لأي شيء آخر إذا لم تكن هناك حاجة إلى معالجة الفيديو.

يعالج AGP هذه المشاكل من خلال السماح لمعالج الفيديو بالوصول إلى ذاكرة النظام الرئيسية للحوسبة. هذه التقنية أكثر فاعلية لأنه يمكن مشاركة هذه الذاكرة ديناميكيًا بين معالج النظام ومعالج الفيديو حسب احتياجات النظام.

الفكرة وراء AGP بسيطة للغاية: إنشاء واجهة سريعة ومتخصصة بين مجموعة شرائح الفيديو ومعالج النظام. يتم تنفيذ الواجهة فقط بين هذين الجهازين ، مما يوفر ثلاث مزايا رئيسية: من الأسهل تنفيذ المنفذ ، ومن الأسهل زيادة سرعة AGP ، ويمكن إدخال تحسينات خاصة بالفيديو في الواجهة. تعمل مجموعة شرائح AGP كوسيط بين المعالج وذاكرة التخزين المؤقت Pentium II L2 وذاكرة النظام وبطاقة الفيديو وناقل PCI ، مما يحقق ما يسمى رباعي الميناء(منفذ رباعي).

يعتبر AGP منفذًا ، وليس ناقلًا ، لأنه يربط جهازين فقط (المعالج وبطاقة الفيديو) وغير قابل للتوسيع. تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لـ AGP في أنه يعزل نظام الفيديو عن باقي مكونات الكمبيوتر ، مما يلغي المنافسة على النطاق الترددي. نظرًا لإزالة بطاقة الرسومات من ناقل PCI ، يمكن تشغيل الأجهزة الأخرى بشكل أسرع. بالنسبة لـ AGP ، يتم توفير مقبس خاص على اللوحة الأم ، وهو مشابه لمقبس ناقل PCI ، ولكنه موجود في مكان مختلف على اللوحة. في الشكل التالي ، يظهر مآخذ ناقل ISA (أسود) في الأعلى ، متبوعين بمقبسي ناقل PCI (أبيض) ومقبس ADP (بني).

ظهر AGP في أواخر عام 1997 وتم دعمه لأول مرة بواسطة مجموعة شرائح 440LX Pentium II. في العام التالي ، ظهرت شرائح AGP من شركات أخرى. لمزيد من المعلومات حول AGP انظر الموقع http://developer.intel.com/technology/agp/.

واجهة AGP

تتشابه واجهة AGP من نواحٍ عديدة مع ناقل PCI. الفتحة نفسها لها نفس الشكل المادي والأبعاد ، ولكن يتم إزاحتها عن حافة اللوحة الأم أبعد من فتحات PCI. تعتمد مواصفات AGP فعليًا على مواصفات PCI 2.1 ، والتي تتيح 66 ميجا هرتز ، لكن هذه السرعة لا يتم تنفيذها في الكمبيوتر الشخصي. تحتوي اللوحات الأم AGP على فتحة توسعة رسومات AGP واحدة وفتحة PCI أقل ، وهي مشابهة للوحات الأم PCI.

عرض الحافلة وسرعتها وعرضها الترددي

يبلغ عرض ناقل AGP 32 بت ، مثل ناقل PCI ، ولكن بدلاً من العمل بنصف سرعة ناقل الذاكرة كما يعمل PCI ، فإنه يعمل بأقصى سرعة. على سبيل المثال ، على اللوحة الأم القياسية Pentium II ، يعمل ناقل AGP بسرعة 66 ميجاهرتز بدلاً من ناقل PCI بسرعة 33 ميجاهرتز. يضاعف هذا على الفور عرض النطاق الترددي للمنفذ - بدلاً من حد PCI الذي يبلغ 132 ميجابايت / ثانية ، يحتوي منفذ AGP على 264 ميجابايت / ثانية بأدنى سرعته. بالإضافة إلى ذلك ، لا يشترك في الممر مع أجهزة PCI الأخرى.

بالإضافة إلى مضاعفة سرعة الناقل ، يحدد AGP الوضع 2X، والذي يستخدم إشارات خاصة تسمح بنقل ضعف كمية البيانات عبر المنفذ بنفس تردد الساعة. في هذا الوضع ، يتم نقل المعلومات على الحواف الصاعدة والهابطة لإشارة التزامن. إذا كان ناقل PCI ينقل البيانات على حافة واحدة فقط ، فإن AGP ينقل البيانات على كلا الحافتين. نتيجة لذلك ، يتضاعف الأداء بشكل أكبر ويصل نظريًا إلى 528 ميجابايت / ثانية. ومن المخطط أيضا لتطبيق النظام 4X، حيث توجد أربع عمليات نقل في كل دورة ساعة ، مما يؤدي إلى زيادة الأداء إلى 1056 ميجابايت / ثانية.

بالطبع ، كل هذا مثير للإعجاب وبالنسبة لبطاقة الفيديو ، فإن عرض النطاق الترددي الذي يبلغ 1 جيجابايت / ثانية جيد جدًا ، ولكن تظهر مشكلة واحدة: جهاز كمبيوتر حديث به العديد من الحافلات. تذكر أن معالجات فئة Pentium تحتوي على ناقل بيانات 64 بت وتعمل بسرعة 66 ميجاهرتز ، مما يوفر سرعة نقل نظرية تبلغ 524 ميجابايت / ثانية ، لذلك لا يوفر عرض النطاق الترددي 1 جيجابايت / ثانية مكاسب كبيرة ما لم يتم زيادة سرعة ناقل البيانات إلى ما بعد 66 ميغا هيرتز ... رفعت اللوحات الأم الجديدة سرعة ناقل النظام إلى 100 ميجاهرتز ، مما يزيد النطاق الترددي إلى 800 ميجابايت / ثانية ، لكن هذا لا يكفي لتبرير عمليات نقل الوضع. 4X.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يصل المعالج إلى ذاكرة النظام ، وليس فقط نظام الفيديو. إذا كان عرض النطاق الترددي للنظام بأكمله البالغ 524 ميجابايت / ثانية مشغولاً بالفيديو عبر AGP ، فما الذي يتبقى للمعالج ليفعله؟ في هذه الحالة ، فإن الانتقال إلى سرعة النظام البالغة 100 ميغا هرتز سيعطي ربحًا معينًا.

أنابيب فيديو بمنفذ AGP

تتمثل إحدى مزايا AGP في القدرة على توجيه طلبات البيانات. تم استخدام خطوط الأنابيب لأول مرة في المعالجات الحديثة كطريقة لتحسين الأداء من خلال تداخل الأجزاء المتسلسلة من المهام. بفضل AGP ، يمكن لشريحة الفيديو استخدام تقنية مماثلة عند طلب معلومات من الذاكرة ، مما يحسن الأداء بشكل كبير.

وصول AGP إلى ذاكرة النظام

أهم ميزة في AGP هي القدرة على مشاركة ذاكرة النظام الرئيسية مع مجموعة شرائح الفيديو. يتيح ذلك لنظام الفيديو الوصول إلى المزيد من الذاكرة للرسومات ثلاثية الأبعاد والمعالجات الأخرى دون الحاجة إلى ذاكرة فيديو كبيرة على بطاقة الفيديو. يتم مشاركة الذاكرة الموجودة على بطاقة الفيديو بين المخزن المؤقت للإطار والاستخدامات الأخرى. نظرًا لأن Framebuffer يتطلب ذاكرة سريعة ومكلفة مثل VRAM في معظم البطاقات الكلتعمل الذاكرة على VRAM ، على الرغم من أن هذا مطلوب لمناطق الذاكرة بخلاف Framebuffer.

لاحظ أن AGP ليسيشير إلى هندسة الذاكرة الموحدة (UMA). في هذه العمارة الكليتم أخذ ذاكرة بطاقة الفيديو ، بما في ذلك المخزن المؤقت للإطار ، من ذاكرة النظام الرئيسية. في AGP ، يبقى المخزن المؤقت للإطار على بطاقة الفيديو ، حيث يوجد. يعد المخزن المؤقت للإطار أهم مكون لذاكرة الفيديو ويتطلب أعلى أداء ، لذلك يُنصح بتركه على بطاقة الفيديو واستخدام VRAM من أجله.

يسمح AGP لمعالج الفيديو بالوصول إلى ذاكرة النظام للمهام الأخرى التي تستهلك ذاكرة كبيرة مثل التركيب وعمليات الرسومات ثلاثية الأبعاد الأخرى. هذه الذاكرة ليست مهمة مثل مخزن الإطار المؤقت ، والذي يسمح لك بتقليل تكلفة بطاقات الفيديو عن طريق تقليل سعة VRAM. يتم استدعاء المرجع إلى ذاكرة النظام التنفيذ المباشر من الذاكرة(تنفيذ الذاكرة المباشرة - DIME). جهاز خاص يسمى جدول إعادة رسم فتحة الرسم(جدول إعادة تعيين فتحة الرسومات - GART) ، يعمل مع عناوين RAM بطريقة يمكن تخصيصها في ذاكرة النظام في كتل صغيرة ، وليس في قسم واحد كبير ، ويوفرها لبطاقة الفيديو كجزء من ذاكرة الفيديو. يوضح الشكل التالي وظائف AGP:

متطلبات AGP

لاستخدام AGP في نظام ما ، يجب استيفاء العديد من المتطلبات:

• توفر بطاقة فيديو AGP:هذا المطلب واضح تمامًا.
• توافر اللوحة الأم مع شرائح AGP:بالطبع ، يجب أن تدعم الشرائح الموجودة على اللوحة الأم AGP.
• دعم نظام التشغيل:يجب أن يدعم نظام التشغيل الواجهة الجديدة من خلال برامج التشغيل والإجراءات الداخلية الخاصة به.
• دعم السائق:بالطبع تتطلب بطاقة الفيديو برامج تشغيل خاصة لدعم AGP واستخدام ميزاتها الخاصة مثل 3X.

حافلات متسلسلة جديدة

لمدة 20 عامًا ، تم توصيل العديد من الأجهزة الطرفية بنفس المنافذ المتوازية والمتسلسلة مثل الكمبيوتر الشخصي الأول ، وباستثناء التوصيل والتشغيل ، تغيرت "تقنية الإدخال / الإخراج" قليلاً منذ 1081. ومع ذلك ، في نهاية التسعينيات من القرن الماضي ، بدأ المستخدمون يشعرون أكثر فأكثر بقيود المنافذ القياسية المتوازية والمتسلسلة:

• عرض النطاق: يبلغ الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي للمنافذ التسلسلية 115.2 كيلو بايت / ثانية والمنافذ المتوازية (حسب النوع) حوالي 500 كيلو بايت / ثانية. ومع ذلك ، تتطلب الأجهزة مثل كاميرات الفيديو الرقمية نطاقًا تردديًا أعلى بشكل ملحوظ.
• سهولة الاستعمال: من المزعج جداً توصيل الأجهزة بالمنافذ القديمة وخاصة من خلال روافع المنافذ المتوازية. بالإضافة إلى ذلك ، توجد جميع المنافذ في الجزء الخلفي من جهاز الكمبيوتر.
• موارد الأجهزة: يتطلب كل منفذ خط IRQ الخاص به. يحتوي الكمبيوتر الشخصي على إجمالي 16 خطًا من خطوط IRQ ، معظمها قيد الاستخدام بالفعل. تحتوي بعض أجهزة الكمبيوتر على خمسة خطوط IRQ مجانية فقط لتوصيل الأجهزة الجديدة.
• عدد محدود من الموانئ: تحتوي العديد من أجهزة الكمبيوتر على منفذي COM تسلسلي ومنفذ LPT متوازي واحد. يُسمح بإضافة المزيد من المنافذ ولكن على حساب استخدام خطوط IRQ القيمة.

في السنوات الأخيرة ، برزت تقنية الإدخال / الإخراج كواحدة من أكثر المجالات ديناميكية في تطوير أجهزة الكمبيوتر المكتبية ، وقد غيّر اثنان من معايير الاتصال التسلسلي بشكل كبير طريقة توصيل الأجهزة الطرفية ورفع مفهوم التوصيل والتشغيل إلى آفاق جديدة . بفضل المعايير الجديدة ، سيتمكن أي مستخدم من توصيل عدد غير محدود تقريبًا من الأجهزة بجهاز كمبيوتر في بضع ثوانٍ فقط ، دون أن يكون لديه أي معرفة تقنية خاصة.

الناقل التسلسلي العالمي

تم تطوير المعيار بواسطة Compaq و Digital و IBM و Intel و Microsoft و NEC و Northern Telecom الناقل التسلسلي العالمي(الناقل التسلسلي العالمي - USB) يوفر موصلًا جديدًا لتوصيل جميع أجهزة الإدخال / الإخراج الشائعة ، مما يلغي الكثير من المنافذ والموصلات الحديثة.

يتيح لك ناقل USB توصيل ما يصل إلى 127 جهازًا باستخدام سلسلة ديزي(تسلسل ديزي) أو استخدام محور USB(محور USB). المحور نفسه ، أو مركزيحتوي على مآخذ متعددة ويتم توصيله بجهاز كمبيوتر أو جهاز آخر. يمكن توصيل سبعة أجهزة طرفية بكل محور USB. من بينها قد يكون هناك محور ثانٍ ، حيث يمكنك توصيل سبعة أجهزة طرفية أخرى ، إلخ. يحمل ناقل USB أيضًا جهد الإمداد +5 V جنبًا إلى جنب مع إشارات البيانات ، لذلك قد لا تحتوي الأجهزة الصغيرة مثل الماسحات الضوئية المحمولة على مصدر طاقة خاص بها.

يتم توصيل الأجهزة مباشرة بمقبس (مقبس) ذي 4 سنون على جهاز كمبيوتر أو لوحة وصل على شكل مقبس مستطيل من النوع A. تحتوي جميع الكابلات المتصلة بشكل دائم بالجهاز على قابس من النوع A. مقبس مربع من النوع B ، ويحتوي الكبل الذي يصل بينهما على قابس من النوع A أو Type B.

يرفع ناقل USB حدود السرعة للمنافذ التسلسلية القائمة على UART. يعمل بسرعة 12 ميجابت في الثانية ، وهو متوافق مع تقنيات شبكات Ethernet و Token Ring ويوفر نطاقًا تردديًا كافيًا لجميع الأجهزة الطرفية الحديثة. على سبيل المثال ، يعد النطاق الترددي لـ USB كافيًا لدعم الأجهزة مثل محركات الأقراص المضغوطة الخارجية ومحركات الأشرطة ، بالإضافة إلى واجهات ISDN على الهواتف العادية. يكفي أيضًا إرسال إشارات صوتية رقمية مباشرة إلى مكبرات الصوت المزودة بمحول D / A ، مما يلغي الحاجة إلى بطاقة صوت. ومع ذلك ، لا يُقصد من USB أن يحل محل الشبكات. للحصول على تكلفة منخفضة مقبولة ، تقتصر المسافة بين الأجهزة على 5 أمتار. بالنسبة للأجهزة البطيئة مثل لوحة المفاتيح والماوس ، يمكنك ضبط معدل نقل البيانات على 1.5 ميجابت في الثانية ، مما يوفر النطاق الترددي للأجهزة الأسرع.

ناقل USB متوافق تمامًا مع التوصيل والتشغيل. إنه يلغي الحاجة إلى تثبيت بطاقات التوسيع داخل الكمبيوتر ثم إعادة تكوين النظام. يتيح لك الناقل توصيل الأجهزة الطرفية وتكوينها واستخدامها وفصلها إذا لزم الأمر أثناء عمل الكمبيوتر والأجهزة الأخرى. لا حاجة لتثبيت برامج التشغيل أو تحديد المنافذ التسلسلية والمتوازية أو تحديد خطوط IRQ وقنوات DMA وعناوين الإدخال / الإخراج. يتم تحقيق كل هذا من خلال التحكم في الأجهزة الطرفية باستخدام وحدة تحكم مضيفة على اللوحة الأم أو على بطاقة PCI. تتحكم وحدة التحكم المضيفة ووحدات التحكم التابعة في المحاور في الأجهزة الطرفية ، مما يقلل من حمل المعالج ويحسن الأداء العام للنظام. يتم التحكم في وحدة التحكم المضيفة نفسها بواسطة برنامج نظام التشغيل.

يتم إرسال البيانات عبر قناة ثنائية الاتجاه يتم التحكم فيها بواسطة وحدة تحكم المضيف ووحدات تحكم المحور التابع. يسمح إتقان الناقل المحسن بحجز جزء من النطاق الترددي الإجمالي بشكل دائم لأجهزة طرفية معينة ؛ هذه الطريقة تسمى نقل البيانات المتزامنة(نقل البيانات المتزامنة). تحتوي واجهة ناقل USB على وحدتين رئيسيتين: آلة تسلسلية(محرك الواجهة التسلسلية - SIE) ، المسؤول عن بروتوكول الناقل ، و مركز الجذر(Root Hub) يستخدم لتوسيع عدد منافذ ناقل USB.

يخصص ناقل USB 500 مللي أمبير لكل منفذ. يسمح ذلك للأجهزة منخفضة الطاقة التي تتطلب عادةً تشغيل محول تيار متردد منفصل عبر الكابل - يسمح USB للكمبيوتر باكتشاف الطاقة المطلوبة تلقائيًا وتسليمها إلى الجهاز. تقبل المحاور ناقل USB بالكامل يعمل بالطاقة ، ولكن يمكن أن يكون لها محول AC / DC خاص بها. توفر المحاور ذاتية التشغيل التي توفر 500 مللي أمبير لكل منفذ أقصى قدر من المرونة للأجهزة المستقبلية. تقوم لوحات تحويل المنافذ بعزل جميع المنافذ عن بعضها البعض ، لذلك لا يؤدي "اختصار" واحد إلى تعطيل الآخرين.

يعد ناقل USB بإنشاء جهاز كمبيوتر بمنفذ USB واحد بدلاً من أربعة أو خمسة موصلات مختلفة اليوم. يمكن توصيله بجهاز واحد كبير وقوي ، مثل شاشة أو طابعة ، والتي تعمل كمحور ، مما يسمح بتوصيل الأجهزة الأصغر الأخرى ، مثل الماوس ولوحة المفاتيح والمودم والماسح الضوئي والكاميرا الرقمية وما إلى ذلك. ومع ذلك ، سيتطلب ذلك تطوير برامج تشغيل خاصة للأجهزة. ومع ذلك ، فإن تكوين جهاز الكمبيوتر هذا له عيوب. يعتقد بعض الخبراء أن بنية USB معقدة للغاية ، وتتطلب الحاجة إلى دعم أنواع مختلفة من الأجهزة الطرفية تطوير مجموعة كاملة من البروتوكولات. يعتقد البعض الآخر أن مبدأ المحور ينقل ببساطة التكلفة والتعقيد من وحدة النظام إلى لوحة المفاتيح أو الشاشة. لكن العقبة الرئيسية أمام نجاح USB هي معيار IEEE 1394 FireWire.

حافلة IEEE 1394 FireWire

تم تطوير معيار الناقل المحيطي عالي السرعة هذا بواسطة Apple Computer و Texas Instruments و Sony. تم تصميمه كمكمل لناقل USB ، وليس بديلاً عنه ، حيث يمكن استخدام كلا الحافلين في نفس النظام ، تمامًا مثل المنافذ المتوازية والمتسلسلة الحديثة. ومع ذلك ، فإن كبار مصنعي الكاميرات الرقمية والطابعات يهتمون بحافلة IEEE 1394 أكثر من ناقل USB لأن مقبس 1394 مناسب للكاميرات الرقمية أكثر من منفذ USB.

يشبه ناقل IEEE 1394 (يشار إليه عادةً باسم FireWire) من نواحٍ عديدة USB ، ولكنه أيضًا ناقل تسلسلي قابل للتبديل السريع ، ولكنه أسرع بكثير. في IEEE 1394 ، يوجد مستويان للواجهة: أحدهما للحافلة على اللوحة الأم للكمبيوتر والآخر لواجهة من نقطة إلى نقطة بين جهاز طرفي وجهاز كمبيوتر عبر كبل تسلسلي. جسر بسيط يربط بين هذين المستويين. تدعم واجهة الناقل معدلات نقل البيانات 12.5 أو 25 أو 50 ميجابايت / ثانية ، وتدعم واجهة الكبل 100 و 200 و 400 ميجابايت / ثانية ، وهي أعلى بكثير من سرعة ناقل USB البالغة 1.5 ميجابايت / ثانية أو 12 ميجابايت / ثانية . تحدد مواصفات 1394b طرقًا أخرى لتشفير ونقل البيانات ، والتي يمكن أن تزيد السرعة إلى 800 ميجا بايت / ثانية ، 1.6 جيجا بايت / ثانية أو أكثر. تسمح هذه السرعة العالية باستخدام IEEE 1394 لتوصيل الكاميرات الرقمية والطابعات وأجهزة التلفزيون وبطاقات الشبكة وأجهزة التخزين الخارجية بجهاز كمبيوتر.

تم تصميم الموصلات الموجودة في كبل IEEE 1394 مع ملامسات كهربائية داخل غلاف الموصل لمنع احتمال حدوث صدمة كهربائية للمستخدم وتلويث نقاط التلامس بأيدي المستخدم. تشبه هذه الموصلات الصغيرة والمفيدة موصل ألعاب Nintendo GameBoy ، والذي أظهر متانة ممتازة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إدخال هذه الموصلات بشكل أعمى من الجزء الخلفي لجهاز الكمبيوتر. لا يلزم وجود أجهزة طرفية (أجهزة إنهاء) والإعداد اليدوي للمعرفات.

يقبل ناقل IEEE 1394 كبلًا من 6 أسلاك يصل طوله إلى 4.5 مترًا ، والذي يحتوي على زوجين من الأسلاك لنقل البيانات وزوج واحد لتشغيل الجهاز. يتم حماية كل زوج إشارة ويتم أيضًا حماية الكابل بالكامل. يقبل الكبل الفولتية من 8 فولت إلى 400 فولت والتيارات حتى 1.5 أمبير ويحافظ على الاستمرارية المادية للجهاز عند إيقاف تشغيل الجهاز أو تعطله (وهو أمر مهم جدًا لطوبولوجيا السلسلة). يوفر الكبل الطاقة للأجهزة المتصلة بالناقل. مع نضوج المعيار ، من المتوقع أن توفر الحافلة مسافة طويلة بدون مكررات ونطاق ترددي أكبر.

قلب أي اتصال IEEE 1394 هو طبقة مادية وشريحة طبقة اتصال ، ويتطلب الجهاز شريحتين. تتصل الواجهة المادية (PHY) لأحد الأجهزة بـ PHY لجهاز آخر. يحتوي على المخططات اللازمة لأداء وظائف التحكيم والتهيئة. تقوم واجهة الاتصال بتوصيل PHY بالإضافة إلى الدوائر الداخلية للجهاز. ينقل ويستقبل الحزم بتنسيق IEEE 1394 ويدعم عمليات نقل البيانات غير المتزامنة أو المتزامنة. تتيح القدرة على دعم التنسيقات غير المتزامنة والمتزامنة على نفس الواجهة تشغيل التطبيقات غير المهمة للوقت مثل الماسحات الضوئية أو الطابعات ، بالإضافة إلى تطبيقات الوقت الفعلي مثل الفيديو والصوت ، على الناقل. تستخدم جميع شرائح الطبقة المادية نفس التقنية ، وتكون رقائق طبقة الاتصال خاصة بكل جهاز. يسمح هذا الأسلوب لناقل IEEE 1394 بالعمل كنظام نظير إلى نظير بدلاً من نهج USB لخادم العميل. نتيجة لذلك ، لا يتطلب نظام IEEE 1394 مضيف خدمة أو كمبيوتر شخصي.

النقل غير المتزامن هو الطريقة التقليدية لنقل البيانات بين أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية. هنا ، يتم نقل البيانات في اتجاه واحد ويتبعها تأكيد لاحق للمصدر. في نقل البيانات غير المتزامن ، يكون التركيز على التسليم وليس الأداء. يتم ضمان نقل البيانات ويتم دعم عمليات إعادة المحاولة. توفر عمليات نقل البيانات المتزامنة تدفقات البيانات بمعدل محدد مسبقًا ، بحيث يمكن للتطبيق معالجتها بطريقة حساسة للوقت. هذا مهم بشكل خاص للوسائط ذات الأهمية الزمنية حيث يلغي التسليم في الوقت المناسب الحاجة إلى التخزين المؤقت المكلف. تعمل عمليات نقل البيانات المتزامنة على مبدأ البث ، حيث يمكن لجهاز واحد أو أكثر "الاستماع" إلى البيانات المرسلة. يمكن لناقل IEEE 1394 إرسال عدة قنوات (حتى 63) من البيانات المتزامنة في نفس الوقت. نظرًا لأن عمليات النقل المتزامنة يمكن أن تستهلك 80٪ كحد أقصى من عرض النطاق الترددي للناقل ، فلا يزال هناك نطاق ترددي كافٍ لعمليات النقل غير المتزامن الإضافية.

إن بنية ناقل IEEE 1394 القابلة للتطوير والطوبولوجيا المرنة تجعله مثاليًا لتوصيل الأجهزة عالية السرعة ، من أجهزة الكمبيوتر ومحركات الأقراص الثابتة إلى أجهزة الصوت والفيديو الرقمية. يمكن توصيل الأجهزة في سلسلة ديزي أو طوبولوجيا شجرة. يوضح الشكل الموجود على اليسار منطقتي عمل منفصلتين متصلتين بجسر ناقل IEEE 1394. تتكون منطقة العمل رقم 1 من كاميرا فيديو وجهاز كمبيوتر ومسجل فيديو ، وجميعها متصلة عبر IEEE 1394. ويتصل الكمبيوتر أيضًا بطابعة بعيدة فعليًا عبر مكرر 1394 الذي يزيد المسافة بين الأجهزة ، مما يضخم إشارات الناقل. يسمح ناقل IEEE 1394 بما يصل إلى 16 قفزة بين أي جهازين. يتم استخدام مقسم 1394 بين الجسر والطابعة لتوفير منفذ آخر لتوصيل جسر ناقل IEEE 1394. توفر المقسمات للمستخدمين مزيدًا من المرونة في الهيكل.

تحتوي مساحة العمل رقم 2 على جهاز كمبيوتر شخصي وطابعة فقط على مقطع ناقل 1394 واتصال جسر ناقل. يعزل الجسر حركة مرور البيانات داخل كل مساحة عمل. تسمح جسور ناقل IEEE 1394 بنقل البيانات المحددة من مقطع ناقل إلى آخر. لذلك ، يمكن لجهاز الكمبيوتر رقم 2 طلب الصور من VCR في منطقة العمل رقم 1. نظرًا لأن كبل الناقل يحمل الطاقة ويتم دائمًا تشغيل واجهة الإشارة PHY ويتم نقل البيانات حتى إذا تم إيقاف تشغيل الكمبيوتر رقم 1.

يسمح كل مقطع من ناقل IEEE 1394 بالاتصال بما يصل إلى 63 جهازًا. الآن يمكن وضع كل جهاز على مسافة تصل إلى 4.5 متر ؛ مسافات طويلة ممكنة مع أو بدون أجهزة إعادة الإرسال. ستسمح تحسينات الكابلات بفصل الأجهزة عبر مسافات طويلة. يمكن سد أكثر من 1000 قطاع ، مما يوفر إمكانات كبيرة للتوسع. ميزة أخرى هي القدرة على إجراء المعاملات بسرعات مختلفة على ناقل جهاز واحد. على سبيل المثال ، يمكن تشغيل بعض الأجهزة بسرعة 100 ميجا بايت / ثانية ، بينما يمكن تشغيل أجهزة أخرى بسرعة 200 ميجا بايت / ثانية و 400 ميجا بايت / ثانية. يُسمح بالتبديل السريع (توصيل الأجهزة أو فصلها) في الحافلة حتى عندما تكون الحافلة تعمل بكامل طاقتها. يتم اكتشاف التغييرات في هيكل الحافلة تلقائيًا. هذا يجعل مفاتيح العنوان وتدخلات المستخدم الأخرى غير ضرورية لإعادة تكوين الناقل.

باستخدام تقنية نقل الحزم ، يمكن تكوين ناقل IEEE 1394 كما لو تم تخصيص مساحة ذاكرة بين الأجهزة ، أو كما لو كانت الأجهزة في فتحات على اللوحة الأم. يتكون عنوان الجهاز من 64 بت ، مع 10 بت محجوزة لمعرف الشبكة ، و 6 بتات لمعرف العقدة ، و 48 بت لعناوين الذاكرة. ونتيجة لذلك ، يمكن معالجة 1023 شبكة من 63 عقدة ، لكل منها 281 تيرابايت من الذاكرة. تعتبر معالجة الذاكرة ، بدلاً من عنونة القناة ، الموارد بمثابة سجلات أو ذاكرة يمكن الوصول إليها باستخدام معاملات المعالج إلى الذاكرة. كل هذا يوفر تنظيم شبكة بسيط ؛ على سبيل المثال ، يمكن للكاميرا الرقمية نقل الصور بسهولة مباشرة إلى طابعة رقمية بدون كمبيوتر وسيط. يوضح ناقل IEEE 1394 أن الكمبيوتر يفقد دوره المهيمن في توحيد البيئة ويمكن اعتباره عقدة ذكية للغاية.

الحاجة إلى استخدام شريحتين بدلاً من واحدة تجعل الأجهزة الطرفية لناقل IEEE 1394 أغلى من الأجهزة الخاصة بـ SCSI أو IDE أو USB ، لذا فهي غير مناسبة للأجهزة البطيئة. ومع ذلك ، فإن مزاياها للتطبيقات عالية السرعة مثل تحرير الفيديو الرقمي تجعل ناقل IEEE 1394 الواجهة الأساسية للإلكترونيات الاستهلاكية.

على الرغم من مزايا ناقل IEEE 1394 وإدخال اللوحات الأم في عام 2000 بوحدات تحكم متكاملة في هذا الناقل ، فإن النجاح المستقبلي لـ FireWire غير مضمون. أدى ظهور مواصفات USB 2.0 إلى جعل الأمور أكثر صعوبة.

مواصفات USB 2.0

ساهمت Compaq و Hewlett-Packard و Intel و Lucent و Microsoft و NEC و Philips في تطوير هذه المواصفات لدعم الأجهزة الطرفية عالية السرعة. في فبراير 1999 ، أعلنت عن زيادة قدرها 10 إلى 20 ضعفًا في الأداء الحالي ، وفي سبتمبر 1999 ، رفعت الدراسات الهندسية التصنيفات إلى 30 إلى 40 مرة عبر USB 1.1. وقد أثيرت مخاوف من أنه مع هذا الأداء ، فإن ناقل USB سوف "يدفن" إلى الأبد ناقل IEEE 1394. ومع ذلك ، فإن الإجماع العام هو أن الحافلين موجهان نحو تطبيقات مختلفة. الهدف من USB 2.0 هو دعم جميع الأجهزة الطرفية لأجهزة الكمبيوتر الشخصية الحالية والمستقبلية ، ويتم توجيه ناقل IEEE 1394 نحو توصيل أجهزة الصوت والفيديو الاستهلاكية مثل مسجلات الفيديو الرقمية وأقراص DVD وأجهزة التلفزيون الرقمية.

وفقًا لـ USB 2.0 ، يزيد عرض النطاق الترددي من 12 ميجا بايت / ثانية إلى 360-480 ميجا بايت / ثانية. من المتوقع أن يكون ناقل USB 2.0 متوافقًا مع USB 1.1 ، والذي سيوفر للمستخدمين انتقالًا غير مؤلم إلى الناقل الجديد. سيتم تطوير أجهزة طرفية جديدة عالية السرعة من أجلها ، مما سيؤدي إلى توسيع نطاق تطبيقات الكمبيوتر. 12 ميغا بايت / ثانية كافية للأجهزة مثل الهواتف والكاميرات الرقمية ولوحات المفاتيح والماوس وعصا التحكم الرقمية ومحركات الأشرطة ومحركات الأقراص المرنة والسماعات الرقمية والماسحات الضوئية والطابعات. سيؤدي عرض النطاق الترددي USB 2.0 المتزايد إلى توسيع وظائف الأجهزة الطرفية لدعم كاميرات مؤتمرات الفيديو عالية الدقة والماسحات الضوئية والطابعات عالية السرعة من الجيل التالي.

ستعمل أجهزة USB الطرفية الحالية بدون تغيير على نظام USB 2.0. لا تتطلب الأجهزة مثل لوحة المفاتيح والماوس زيادة عرض النطاق الترددي لـ USB 2.0 وستعمل مثل أجهزة USB 1.1. سيؤدي عرض النطاق الترددي المتزايد لـ USB 2.0 إلى توسيع نطاق الأجهزة الطرفية التي يمكن توصيلها بجهاز كمبيوتر ، كما سيسمح لمزيد من أجهزة USB بمشاركة عرض النطاق الترددي المتاح للناقل حتى الحدود المعمارية لناقل USB. قد يكون التوافق مع USB 2.0 مع الإصدارات السابقة مع USB 1.1 ميزة حاسمة في المعركة ضد ناقل IEEE 1394 عبر واجهة جهاز المستهلك.

معيار DeviceBay

DeviceBayهو معيار جديد يتبع معايير IEEE 1394 وناقل USB. تسمح هذه الحافلات بتوصيل الأجهزة وفصلها أثناء التنقل ، أي. أثناء عمل جهاز الكمبيوتر. مثل هذه الفرصة للتبديل السريع(التبديل السريع ، التوصيل السريع) يتطلب اتصالاً خاصًا جديدًا بين الأجهزة وأصبح معيار DeviceBay هو الإجابة على هذا المطلب. يقوم بتوحيد الفتحات التي يمكن إدخال محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص المضغوطة والأجهزة الأخرى فيها. يتم تثبيت إطار التثبيت بدون أدوات وأثناء تشغيل الكمبيوتر. إذا انتشر معيار DeviceBay ، فسيتم التخلص من الكابلات المسطحة داخل علبة الكمبيوتر. يمكن تكوين الكمبيوتر بالكامل كتصميم معياري ، حيث يتم توصيل جميع الوحدات بنواقل USB أو FireWire كأجهزة DeviceBay. في هذه الحالة ، يمكن نقل الجهاز بحرية بين جهاز الكمبيوتر والأجهزة المنزلية الأخرى.

تم تصميم معيار DeviceBay لتوصيل الأجهزة مثل محركات الأقراص المضغوطة ومحركات الأقراص المضغوطة ومحركات الأشرطة وأجهزة المودم ومحركات الأقراص الثابتة وقارئات بطاقات الكمبيوتر الشخصي والمزيد.

يتم تعريف نواة المعالج بالخصائص التالية:

• العملية التكنولوجية؛
• حجم ذاكرة التخزين المؤقت الداخلية L1 و L2 ؛
• الجهد االكهربى؛
• انتقال الحرارة.

قبل شراء معالج مركزي ، عليك التأكد من أن اللوحة الأم التي تختارها يمكنها العمل معه.

جدير بالذكر أن سطرًا واحدًا من المعالجات يمكن أن يحتوي على وحدات معالجة مركزية مجهزة بأنوية مختلفة. على سبيل المثال ، يحتوي خط Intel Core i5 على معالجات ذات نوى لينفيلد وكلاركديل وأرانديل وساندي بريدج.

ما هو تردد ناقل البيانات؟

مؤشر تردد ناقل البياناتكما يشار إلى ناقل أمامي جانبي (أو مختصر FSB) .

مركبة البياناتهي مجموعة من خطوط الإشارة لنقل البيانات فيو منالمعالج.

تردد الحافلةهو تردد الساعة الذي يتم عنده تبادل البيانات بين المعالج وناقل النظام.

وتجدر الإشارة إلى أن المعالجات استخدام تقنية الضخ الرباعي. يجعل من الممكن نقل 4 كتل بيانات لكل دورة على مدار الساعة. تضاعف تردد الحافلة الفعال أربع مرات. يجب أن نتذكر أنه بالنسبة للمعالجات المحددة أعلاه ، يشير عمود "تردد الناقل" إلى زيادة بمقدار 4 أضعاف.

معالجات AMD أثلون 64و أوبتيروناعتماد تقنية HyperTransport ، والتي تمكن المعالج وذاكرة الوصول العشوائي من التواصل بشكل فعال. هذا النظام يحسن الأداء العام بشكل كبير.

ما هي سرعة ساعة وحدة المعالجة المركزية؟

سرعة ساعة وحدة المعالجة المركزيةهو عدد عمليات المعالج في الثانية. في هذه الحالة ، تعتبر العمليات بمثابة علامات. يتناسب معدل الساعة مع تردد الحافلة (FSB).

بشكل عام ، كلما زادت سرعة الساعة ، كان الأداء أفضل. ومع ذلك ، لا تعمل هذه القاعدة إلا مع طرازات المعالجات التي تنتمي إلى نفس المجموعة. لماذا ا؟ في نفوسهم ، بالإضافة إلى التردد ، يتأثر أداء المعالج أيضًا بمعلمات مثل:

• حجم ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثاني (L2) ؛
• وجود وتكرار ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثالث (L3) ؛
• وجود تعليمات خاصة إلخ...

نطاق تردد ساعة وحدة المعالجة المركزية: من 900 إلى 4200 ميجا هرتز.

ما هي تقنية العملية؟

عملية فنيةهو مقياس التقنية التي تحدد أبعاد عناصر أشباه الموصلات التي تشكل قاعدة الدوائر الداخلية للمعالج. تشكل الدوائر ترانزستورات مترابطة.

يؤدي التخفيض النسبي في حجم الترانزستورات ، مع تطور التقنيات الحديثة ، إلى تحسين خصائص المعالجات. على سبيل المثال ، قلب ويلاميت ، المصنوع وفقًا لتقنية معالجة 0.18 ميكرون ، يحتوي على 42 مليون ترانزستور ؛ نواة بريسكوت مع عملية تقنية 0.09 ميكرون لديها بالفعل 125 مليون ترانزستور.

ما هو معدل تبديد حرارة وحدة المعالجة المركزية؟

التشتت الحراري- هذا مؤشر على الطاقة التي يخصصها نظام التبريد لضمان الأداء الطبيعي للمعالج. كلما زادت قيمة هذه المعلمة ، زادت سخونة المعالج أثناء تشغيله.

هذا المؤشر مهم للغاية في الاعتبار في حالة المبالغة في تقدير تردد المعالج المركزي. يبرد المعالج الذي يتميز بتبديد حرارة منخفض بشكل أسرع ، وبالتالي يمكن زيادة سرعته بشكل أكبر.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أيضًا أن مصنعي المعالجات يقيسون تبديد الحرارة بطرق مختلفة. لذلك ، فإن المقارنة بهذه الخاصية مناسبة فقط في إطار مصنع واحد.

نطاق تبديد حرارة المعالج: من 10 إلى 165 وات.

دعم تقنية المحاكاة الافتراضية

التقنية الافتراضية- تقنية تسمح بالتشغيل المتزامن لعدة أنظمة تشغيل على جهاز كمبيوتر واحد.

لذلك ، بفضل تقنية المحاكاة الافتراضية ، يمكن لنظام كمبيوتر واحد أن يعمل كعدة أنظمة افتراضية.

دعم تقنية SSE4

SSE4- تقنية تتضمن حزمة من 54 تعليمة جديدة تهدف إلى تحسين أداء المعالج أثناء أداء المهام المختلفة كثيفة الاستخدام للموارد.

دعم تقنية SSE3

SSE3- التكنولوجيا التي تضم حزمة من 13 فريقًا جديدًا. يهدف إدخالهم إلى الجيل الجديد إلى تحسين أداء المعالج من حيث عمليات تدفق البيانات.

دعم تكنولوجيا SSE2

SSE2 هي تقنية تتضمن حزمة من الأوامر التي تكمل تقنيات "سابقاتها": SSEو MMX... تم تطويره بواسطة شركة إنتل. تسمح لك الأوامر المضمنة في المجموعة بتحقيق مكاسب كبيرة في الأداء في التطبيقات المحسّنة لـ SSE2. هذه التقنية مدعومة من قبل جميع طرز المعالجات الحديثة تقريبًا.

دعم تقنية NX Bit

NX بت- تقنية قادرة على منع إدخال وتنفيذ الكود الخبيث لبعض الفيروسات.

مدعوم من نظام التشغيل Windows XP SP2 ، وكذلك جميع أنظمة التشغيل 64 بت.

يدعم تقنية HT (خيوط المعالجة المتعددة)

Hyper-Threading هي تقنية تمكن المعالج من معالجة دفقين من التعليمات بالتوازي ، مما يزيد بشكل كبير من كفاءة تطبيقات متعددة المهام كثيفة الاستخدام للموارد (تحرير الصوت والفيديو ، النمذجة ثلاثية الأبعاد ، إلخ). ومع ذلك ، في بعض التطبيقات ، يمكن أن ينتج عن استخدام هذه التكنولوجيا تأثير معاكس. لذا ، فإن تقنية Hyper-Threading اختيارية ، وإذا لزم الأمر ، يمكن للمستخدم إيقاف تشغيلها في أي وقت. مؤلف التطوير هو Intel.

يدعم تقنية AMD64 / EM64T

يمكن أن تعمل المعالجات المبنية على بنية 64 بت مع تطبيقات 32 بت و 64 بت ، وبنفس الكفاءة تمامًا.

أمثلة لخطوط المعالجات x-64: AMD Athlon 64 و AMD Opteron و Core 2 Duo و Intel Xeon 64 وغيرها.

الحد الأدنى من ذاكرة الوصول العشوائي للمعالجات التي تدعم معالجة 64 بت هو 4 غيغابايت... لا تتوفر هذه الخيارات معالجات 32 بت التقليدية. لتنشيط تشغيل معالجات 64 بت ، يجب تكييف نظام التشغيل لها ، أي أنه يجب أن يحتوي أيضًا على بنية x64.

أسماء تنفيذ امتدادات 64 بت في المعالجات:

• شركة انتل - EM64T.

دعم 3DNow!

3D الآن!- تقنية تحتوي على حزمة من 21 أمرًا إضافيًا لمعالجة الوسائط المتعددة. الهدف الرئيسي من هذه التقنية هو تحسين معالجة تطبيقات الوسائط المتعددة.

تقنية 3D الآن!يتم تنفيذه حصريًا في معالجات AMD.

ما هو حجم ذاكرة التخزين المؤقت L3؟

يشير حجم ذاكرة التخزين المؤقت L3 إلى ذاكرة التخزين المؤقت L3.

توفر ذاكرة التخزين المؤقت L3 ، المجهزة بناقل نظام عالي السرعة ، قناة عالية السرعة لتبادل البيانات مع ذاكرة النظام.

عادةً ما تكون المعالجات وأنظمة الخوادم المتطورة فقط مجهزة بذاكرة التخزين المؤقت L3. على سبيل المثال ، خطوط المعالجات مثل AMD Opteron و AMD Phenom و AMD Phenom II و Intel Core i3 و Intel Core i5 و Intel Core i7 و Intel Xeon.

نطاق حجم ذاكرة التخزين المؤقت L3: من 0 إلى 30720 كيلو بايت.

ما هو حجم ذاكرة التخزين المؤقت L2؟

يشير حجم ذاكرة التخزين المؤقت L2 إلى ذاكرة التخزين المؤقت L2.

مخبأ L2عبارة عن كتلة من الذاكرة عالية السرعة تؤدي وظائف مشابهة لذاكرة التخزين المؤقت L1. هذه الكتلة لها سرعة أقل ولها أيضًا حجم أكبر.

إذا احتاج المستخدم إلى معالج لأداء مهام كثيفة الاستخدام للموارد ، فيجب اختيار الطراز الذي يحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت كبيرة L2.

بالنسبة لنماذج المعالجات ذات النوى المتعددة ، يشار إلى الحجم الإجمالي لذاكرة التخزين المؤقت L2.

نطاق حجم ذاكرة التخزين المؤقت L2: من 128 إلى 16384 كيلوبايت.

ما هو حجم ذاكرة التخزين المؤقت L1؟

يشير حجم ذاكرة التخزين المؤقت L1 إلى ذاكرة التخزين المؤقت L1.

المستوى 1 مخبأعبارة عن كتلة من الذاكرة عالية السرعة موجودة مباشرة في قلب المعالج. يتم نسخ البيانات المستخرجة من ذاكرة الوصول العشوائي إلى هذه الكتلة. تعد معالجة البيانات من ذاكرة التخزين المؤقت أسرع بعدة مرات من معالجة البيانات من ذاكرة الوصول العشوائي.

توفر ذاكرة التخزين المؤقت القدرة على تحسين أداء المعالج على حساب سرعة معالجة البيانات العالية. يقاس المستوى الأول من ذاكرة التخزين المؤقت بالكيلو بايت ، وهي صغيرة نوعًا ما. كقاعدة عامة ، تم تجهيز طرز المعالجات "الأقدم" بذاكرة تخزين مؤقت L1 أكبر.

بالنسبة لنماذج المعالجات ذات النوى المتعددة ، يتم تحديد ذاكرة التخزين المؤقت L1 دائمًا لنواة واحدة.

نطاق حجم ذاكرة التخزين المؤقت L1: من 8 إلى 128 كيلوبايت.

الجهد الاسمي لنواة المعالج

تشير هذه المعلمة إلى الجهد المطلوب لتشغيل المعالج. يميز استهلاك طاقة المعالج. هذه المعلمة مهمة بشكل خاص في الاعتبار عند اختيار معالج لنظام متنقل وغير ثابت.

وحدة القياس هي فولت.

نطاق الجهد الأساسي: 0.45 إلى 1.75 فولت.

أقصى درجة حرارة للعمل

هذا مؤشر على درجة حرارة السطح القصوى المسموح بها للمعالج ، والتي يمكن أن يعمل عندها. تعتمد درجة حرارة السطح على حمل المعالج ، وكذلك على جودة المشتت الحراري.

• مع التبريد العادي ، تكون درجة حرارة المعالج في حدود 25-40 درجة مئوية (وضع الخمول) ؛
• مع الحمل الثقيل ، يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 60-70 درجة مئوية.

تتطلب المعالجات ذات درجات حرارة التشغيل العالية أنظمة تبريد قوية.

نطاق درجة حرارة التشغيل القصوى للمعالج: 54.8 إلى 105.0 درجة مئوية.

ما هو خط المعالج؟

ينتمي كل معالج إلى خط أو خط نموذج معين. ضمن نفس الخط ، يمكن أن تختلف المعالجات بشكل كبير عن بعضها البعض في عدد من الخصائص. كل مصنع لديه خط من المعالجات منخفضة التكلفة. لنفترض أن Intel لديها هذا سيليرونو كور سولو AMD - سيمبرون.

لا تحتوي المعالجات منخفضة الجودة ، على عكس "إخوانها" الأغلى ثمناً ، على بعض الوظائف ، كما أن معلماتها لها قيم أقل. لذلك ، قد تكون المعالجات غير المكلفة قد قللت بشكل كبير من ذاكرة التخزين المؤقت ، علاوة على ذلك ، قد تكون غائبة تمامًا.

تعد خطوط المعالجات منخفضة النهاية مناسبة لأجهزة الكمبيوتر المكتبية التي لا تتضمن العمل بأحمال ثقيلة ومهام كبيرة الحجم. تتطلب المهام كثيفة الاستخدام للموارد (معالجة الفيديو / الصوت) تثبيت مساطر "أعلى". على سبيل المثال، Core 2 Duo و Core 2 Quad و Core i3 و Core i5 و Core i7 و Phenom X3 و Phenom X4 و Phenom II X4 و Phenom II X6 وما إلى ذلك.

تستخدم اللوحات الأم للخادم عادةً خطوط معالجات متخصصة: أوبتيرون, زيونوما شابه ذلك.

ما هو مضاعف وحدة المعالجة المركزية؟

بناءً على مضاعف المعالج ، يتم حساب تردد الساعة النهائي لتشغيله.

سرعة ساعة المعالج = سرعة الناقل (FSB) * المضاعف.

على سبيل المثال ، تردد الناقل (FSB) هو 533 ميجاهرتز ، والمضاعف 4.5. لذا ، 533 * 4.5 = 2398.5 ميجا هرتز. نحصل على تردد ساعة المعالج.

في معظم المعالجات الحديثة ، يتم تأمين هذه المعلمة على مستوى النواة ولا يمكن تغييرها.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن المعالجات مثل Intel Pentium 4 و Pentium M و Pentium D و Pentium EE و Xeon و Core و Core 2تطبيق التكنولوجيا ضخ رباعي(إرسال 4 كتل بيانات لكل دورة). في هذه الحالة ، يزيد تردد الحافلة الفعال 4 مرات على التوالي. في مجال "تردد الناقل" ، في حالة المعالجات المذكورة أعلاه ، تتم الإشارة إلى تردد الناقل بمقدار أربع مرات. للحصول على إشارة إلى التردد الفعلي للحافلة ، يجب قسمة التردد الفعال على 4.

نطاق عامل الضرب: 6.0 إلى 37.0.

عدد النوى في المعالج

تسمح تقنية المعالج الحديثة بوضع نوى متعددة في عبوة واحدة. كلما زاد عدد النوى في المعالج ، كان أداءه أفضل. على سبيل المثال ، تستخدم سلسلة Core 2 Duo معالجات ثنائية النواة ، بينما تستخدم سلسلة Core 2 Quad معالجات رباعية النوى.

يتراوح نطاق عدد النوى في المعالج من 1 إلى 16.

ما هو المقبس؟

تم تجهيز كل لوحة بنوع محدد من مقابس المعالج. هذا الموصل يسمى مأخذ التوصيل. عادةً ما يتم تحديد نوع المقبس حسب عدد الأرجل وأيضًا بواسطة الشركة المصنعة للمعالج. تتوافق المقابس المختلفة مع أنواع مختلفة من المعالجات.

حاليًا ، يستخدم مصنعو المعالجات أنواع المقابس التالية:

شركة انتل

• LGA1155 ؛
• LGA2011.

AMD

• AM3 + ؛
• FM1.

ترتفع درجة حرارة وحدة المعالجة المركزية تدريجياً بمرور الوقت ، ما هو الإجراء الأكثر فعالية لخفض درجة حرارة وحدة المعالجة المركزية؟

اعتمادًا على ظروف تشغيل الجهاز ، غالبًا ما ينشأ موقف يتمثل في انسداد المشعات بالغبار والأوساخ ، وتغير الواجهة الحرارية خصائص التوصيل الحراري ، وتضعف حوامل الرادياتير ، وأحيانًا لا تكون متساوية.

في هذه الحالة ، إذا كنت تشك في ارتفاع درجة الحرارة ، فمن الضروري إزالة نظام التبريد ، وتنظيف المشعات ، وإصلاح السحابات ، واستبدال الشحوم الحرارية.كما قلل درجة الحرارة في العلبة ، وتغيير مروحة مبرد المعالج إلى أكثر قوة. واحد ، أو ، إذا سمح التصميم ، بتغيير المبرد ، أضف مبرد العلبة إلى النفخ و / أو النفخ.

كيفية تحديد ما إذا كانت الحماية الحرارية تعمل؟

هناك طريقتان. الأول هو البرمجيات. قم بتشغيل TAT (أداة التحليل الحراري من Intel) للمعالجات الأساسية و RMClock لجميع المعالجات الأخرى واتبع الرسائل في TAT والرسم البياني في الثانية. بمجرد تشغيل الحماية الحرارية ، سيصدر TAT تحذيرًا ، وسيظهر الرسم البياني لـ CPU Throttle في مراقبة RMClock.

الطريقة الثانية غير مباشرة. بناء على حقيقة أن إدراج الحماية الحرارية خاصة
الاختناق ، يكون بالضرورة مصحوبًا بانخفاض قوي في أداء المعالج.

درجة حرارة النواة الأولى في معالج X-core أعلى بعدة درجات مئوية مقارنة بالثانية. كيف يمكن تفسير هذا؟

هذا امر طبيعي. عادةً ما يتم تحميل النواة المستخدمة أولاً ، لذلك
وتسخن وفقًا لذلك أكثر.

يتساءل الكثير من المستخدمين ما الذي يؤثر على أداء الكمبيوتر أكثر من غيره؟

اتضح أنه لا توجد إجابة محددة لهذا السؤال. الكمبيوتر عبارة عن مجموعة من الأنظمة الفرعية (الذاكرة ، والحوسبة ، والرسومات ، والتخزين) التي تتواصل مع بعضها البعض من خلال اللوحة الأم وبرامج تشغيل الجهاز. إذا لم يتم تكوين الأنظمة الفرعية بشكل صحيح ، فإنها لا توفر أفضل أداء ممكن.

يتكون الأداء الشامل من إعدادات وميزات البرامج والأجهزة.
دعنا نسردهم.

عوامل أداء الأجهزة:

1. عدد نوى المعالج - 1 أو 2 أو 3 أو 4
2. تردد المعالج وتردد ناقل نظام المعالج (FSB) - 533 أو 667 أو 800 أو 1066 أو 1333 أو 1600 ميجاهرتز
3. مقدار وكمية ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج (CPU) - 256 ، 512 كيلو بايت ؛ 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 6 ، 12 ميجابايت.
4. تردد ناقل النظام الخاص بوحدة المعالجة المركزية واللوحة الأم المطابقات
5. تردد الذاكرة (RAM) وتردد ناقل ذاكرة اللوحة الأم - DDR2-667 ، 800 ، 1066
6. حجم ذاكرة الوصول العشوائي - 512 ميغا أو أكثر
7. مجموعة الشرائح المستخدمة على اللوحة الأم (Intel، VIA، SIS، nVidia، ATI / AMD)
8. النظام الفرعي للرسومات المستخدم - مدمج في اللوحة الأم أو منفصل (بطاقة فيديو خارجية بذاكرة الفيديو ووحدة معالجة الرسومات الخاصة بها)
9. نوع واجهة محرك الأقراص الثابتة (HDD) - IDE المتوازي أو SATA التسلسلي و SATA-2
10. ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة - 8 أو 16 أو 32 ميجابايت.

تؤدي الزيادة في الخصائص التقنية المدرجة دائمًا إلى زيادة الإنتاجية.

حبات

في الوقت الحالي ، تحتوي معظم المعالجات المصنعة على مركزين على الأقل (باستثناء AMD Sempron و Athlon 64 و Intel Celeron D و Celeron 4xx). عدد النوى مناسب للعرض ثلاثي الأبعاد أو مهام ترميز الفيديو ، وكذلك في البرامج التي تم تحسين كودها لتعدد مؤشرات النوى. في حالات أخرى (على سبيل المثال ، في المكتب ومهام الإنترنت) تكون عديمة الفائدة.

أربعة نوىلديك معالجات Intel Core 2 Extreme و Core 2 Quad بالعلامات التالية: QX9xxx و Q9xxx و Q8xxx و QX6xxx ؛
AMD Phenom X3 - 3 نوى ؛
AMD Phenom X4 - 4 نوى.

يجب أن نتذكر أن عدد النوى يزيد بشكل كبير من استهلاك الطاقة لوحدة المعالجة المركزية ويزيد من متطلبات الطاقة للوحة الأم ومصدر الطاقة!

لكن إنشاء النواة وبنيتها يؤثران بشكل كبير على أداء أي معالج.
على سبيل المثال ، إذا كنت تأخذ ثنائي النواة Intel Pentium D و Core 2 Duo بنفس التردد ، ناقل النظام وذاكرة التخزين المؤقت ، فإن Core 2 Duo سيفوز بلا شك.

ترددات حافلات المعالج والذاكرة واللوحة الأم

من المهم أيضًا أن تتطابق ترددات المكونات المختلفة.
على سبيل المثال ، إذا كانت اللوحة الأم تدعم ناقل ذاكرة بسرعة 800 ميجاهرتز وتم تثبيت وحدة ذاكرة DDR2-677 ، فإن تردد الذاكرة سيقلل من الأداء.

في الوقت نفسه ، إذا كانت اللوحة الأم لا تدعم 800 ميجاهرتز ، وأثناء تثبيت وحدة DDR2-800 ، فإنها ستعمل ، ولكن بتردد أقل.

مخابئ

تتأثر ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج بشكل أساسي عند العمل مع أنظمة CAD وقواعد البيانات الكبيرة والرسومات. ذاكرة التخزين المؤقت هي ذاكرة ذات سرعة وصول أعلى ، مصممة لتسريع الوصول إلى البيانات الموجودة باستمرار في الذاكرة مع سرعة وصول أقل (يشار إليها فيما يلي باسم "الذاكرة الرئيسية"). يتم استخدام التخزين المؤقت بواسطة وحدات المعالجة المركزية ومحركات الأقراص الثابتة والمتصفحات وخوادم الويب.

عندما تصل وحدة المعالجة المركزية إلى البيانات ، يتم فحص ذاكرة التخزين المؤقت أولاً. إذا تم العثور على إدخال في ذاكرة التخزين المؤقت مع معرف يطابق معرف العنصر المطلوب ، فسيتم استخدام العناصر الموجودة في ذاكرة التخزين المؤقت. وهذا ما يسمى بضربة ذاكرة التخزين المؤقت. إذا لم يتم العثور على سجلات في ذاكرة التخزين المؤقت التي تحتوي على عنصر البيانات المطلوب ، فسيتم قراءتها من الذاكرة الرئيسية في ذاكرة التخزين المؤقت وتصبح متاحة للمكالمات اللاحقة. وهذا ما يسمى فقدان ذاكرة التخزين المؤقت. تسمى النسبة المئوية لعدد مرات الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت عند العثور على نتيجة معدل الدخول أو معدل مرات الدخول إلى ذاكرة التخزين المؤقت.
تتمتع معالجات Intel بمعدل إصابة أعلى لذاكرة التخزين المؤقت.

تختلف جميع وحدات المعالجة المركزية في عدد ذاكرات التخزين المؤقت (حتى 3) وحجمها. أسرع ذاكرة تخزين مؤقت هي المستوى 1 (L1) ، والأبطأ هو المستوى 3 (L3). تحتوي معالجات AMD Phenom فقط على ذاكرة تخزين مؤقت L3 ، لذلك من المهم جدًا أن تحتوي ذاكرة التخزين المؤقت L1 على كمية كبيرة.

اختبرنا الأداء مقابل حجم ذاكرة التخزين المؤقت. إذا قارنت نتائج 3D shooters Prey و Quake 4 ، وهما تطبيقات ألعاب نموذجية ، فإن الاختلاف في الأداء بين 1 ميجابايت و 4 ميجابايت هو نفسه تقريبًا بين المعالجات بفرق تردد يبلغ 200 ميجاهرتز. الأمر نفسه ينطبق على اختبارات تشفير الفيديو لشفرات DivX 6.6 و XviD 1.1.2 ، بالإضافة إلى أرشيف WinRAR 3.7. ومع ذلك ، فإن التطبيقات كثيفة الاستخدام لوحدة المعالجة المركزية مثل 3DStudio Max 8 أو Lame MP3 Encoder أو H.264 Encoder V2 من MainConcept لا تستفيد كثيرًا من زيادة حجم ذاكرة التخزين المؤقت.
تذكر أن ذاكرة التخزين المؤقت L2 تؤثر على أداء وحدة المعالجة المركزية Intel Core 2 أكثر بكثير من AMD Athlon 64 X2 أو Phenom ، نظرًا لأن Intel لديها ذاكرة تخزين مؤقت L2 مشتركة لجميع النوى ، في حين أن AMD لها ذاكرة منفصلة لكل نواة! في هذا الصدد ، تعمل Phenom بشكل أفضل مع ذاكرة التخزين المؤقت.

الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب

كما ذكرنا سابقًا ، تتميز ذاكرة الوصول العشوائي بالتردد والحجم. في الوقت نفسه ، يوجد الآن نوعان من ذاكرة DDR2 و DDR3 ، والتي تختلف في الهندسة والأداء والتردد والجهد الكهربائي - أي للجميع!
يجب أن يتطابق تردد وحدة الذاكرة مع تردد الوحدة نفسها.

يؤثر حجم ذاكرة الوصول العشوائي أيضًا على أداء نظام التشغيل والتطبيقات كثيفة الاستخدام للموارد.
الحسابات بسيطة - يشغل Windows XP 300-350 ميغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي بعد التحميل. إذا كانت هناك برامج إضافية قيد التشغيل ، فإنها تقوم أيضًا بتحميل ذاكرة الوصول العشوائي. أي أن 150-200 ميغا بايت تبقى مجانية. فقط تطبيقات المكاتب الخفيفة يمكن أن تناسب هناك.
للعمل بشكل مريح مع AutoCAD وتطبيقات الرسومات و 3DMax والترميز والرسومات ، يلزم توفر 1 جيجابايت على الأقل من ذاكرة الوصول العشوائي. إذا تم استخدام نظام التشغيل Windows Vista ، فلا يقل عن 2 غيغابايت.

النظام الفرعي للرسومات

غالبًا ما تستخدم أجهزة الكمبيوتر المكتبية اللوحات الأم ذات الرسومات المدمجة. اللوحات الأم القائمة على هذه الشرائح (G31 ، G45 ، AMD 770G ، إلخ) لها الحرف G في العلامة.
تستخدم بطاقات الفيديو المدمجة هذه بعضًا من ذاكرة الوصول العشوائي لذاكرة الفيديو ، مما يقلل من مقدار ذاكرة الوصول العشوائي المتاحة للمستخدم.

وفقًا لذلك ، لزيادة الأداء ، يجب تعطيل بطاقة الفيديو المدمجة في BIOS اللوحة الأم ، ويجب تثبيت بطاقة فيديو خارجية (منفصلة) في فتحة PCI-Express.
تختلف جميع بطاقات الفيديو في شرائح الرسومات ، وتكرار خطوط الأنابيب ، وعدد خطوط الأنابيب ، وتكرار ذاكرة الفيديو ، وعرض ناقل ذاكرة الفيديو.

نظام التخزين الفرعي

يعد أداء محركات الأقراص مهمًا جدًا عند الوصول إلى كميات كبيرة من البيانات - الفيديو والصوت وكذلك عند فتح عدد كبير من الملفات الصغيرة.

من الخصائص التقنية التي تؤثر على سرعة الوصول إلى الملفات ، تجدر الإشارة إلى نوع واجهة القرص الصلب (HDD) - IDE المتوازي أو SATA التسلسلي و SATA-2 وذاكرة التخزين المؤقت للقرص الصلب - 8 أو 16 أو 32 ميجابايت.
في الوقت الحالي ، يوصى بتثبيت محركات الأقراص الثابتة فقط باستخدام واجهة SATA-2 ، والتي تتميز بأعلى عرض نطاق ترددي وأكبر ذاكرة تخزين مؤقت.

عوامل الأداء البرنامجي:

1. عدد البرامج المثبتة
2. تجزئة نظام الملفات
3. أخطاء نظام الملفات ، القطاعات التالفة
4. تجزئة سجل نظام التشغيل
5. أخطاء تسجيل نظام التشغيل
6. حجم ملف ترحيل الصفحات (مقدار الذاكرة الظاهرية)
7. تم تضمين عناصر عرض واجهة المستخدم الرسومية لنظام التشغيل
8. برامج وخدمات Windows التي يتم تحميلها عند بدء التشغيل

هذه ليست قائمة كاملة ، لكن ميزات Windows هذه بالتحديد هي التي يمكن أن تبطئ عملها بشكل كبير.
لكننا سنتحدث عن هذه الخصائص والإعدادات والمعلمات في المقالة التالية.

طوال فترة تطور الجنس البشري بأكمله ، كانت الأحجار هي رفقاءنا الأساسيين. فؤوس ورؤوس سهام .. أهرامات في النهاية! السيليكون وحده يستحق كل هذا العناء - بعد كل شيء ، بفضله حصلنا على النار. حتى لو لم يمض وقت طويل ، ولكن باسم تطور صناعة الكمبيوتر في العصر "البرونزي" ، قرر الناس تمزيق "أحجارهم" مرة أخرى. كيف بدأ كل شيء ، حتى أننا نخشى التفكير. إما منذ Z80 القديم ، أو لاحقًا ، في سلسلة 286/386 من المعالجات ، في مرحلة ما اكتشفت مجموعة معينة من الناس مهنة رائعة جديدة ، أو بالأحرى ، أصبحوا مؤسسًا لاتجاه جديد - رفع تردد التشغيل... الكلمة ، في الواقع ، ليست لنا ، من اللغة الإنجليزية تترجم على أنها "ترقية". لقد اتخذ تعريفنا شكلاً مختلفًا قليلاً - رفع تردد التشغيل، أي زيادة الإنتاجية. سنتحدث عن ماهيته وكيف يحدث في هذه المقالة.

كيف بدأت

في تلك السنوات المجيدة ، عندما خرجت أسعار مكونات الكمبيوتر حرفيًا عن نطاقها ، لم يكن من السهل على المعالجات رفع تردد التشغيل. إذا كانت عملية رفع تردد التشغيل لجهاز الكمبيوتر الآن لا تمثل مشكلة عمليًا - يتيح لك وجود لوحة مفاتيح وبرنامج مناسب القيام بذلك في بضع دقائق حرفيًا - ثم تمت زيادة تردد الساعة باستخدام مكواة لحام ، وإعادة ترتيب وصلات العبور وإغلاق أرجل المعالجات. وهذا يعني أنه في ذلك الوقت ، كان رفع تردد التشغيل متاحًا فقط لعدد قليل من التقنيين الشجعان ونكران الذات وذوي الخبرة.

ولكن ليس فقط المعالجات كانت فيركلوكيد. كانت بطاقات الرسومات وذاكرة الوصول العشوائي هي التالية ، وفي الآونة الأخيرة ، قام المتحمسون بإجراء تحسينات على أداء الماوس البصري.

لماذا هذا ضروري؟

وفي الحقيقة ، من أجل ماذا سنفعل شيئًا ما؟ دعنا نجمع جميع الإيجابيات والسلبيات لنفهم ما إذا كنا بحاجة إليها حقًا؟ تشمل المزايا النقاط التالية:

• زيادة الإنتاجية لم تزعج أي شخص. لا يمكن التنبؤ بكميتها المتزايدة بدقة ، كل هذا يتوقف على المكونات المستخدمة. على سبيل المثال ، فإن المكسب من رفع تردد التشغيل عن المعالج باستخدام بطاقة فيديو قوية يؤدي دائمًا إلى زيادة السرعة في التطبيقات ثلاثية الأبعاد. على الرغم من أنه بدون حتى تحسين الأداء في الألعاب ، فإن إنتاجية الكمبيوتر ككل ستمتد إلى الأرشفة وتحويل الشفرات وتحرير الفيديو / الصوت والحسابات الحسابية والعمليات المفيدة الأخرى. ولكن من خلال "ضبط" الذاكرة ، فإن الكسب ، على الأرجح ، لن يكون كبيرًا مثل زيادة سرعة المعالج أو بطاقة الفيديو.
• ستوفر لك العديد من المفاهيم التي ستتعرف عليها في عملية رفع تردد التشغيل تجربة لا تقدر بثمن.

وهنا الوجه الآخر للعملة:

• هناك خطر تدمير المعدات. على الرغم من أن ذلك يعتمد على يديك ، وجودة المكونات المستخدمة ، وأخيراً القدرة على التوقف في ذلك الوقت.
• تقليل عمر المكونات فيركلوكيد. هنا ، للأسف ، لا يوجد شيء يمكن القيام به: مع زيادة الجهد والتردد القوي جدًا ، إلى جانب التبريد السيئ ، يمكن تقليل عمر خدمة "الحديد" إلى النصف. قد يبدو هذا غير مقبول للكثيرين ، ولكن هناك تفصيل واحد: في المتوسط ​​، يبلغ عمر المعالج الحديث عشر سنوات أو أكثر. سواء كان ذلك كثيرًا أو قليلاً ، فالجميع يقرر بنفسه. نذكرك فقط أنه اعتبارًا من اليوم ، فقد وصل التقدم إلى مثل هذه السرعة من التطور بحيث أن المعالج الذي تم إصداره قبل عامين أو ثلاثة أعوام يعتبر بالفعل قديمًا بشكل غير مسموح به. ماذا يمكننا أن نقول عن خمسة ...

مفاهيم أساسية

بعد تصميم المعالج ، تقوم الشركة المصنعة بإنشاء سلسلة (خط) كاملة بخصائص مختلفة ، غالبًا ما تعتمد على معالج واحد. قل لي لماذا تختلف الترددات على معالجين متطابقين؟ هل تعتقد أن الشركة التي تجعلهم يديرون برمجة كل معالج بتردد معين؟ هناك بالطبع طريقة أخرى. يمكن أن يصل تواتر المعالجات الصغيرة للخط بسهولة حتى إلى المعالجات الأقدم ، علاوة على ذلك ، في بعض الأحيان يتجاوزها. لكن المشاكل الخفية تكمن في الانتظار من جميع الجهات ، إحداها مسألة الاختيار الناجح لـ "الحجر" ... لكن هذه قصة أخرى سنخبرك عنها في المرة القادمة. لأنه لمزيد من الدراسة للمادة ، من الضروري أن تتعرف على جميع المصطلحات التي ستظهر بطريقة أو بأخرى في النص.

BIOS(نظام الإدخال والإخراج الأساسي) - نظام الإدخال / الإخراج الأولي. في الواقع ، هو وسيط بين بيئات الأجهزة والبرامج الخاصة بالكمبيوتر. وبشكل أكثر تحديدًا ، هو برنامج تكوين صغير يحتوي على إعدادات لجميع محتويات "الأجهزة" بجهاز الكمبيوتر الخاص بك. يمكنك إجراء التغييرات الخاصة بك على الإعدادات: على سبيل المثال ، تغيير تردد المعالج. يوجد BIOS نفسه على شريحة فلاش منفصلة مباشرة على اللوحة الأم.

FSB(الناقل الجانبي الأمامي) - النظام أو ناقل المعالج هو القناة الرئيسية التي توفر الاتصال بين المعالج وبقية الأجهزة في النظام. يعد ناقل النظام أيضًا أساسًا لتشكيل تردد حافلات نقل بيانات الكمبيوتر الأخرى ، مثل AGP و PCI و PCI-E و Serial-ATA وكذلك ذاكرة الوصول العشوائي. هي التي تعمل كأداة رئيسية في زيادة وتيرة وحدة المعالجة المركزية (المعالج). يتم ضرب تردد ناقل المعالج بواسطة مضاعف المعالج (CPU Multiplier) ويوفر تردد المعالج.

بادئ ذي بدء بنتيوم 4، مؤسسة شركة انتلبدأ تطبيق التكنولوجيا QPB(حافلة رباعية الضخ) - هي QDR(معدل البيانات الرباعي) - جوهره هو نقل أربع كتل بيانات 64 بت لكل دورة معالج ، أي بتردد حقيقي ، على سبيل المثال ، 200 ميجا هرتز نحصل على 800 ميجا هرتز فعالة.

في الوقت نفسه ، كان يتنافس مرة واحدة أيه إم دي أثلونيحدث الإرسال على كلا حافتي الإشارة ، ونتيجة لذلك فإن معدل النقل الفعال هو ضعف التردد الحقيقي ، 166 ميجا هرتز في Athlon XP يعطي 333 ميجا هرتز فعال.

الوضع هو نفسه تقريبا في خط المعالجات من AMD- K8 ، (Opteron ، Athlon 64 ، Sempron (S754 / 939 / AM2)): استمر FSB ، وهو الآن مجرد تردد مرجعي (مولد ساعة - HTT) ، بضربه بمضاعف خاص نحصل على التردد الفعال للبيانات التبادل بين المعالج والأجهزة الخارجية. تم تسمية التكنولوجيا هايبر ترانسبورت - HTوهو عبارة عن وصلات تسلسلية خاصة عالية السرعة بتردد ساعة يبلغ 1 جيجاهرتز بمعدل بيانات "مضاعف" (DDR) ، ويتألف من ناقلتي نقل أحادي الاتجاه 16 بت. الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات هو 4 جيجابت في الثانية. أيضًا ، يولد مولد الساعة تردد المعالج ، AGP ، PCI ، PCI-E ، Serial-ATA. يتم اشتقاق تردد الذاكرة من تردد المعالج ، وذلك بفضل عامل خفض التردد.

سترة او قفاز او لاعب قفزهو نوع من "إغلاق الاتصال" ، يتم تجميعه في علبة مصغرة. اعتمادًا على جهات الاتصال الموجودة على اللوحة المغلقة (أو التي لم يتم إغلاقها) ، يحدد النظام المعلمات الخاصة به.

وحدة المعالجة المركزية

مضاعف وحدة المعالجة المركزية(نسبة التردد / المضاعف) يسمح لنا بتحقيق التردد النهائي للمعالج الذي نحتاجه ، مع ترك تردد ناقل النظام دون تغيير. في الوقت الحالي ، في جميع معالجات Intel و AMD (باستثناء Athlon 64 FX و Intel Pentium XE و Core 2 Xtreme) يتم قفل المضاعف ، على الأقل لأعلى.

ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية(cache) هي كمية صغيرة من الذاكرة السريعة جدًا المدمجة مباشرة في المعالج. ذاكرة التخزين المؤقت لها تأثير كبير على سرعة معالجة المعلومات ، حيث إنها تخزن البيانات التي يتم تنفيذها في الوقت الحالي ، وحتى تلك التي قد تكون مطلوبة في المستقبل القريب (يتم التحكم في ذلك من خلال كتلة الجلب المسبق للبيانات في المعالج). يوجد مستويان من ذاكرة التخزين المؤقت ويتم تحديدهما على النحو التالي:

L1- ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الأول ، الأسرع والأقل سعة من جميع المستويات ، "تتصل" مباشرة بنواة المعالج وغالبًا ما تحتوي على هيكل مقسم: نصف للبيانات ( إل 1 د) والثاني - تعليمات ( L1I). السعة النموذجية لمعالجات AMD S462 (A) و S754 / 939/940 هي 128 كيلو بايت ، Intel S478 \ LGA775 - 16 كيلو بايت.

L2- ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثاني ، والتي تحتوي على بيانات تم استباقها من ذاكرة التخزين المؤقت للمستوى الأول ، تكون أقل سرعة ولكنها أكثر اتساعًا. القيم النموذجية هي 256 و 512 و 1024 و 2048 كيلوبايت.

L3- تم استخدامه في معالجات سطح المكتب لأول مرة في معالج Intel Pentium 4 Extreme Edition (Gallatin) وبسعة 2048 كيلو بايت. أيضًا ، لقد وجد بالفعل مكانًا لنفسه في وحدات المعالجة المركزية للخادم لفترة طويلة ، وسيظهر قريبًا في الجيل الجديد من معالجات AMD K10.

النواة- شريحة سيليكون ، بلورة تتكون من عدة عشرات الملايين من الترانزستورات. هو ، في الواقع ، معالج - يشارك في تنفيذ التعليمات ومعالجة البيانات الواردة.

وحدة المعالجة المركزية تخطو- إصدار جديد ، جيل من المعالج بخصائص متغيرة. إذا حكمنا من خلال الإحصائيات ، فكلما زادت الخطوات ، كلما كان المعالج فيركلوك أفضل ، على الرغم من أنه ليس دائمًا.

مجموعات التعليمات- MMX ، 3DNow! ، SSE ، SSE2 ، SSE3 ، إلخ. منذ عام 1997 ، مع تقديم أول تعليمات MMX (MultiMedia eXtensions) من Intel ، تلقت أجهزة رفع تردد التشغيل طريقة أخرى لزيادة الأداء. هذه التعليمات ليست أكثر من مفهوم SIMD (تعليمات فردية متعددة البيانات) ولا تسمح بمعالجة أكثر أو أقل لعناصر بيانات متعددة بتعليمات واحدة. في حد ذاتها ، بالطبع ، لن يزيدوا من سرعة معالجة المعلومات ، ولكن بدعم من هذه التعليمات من قبل البرامج ، لوحظت زيادة معينة.

عملية فنية(تقنية التصنيع) - جنبًا إلى جنب مع التحسينات المختلفة التي يتم إجراؤها مع كل خطوة جديدة ، فإن تقليل تقنية العملية هو الطريقة الأكثر فاعلية للتغلب على حد رفع تردد التشغيل عن المعالج. يتم تحديده من خلال مجموعة غريبة من الأحرف "ميكرومتر" ، "نانومتر". مثال: 0.13 \ 0.09 \ 0.065 ميكرومتر أو 130 \ 90 \ 65 نانومتر.

قابس كهرباء(Socket) - نوع مقبس المعالج لتركيب المعالج في اللوحة الأم. على سبيل المثال ، S462 \ 478 \ 479 \ 604 \ 754 \ 775 \ 939 \ 940 \ AM2 ، إلخ.

في بعض الأحيان ، تستخدم حملات التصنيع ، جنبًا إلى جنب مع الاسم الرقمي ، الحملات الأبجدية ، على سبيل المثال S775 - المعروف أيضًا باسم Socket T ، S462 - Socket A. يمكن أن يؤدي هذا الالتباس الواضح إلى إرباك المستخدم المبتدئ قليلاً. احذر.

ذاكرة

SDRAM(ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكي المتزامن) هي نظام مزامنة ديناميكي لذاكرة الوصول العشوائي. يشمل هذا النوع جميع ذاكرة الوصول العشوائي المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر المكتبية الحديثة.

DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM) - نوع متقدم من SDRAM SDR مع ضعف كمية البيانات المنقولة لكل ساعة.

ذاكرة DDR2 SDRAM- مزيد من التطوير لـ DDR ، مما يجعل من الممكن تحقيق ضعف تردد ناقل البيانات الخارجية مقارنةً بتردد دوائر DDR الدقيقة بنفس التردد الداخلي لعملها. يعمل منطق التحكم في الإدخال / الإخراج بنصف معدل البث بالباود ، مما يعني أن التردد الفعال هو ضعف التردد الفعلي. يتم تصنيعها باستخدام تقنية معالجة أرق 90 نانومتر ، جنبًا إلى جنب مع الجهد الاسمي المنخفض إلى 1.8 فولت (من 2.5 فولت لـ DDR) ، فإنها تستهلك طاقة أقل.

تردد ذاكرة حقيقي وفعال- مع ظهور ذاكرة DDR و DDR2 ، دخل مفهوم مثل التردد الحقيقي إلى حياتنا - هذا هو التردد الذي تعمل به هذه الوحدات. التردد الفعال هو الذي تعمل فيه الذاكرة وفقًا لمواصفات معايير DDR و DDR2 وغيرها. أي بضعف كمية البيانات التي يتم إرسالها في كل دورة على مدار الساعة. على سبيل المثال: بتردد حقيقي DDR 200 ميجاهرتز ، يكون التردد الفعال 400 ميجاهرتز. لذلك ، في التعيينات ، غالبًا ما يتم إدراجه على أنه DDR400. لا يمكن اعتبار هذا التركيز أكثر من حيلة تسويقية. وبالتالي ، من المفترض أن نفهم أنه نظرًا لأنه يتم إرسال ضعف البيانات في كل دورة ، فهذا يعني أن السرعة أعلى مرتين ... وهو بعيد عن الحالة. لكن هذا ليس مهمًا بالنسبة لنا ، فلا يجب أن نتعمق في غابة التسويق.

التردد الحقيقي ، ميغا هرتز	التردد الفعال ، ميغا هرتز	عرض النطاق الترددي ، ميغابت في الثانية
100	200	1600
133	266	2100
166	333	2700
200	400	3200
216	433	3500
233	466	3700
250	500	4000
266	533	4200
275	550	4400
300	600	4800
333	667	5300
350	700	5600
400	800	6400
500	1000	8000
533	1066	8600
667	1333	10600

تعيين الذاكرة حسب النطاق الترددي النظري - عند شراء الذاكرة ، جنبًا إلى جنب مع التعيينات المعتادة مثل DDR 400 أو DDR2 800 ، في حالتنا ، يمكنك رؤية أسماء مثل PC-3200 و PC2-6400. كل هذا ليس أكثر من تعيين نفس الذاكرة (DDR 400 و DDR2 800 ، على التوالي) ، ولكن فقط في النطاق الترددي النظري ، المشار إليه في Mb \ s. حيلة تسويقية أخرى.

تعيين الذاكرة حسب وقت الوصول- الوقت الذي يتم خلاله قراءة المعلومات من خلية الذاكرة. يشار إليه بـ "ns" (نانوثانية). لتحويل هذه القيم إلى تردد ، يجب قسمة 1000 على عدد هذه النانو ثانية. وبالتالي ، يمكنك الحصول على التردد الحقيقي لذاكرة الوصول العشوائي.

المواعيد- التأخيرات التي تحدث أثناء العمليات بمحتويات خلايا الذاكرة الموضحة أدناه. هذا ليس بأي حال من الأحوال كل عددهم ، ولكن فقط الأرقام الأساسية:

• CAS # Latency (tCL) - الفترة بين أمر القراءة وبدء نقل البيانات.
• tRAS (أمر نشط إلى PRECHARGE) - الحد الأدنى من الوقت بين أمر التنشيط وأمر إغلاق بنك ذاكرة واحد.
• tRCD (التأخير النشط للقراءة أو الكتابة) - الحد الأدنى من الوقت بين أمر التنشيط وأمر القراءة / الكتابة.
• tRP (فترة أمر PRECHARGE) - الحد الأدنى من الوقت بين الأمر لإغلاق وإعادة تنشيط بنك ذاكرة واحد.
• معدل الأمر (Command Rate: 1T / 2T) - تأخيرات في واجهة الأوامر بسبب عدد كبير من بنوك الذاكرة الفعلية. في الوقت الحالي ، لا يمكن إجراء الضبط اليدوي إلا على شرائح غير تابعة لشركة Intel.
• SPD (كشف التواجد التسلسلي) عبارة عن شريحة موجودة في وحدة ذاكرة الوصول العشوائي. يحتوي على معلومات حول التردد ، والتوقيت ، وكذلك الشركة المصنعة وتاريخ تصنيع هذه الوحدة.

نظرية

بالضبط كيف سنتجاوز التردد الاسمي للمعالج ، هل تفكر في ذلك ، أليس كذلك؟ كل شيء بسيط مثل كعكة الدونات: لدينا ناقل نظام (المعروف أيضًا باسم FSB أو مولد ساعة - لـ AMD K8) ومضاعف المعالج (المعروف أيضًا باسم المضاعف). نحن ببساطة نغير القيم العددية لواحد منهم وعند الإخراج نحصل على التردد المطلوب.

على سبيل المثال: لدينا معالج معين بتردد قياسي 2200 ميجاهرتز. بدأنا في التفكير ، لماذا كانت الشركة المصنّعة جشعة للغاية عندما توجد نماذج 2600 ميجاهرتز وأعلى في نفس السطر مع نفس النواة؟ نحن بحاجة لإصلاح هذا الأمر! هناك طريقتان: تغيير تردد ناقل المعالج أو تغيير مضاعف المعالج. لكن بادئ ذي بدء ، إذا لم يكن لديك حتى معرفة أساسية في تكنولوجيا الكمبيوتر ولم تكن قادرًا على تحديد تردد FSB القياسي أو مضاعفه من اسم المعالج وحده ، فإنني أنصحك باستخدام طريقة أكثر موثوقية. خاصة لهذا ، هناك برامج تسمح لك بالحصول على معلومات شاملة عن معالجك. CPU-Z هو الرائد في فئته ، ولكن هناك غيرها. يمكنك أيضًا استخدام SiSoftware و Sandra و RightMark CPU Clock Utility. باستخدام البرامج التي تم الحصول عليها ، يمكننا بسهولة حساب تردد FSB ومضاعف المعالج (وفي نفس الوقت الكثير من المعلومات غير المعروفة سابقًا ، ولكنها مفيدة للغاية).

خذ ، على سبيل المثال ، معالج Intel Pentium 2.66 جيجا هرتز (20x133 ميجا هرتز) المستند إلى Northwood core.

بعد بعض العمليات البسيطة المتمثلة في رفع تردد FSB ، نحصل على 3420 ميجا هرتز.

هذا كيف هو! نحن نرى بالفعل كيف أن التلافيف الملتوية في أذهانكم ، تضرب الأرقام التي لا يمكن تصورها بواسطة المعاملات الوحشية ... ليس بهذه السرعة الأصدقاء! نعم ، لقد فهمت كل شيء تمامًا: لرفع تردد التشغيل ، نحتاج إما إلى زيادة المضاعف أو تردد ناقل النظام (والأفضل من ذلك كله ، على الفور ، والأهم من ذلك - تقريبًا. الجشع الداخلي المخفي). لكن ليس كل شيء بهذه البساطة في حياتنا ، فهناك ما يكفي من العصي في العجلات ، لذلك دعونا نتعرف عليها قبل البدء.

أنت تعلم بالفعل أن معظم المعالجات في السوق لديها مُضاعِف مغلق ... حسنًا ، على الأقل في الاتجاه الذي نرغب فيه - صعوديًا. هذه الفرصة متاحة فقط لأصحاب AMD Athlon 64 FX وبعض طرازات Pentium XE. (لا يتم اعتبار المتغيرات ذات الإصدار النادر من Athlon XP ، والتي تم إصدارها قبل عام 2003). يمكن لهذه النماذج تشغيل "أحجارها" "غير ذات التردد المنخفض" عمليًا دون مشاكل (العبث بالذاكرة وعدم كفاية احتياطي تردد FSB على اللوحة الأم). المضاعف غير المؤمّن في هذه السلسلة من المعالجات ليس أكثر من هدية للمستخدمين الذين قدموا الكثير من المال. يجب على أي شخص آخر ليس في وضع يسمح له بإنفاق 1000 دولار على المعالج أن يذهب (لا ، ليس غابة بأي حال من الأحوال) فقط مسار مختلف ...

قم بزيادة FSB أو تردد الساعة. نعم ، هذا هو منقذنا ، والذي يعتبر في 90٪ من الحالات أداة رفع تردد التشغيل الرئيسية. اعتمادًا على المدة التي اشتريت فيها المعالج أو اللوحة الأم ، سيختلف تردد FSB القياسي.

بدءًا من أول Athlons من AMD و Intel Pentium على S478 ، كان ناقل النظام 100 ميجا هرتز هو المعيار. مزيد من "Athlons" تحولت أولاً إلى 133 ، ثم إلى 166 ، وأنهت حياتهم في نهاية المطاف على إطار 200Mhz. لم تنام Intel أيضًا وزادت الترددات تدريجيًا: 133 ، ثم 200 دفعة واحدة ، والآن 266 ، وحتى 333 ميجاهرتز (1333 ميجاهرتز بمصطلحات QDR).

أي أن وجود لوحة أم حديثة ذات إمكانات جيدة لزيادة تردد مولد الساعة (في الواقع ، يمكن أيضًا الإشارة إلى هذا الكوارتز الذي يتحكم في تردد FSB باسم PLL) ، يصبح كل شيء بسيطًا للغاية - هذه زيادة في التردد نفسه. إلى أي مدى وكيف نغيره بالفعل ، سنتحدث بعد ذلك بقليل.

نأمل ألا تكون قد نسيت ما هو FSB؟ لا ، هذا لا يعني الميغاهرتز التي تعمل عليها ، ولكن المعنى المباشر. FSB هو ناقل النظام الذي يربط المعالج بالأجهزة الأخرى في النظام. ولكن في الوقت نفسه ، يعد هذا هو الأساس لتشكيل وتيرة الحافلات الأخرى ، مثل AGP و PCI و S-ATA وكذلك ذاكرة الوصول العشوائي. وماذا يعني ذلك؟ هذا يعني أنه عند زيادته ، سنقوم تلقائيًا بزيادة ترددات AGP و PCI و S-ATA و "RAM". وإذا كان رفع الأخير ضمن حدود معقولة يلعب في أيدينا فقط (في الوقت الحالي ، فقط اللوحات الأم التي تعتمد على مجموعة شرائح NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition قادرة على رفع تردد التشغيل عن المعالج بغض النظر عن الذاكرة) ، ثم S-ATA و PCI و AGP مع PCI- يمكن أن يكون فيركلوكيد تماما. ليس ضروريا. الحقيقة هي أنهم حساسون جدًا لمثل هذه التجارب ويستجيبون لنا بعواقب غير سارة للغاية. تصنيفات هذه الحافلات هي: PCI - 33.3 ميجا هرتز ، AGP - 66.6 ميجا هرتز ، SATA و PCI-E - 100 ميجا هرتز. ومن المستحسن للغاية تجاوزها بشكل كبير. يمكن أن يؤدي التشغيل غير المستقر لنفس S-ATA إلى فقد البيانات من محرك S-ATA الخاص بك!

وهذا يعني أن هذا قيد كبير للغاية ... لقد كان كذلك. وإليك الأمر: إدراكًا لفوائد مثل هذا الحساب الخاطئ ، قرر بعض مصنعي الشرائح حل هذه المشكلة بأنفسهم. بدأ كل شيء باستخدام فواصل خاصة تقوم تلقائيًا بتبديل حافلات PCI و AGP إلى قيمها الاسمية عند 100 ، 133 ، 166 ... ميجاهرتز. (وكانت هناك مواقف مثيرة للاهتمام حيث كان المعالج مستقرًا عند 166 ميجاهرتز ، وكان يعمل في البداية عند 133 ، ولكن ليس عند 165!) ، والآن تفهم السبب. لكن لم يتعلم الجميع هذا الدرس. ليست هناك حاجة للذهاب بعيدًا للحصول على أمثلة: مجموعة شرائح VIA K8T800 التي تم إصدارها في بداية عصر أثلون 64. نظرًا لامتلاكه وظائف وسعرًا جيدًا ، فهو ببساطة لا يعرف كيفية إصلاح ترددات PCI \ AGP \ S-ATA عند رفع HTT. أي أنك لن تحصل على أكثر من 220-230 ميجا هرتز على مولد الساعة. هذا صحيح أيها السادة المحترمون. احرص على عدم الوقوع في مثل هذه الشرائح (على الرغم من أنها قديمة بعض الشيء).

وهكذا ، نضع حدا لهذا القسم من المقال وننتقل إلى القسم التالي. لقد اعتبرنا الجزء النظري قليلاً ، بالإضافة إلى بعض الفروق الدقيقة التي قد تعترض طريقك. ربما حان الوقت للبدء في العمل. في الوقت نفسه ، اكتشف على طول الطريق ما يجب إزالته من العصي الأخرى من العجلات.

يتبع…

اللوحة الأم هي لوحة دوائر مطبوعة (PCB) تربط المعالج والذاكرة وجميع بطاقات التوسيع معًا للحفاظ على تشغيل الكمبيوتر بسلاسة. عند اختيار اللوحة الأم ، يجب أن تأخذ في الاعتبار عامل الشكل الخاص بها. عامل الشكل هو معيار عالمي يحدد حجم اللوحة الأم ، وموقع الواجهات ، والمنافذ ، والمآخذ ، والفتحات ، ومكان التعلق بالعلبة ، والموصل لتوصيل مزود الطاقة.

شكل عامل

معظم اللوحات الرئيسية المصنعة حاليًا هي ATX ، مثل هذه اللوحات الأم بقياس 30.5 × 24.4 سم ، وعامل شكل mATX أصغر قليلاً (24.4 × 24.4 سم). تتميز اللوحات الأم Mini-ITX بأبعاد متواضعة جدًا (17 × 17 سم). تحتوي اللوحة الأم ATX على موصلات قياسية مثل منافذ PS / 2 ومنافذ USB ومنفذ متوازي ومنفذ تسلسلي و BIOS مدمج في اللوحة الأم ، إلخ. اللوحة الأم ATX مثبتة في علبة قياسية.

شرائح اللوحة الأم

عادةً ما تحتوي اللوحة الأم على فتحات وموصلات مختلفة. مجموعة الشرائح هي جميع الدوائر الدقيقة الموجودة على اللوحة الأم والتي تضمن تفاعل جميع أنظمة الكمبيوتر الفرعية. الشركات المصنعة الرئيسية للشرائح في الوقت الحالي هي Intel و nVidia و ATI (AMD). الشرائح تشمل الجسر الشمالي والجنوبي.

تخطيطي شرائح Intel P67

الجسر الشماليمصمم لدعم بطاقة الفيديو وذاكرة الوصول العشوائي والعمل مباشرة مع المعالج. بالإضافة إلى ذلك ، يتحكم Northbridge في تردد ناقل النظام. ومع ذلك ، اليوم ، غالبًا ما يتم تضمين وحدة التحكم في المعالج ، وهذا يقلل بشكل كبير من توليد الحرارة ويبسط تشغيل وحدات التحكم في النظام.

الجسر الجنوبييوفر وظائف الإدخال والإخراج ، ويحتوي على وحدات تحكم للأجهزة الطرفية مثل الصوت والقرص الصلب وغيرها. يحتوي أيضًا على وحدات تحكم في الناقل تسهل توصيل الأجهزة الطرفية مثل ناقل USB أو PCI.

تعتمد سرعة الكمبيوتر على مدى تنسيق التفاعل بين مجموعة الشرائح والمعالج. لكي تكون أكثر كفاءة ، يجب أن يكون المعالج ومجموعة الشرائح من نفس الشركة المصنعة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ألا يغيب عن البال أن مجموعة الشرائح يجب أن تتطابق مع حجم ونوع ذاكرة الوصول العشوائي.

مقبس المعالج

Soket هو نوع من المقبس في اللوحة الأم يتطابق مع مقبس المعالج الخاص بك ويهدف إلى توصيله. إنه موصل المقبس الذي يفصل بين اللوحات الأم.

• المقابس التي تبدأ بـ AM و FM و S تدعم معالجات AMD.
• تدعم المقابس التي تبدأ بـ LGA معالجات Intel.

ما نوع المقبس الذي يتوافق مع المعالج الخاص بك ، ستتعلم من التعليمات الخاصة بالمعالج نفسه ، ولكن بشكل عام ، يتم اختيار اللوحة الأم في وقت واحد مع اختيار المعالج ، ويبدو أنه تم اختيارهما لبعضهما البعض.

فتحات ذاكرة الوصول العشوائي

عند اختيار اللوحة الأم ، يكون لنوع وتكرار ذاكرة الوصول العشوائي أهمية كبيرة. في الوقت الحالي ، تُستخدم ذاكرة DDR3 بتردد 1066 أو 1333 أو 1600 أو 1800 أو 2000 ميجاهرتز ، قبل أن تكون DDR2 و DDR و SDRAM. لا يمكن توصيل نوع واحد من الذاكرة باللوحة الأم إذا كانت موصلاته لنوع آخر من الذاكرة. على الرغم من وجود نماذج للوحات الأم مع فتحات لكل من DDR2 و DDR3 في الوقت الحالي. على الرغم من حقيقة أن ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) متصلة بلوحة أم مصممة لتردد أعلى ، فمن الأفضل عدم القيام بذلك ، حيث سيؤثر ذلك سلبًا على تشغيل الكمبيوتر. إذا كان من المخطط في المستقبل زيادة حجم ذاكرة الوصول العشوائي ، فمن الضروري اختيار لوحة أم بها عدد كبير من الموصلات (الحد الأقصى هو 4).

فتحة PCI

يمكن استخدام فتحة PCI لتوصيل بطاقات التوسعة مثل بطاقة الصوت والمودم وموالفات التلفزيون وبطاقة الشبكة وبطاقة شبكة Wi-Fi اللاسلكية وما إلى ذلك. نود أن نلاحظ أنه كلما زاد عدد هذه الفتحات ، زاد عدد الأجهزة الإضافية التي يمكنك توصيلها باللوحة الأم. يشير وجود فتحتين متطابقتين أو أكثر من فتحات PCI-E x16 لتوصيل بطاقات الفيديو إلى إمكانية التشغيل المتزامن والمتوازي.

نظرًا لحقيقة أن الأجهزة الإضافية الحديثة تشتمل على أنظمة تبريد ولديها ببساطة رؤية شاملة ، فإنها يمكن أن تتداخل مع اتصال جهاز آخر بفتحة مجاورة. لذلك ، حتى إذا كنت لن تقوم بتوصيل مجموعة من البطاقات الإضافية الداخلية بجهاز الكمبيوتر الخاص بك ، فلا يزال يتعين عليك اختيار لوحة أم بها ما لا يقل عن 1-2 فتحات PCI حتى تتمكن من توصيل حتى أقل مجموعة من الأجهزة بسهولة.

بي سي اي اكسبريس

يلزم وجود فتحة PCI Express لتوصيل بطاقة فيديو PCI-E. تدعم بعض اللوحات التي تحتوي على 2 أو أكثر من موصلات pci-e تكوين SLI أو Crossfire لتوصيل عدة بطاقات فيديو في نفس الوقت. لذلك ، إذا كنت بحاجة إلى توصيل بطاقتي فيديو أو ثلاث بطاقات فيديو متطابقة في نفس الوقت ، على سبيل المثال ، للألعاب أو العمل باستخدام الرسومات ، فيجب عليك اختيار اللوحة الأم مع العدد المناسب من فتحات PCI Express x16.

تردد الحافلة

تردد الناقل هو إجمالي عرض النطاق الترددي للوحة الأم ، وكلما كان أعلى ، سيكون أداء النظام العام أسرع. يرجى ملاحظة أن تردد ناقل المعالج يجب أن يتطابق مع تردد ناقل اللوحة الأم ، وإلا فلن يعمل المعالج بتردد ناقل أعلى من الذي تدعمه اللوحة الأم.

موصلات القرص الصلب

الأكثر ملاءمة اليوم هو موصل SATA لتوصيل محركات الأقراص الثابتة ، والذي حل محل موصل IDE القديم. على عكس IDE ، تتمتع SATA بمعدل نقل بيانات أعلى. تدعم موصلات SATA 3 الحديثة سرعات 6 جيجابت / ثانية. كلما زاد عدد موصلات SATA ، زاد عدد محركات الأقراص الثابتة التي يمكنك توصيلها باللوحة الأم. لكن ضع في اعتبارك أن عدد محركات الأقراص الثابتة قد يكون مقيدًا بحالة وحدة النظام. لذلك ، إذا كنت ترغب في تثبيت أكثر من محركي أقراص ثابتة ، فتأكد من وجود مثل هذه الفرصة في هذه الحالة.

على الرغم من حقيقة أن موصل SATA يحل محل IDE بشكل فعال ، إلا أن الموديلات الجديدة من اللوحات الأم لا تزال مجهزة بموصل IDE. إلى حد كبير ، يتم ذلك من أجل راحة الترقية ، أي عن طريق تحديث مكونات الكمبيوتر من أجل حفظ جميع المعلومات المتاحة على القرص الصلب القديم باستخدام موصل IDE وعدم مواجهة صعوبات في نسخه.

إذا اشتريت جهاز كمبيوتر جديدًا وتخطط لاستخدام محرك أقراص ثابت قديم ، فنحن نوصي باستخدامه كقرص صلب إضافي. من الأفضل إعادة كتابة المعلومات الموجودة على محرك أقراص ثابت جديد باستخدام اتصال SATA ، حيث أن القديم سوف يبطئ بشكل ملحوظ تشغيل النظام بأكمله.

موصلات USB

انتبه إلى عدد موصلات USB الموجودة في الجزء الخلفي من اللوحة الأم. كلما زاد عددهم ، كان ذلك أفضل ، على التوالي ، نظرًا لأن جميع الأجهزة الإضافية الحالية تقريبًا بها موصل USB بالضبط للاتصال بجهاز كمبيوتر ، وهي: لوحات المفاتيح ، والفأرة ، ومحركات الأقراص المحمولة ، والهاتف المحمول ، ومحول Wi-Fi ، والطابعة ، ومحرك الأقراص الصلبة الخارجي ، مودم ، إلخ. P. لاستخدام كل هذه الأجهزة ، أنت بحاجة إلى عدد كافٍ من الموصلات لكل جهاز.

USB 3.0 هو معيار جديد لنقل البيانات عبر واجهة USB ، يصل معدل نقل البيانات إلى 4.8 جيجابت / ثانية.

صوت

تحتوي كل لوحة أم على وحدة تحكم في الصوت. إذا كنت من محبي الاستماع إلى الموسيقى ، فنحن نوصي باختيار لوحة أم بها عدد كبير من القنوات الصوتية.

• 2.0 - تدعم بطاقة الصوت صوت استريو أو مكبرات صوت أو سماعات رأس ؛
• 5.1 - تدعم بطاقة الصوت نظام الصوت المحيطي ، وهما مكبرا صوت أماميان وقناة مركزية واحدة وسماعتان خلفيتان ومضخم صوت ؛
• 7.1 - دعم نظام الصوت المحيطي ، له نفس بنية نظام 5.1 ، يتم إضافة مكبرات الصوت الجانبية فقط.

إذا كانت اللوحة الأم تدعم نظام الصوت متعدد القنوات ، فيمكنك بسهولة إنشاء مسرح منزلي يعتمد على الكمبيوتر.

وظائف اضافيه

المشجعينيمكن توصيله بأي لوحة أم بها موصلات للمراوح (مبردات) لضمان تبريد موثوق وجيد لجميع المكونات الداخلية في وحدة النظام. يوصى باستخدام العديد من هذه الموصلات.

إيثرنت- هذه وحدة تحكم مثبتة على اللوحة الأم ، يمكنك من خلالها الاتصال بالإنترنت. إذا كنت تخطط لاستخدام الإنترنت بنشاط ، وكان مزود خدمة الإنترنت لديك يدعم سرعة 1 جيجابت في الثانية ، فقم بشراء اللوحة الأم التي تدعم هذه السرعة. بشكل عام ، إذا اشتريت لوحة أم لفترة طويلة إلى حد ما ، ولم تخطط لتغييرها في السنوات الثلاث المقبلة ، فمن الأفضل أن تأخذ على الفور بطاقة تدعم شبكة جيجابت ، بالنظر إلى وتيرة التكنولوجيا تطوير.

دبليوإذاأناوحدة مدمجة ، لذلك ستحتاج إليها إذا كان لديك جهاز توجيه WI-FI. بشراء هذه اللوحة الأم ، ستتخلص من الأسلاك غير الضرورية ، ولكن الحقيقة هي أن شبكة Wi-Fi لن تكون قادرة على إرضائك بسرعة عالية ، مثل Ethernet.

بلوتوث- شيء مفيد للغاية ، لأنه بفضل وحدة التحكم في البلوتوث ، لا يمكنك فقط تنزيل المحتوى من جهاز كمبيوتر إلى هاتفك المحمول ، بل يمكنك أيضًا توصيل ماوس لاسلكي ولوحة مفاتيح وحتى سماعة رأس بلوتوث ، وبالتالي التخلص من الأسلاك.

تحكم RAID- مع ذلك لا يمكنك أن تخاف على سلامة الملفات الموجودة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك في حالة تعطل القرص الصلب. لتمكين هذه التقنية ، يجب عليك تثبيت. ما لا يقل عن محركي أقراص ثابتة متطابقين في وضع النسخ المتطابق ، وسيتم نسخ جميع البيانات من محرك أقراص واحد إلى محرك آخر تلقائيًا.

المكثفات الصلبة- هذا هو استخدام المكثفات الأكثر مقاومة للحمل ودرجة الحرارة المحتوية على البوليمر. لديهم عمر أطول ويتحملون الحرارة بشكل أفضل. لقد تحولت جميع الشركات المصنعة تقريبًا إليها في تصنيع اللوحات الأم.

نظام الطاقة الرقمي- يوفر الطاقة للمعالج وبقية الدائرة بدون قطرات وبحجم كافٍ. هناك كلا من الكتل الرقمية الرخيصة ، والتي ليست أفضل من تلك التناظرية ، والأكثر تكلفة ومهارة في السوق. ستكون هناك حاجة إذا كان لديك مصدر طاقة ضعيف أو شبكة كهربائية ذات جودة رديئة ، ولا تستخدم UPS ، أو ستقوم برفع سرعة المعالج.

أزرار تسريع سريعة- يسمح لك بزيادة تردد الناقل أو الجهد المطبق بنقرة واحدة. سيكون مفيدا لكسر السرعة.

حماية الجهد الثابت- تبدو هذه المشكلة غير مهمة حتى تصل إلى حيوانك الأليف في الشتاء بعد خلع سترتك. وعلى الرغم من أن هذا يحدث بشكل غير متكرر ، إلا أنه لا يزال من المحبط للغاية حرق اللوحة بحركة واحدة مهملة.

فئة عسكرية- هذا هو ممر اختبار اللوح في ظروف الرطوبة العالية والجفاف والبرودة والحرارة وانخفاض درجة الحرارة واختبارات الإجهاد الأخرى. إذا اجتازت اللوحة الأم كل هذه الاختبارات ، فلن يؤدي إلى إتلافها إلا بضربة صاعقة. هناك فئات مختلفة تختلف في مجموعة الاختبارات التي تم اجتيازها.

تعدد الأحياءيوفر لك المال والمتاعب بعد التجارب السيئة مع BIOS أو UEFI. خلاف ذلك ، سوف تحصل على رسوم عدم العمل. ولاستعادتها ، ستحتاج إلى العثور على لوحة أم أخرى عاملة ، ويفضل أن تكون من نفس النوع. في لوحات BIOS المتعددة ، يمكنك ببساطة التبديل إلى النسخ الاحتياطي لـ UEFI. في بعض اللوحات ، يتم تنفيذ ذلك على أنه عودة إلى UEFI الأصلي. مفيد جدا لأولئك الذين يحبون التجربة.

منافذ USB أو LAN فيركلوكيدهي تقنية موجودة في جميع اللوحات الأم تقريبًا. النقطة المهمة هي أن سرعة USB تزيد فقط في ظل ظروف معينة. وستلاحظ فقط زيادة في سرعة الشبكة المحلية عندما تقلل ping في ألعاب الشبكة.