2 Аппаратное обеспечение компьютера 2012

21

Рисунок 2.25 – Система жидкостного охлаждения ProWater 850i

4) система тепловых трубок основанная на движении в закрытых трубках из теплопроводящего металла легкоиспаряющейся жидкости. Перенос тепла происходит за счѐт испарения жидкости на горячем конце трубки и конденсации на холодном, с последующим перетеканием на горячий конец. Внутри современных тепловых трубок для возврата жидкости в зону испарения вместо силы тяжести используются капиллярные силы. Капиллярный эффект обусловлен возможностью конденсированной воды перемещаться по тонким капиллярам (порам) в любом направлении. Большинство современных трубок используют аммиак или воду в качестве рабочей жидкости.

Рисунок 2.26 – Система охлаждения с тепловыми трубками Foxconn C0006-01 Дополнительной характеристикой такой системы охлаждения является число

тепловых трубок.

5) охлаждение с помощью двигателя Стирлинга, который использует в качестве «топлива» источник тепла – радиатор, вентилятор приводится в действие движением нагретого воздуха. По мере охлаждения радиатора двигатель будет снижать обороты.

Рисунок 2.27 – Система охлаждения на основе двигателя Стирлинга 6) криогенная система охлаждения, применяемая только в процессорных

модулях суперкомпьютеров, фактически она является холодильной установкой, охлаждающая часть которой закреплена на теплообменнике ЦП;

7) перспективная ионная система охлаждения ("твердотельный" вентилятор RSD5), использующая ионный ветер для отвода тепла от микросхем. В ее конструкции

22

имеется массив проводников, создающий небольшие "облачка" газа, насыщенные ионами. Проводники находятся внутри незаряженных проводящих пластин полуцилиндрической формы, что приводит к возникновению электрического поля, порождающего движение ионов газа, "толкающих" незаряженные молекулы воздуха, создавая направленное воздушное движение охлаждения.

Системы охлаждения процессоров обладают следующими характеристиками:

1)совместимость с типами процессоров;

2)габаритные размеры;

3)масса системы в граммах;

4)материал радиатора;

5)тепловое сопротивление, °С/Вт;

6)тип крепления к системной плате: винты или клипсы;

7)тип термоинтерфейса (например, специальная термопаста, нанесѐнная на подошву радиатора);

8)напряжение питания вентилятора и (или) насоса в В;

9)рабочий ток, потребляемый системой в А;

10)максимальный поток воздуха, м3/ч (при наличии вентилятора);

11)максимальное статическое давление воздушного потока, мм в.ст.;

12)скорость вращения вентилятора (PWM), об/мин;

13)средняя наработка на отказ в часах;

14)шум при нормальной работе в сон или дБ.

Вентилятор характеризуется также размерами лопастей и частотой вращения. Кроме основных процессорных систем охлаждения, которые крепятся

непосредственно сверху ЦП, используются вспомогательные системы, которые закрепляются напротив процессора с обратной стороны системной платы.

2.5.3 Системная плата (Motherboard)

Системная или материнская плата (motherboard) является основным конструктивным элементом ПК. На системной плате располагаются модуль центрального процессора, системная шина, разъемы подключения оперативной памяти, постоянная и перепрограммируемая память, контроллеры внешней памяти, контроллеры ввода-вывода и др. Основные характеристики системных плат:

1)тип и число разъемов для установки центральных процессоров;

2)типы устанавливаемых центральных процессоров;

3)тип системной шины и контроллеров системной логики (чипсет):

-число и тип микросхем: две микросхемы (северный и южный мосты) или одна;

-тип связи между микросхемами;

4)форм-фактор, определяющий размеры платы и тип блока питания;

5)максимальная частота системной шины в МГц;

6)максимальная рассеиваемая мощность CPU (TDP) в Вт;

7)параметры подсистемы оперативной памяти включают следующее: - тип модулей оперативной памяти: DDR, DDR2 или DDR3;

- диапазон рабочих частот модулей оперативной памяти, например 1800, 1600, 1333, 1066, 800 МГц;

- число разъемов (слотов) подключения; - максимальный объем устанавливаемой оперативной памяти в Гб;

- поддержка двухканального и трехканального (Intel Core i7) режимов работы

вслучае установки двух и трех модулей соответственно;

-поддержка регистровых модулей памяти (Registered);

-поддержка модулей памяти с контролем чѐтности (ECC);

-минимальное количество модулей для старта;

8) параметры видео подсистемы:

-тип видео интерфейса системной платы, включая число каналов;

-число разъемов для подключения дискретных видеоадаптеров;

-наличие встроенного в чипсет графического ядра (чипсеты IGP);

-возможность совместной работы нескольких видеоадаптеров: поддержка

режимов SLI (для адаптеров NVIDIA) или CrossFire/CrossFireX (для AMD);

9)тип и число разъемов для подключения внешних плат адаптеров (в современных платах используются разъемы стандарта PCI);

10)параметры подсистемы внешней памяти:

-наличие интерфейса подключения привода гибкого диска;

-число каналов параллельного интерфейса (Parallel ATA или EIDE);

23

- число каналов последовательного интерфейса (Serial ATA); - число каналов подключения интерфейса SCSII;

11) тип и число разъемов портов ввода-вывода для подключения периферийного оборудования (стандартов COM, ECP (LTP), FireWire и USB);

12) тип и параметры встроенного аудиоадаптера: - число каналов аудиоданных; - тип микросхемы аудиоадаптера;

- тип разъемов для подключения внешних аудиоустройств;

13)параметры перепрограммируемой памяти для хранения базовой системы ввода-вывода (BIOS):

- тип и объем GPE 8 Мбит Flash ROM;

- наличие резервной микросхемы памяти на плате; - тип и версия встроенных программ BIOS;

14)наличие встроенного RAID-контроллера для организации дисковых массивов данных резервного копирования и каналы для подключения внешних дисков;

15)наличие и тип встроенного сетевого адаптера;

16)подсистема управления питанием, включает следующие функции:

-тип основного разъема питания: 24-контактный разъем ATX (ATX-PW);

-тип дополнительного разъема питания 4-контактного разъема питания;

-возможность включения ПК от модема, мыши, клавиатуры, сети, таймера и

USB-устройства;

17)система охлаждения микросхем чипсета;

18)подсистема мониторинга состояния компонентов платы: - отслеживание температуры процессора, чипсета и т.п.; - мониторинг величин напряжений цепей питания;

- регулирование частоты вращения вентиляторов активной системы охлаждения; - наличие индикатора питания;

19)возможность управления параметрами CPU и системной шины для разгона системы сверх номинальных частот (функции оверклокинга):

- диапазон изменения частоты FSB в МГц за счет изменения множителя;

- диапазон изменения частоты встроенного видеоядра в МГц для IGP-плат; - диапазон изменения напряжения на процессоре, памяти и чипсете в В.

– модулей (Synchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом). В ней используются тактовые сигналы, которые позволяют организовать конвейерную обработку: сразу после команды записи может поступить следующая команда, не ожидая, когда данные окажутся записаны;

-Double Data Rate SDRAM (DDR RAM), удвоенная скорость передачи данных синхронной памяти с произвольным доступом - синхронная динамическая память с чтением данных по двум фронтам тактовых импульсов (по нарастанию и спаду импульса); в ней почти удваивается скорость передачи данных без увеличения частоты шины памяти. Ширина шины памяти составляет 64 бита - за один такт одновременно передается 8 байт. DDR SDRAM имеет еще несколько отличий от памяти SDRAM: добавлен сигнал синхронизация при передаче данных QDS на линии данных, напряжение питания модулей – 2.5 В;;

-стандарт DDR2 SDRAM (Double Data Rate Two Synchronous Dynamic Random Access Memory), который стал основным к концу 2006 г.; DDR2 SDRAM также

- стандарт DDR3 SDRAM (Double Data Rate Three Synchronous Dynamic Random Access Memory) — современный тип оперативной памяти используемой в ПК. DDR3 сокращение потребления энергии на 40% по сравнению с модулями DDR2, благодаря улучшенному техпроцессу, что позволяет снизить эксплуатационные токи и напряжения 1.5 В;

-полностью буферизированные FB-DIMM модули;

2)назначение модуля оперативной памяти: - для настольных ПК; - для мобильных ПК;

- для серверов и высокопроизводительных систем; - для видеоадаптеров;

- для встраиваемых систем: смартфонов, MID-устройств;

3)техпроцесс производства микросхем оперативной памяти: 90, 70, 55 нм;

4) эффективная частота системной шины (FSB), в зависимости от частоты шины памяти различают следующие стандарты модулей

-PC100 - SD RAM с частотой 100 МГц;

-PC133 - SD RAM 133 МГц;

-PC1600 (DDR200)- частота 100 МГц;

-PC2100 (DDR266) - 133 МГц;

-PC2700 (DDR333) - 166 МГц;

-PC3200 (DDR400) - 200 МГц;

-PC3500 (DDR433) - 216 МГц;

-PC3700 (DDR466) - удвоенная 233 МГц;

-PC4000 (DDR500) - 255 МГц;

-PC2-3200 (DDR2-400) - скорость 3,2 Гбит/с;

-PC2-4300 (DDR2-533) - скорость 4,3 Гбит/с;

-PC2-5400 (DDR2-667) - скорость 5,4 3,2 Гбит/с;

-PC2-6400 (DDR2-800) - скорость 6,4 3,2 Гбит/с.

5)объем модуля, измеряемый в Мегабайтах (устаревшие: 128 Мб, 256 Мб, 512 Мб), или в Гигабайтах (современные: 1, 2, 4 и 8 Гб);

6)число разъемов модуля для подключения к системной плате: для настольных систем – 240 контактов;

7)латентность (тайминги) – временные задержки в системных тактах, предназначенные для распределения времени действия сигналов «чтение» и «запись» (чем меньше число, тем быстрее обеспечивается доступ к данным); имеется 4

основных параметра таймингов: CAS Latency, Active to Precharge (Tras), Precharge to Active (Trp) или RAS# Precharge, Active to CMD (Trcd);

8)среднее время доступа к данным в нс, которое определяет реальное быстродействие компьютера и зависит от тактовой частоты памяти и латентности;

9)возможность работы двух или четырех модулей ОП в двухканальном режиме (3 или 6 в трехканальном режиме для Core i7), который позволяет увеличить производительность до 15%, для этого модули однотипные модули устанавливаются в

28

разъемы одного цвета на системной плате;

Рисунок 2.35 - – Разъемы на системной плате для модулей ОП

10)величина стандартного напряжения питания модуля (Vmem);

11)наличие встроенной аппаратной коррекции ошибок (ECC);

высшего ценового класса может быть активная система охлаждения с наличием вентилятора обдува, тепловых трубок или с водяной системой охлаждения;

13) массогабаритные показатели, где наиболее важна высота модуля. Таблица 2.4 – Данные модулей оперативной памяти стандарта DDR2