Изпитна тема №8: Компютърна система с процесор Pentium II



страница1/5
Дата17.11.2017
Размер0.78 Mb.
Размер0.78 Mb.
  1   2   3   4   5

Изпитна тема № 8: Компютърна система с процесор Pentium II

  1. Общо представяне

От физическа гледна точка този процесор променя линията на поведение на дотогавашните процесори. До появата му повечето процесори се инсталират в цокли, а при Pentium II – на специална карта, която се поставя в слот, наречен Slot 1. Причината за това е, че при Pentium II кеш паметта от второ ниво L2, на която Pentium Pro дължи до голяма степен своята производителност, вече не се намира в същия корпус, в който е ядрото на процесора, а в отделен чип. За разлика от Pentium Pro L2 кеша работи само с половината от тактовата честота на процесора, което се компенсира с удвояване на размера му от 256 КВ на 512 КВ. Процесорът, L2 кеш паметта (която се състои от 4 модула), както и TAG-RAM се монтират на малка печатна платка, запечатана в касета, изработена от метал и пластмаса Тази касета се вмъква в специализиран слот на дънната платка, наречен Slot 1 (с 242 извода), който много наподобява на разширителен слот за адаптерни карти. Причината L2 кеш паметта да бъде изведена извън корпуса на процесора е главно поради производствени проблеми, водещи до високи разходи. При монтажа на Pentium Pro, когато се вгражда и свързва L2 кеша, ако се получи дефект трябва да се бракува целият чип. Когато паметта е отделно, модулите могат да се проверяват отделно и след това да се монтират чрез запояване върху платката и така значително се намалява брака.
1.2 Характеристики на процесора Pentium ІІ

Спецификациите на процесорите Pentium II са дадени в Таблица 2.



Таблица 2 Спецификации на процесора Pentium ІІ

Скорости на системната шина

66MHz, 100MHz

Множител на тактовата честота

3,5х, 4х, 4,5х, 5х

Размер на кеша

16КВх2 (32KB) L1, 512KB L2 на 1/2 от честотата на ядрото

Вътрешни регистри

32-битови

Външна шина за данни

64-битова системна шина с ЕСС;

64-битова шина на L2 кеша с опционален ЕСС



Адресна шина

36-битова

Максимална адресируема памет

64 GB

Виртуална памет

64 ТВ

Физическа опаковка

Касета с конектор с печатни контакти (SECC), 242 извода

Размери на касетата

5,505 инча (1 2,82 см) х 2,473 инча (6,28 см) х 0,647 инча

Математически копроцесор

Вградено устройство за операции с плаваща запетая (FPU)

Управление на енергията

SMM

1.3 Особености в архитектурата на процесора Pentium ІІ

Като оставим настрана бързодействието, най-добрият начин за характеризиране на Pentium II е като го считаме за Pentium Pro с ММХ технология и леко модифицирана конструкция на кеша. Той има същите възможности за многопроцесорна мащабируемост, както Pentium Pro, а също и интегриран L2 кеш. Добавени са 57-те ориентирани към мултимедийно съдържание нови инструкции, пренесени от ММХ процесорите, както и възможността за по-ефективна обработка на циклично повтарящи се команди. Като част от ММХ разширението е удвоен и размерът на вътрешният L1 кеш спрямо този на Pentium Pro (от 16KB до 32KB в Pentium II).

Процесорът Pentium II включва в себе си динамичното изпълнение (Dynamic Execution), което e уникална разработка за повишаване на производителността. За пръв път тази технология се използва в Pentium Pro. Главните характеристики на динамичното изпълнение са следните: предсказване на множество преходи - ускорява изпълнението чрез предсказване на хода на програмата по няколко различни пътища; анализ на потока от данни - анализира и променя реда на изпълнение на инструкциите в програмата, за да се изпълняват тези, които имат готовност за това; и спекулативно изпълнение, което гледа напред спрямо програмния брояч и изпълнява инструкции, които ще потрябват скоро.

Подобно на Pentium Pro, Pentium II също притежава DIB архитектура (Dual Independent Bus), която се характеризира с две независими шини в процесора - шината на L2 кеша и системната шина за връзка с главната памет. Pentium II процесорът може да използва и двете шини едновременно, като по този начин успява да прехвърля два пъти повече данни спрямо процесор с една шина. DIB архитектурата позволява на L2 кеша на 333-мегахерцовия Pentium II да работи 2,5 пъти по-бързо от L2 кеша на Pentium процесора. С растенето на скоростта на процесора, пропорционално расте и скоростта на L2 кеша (той работи на половината от честотата на процесора). Също така конвейерната системна шина позволява едновременни паралелни транзакции вместо единични последователни транзакции. Заедно, тези подобрения на DIB архитектурата предлагат до три пъти по-висока производителност спрямо архитектурата с една шина на обикновен Pentium.

Системната шина на Pentium ІІ осигурява безпроблемна поддръжка на до два процесора. Това позволява евтина двупосочна мултипроцесорност по шината на L2 кеша. Тези системни шини са конструирани специално за сървъри или други отговорни системи, където са от особено значение надеждността и целостта на данните. Всички Pentium ІІ процесори включват също така защитени по четност сигнали на системната шина за заявка и отговор на адреси с механизъм за повторение, осигуряващи висока надеждност и цялост на данните.

Таговата RAM памет, включена в L2 кеша, позволява кеширането на максимум 512MB основна памет при Pentium II процесорите от 233MHz до 333MHz. Версиите от 350MHz нагоре включват разширена тагова RAM памет, позволяваща кеширането на цели 4GB основна памет.

Pentium II генерира значително количество топлина, която трябва да бъде разсеяна. Това се постига чрез инсталиране на охладител върху процесора. Много от Pentium II процесорите използват активни охладители, включващи вентилатор. За разлика от вентилаторите на предишните Box процесори на Intel, тези се включват към конектор с три извода, разположен на дънната платка. Повечето дънни платки включват в себе си няколко конектора за вентилатори, за да осигурят необходимото захранване.

1.4 Особености на процесорите Celeron

Като отпор срещу конкуренцията (AMD, Cyrix), която предлага евтини алтернативи на Pentium II, Интел създават евтин „орязан” вариант на Pentium II, наречен Celeron. Повечето от възможностите му са същите като на Pentium II, тъй като той използва същото процесорно ядро. По отношение на L1 кеша също няма разлика. Основната разлика е, че Celeron няма L2 кеш, като не е възможно да се добави L2 кеш нито на модула на процесора, нито на дънната платка. Освен това Celeron работи с по-ниска тактова честота на системната шина - 66 MHz (до процесори на 766 MHz).

Сложният корпус на процесорния модул на Pentium II е заменен от платка, наречена SEPP (Single Edge Processor Package) – фиг. 2. Модулът Celeron е съвместим по изводи със Slot 1, но поради различия в закрепването не е възможно да се монтира на дънна платка, предвидена за Pentium II, както и обратно.


  1. Слот 1

Идеята процесорът, кеш паметта, както и други компоненти да се вградят в специален модул всъщност не е нова и е прилагана преди да се появи Pentium II от други фирми като AMI и ALR.

Pentium II се отличава със своята SEC касета (фиг. 3). Процесорът, заедно с L2 кеш паметта се монтира на малка печатна платка. След това печатната платка се запечатва в касета, изработена от метал и пластмаса. Тази касета се поставя в специализиран слот на дънната платка, наречен Slot 1 (с 242 извода).

Съществуват два варианта на тази касета:


  • SECC (single edge contact cartridge - касета с печатни контакти);

  • SECC2 – използва се във всички по-късни Pentium II чипове (след 1999 г.), както и версиите на Pentium III за Слот 1. Версията SECC2 е по-евтина, защото има по-малко части. Освен това тя позволява по-добро топлоотвеждане на процесора.

Процесор Pentium II / III в SEC касета и монтирането на касетата в Slot 1



  1. Компютърна система с процесор Intel Pentium ІІ

Компютърните системи с процесор Intel Pentium ІІ използват архитектура „северен-южен мост”, в която участва новата локална шина PCI. При тази архитектура системата от шини, свързващи различните компоненти, се разделя на три слоя. В най-горния слой се намира най-бързата шина – процесорната (FSB – предна шина), в средния слой – PCI и в най-долния – бавната ISA шина. Трите главни шини са свързани посредством контролери, наречени още мостове. Тези контролери, както и голяма част от контролерите, които управляват хардуерните компоненти, са групирани в т.нар. схемен набор (чипсет), който най-често се състои от два големи чипа, които се наричат северен мост и южен мост.

От системите с процесори Pentium и нагоре доминираща роля в пазара на чипсета има Intel. Заедно с разработването на процесори, те разработват и съответните чипсети за тях, което им позволява бързо внедряване и владеене на пазара. Чипсетите на Интел за процесори Pentium ІІ са от серията 440 хх.

На фиг. 2 е показана блок-схемата на компютърна система с процесор Pentium ІІ 450 MHz.

фиг. 2 Блок-схема на компютърна система с процесор Pentium ІІ


Тактовата честота на процесорната шина е увеличена от 66MHz (използвана в Socket 7 системите и първите системи за Pentium II) на 100MHz, позволявайки пропускателна способност от 800МВ/сек.

В сравнение с компютърните системи с Pentium Pro и Pentium MMX се забелязва различие в разположението на L2 кеша. Докато при Pentium MMX L2 кеш паметта е монтирана на дънната платка и работи на честотата на системната шина, а при Pentium Pro е вградена в процесора и работи на процесорната честота, то при Pentium ІІ вторичната кеш памет е монтирана на платката на SEC модула и работи на 1/2 от честотата на процесора.

В първите системи с Pentium II и чипсет 440 FX (Natoma) се използва памет EDO, но следващите системи най-често използват PC 100 SDRAM DIMM модули, които имат пропускателна способност 800МВ/сек. – точно колкото е и пропускателната способност на процесорната шина. По този начин се постига най-добра производителност.

Новост при Pentium II системите с чипсети от 440 LX и по-нови e поддръжката на AGP (Accelerated Graphics Port), което осигурява значително подобряване на производителността на видеосистемата. Базовата AGP шина е 32-битова и работи на 66 MHz (два пъти повече от тази на PCI), осигурявайки пропускателна способност 4Вх 66.67 = 266 MB/s, но повечето от тези системи включват AGP 2х, която работи два пъти по-бързо от стандартната AGP шина (като прехвърля два пъти данни на 1 такт), позволявайки пропускателна способност от 533 МВ/сек.

Има известна промяна и в южния мост на по-новите системи, като в него се вграждат функциите на часовник / CMOS-RAM, дотогава интегрирани в супер I/O чипа.


  1. Чипсети за компютърни системи с процесор Intel Pentium ІІ

4.1 Intel 440FX.

Чипсетът 440FX предлага следните допълнителни възможности:



  • поддръжка на по-бързата EDO памет - до 1GB;

  • кеширане на целия 1GB основна памет (всъщност това е функция на процесора, тъй като L2 кешът и таговете се намират в него);

  • Пълна поддръжка на ЕСС/проверка по четност

  • поддръжка на стандарта PCI 2.1 (с едновременни операции).Тя осигурява повишена пропускателна способност за по-добра поддръжка на 2D/3D графика, видео и аудио, както и обработка на всички приложения с интензивна дискова дейност.

  • Поддръжка на USB

  • Поддръжка на IDE контролер с управление на шината (Bus Master IDE)

4.2 Intel 440LX

. Сравнен с 440FX, чипсетът 440LX предлага няколко подобрения:



  • за първи път поддръжка за новата AGP (Accelerated Graphic Port) шина за видеокарти, чиято цел е ускоряването на ЗD-графиката;

  • поддръжка на 66MHz SDRAM памет;

  • поддръжка на IDE интерфейса Ultra-DMA;

  • поддръжка на USB.

4.3 Intel 440 EX

Чипсетът 440ЕХ е проектиран като евтина и с по-слаба производителност алтернатива на чипсета 440LX. На 440ЕХ му липсват някои характеристики, които притежава по-мощния 440LX като поддръжка на два процесора и поддръжка на памет с ЕСС или проверка по четност. Максималната системна тактова честота е 66 MHz. Поддържат се максимално 3 слота PCI вместо 5. Има само две места за модули DIMM.



4.4 Intel 440BX

Ето и главните характеристики на чипсета Intel 440BX:



  • Поддържа 100MHz SDRAM (PC100); по-новата РС133 памет също може да се инсталира, но просто ще работи на 100MHz;

  • Поддържа както 100MHz, така и 66MHz системна шина и памет;

  • Поддържа до 1GB памет в максимум четири банки (четири DIMM модула);

  • Поддържа ЕСС памет;

  • Поддържа ACPI 1.0.

Intel 440BX е изключително популярен чипсет през 1998 и 1999 година. Той предлага превъзходна производителност и висока надеждност чрез използването на ЕСС, SDRAM и DIMM модули.

4.5 Intel 440ZX и Intel 440ZX-66

Чипсетът 440ZX е проектиран като евтина версия на 440ВХ, която да се използва в системи от нисък клас (например такива, базирани на форм-фактора micro-ATX), при които поддръжката на повече памет, производителността и функциите за интегритет (ЕСС памет), налични в 440ВХ не са необходими. Той предоставя 66MHz или 100MHz системна шина за евтини Celeron-и (с или без L2 кеш) и Pentium II/III системи от нисък клас.

Основните разлики спрямо 440ВХ са:


4.6 Intel 440GX

Intel 440GX е първият чипсет, оптимизиран за масови работни станции от среден клас, както и за евтини сървъри. По същество той е версия на 440ВХ с добавена поддръжка на процесорния слот Slot 2 (наричан също SC330) за процесорите Pentium П/Ш Хеоn. 440GX може да се използва в конструкции със Slot 1. Той поддържа до 2GB памет, което е два пъти повече спрямо 440ВХ. С изключение на тези неща 440GX на практика е абсолютно същият като 440ВХ.



4.7. Intel 450NX

Чипсетът Intel 450NX е проектиран за многопроцесорни системи и стандартни файлови сървъри, базирани на Pentium П/Ш Хеоn процесори. 450NX поддържа до четири Pentium П/Ш Хеоn процесори за Slot 2със системна шина 100MHz. Чрез разширителната шина (Expander Bus) могат да бъдат свързани два специално предназначени разширителни моста на PCI шината (РХВ мостове). Всеки РХВ чип осигурява две независими 32-битови PCI шини на 33 MHz, с опцията те да бъдат обединени в една 64-битова шина на 33 MHz.. С други думи, осигуряват се до четири 32-битови PCI шини или две 64-битови PCI шини. Чипсетьт Intel 450NX не поддържа AGP.


фиг. 3 Класификация на чипсетите на Intel за процесор Pentium ІІ


ROM-BIOS, структура. Flash ROM-BIOS, софтуерни прекъсвания при стартиране на системата, процедура за Update.

ROM (Read Only Memory) е памет, от която само се чете. Един от големите чипове на дънната платка е ROM паметта. На този чип е записана така наречената базова входно-изходна система – BIOS (Basic Input/Output System), която се помни дори без да има захранване. Това е програма, която компютърът стартира винаги, когато го включим. Една от функциите на тази програма е да направи проверка на клавиатурата, монитора, флопи-дисковото устройство и други компютърни компоненти дали са свързани правилно. Тази част на програмата се нарича POST(Power On Self Test). След тази проверка се стартира друга част на BIOS, която търси Дискова Операционна Система – DOS, записана на дискета или твърд диск и я стартира. Софтуеър, записан на чип се нарича Firmware.

BIOS е програма, която изпълнява входно-изходните операции. BIOS може да покаже на екрана един знак или точка, може да разпечата този знак или точка на принтера. В BIOS има функция, която чете сектор от диск или дискета. Тези функции са основни и се срещат в почти всички програми. Следователно, много по-целесъобразно е те да бъдат разположени само на едно място, което да е винаги под ръка на централния процесор. Такова място е именно BIOS. Без BIOS би трябвало всички тези функции да включваме към всяка програма, а те не са никак малко. Известни производители на BIOS са фирмите AMI, AWARD, Phoenix.

Използването на Flash Rom позволява на производителя да изпраща нови версии на ROM BIOS на дискета. След това потребителят може да зареди новата версия във Flash ROM чипа на дънната платка, без да го изважда или сменя. Този метод спестява време и пари както на производителите на системите, така и на потребителите.

Актуализиране на BIOS е необходимо, когато производителят предлага нова версия, която е с разширени функции и в нея са отстранени някои грешки. Най-лесно може да се разбере дали това е нова версия, ако се провери Web-страницата на производителя на дънната платка.

Нормално Flash ROM-ът в системата е защитен от запис и преди да направите промяна, трябва да премахнете защитата. Това обикновено се постига с джъмпер, който контролира защитата на Rom-а.


Актуализиране на BIOS (BIOS – Update) накратко:

  • Сериозно да се обмисли, дали е необходимо актуализиране на BIOS.

  • Да се провери видът на паметта EEPROM или флаш на дънната платка.

  • В ръководството на дънната платка да се провери, кои видове памет могат да се използват.

  • Да се намери (най-добре по Интернет) нова версия на BIOS и евентуално програма за запис (Flash Writer).

  • Да се устатови джъмперът за напрежението за програмиране в правилно положение (5 или 12 V).

  • Да се провери дали дънната платка поддържа функция за възстановяване на старата версия на BIOS (Recovery Mode), което може да даде известна сигурност при поява на проблеми при програмирането.

  • Да се създаде дискета за първоначално зареждане с всички необходими файлове.

  • Да се промени в BIOS-Setup последователността за зареждане на А:, C:.

  • Съответният джъмпер на дънната платка да се установи в положение Enable Programming.

  • РС да се стартира от дискета и да се извика програмата за запис (Flash Writer).

  • Да се продължи само в случай, че програмата разпознае, както типа на намиращата се на дънната платка памет, в която е записана BIOS, така и правилната версия на BIOS.

  • Предишната версия на BIOS да се съхрани във файл на дискетата.

  • Да се стартира нов запис във флаш-паметта, като при това може да се наложи активирането на опцията Update BIOS Including Boot Block в подменюто Advanced Features.

  • Да се прекрати изпълнението на програмата за запис и да се направи студен старт на РС.

  • Да се ивика BIOS-Setup и да се активира опцията Load Setup Defaults.

  • Да се постави джъмперът за разрешаване на записа в нормално положение.

  • Да се стартира РС отново и да се настроят оптималните параметри на BIOS-setup.


AGP порт, основни характеристики, режим 1x.
Ускореният графичен порт (Advanced Graphics Port – AGP) е създаден от Intel като нова шина, проектирана специално за високопроизводителна графика и поддръжка на видео. AGP е базирана на PCI стандарта, но съдържа някои подобрения, които я правят логически и електрически независима от PCI. За разлика от PCI, която е истинска шина с няколко конектора (слота), AGP е пряка високоскоростна връзка предназначена специално за свързване на видеокартата на компютъра. Затова тази връзка е само една и се нарича AGP порт.

Тъй като AGP е независима от PCI, използването й освобождава PCI шината за други устройства. Освен по-високата видео производителност, AGP осигурява високоскоростна връзка със системната RAM памет и по този начин възможност за използване на конвенционалната памет за разработване на мощни и бързи видео решения.



Характеристики на RAM паметта, видове „Кеш” памет, нива, характеристики на SRAM паметта, видове според начина на извършване на записа. Параметри на SDRAM паметта, работни честоти, модули DIMM 168 pins.

След процесора един от най-важните компоненти на всеки компютър е неговата памет. Паметта на компютъра е неговата работна област, където той временно съхранява всички файлове, които са му необходими, за да работи.

RAM памет

RAM (Random Access Memory) – памет с произволен достъп. Нарича се “с произволен достъп” поради факта, че до всяко място от паметта може да се осъществи достъп толкова бързо, колкото и до произволно друго място. Паметта служи като буфер между централния процесор и останалите компютърни компоненти. Централният процесор например, може да изпълнява само тези инструкции и да ползва само тези данни, които са в RAM паметта. За да разпечатаме един файл, който е записан на дискета върху принтер, той също трябва да мине през RAM паметта. RAM паметта е енергозависима памет. Това означава, че за да помни, на нея и трябва електрически ток. Когато компютърът е изключен, RAM паметта е празна, а само когато е включен, паметта е способна да приема и съхранява копие от софтуерни инструкции и данните, необходиме за работата в момента.

Основните предназначения на RAM паметта са следните:

  • Да съхранява копие от системните софтуеърни програми, които контролират базовите функции на компютъра. Това копие се зарежда в RAM – паметта, когато компютърът се включи и остава там през цялото време докато той е включен;

  • Временно съхранение на копие от приложни програми, чиито инструкции се извикват и изпълняват от централния процесор;

  • Временно съхранение на данни, които се въвеждат от клавиатурата или други входни устройства, докато те бъдат съхранени за по-дълго време на устройствата за съхранение на данни или бъдат прехвърлени към централния процесор за обработка;

  • Временно съхранение на данни, които са резултат от обработка, докато бъдат извикани от друг процес за обработка или бъдат прехвърлени към изходните устройства като екран, принтер или диск.

Обемът на RAM паметта, която имате инсталирана на вашия компютър, се отразява пряко върху възможностите му да работи с големи и сложни програми. Паметта обикновено се измерва в мегабайти (МВ). По принцип, колкото повече памет има компютърът, толкова по-добре, защото ще може да:

  • Изпълнява по-големи програми;

  • Съхранява копие на две или повече програми, които да се изпълняват едновременно;

  • Работи по-бързо и по-ефективно;

  • Съхранява изображения за създаване на графики и анимация;

  • Може да обработва повече данни едновременно.


Сподели с приятели:
  1   2   3   4   5


©zdrasti.info 2017
отнасят до администрацията

    Начална страница