Издательство на компьютере. Самоучитель

Молочков Владимир

Охлаждение процессора (кулеры)

С повышением рабочей тактовой частоты процессоров стал актуален вопрос их охлаждения. Для охлаждения процессора обычно используется малогабаритный вентилятор, установленный на радиаторе, – CPU Cooler (кулер), который помогает процессору оставаться достаточно холодным для обеспечения его нормальной работы. Если кулер не будет справляться со своей задачей, система будет функционировать нестабильно, сбоить и зависать. Кулер снижает температуру процессора примерно на 40 градусов. А снижение рабочей температуры процессора на каждые 10 градусов ведет к удвоению времени его безотказной работы.

Кулер состоит из радиатора (обычно алюминиевого) и вентилятора. Как уже отмечалось, основное назначение процессорного кулера – рассеивать поступающую от процессора энергию в окружающей среде. Для хорошей теплопередачи от процессора

на радиатор подошва радиатора должна надежно прижиматься к контактной площадке процессора. Для этого обычно используют гибкие пластины – клипсы. Клипса должна легко устанавливаться и сниматься, иначе процесс монтажа кулера может закончиться поломкой материнской платы, кулера или сколом процессора. Качество контакта процессора с кулером зависит не только от клипсы, но и от свойств подошвы радиатора. Охлаждающая способность радиатора определяется теплопроводностью его материала и площадью его поверхности. Обычно радиатор алюминиевый, но чтобы улучшить теплопроводность, радиаторы могут изготавливаться из сплавов меди, или добавляют к алюминиевому радиатору медную подошву. Радиатор с большим числом пластин и большой площадью обладает большей рассеивающей (охлаждающей) способностью. Поверхность процессора, как правило, очень гладкая, а вот подошва кулера может быть неровной. Эту проблему решает термопаста, которой должны заполняться полости между двумя соприкасающимися поверхностями. Однако если слой термопасты окажется слишком большим, он будет выполнять противоположный эффект – служить изолятором. Довольно часто применяется паста КПТ-8, характеристики которой не хуже характеристик ее импортных аналогов, а цена отечественной – в 2—3 раза ниже.

Важной частью кулера является вентилятор. У него есть две важных противоречивых характеристики – производительность и шум. В дорогих моделях встречается двухвентиляторная конструкция – она надежнее, лучше обеспечивает охлаждение, но вместе с тем и повышается уровень шума. В конструкции мотора вентилятора могут использоваться дешевые подшипники скольжения или более долговечные подшипники качения. Учитывая, что скорость вращения вентилятора 3500—5200 об/мин, вентиляторы с подшипниками скольжения лучше не брать. Радиатор и вентилятор должны быть тщательно подогнаны друг к другу, чтобы оптимально взаимодействовать.

В качестве примера на рис. 2.7 изображен кулер, изготовленный фирмой Gembird, известной в России своими аксессуарами и расходными материалами. Это кулер с полностью медным составным радиатором, небольшим по габаритам. Имеет удовлетворительное качество обработки подошвы радиатора и удобную клипсу крепления. Сам вентилятор средних размеров, нешумный, его скорость составляет 4500 об/мин. Кулер предназначен для установки на процессоры как семейства Intel Pentium Ill/Celeron, так и семейства AMD Athlon/Duron/Athlon ХР. Он по размерам и конструкции должен помещаться на материнских платах с разъемами Socket-370 и Socket-462 (Socket-A).

По данным из Интернета, наилучшими из кулеров 2002—2003 гг. считаются модели GlacialTech Igloo 2400 и Coolity QTSK338AA1 – первая из-за максимальной эффективности, а вторая разумно сочетает невысокий шум, хорошую производительность и низкую цену.

Рис. 2.7. CPU Cooler Gembird GL-Copper

Оперативная память (RAM)

Оперативная память предназначена для хранения информации, допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций (обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации). Для обозначения оперативной памяти в литературе используют аббревиатуру ОЗУ – оперативное запоминающее устройство (или по-английски RAM – Random Access Memoiy). Количество и быстродействие памяти оказывают чрезвычайно серьезное влияние на работоспособность и производительность современных компьютеров. Информация в оперативной памяти сохраняется до тех пор, пока включен компьютер. При выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается. В компьютере ОЗУ размещается на стандартных панельках, называемых модулями.

Память может быть статической (SRAM) или динамической (DRAM). Различие между динамической и статической памятью – в способе хранения информации. В статической памяти данные хранятся вплоть до замены их новым блоком информации. Статическая память обладает высоким быстродействием и используется для организации кэш-памяти. Динамическая память постоянно опрашивается, и ее содержимое обновляется с частотой циклов регенерации. Она имеет меньшую скорость работы, но по критерию, учитывающему информационную емкость, стоимость и энергопотребление, она предпочтительней.

К основным характеристикам RAM относятся:

время доступа (8—60 не) показывает, сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти, т. е. сколько времени требуется чипу на то, чтобы дать ответ центральному процессору (чем меньше, тем лучше). Оно измеряется в миллиардных долях секунды (наносекундах);

объем памяти, в мегабайтах (Мб, Мбайт). Современный стандарт: 128—512 Мб. Этот параметр определяет количество и скорость одновременно выполняемых компьютером команд.

Память изготавливается в виде односторонних модулей SIMM (Single-In-line Memoiy Module) или двухсторонних модулей DIMM (Dual-In-line Memoiy Module). Основные производители модулей памяти: Kingston, Century, Unigen, Simple, Advantage и др. Покупаемый вами компьютер может быть оснащен одним из трех типов памяти.

1. DIMM SDRAM РС100 или РС133. Память выполнена в виде модулей DIMM. Во втором случае память (и материнская плата) работают на частоте 133 МГц, что, конечно, предпочтительнее, чем 100 МГц. На сегодня SDRAM PC 133 является наиболее распространенным типом памяти. По быстродействию она не самая лучшая, зато существенно выигрывает в цене. Это и определяет ее как самую популярную. Для такого вида памяти время доступа составляет 50—70 не.

Рис. 2.8. Внешний вид РС2100 DIMM DDR SDRAM

2. DIMM DDR SDRAM. У памяти DDR SDRAM (рис. 2.8) передача данных осуществляется на частотах 200 и 266 МГц. Эта память имеет вдвое большую пропускную способность по сравнению с предыдущим типом, что дает прирост в общей производительности компьютера в 10—20%, в зависимости от типа используемых приложений. Однако соответствующие модули памяти называются не РС200 и РС266, a PC 1600 и РС2100. То есть в наименовании присутствует не тактовая частота передачи данных, а пропускная способность. Модули памяти DIMM для DDR SDRAM несколько отличаются от обычных DIMM для SDRAM – они имеют не 168, а 184 контакта. Поэтому такую память можно устанавливать не на все платы: она поддерживается чипсетами VIA-KE266, AMD 760, VIA Appolo Pro 266, ALI Magik 1. Для такого вида памяти время доступа составляет 7—10 не. По прогнозам, дальнейшим развитием памяти DDR станет память DDR2, способная работать в качестве оперативной памяти компьютера на частотах не менее 400 МГц. Микросхемы DDR SDRAM используются для компьютеров с процессорами AMD Athlon, но далеко не все системные платы их поддерживают. Сейчас получают распространение платы на чипсетах i845D и i845G для процессоров Intel, которые тоже рассчитаны на этот тип памяти.

3. RIMM RDRAM РС600 и РС800 в модулях RIMM. С появлением процессора Pentium 4, у которого частота шины составляет 400 МГц, стало уже очевидным, что, сделав в свое время ставку на память с высокой пропускной способностью, предложенную фирмой Rambus, фирма Intel имела в виду будущее значительное увеличение частоты процессорной шины. Память RDRAM (Rambus DRAM) основана на обычной SDRAM. В качестве ядра в RDRAM используется SDRAM, работающая на частоте 100 МГц. Она организована в многобанковую структуру, ширина шины данных – 128 бит. Таким образом, пропускная способность удвоена по сравнению с РС100 и составляет 1,6 Гб/с. Чтобы передать поток данных 1,6 Гб/с, частота передачи канала должна составлять 800 МГц, то есть в 8 раз больше, чем у PC 100 (реально используется частота 400 МГц, но передача осуществляется по обоим фронтам сигнала). Это очень высокая частота, требующая применения специальных технических решений для обеспечения надежной работы. Шина канала состоит из 32 или 34 (если используется контроль четности) проводников, при этом для передачи данных используется 16 или 18 из них, а остальные – для управления и синхронизации. Все микросхемы RDRAM-памяти, присоединенные к шине, должны работать синхронно, для чего разность в расстояниях от контроллера до микросхем памяти компенсируется с помощью программируемых задержек. Модули RDRAM-памяти (RIMM) также обладают более сложной конструкцией, чем модули SDRAM-памяти (DIMM) из-за необходимости эффективного охлаждения вследствие повышенного тепловыделения от элементов, работающих на высоких частотах. Память RDRAM имеет очень неплохой потенциал для дальнейшего роста производительности. В частности, увеличение частоты работы ядра до 133 МГц (РС1066) позволит поднять пропускную способность до 2 Гб/с на канал. Микросхемы Rambus DRAM (RIMM) применяют в компьютерах с процессорами Pentium 4 (системные платы на чипсете i860) или на материнских платах под Pentium III на чипсете 1820. Память очень дорогая, хотя и имеет высокое быстродействие.