Цифровой логический уровень Булева алгебра Комбинаторные схемы компаратор Арифметические схемы Сумматоры Триггеры Энергонезависимая память Шина Pentium 4 Цоколевка процессора UltraSPARC III Сигналы шины PCI Шина USB

IEEE 1394, или FireWire (название Apple), или iLink (название Sony), становится стандартом для передачи цифрового видео, но может использоваться для присоединения жестких дисков, сканеров, сети, цифровых камер, передачи профессионального аудио, и других процессов, требующих большой пропускной способности. FireWare на сегодняшний день ненамного дороже, чем другие форматы, но цена на него быстро падает.

В процессорах Pentium 4 используется двухуровневый или трехуровневый кэш, в зависимости от модели. Во всех моделях присутствует встроенный в микросхему кэш типа SRAM первого уровня (LI) объемом 8 Кбайт. В отличие от кэша первого уровня, применяемого в Pentium III, который умеет только хранить байты памяти, кэш Pentium 4 более функционален. При выборке команд из памяти они преобразуются в микрооперации, предназначенные для выполнения в RISC-ядре процессора Pentium 4. Кэш первого уровня Pentium 4 способен удерживать до 12 000 декодированных микроопераций, за счет чего необходимость в их повторном декодировании исчезает. Емкость кэша второго уровня составляет от 256 Кбайт в старых моделях до 1 Мбайт в более современных. В кэше второго уровня байты хранятся без декодирования. В таком кэше могут одновременно размещаться элементы кода и данные. В модели Pentium 4 Extreme Edition также реализован кэш третьего уровня емкостью 2 Мбайт, что еще больше повышает производительность.

Поскольку во всех микросхемах Pentium 4 предусмотрено по меньшей мере два уровня кэширования, в мультипроцессорных системах при изменении одним из процессоров слова, размещенного в кэше, могут возникать трудности. Если, предположим, другой процессор попытается считать это слово из памяти, он получит устаревшее значение, поскольку между изменением слова и его записью в память проходит некоторое время. В целях поддержания согласованности данных в памяти каждый ЦП в мультипроцессорной системе следит за шиной памяти на предмет поиска запросов на кэшированные слова. В случае обнаружения подобного рода запроса процессор предоставляет необходимые данные до того, как память передаст их другим потребителям. Технологию слежения мы рассмотрим в главе 8.

В системах с процессором Pentium II используются две внешние шины, обе они синхронные. Шина памяти служит для доступа к главному динамическому ОЗУ; шина PCI — для взаимодействия с устройствами ввода-вывода. Иногда к шине PCI подсоединяется унаследованная (то есть прежняя) шина, чтобы можно было подключать устаревшие периферийные устройства.

Pentium 4 существенно отличается от своих предшественников компоновкой. Основная проблема всех современных микросхем заключается в объемах потребляемой мощности и выделяемого тепла. Процессоры Pentium 4, в зависимости от частоты, потребляют от 63 до 82 Вт. Поэтому Intel пребывает в постоянном поиске новых решений, которые позволили бы урегулировать проблему тепловыделения. Микросхемы Pentium 4 поставляются в квадратном корпусе с длиной стороны 35 мм. На нижней плоскости микросхемы находится 478 выводов, из которых 85 используются для подачи питания, а 180 заземляются в целях шумоподавления. Выводы размещены в виде матрицы 26 х 26, причем ее центральный сегмент 14 х 14 не заполнен. Кроме того, отсутствуют два вывода в одном из углов микросхемы, за счет чего исключается возможность ее неправильной установки в гнезде. Физическую компоновку Pentium 4 иллюстрирует рис. 3.41.

Рис. 3.41. Компоновка Pentium 4

Микросхема снабжена креплением для радиатора, который рассеивает тепло, и вентилятора, который охлаждает процессор. Чтобы получить некоторое представление о том, что собой представляет величина 60 Вт, поднесите руку к вклю- ченной электрической лампочке мощностью 60 Вт (только не дотрагивайтесь до нее). Вот такое количество тепла нужно рассеивать постоянно. У всей этой ситуации только один плюс: когда Pentium 4 потеряет свои рабочие характеристики как процессор, он вполне сгодится в качестве нагревателя.

В соответствии с законами физики все, что выделяет большое количества тепла, должно потреблять большое количество энергии. В случае с портативным компьютером, который работает от батареи с ограниченным зарядом, потребление большого количества энергии нежелательно. Чтобы решить эту проблему, компания Intel нашла способ переводить центральный процессор в режим пониженного энергоснабжения (состояние «сна»), если он не выполняет никаких действий, и вообще отключать его (вводить в состояние «глубокого сна»), если есть вероятность, что он не будет выполнять никаких действий некоторое время. Всего предусмотрено пять различных состояний — от полной активности до глубокого сна. В промежуточных состояниях одни функции работают (например, функция слежения кэша, обработка прерываний), другие — отключаются. В состоянии «глубокого сна» значения кэш-памяти и регистров сохраняются, а тактовый генератор и все внутренние блоки отключаются. Видит ли Pentium 4 сны во время «глубокого сна», науке пока не известно.

Аппаратное обеспечение компьютера логический уровень

USB 1 (Universal Serial Bus) - Универсальная Последовательная Шина - это распространенная на ПК шина для внешних устройств. В высокоскоростном варианте скорость составляет 12 Мбит/с, и 1.5 Мбит/с в низкоскоростном. При использовании высокоскоростного варианта, максимальная длина кабеля 5 метров, и только 3 метра при низкоскоростном. Пока что у USB не хватает скорости для работы с основным жестким диском, но ее вполне хватает для второстепенного, CD-R, сканеров, сети, и др. устройств.
Аппаратное обеспечение компьютера Безопасность в компьютерных сетях