10. Установка і конфігурування оперативної пам'яті і процесора.

Процессоры

Процессоры, установленные в компьютерах XT, AT-286 и АТ-386, обычно заме¬нять не приходилось: выходят из строя они сами по себе крайне редко — скорее откажут другие компоненты системной платы, а замена процессора на более мощ¬ный обычно не предусматривалась. В этих компьютерах чаще приходится сталки¬ваться с установкой математического сопроцессора. Для этого следует установить микросхему сопроцессора в соответствующую колодку (обратив внимание на ключ) и установить признак сопроцессора в CMOS Setup. Некоторые версии BIOS не имеют специального параметра разрешения и автоматически обнаруживают его присутствие во время теста POST. В XT для включения сопроцессора необходимо было переключить соответствующий DIP-переключатель конфигурации. Начиная с процессоров 486, сопроцессор стал частью основного процессора (включая и мик¬росхему Intel487, которая является комбинацией CPU+FPU).

Начиная с процессоров 486, процедура модернизации посредством замены процессора на более мощный стала традиционной. Системные платы стали вы¬пускать с расчетом на различные модификации и тактовые частоты процессо¬ров — получился своеобразный конструктор «собери сам». Процессоры стали устанавливать в стандартизованные ZIF-сокеты (Zero Insertion Force, колодка с нулевым усилием вставки), а затем и в слоты — щелевые двухрядные разъемы. Назначение выводов разъемов поначалу определялось процессорами-первопро¬ходцами от фирмы Intel, а другие фирмы в своих процессорах выдерживали со¬вместимость с этими сокетами. Начиная с процессоров К7, фирма AMD повела свою линию сокетов и слотов. Унификация расположения выводов процессоров одного класса и наличие конфигурационных переключателей на системных пла¬тах позволяет пользователю (даже не слишком подготовленному) легко заме¬нять старые процессоры на более мощные.

Платы для симметричных мультипроцессорных систем (пятого и шестого по¬колений) имеют пару сокетов (слотов). В них устанавливают процессоры, при¬годные для использования в таких конфигурациях. До недавних пор в мульти¬процессорных системах применялись только процессоры фирмы Intel — конку¬рирующие фирмы (AMD, Cyrix и IBM) мультипроцессированием не занимались. Эту «традицию» нарушила фирма AMD своим новым процессором Athlon. Шина процессоров Р6 поддерживает непосредственное объединение до четырех про¬цессоров (Pentium Pro и Хеоп), но на системных платах больше двух слотов обычно не размещают (не хватает места). В четырехпроцессорных системах чаще применяют двухпроцессорные модули, устанавливаемые в общую системную плату или кросс-плату. Следует помнить, что в симметричных мультипроцессор¬ных системах внутренние частоты всех процессоров должны совпадать (внешняя частота у них одна, поскольку исходит от общего генератора синхронизации). Для этих целей лучше брать все процессоры с одним степпингом и одинаково устанавливать для них конфигурационные джамперы.

Сокеты и слоты

В «добрые старые времена» процессоров четвертого-пятого поколений их разра¬ботчики стремились к взаимной совместимости, причем не только программной, но и аппаратной. В любую системную плату можно было установить процессор из широкого спектра возможных — от Intel, AMD, Cyrix и прочих фирм.

Для установки процессоров 486 предназначены сокеты типов 1, 2, 3 и 6 (рис. 4.2). Сокет 1 имеет 169 контактов матрицы 17x17, сокеты 2,3 и 6 имеют матрицу 19x19, внешние ряды которой не используются процессорами в корпусах PGA-168 и 169. При этом три внутренних ряда контактов по назначению совпадают с раз-зодкой выводов процессора 486, но имеют смещенную нумерацию: ножка А1 кор¬пусов PGA-168 и 169 попадает в гнездо В2 матрицы 19x19. Внешние ряды мат¬рицы используются как дополнительные контакты питания процессоров Pentium OverDrive. Сокет 3 отличается от сокета 2 возможностью питания 3 В. Мало¬распространенный сокет 6 имеет питание только 3,3 В. В первых процессорах 486 применялся кэш только со сквозной записью (WT); сигналы, специфичные для WB-кэша, теоретически могут присутствовать (или отсутствовать) во всех этих типах сокетов. Поскольку выводы некоторых управляющих сигналов про¬цессоров в корпусах PGA-168, PGA-169 и PGA-237 не совпадают, системные пла¬ты, поддерживающие разные модели, должны иметь джамперы для их переком-ьглации.

Самый мощный процессор для этих сокетов — Ат5Х86-Р75, он же AMD-X5-^33: при частоте ядра 133 МГц имеет производительность на уровне Pentium-75, питание 3,3 В (или 3,45 В), но, к сожалению, работает на полную мощность не на всех системных платах.

Для установки процессоров с интерфейсом Pentium существуют три типа со¬ветов — 4, 5 и 7. Интерфейс имеет 64-битную шину данных и 32-битную шину адреса, а также довольно простой протокол обмена, допускающий как одиноч¬ные, так и пакетные передачи данных. Пакетные передачи ориентированы на ибмен данными между процессором и кэшированной оперативной памятью, при-■ем вторичный кэш располагается на системной плате. Интерфейс допускает простое объединение до двух процессоров на одной шине, но в плане организа ции

симметричных мультипроцессорных систем он уступает по эффективности интерфейсу процессоров Р6, изначально ориентированному на транзакции от многих контроллеров шины (процессоров). Однако в настольных компьютерах мультипроцессирование до сих пор массово не используется (это слишком доро¬го). Что же касается скорости обмена данными (пиковой), то она определяется произведением разрядности шины данных (в обоих интерфейсах — по 64 бит) и тактовой частоты. Оба интерфейса стартовали с тактовой частоты 66 МГц, но AMD первой ее официально подняла до 100 МГц — так появился сокет Super 7. Правда, в процессорах Р6 обмен процессора со вторичным кэшем системную шину не загружает, но лишь после того, как требуемая информация загружена в кэш через ту же шину. Атрибутом системной платы с сокетом Super 7 стал и порт AGP, так что теоретически на них с успехом могут устанавливаться все современные графические карты. Современные контроллеры IDE с режимом UltraDMA-33/66, контроллеры памяти, шины USB и порты (СОМ и LPT) на платах Super 7 практически не отличаются от своих собратьев на платах под слот 1, 2 и сокет-370. Так что решающее слово — за процессором.

Сокет 4 предназначен для процессоров Pentium первого поколения (60 и 66 МГц). Он имеет матрицу выводов 21x21 и напряжение питания 5 В. В нашей стране этот тип сокета широкого распространения не получил из-за дороговизны тогда еще новых процессоров; процессоры для этого сокета выпускала только фирма Intel.

Сокет 5 (рис. 4.3) предназначен для процессоров Pentium второго поколения с частотой до 100 МГц, у которых коэффициент умножения фиксирован (1,5) и в которых применяется одно напряжение питания — около 3,3 В. Выводы его матрицы размером 37x37 расположены в шахматном порядке. Из-за отсутствия разделения питания ядра и интерфейсных схем этот сокет приемлем не для всех процессоров с интерфейсом Pentium.

Сокет 7 с такой же матрицей (37x37) предназначен для процессоров Pentium второго поколения с более высокими частотами. Он позволяет задавать коэффи¬циент умножения частоты сигналами BF[1:O], а если системная плата с этим со¬кетом рассчитана на применение процессоров AMD, то имеется и сигнал BF2. Для установки процессоров с раздельным питанием ядра и интерфейсных схем (технология VRT, применяемая во всех ММХ-процессорах Р55С и последних «обычных» процессорах Pentium) сокет 7 предусматривает две шины питания Vcc2 и VCc3- На системной плате при этом должны находиться два регулятора на¬пряжения: для ядра (VCc2) и интерфейсных схем (\/ССз)- Их номинальные напря¬жения определяются типом процессора. Сокет 7, появившийся задолго до выхо¬да Pentium MMX, для которого он был предназначен, оказался самым «долгоиг¬рающим» — хотя фирма Intel «похоронила» его с процессорами Pentium MMX-233, конкуренты для него до сих пор выпускаются процессоры. В сокете Super 7 «официальная» частота системной шины поднята до 100 МГц.

Фирма AMD для сокета 7 выпускала процессоры, начиная с К5, а сейчас уже Кб, К6-2 и К6-Ш. Для этих процессоров (кроме К6-Ш) вторичный кэш распо¬лагается на системной плате, что и уберегло конструктив от серьезных потрясе¬ний. Для сокета 7 процессоры выпускали и другие фирмы, но они постепенно ушли со сцены (включая и Cyrix). Архитектура процессоров Кб относится к ше¬стому поколению (предсказание ветвлений, изменение порядка исполнения ин¬струкций и т. п.).

Для своих процессоров шестого поколения фирма Intel стала «радовать» поль¬зователей калейдоскопом сокетов и слотов. Интерфейс системной шины процес-эров Р6 имеет большое число сигналов и сложный протокол, ориентированный -а многопроцессорные системы. Лицензиями на использование шины Р6 фирма :-:е разбрасывалась, так что альтернативы процессорам Intel для новых сокетов ■■: слотов долгое время не было (лишь недавно вышел VIA Cyrix III для соке-та-370).

Сокет 8 (рис. 4.4) был разработан для процессора Pentium Pro. Для сокета 8 :ыло выпущено всего несколько моделей процессоров Pentium Pro 150-200 МГц, гравда, с разными вариантами вторичного кэша (от 0,5 до 2 Мбайт). После вы¬хода модели процессора Pentium Pro 200 МГц (конец 1995 г.), на котором солид-io выглядели серверы (особенно в 2-4-процессорной конфигурации), следующий процессор для сокета 8 появился в 1998 году — Pentium II OverDrive: 333 МГц, расширение ММХ и урезание мультипроцессирования лишь до двух¬процессорного. Недавно появился и переходник для установки Celeron (PPGA) в сокет 8 на платы для Pentium Pro (фирма PowerLeap). На этом переходнике установлен и регулятор напряжения, поскольку платы для Pentium Pro «не уме¬ют» выдавать требуемого низкого напряжения питания.

Рис. 4.4. Сокет 8

В широкие массы потребителей процессоры шестого поколения начали вне¬дряться в виде Pentium II, и под новый процессор фирма ввела новый слот 1 (рис. 4.5). Отказ от сокета (точнее, от традиционного корпуса процессора со штырьковыми выводами) был вызван технологическими сложностями размеще¬ния вторичного кэша рядом с процессорным ядром. При этом всех уверяли, что слот 1 (потом его назвали SC242) — это прогрессивно, всерьез и надолго. Одна¬ко для процессора Celeron, который поначалу выпустили вообще без вторичного кэша, появился сокет 370, но, якобы, только для дешевых процессоров Celeron в корпусе PGA. А процессор Celeron тем временем «обзавелся» вторичным кэшем — маленьким (128 Кбайт), но быстрым и совмещенным с кристаллом ядра. То есть необходимость в слоте вроде отпала, но перспективы сокета все равно не каза¬лись радужными. Фирма утверждала, что для сокета будет выпускаться только Celeron и частота системной шины выше 66 МГц ему не полагается. Для «серь-

езных» процессоров Pentium II, а позже и Pentium III с полноразмерным кэшем (512 Кбайт) продолжал позиционироваться слот 1 с частотой шины 66, 100 МГц, а затем и 133 МГц. А для «самых серьезных» есть еще и слот 2 — у него и кон¬тактов больше (330 против 242), и картриджи для него крупнее (длина около 6" против 5"). В этих больших картриджах выпускают процессоры Xeon — Pentium II и Pentium III, у которых кэш больше и быстрее (как, кстати, и у Pentium Pro). Тем временем частота ядра Celeron растет неуклонно, но частоту шины выше 66 МГц ему официально долгое время не поднимали. С появлением Pentium III Coppermine с быстрым встроенным кэшем средних размеров для сокета-370 оп¬ределили частоты шины 100 и 133 МГц, и теперь перспектив у слота 1 стало меньше, чем у сокета 370. И, наконец, только после появления Pentium 4 (для совсем другого сокета), процессоры Celeron получили частоту шины 100 МГц (начиная с частоты ядра 800 МГц).

Сокет-370 (рис. 4.6) пережил уже две редакции. Первоначально он был вве¬ден для процессоров Celeron, позже с некоторыми изменениями сокет-370 при¬способили и к Pentium III с ядром Coppermine. Казалась бы логичной полная совместимость процессоров Celeron и Pentium III с сокетом (игнорируя неис¬пользуемые сигналы), но все не так просто. Есть пять выводов с изменившимся назначением, из-за которых процессор, вставленный в сокет, может отказаться работать.

ш Сигнал аппаратного сброса RESET# у процессоров Celeron (включая и пос¬ледние, с SSE) выведен на контакт Х4, у Pentium III — на АН4. У универ¬сальных системных плат сигнал сброса подается на оба вывода (при необ¬ходимости такую перемычку легко напаять на плату-переходник, на сис¬темной плате паять страшнее). Без аппаратного сброса процессор запус¬каться не будет.

* Контакт АМ2 на системных платах под Celeron соединяли с шиной GND. Для процессоров Pentium III и Celeron с SSE этот вывод значится заре¬зервированным; причем требуется, чтобы он оставался свободным. Осво¬бодить на печатной плате контакт, связанный с шиной, дело почти невоз¬можное. Однако если не жалко процессор и не волнует вопрос с гаранти¬ей, то этот (и только этот!) вывод можно «откусить» прямо на процессоре. Другой вариант — снять крышку сокета и выпаять (выкусить) контакт¬ный лепесток.

ш У процессоров Pentium III и Celeron с SSE введены новые сигналы RTTCTRL и SLEWCTRL Их контакты (S35 и Е27) рекомендуется соединять с шиной GND через резисторы 300 Ом, но, похоже, их можно оставлять и неподклю¬ченными.

Есть и еще некоторые различия определения выводов, но они не так суще¬ственны. Эти «колебания генеральной линии» сильно осложняют покупателям выбор системной платы, для которой хотелось бы иметь перспективы установки новых процессоров — прогрессивных и доступных по цене. Для процессоров Р6 ряд фирм выпускает переходники-конверторы различного назначения, разреша¬ющие некоторые проблемы модернизации. Наиболее распространены переход¬ники «сокет-слот» (сокет на картридже), которые позволяют устанавливать про¬цессоры в корпусах PPGA или FC-PGA (Celeron и Pentium III) в слот 1. По¬скольку назначение выводов этих процессоров несколько различается, (см. выше), старые переходники для Celeron могут не подходить для Pentium III. Возможно, потребуется соединение перемычкой выводов сокета АН4 и Х4 (для сигнала RESET#), а также отключение вывода АМ2 от шины GND (если не жалко процес-

сор и не волнует вопрос с гарантией, то этот вывод можно «откусить» прямо на процессоре). Следует помнить, что процессоры Pentium III имеют напряжение питания 1,6-1,65 В, Celeron II — 1,5 В, в то время как старые процессоры Celeron питаются от 2 В. Если регулятор напряжения на системной плате не позволяет установить требуемое низкое напряжение, процессор может сгореть. На универ¬сальных переходных платах имеются джамперы, обеспечивающие выбор конфи¬гурации. С их помощью можно использовать процессоры и в нештатном режи¬ме: изменять напряжение питания (коммутацией линий VID[3:0]), частоту сис¬темной шины (линии BSEL[1:O]), а также устанавливать Celeron в двухпроцес¬сорных системах. Обратных переходников (для установки картриджа в слот) не бывает. Для использования Pentium III в платах с сокетом под Celeron выпуска¬ют переходник Socket-370-FC-PGA (сокет с ножками).

Седьмое поколение процессоров ознаменовано появлением новых сокетов и слотов.

Для процессора Athlon фирма AMD ввела слот А, механически (и только!) совместимый со слотом 1 (SC242). Более дешевые процессоры Duron, а также Athlon модели 4 (256 кэш 256 Кбайт) используют сокет А, он же сокет-462 (рис. 4.7). И в слоте, и сокете используется шина EV-6, которая не применяется в процессорах х86 иных фирм.

Для процессора Pentium 4 был введен новый сокет-423 (рис. 4.8), не совмес¬тимый ни с какими прежними. О переходниках не может быть и речи, поскольку шина Pentium 4 сильно отличается от шины Р6. Для этого процессора требуется мощный блок питания — процессор на 1,5 ГГц потребляет 70 Вт.

Основные данные по ныне существующим сокетам и слотам приведены в табл. 4.1. Новые процессоры сейчас выпускаются «только» для сокета 7 (Super 7), слота 1, слота 2, слота А, сокета 370, сокета 423 и сокета А, так что выбирая сис¬темную плату, приходится сначала определиться с типом желаемого процессора.

1 Возможна установка DX4 с дополнительным стабилизатором напряжения 3,3 В.

3 О DP — OverDrive Processor.

3 Назначение выводов АМ2, АН4, Х4, Е27 и S35 может быть различным (см. выше).

К сожалению, полной совместимости между всеми процессорами, устанавли¬ваемыми в сокет (слот) одного типа, нет. Возможный тип устанавливаемого про¬цессора определяется следующими свойствами системной платы:

- типом сокета (слота);

- наличием двух раздельных источников питания, если того требует про¬цессор;

- возможностью установки требуемых напряжений питания процессора и допустимой мощности регуляторов напряжения;

- возможностью установки требуемой частоты синхронизации и коэффици¬ента ее умножения;

- поддержкой процессора конкретной версией BIOS;

- указанием на применимость данного процессора, сделанным разработчи¬ком системной платы в ее описании (или указанием конкретного типа си¬стемной платы в списке совместимости, публикуемом разработчиком про¬цессора).

Если первые четыре пункта определяются однозначно, то для последних, как говорится, возможны варианты. Версию BIOS (особенно если применяется флэш-память) можно обновить и обеспечить тем самым поддержку устанавливаемого процессора. Что касается списков совместимости, то они условны. Разработчик платы может заранее заявить о совместимости с будущим процессором, но будут ли они «жить дружно» — вопрос. Напротив, разработчик процессоров может не включить конкретную системную плату в свой список совместимости, но они смогут нормально работать в паре. Типов системных плат гораздо больше, чем типов процессоров, и если производитель платы не позаботился о доставке об¬разцов своих изделий для тестирования с конкретным процессором, такая плата может не попасть в список изготовителя процессоров. Существуют и «черные списки» — списки несовместимости, заполняемые сборщиками компьютеров.

BIOS определяет тип установленного процессора (начиная с 5-го поколения Intel и 4-го AMD) в начале теста POST по инструкции CPUID (см. п. 5.5.2), по которой процессор сообщает идентификатор производителя (разработчика), се¬мейство, модель и степпинг. По этим данным BIOS формирует имя процессора (например, «Intel Pentium III»), которое POST выводит на экран (и сообщает в CMOS Setup). Текстовые названия известных процессоров прописаны в теле BIOS, так что неверное название в сообщении свидетельствует о слишком ста¬рой (для данного процессора) версии BIOS. Процессоры AMD имя процессора сообщают по инструкции CPUID, так что тесту POST не требуется искать имена по таблицам. В процессорах Intel эта возможность появилась, только начиная с Pentium 4. Текущую тактовую частоту ядра POST определяет с помощью сис¬темного таймера, либо выполняя определенный цикл инструкций и подсчиты¬вая число проходов за известный интервал, либо снимая показания счетчика ме¬ток реального времени (TSC) в начале и конце интервала измерения. Последний способ точнее, но он работает только на процессорах, имеющих этот счетчик (Pentium и выше). Чтением определенных модельно-специфических регистров процессора POST может определить установленный коэффициент умножения частоты.

Идентифицировав процессор, POST может выполнить загрузку «заплаток» микрокода процессора (download microcode), если в BIOS имеются блоки, под¬ходящие для установленного процессора, и загрузка не запрещена. Отсутствие блока для устанавливаемого процессора является поводом для перепрошивки BIOS, хотя «заплатки» можно загружать и из файла в начале загрузки ОС.

Выбор частоты и напряжения питания

Для установленного процессора требуется задать напряжение питания и частоту ядра, которая определяется частотой системной шины (FSB Frequency) и коэф¬фициентом умножения. Эти параметры задаются вручную или с различной сте¬пенью автоматизации, для чего используются джамперы или настройки CMOS Setup (Soft Menu). В сокетах 1-7 пользователь может устанавливать все эти па¬раметры сравнительно произвольно, руководствуясь своими знаниями об уста¬навливаемом процессоре и, возможно, идеями разгона. В сокетах и слотах для процессоров 6-7-го поколений предусмотрен интерфейс, с помощью которого процессор сообщает требуемое напряжение питания, автоматически управляя регулятором напряжения. В сокетах и слотах для Pentium II/III предусмотрен и автоматический выбор частоты FSB (66, 100 или 133 МГц). Интерфейс прост: выделяется несколько сигнальных линий, часть из которых заземляется внутри корпуса (картриджа) процессора. В нижеприведенных таблицах значения 0 со¬ответствуют заземленным линиям, 1 — свободным. Генератор синхронизации и регулятор напряжения работают под управлением вышеуказанных сигналов, от¬рабатывая задания в соответствии со своими возможностями. Если регулятор не может выдать требуемый номинал, он вообще не должен подавать напряжение. Коэффициент умножения у большинства современных процессоров теперь фиксирован, что совместно с автоматизацией выбора частоты и напряжения свя¬зывает руки оверклокерам («разгонщикам»). Но на их радость не все произво¬дители системных плат придерживаются строгих правил, предписываемых изго¬товителями процессоров, и предлагают выбор между автоматическим и ручным (произвольным) выбором параметров. Но и на «строгих» платах в слоте можно «обмануть» процессор, заклеивая или заземляя требуемые контакты на краевом разъеме картриджа. Для сокета этот «обман» осложняется. В переходниках «со-кет-слот» перекоммутация линий технически проще (да и потери от возможно¬го повреждения переходника меньше, чем для системной платы); во многих пе¬реходниках имеются специальные джамперы, позволяющие вручную устанавли¬вать параметры даже для самых «строгих» автоматических плат. Однако ручное задание параметров небезопасно.

ВНИМАНИЕ

Установка завышенной частоты ядра и завышенного напряжения питания опасно для процессо¬ров, особенно без принятия должных мер по охлаждению.

Рассмотрим интерфейсы конфигурирования процессоров в различных соке¬тах и слотах.

В «старинных» сокетах 1, 2, 3 и 6 для 486-х процессоров заземление линии CLKMUL приводит к снижению коэффициента умножения: в DX4 с 3 до 2, в DX2 — с 2 до 1. В процессорах Intel CLKMUL выведен на контакт R17 сокета 1 (S18 сокетов 2,3 и 6); в процессорах AMD 486DX2 и 486DX4-100 - на В13 (С14). В процессорах Аш5х86 заземление R17 приводит к повышению коэффициента умножения с 3 до 4. У процессоров с WB-кэшем на контакт В13 (С14) выведен сигнал WB/WT#, который управляет алгоритмом кэширования (заземлен — WT). У процессоров с низковольтным питанием сигнал VOLDET#, выведенный на кон¬такт S4 (Т5), заказывает низкое (3,3 В) напряжение питания (если заземлен в процессоре). Напряжение питания в сокете 1 можно проконтролировать на вы-зодах В7, В9, В11..., в сокетах 2,3 и 6 - на выводах С8, СЮ, С12... (и А9, А10, All, A16...).

В сокетах 5, 7 и Super 7 коэффициент умножения задается джамперами, за¬земляющими специально выделенные линии интерфейсных сигналов BFO (Y33), 3fl (X34) и BF2 (W35), причем у разных семейств и моделей процессоров одной

и той же комбинации этих сигналов соответствуют разные коэффициенты умно¬жения частоты (табл. 4.2). Эти линии «подтягиваются» к высокому уровню ре¬зисторами, расположенными внутри процессора. Процессор считывает заданный коэффициент в момент окончания сигнала аппаратного сброса. Напряжение пи¬тания ядра в сокетах 7 задается вручную, как правило, четырьмя джамперами в двоичном коде. Снятым джамперам соответствует минимальное напряжение 2,0 или 2,1 В, установка джампера на контакты 1-2 дает прибавку 0,1 В, 3-4 — 0,2 В, 5-6 — 0,4 В, 7-8 — 0,8 В. Возможна и иная нумерация контактов, но нагляд¬ность двоичного кода сохраняется. У более старых (и менее универсальных) плат вместо двоичного кода может использоваться несколько фиксированных значе¬ний напряжения, выбираемых меньшим числом джамперов. Напряжение ядра (VCC2) можно проверить на контактах А07, А09, АИ... Напряжение питания интерфейса (VCC3) фиксировано (3,3 В), его можно проверить на контактах А19, А21, А23... В сокете 5 на все питающие контакты (А07, А09, All... A19, А21, А23...) подается единое напряжение 3,3 В.

Процессоры Р6 принимают (если могут) коэффициент по линиям А20М#, IGNNE#, LINT1/NMI и LINTO/INTR, причем для всех процессоров принята единая кодировка коэффициентов (табл. 4.3). Этими сигналами задается коэффициент умножения у процессоров Pentium Pro (официально k=2-4), Pentium II с часто¬тами 233-300 МГц (официально 2-4,5), Pentium II/III Хеоп. Конкретные про¬цессоры поддерживают лишь часть этих коэффициентов (фактически часто боль¬шее количество, чем по официальным данным). У процессоров Pentium II с час¬тотами 350-450 МГц, всех процессоров Celeron и Pentium III коэффициенты фиксированы в зависимости от спецификации. Информацию о текущей настройке умножителя можно получить по значению бит 25:22 MSR-регистра PowerOnCon-figuration Register (см. соответствующий столбец таблицы).

В сокете 8 кроме вышеописанного задания коэффициента задается напряже¬ние питание, которое процессор заказывает по линиям VID[3:0] (контакты AS7, AS5, AS3 и AS1) в соответствии с табл. 4.4. Правда, этим интерфейсом для зада¬ния напряжения практически не пользуются. Напряжение питания ядра можно проверить на контактах В4, В8, В16...

В слоте 1 линий идентификации больше — VID[4:0] на контактах А121, В119, А119, А120 и В120 (табл. 4.5). Напряжение питания ядра можно проверить на контактах В13, В17, В25..., напряжение питания вторичного кэша (3,3 В) — на контактах ВИЗ, В117, В121 (в Celeron и Pentium III с интегрированным кэшем это питание не используется). Кроме того, появились сигналы выбора частоты FSB — сигналы BSELO (он же 100/6б#) и BSEL1 на контактах В21 и А14, по кото¬рым процессор заказывает частоту в соответствии с табл. 4.6. Поначалу был за¬действован лишь сигнал 100/66#.

В сокете 370 линии идентификации VID[3:0] расположены на контактах AJ37, AL37, АМ36 и AL35, напряжения соответствуют табл. 4.5, считая, что VID4=0. Напряжение питания ядра можно проверить на контактах В10, В14, В18... Сиг¬налы выбора частоты BSELO и BSEL1 расположены на контактах AJ33 и AJ31 соответственно.

В слоте 2 имеются раздельные идентификаторы питания ядра VID_CORE[4:0] на контактах А150, В149, А147, А148 и В151 и вторичного кэша VID_L2[4:0] на контактах В154, В155, А153, А154, В152 (см. табл. 4.5). Напряжение питания ядра можно проверить на контактах В2, В5, В11..., напряжение питания вторич¬ного кэша — на контактах В106, В109, В112... Сигналы выбора частоты SELFSBO и SELFSB1 расположены на контактах 9 и А7.

Процессоры Athlon и Duron сообщают чипсету коэффициент умножения час¬тоты по линиям FID[3:0]. С помощью этих выходов (типа «открытый сток»), «под¬тягиваемых» к высокому уровню резисторами, расположенными на системной плате, процессор сообщает чипсету коэффициент умножения. В зависимости от коэффициента чипсет формирует пакет инициализации SIP, который передается процессору по специальному последовательному интерфейсу. Процессор сооб-лает и напряжение питания по линиям VID[3:0]. Коэффициент умножения, на¬пряжение питания и быстродействие кэша задаются перемычками на корпусе процессора, которые можно нарисовать обычным карандашом.

В слоте А для VID[3:0] используются контакты А115, А114, А113 и А112 (табл. 4.8), для FID[3:0] - А116, А117, А118 и А119 (табл. 4.9). Напряжение пи¬тания ядра можно проверить на контактах А24, А26, А28..., вторичного кэша — на А2, А4, А6...

В сокете 462 для VID[4:0] используются контакты J7, L7, L5, L3 и L1, здесь кодировка напряжения иная (табл. 4.10); для FID[3:0} используются контакты УЗ, Yl, W3 и W1 (табл. 4.9). Напряжение питания ядра можно проверить на энтактах В4, В8, В12.

Оперативная память (DRAM)

Наиболее частые изменения конфигурации PC связаны именно с оперативной памятью — обычно стремятся к увеличению ее объема и повышению производи¬тельности. Вся оперативная память современных PC располагается на систем¬ной плате. Первые модели (XT, АТ-286) позволяли наращивать оперативную па¬мять путем установки в слот ISA специальных карт расширения. Однако быст¬родействие памяти, подключенной через шину расширения, оставляет желать лучшего. Кроме того, появились компактные модули SIMM, SIPP, а позднее и DIMM, корпуса микросхем памяти стали более емкими, и острота проблемы за¬нимаемой площади спала. По этим причинам многие модели АТ-286 и большин¬ство моделей АТ-386 и выше в качестве оперативной памяти уже не восприни¬мали память, обнаруженную на модулях расширения, устанавливаемых в слоты шин расширения. Отметим, что были модели АТ-286, у которых модуль памяти устанавливался в специальный слот системной шины, а у некоторых серверных платформ ОЗУ — на отдельных платах или платах процессоров, но это уже не унифицированные рядовые компьютеры.

В качестве оперативной памяти используют микросхемы динамической па¬мяти (DRAM) различных типов, подробно рассмотренных в главе 6. На сис¬темную плату устанавливают модули SIMM («короткие» 30-контактные или «длинные» 72-контактные) с памятью DRAM, DIMM-168 (DRAM или SDRAM), DIMM-184 (DDR SDRAM) или RIMM (RDRAM). Платы с гнездами для мик¬росхем в корпусах DIP и ZIP, а также модулей SIPP уже вышли из обращения. Бывает, что базовый объем (например, 4 Мбайт или 16) запаивается на систем¬ную плату непосредственно, а в зависимости от потребностей пользователя до¬полнительные модули устанавливаются в гнезда. Допустимый объем, возмож¬ные типы, организация и быстродействие памяти определяются чипсетом, коли¬чеством и типом разъемов (SIMM, DIMM, RIMM) для установки памяти и вер¬сией BIOS.

Модули памяти устанавливаются банками (теперь их называют и рядами). Банк работоспособен, только если он заполнен, причем однотипными микросхе¬мами (модулями). В соответствии с этим выбирается необходимое количество модулей памяти:

ш банк для процессоров Pentium и выше — 8 байт — один DIMM, RIMM или пара модулей SIMM-72;

» банк для процессоров 386DX и 486 — 4 байта — один SIMM-72 или чет¬верка модулей SIMM-30;

ш банк для процессоров АТ-286 и 386SX — 2 байта — пара модулей SIMM-30.

Если системная плата поддерживает чередование банков DRAM (Bank Inter-ieaving), то заполнение всех банков позволяет повысить производительность па¬мяти. Но при этом осложняется наращивание объема памяти в будущем — вмес¬то приобретения дополнительных модулей придется делать их замену, что чуть дороже.

Память SDRAM, DDR SDRAM и RDRAM поддерживает чередование банков внутри микросхем, так что лучше брать один модуль требуемого объема, а при необходимости добавлять дополнительные. На высоких частотах (133 МГц) чис¬ло устанавливаемых модулей может быть ограничено по сравнению с более низ-:<ой частотой.

На современных системных платах объем корректно установленной памяти гоределяется автоматически (в отличие от первых машин, где его необходимо бы-" j задавать переключателями или джамперами). Однако память более 16 Мбайт •ожет не восприниматься, если в CMOS Setup разрешено помещение образа ROM BIOS под границу 16 Мбайт. Некоторые версии BIOS при обнаружении измене--г-1я объема памяти просят подтвердить новое значение — войти в меню стандарт--:го конфигурирования CMOS Setup и выйти с сохранением значений в CMOS.

Для конфигурирования системной платы важно знать спецификацию быст-'-коействия применяемой памяти. Для обычной (не синхронной) памяти FPM, iDO, BEDO в качестве спецификации используется время доступа (-80, -70, -•SO, -50, -40 не), иногда последний ноль не пишут, и спецификация тех же микросхем представляется как -8, -7, -6, -5, -4. Для модулей синхронной памяти указывают максимальную частоту синхронизации и латентность (СAS Latency), более быстрая память при той же частоте имеет меньшее значение латентности. От спецификации быстродействия зависит эффективность (и даже возможность) применения памяти в конкретной системной плате на заданной частоте систем¬ной шины. Применение более медленной памяти (даже соседней спецификации, отличающейся, казалось бы, незначительно) может привести к появлению до¬полнительных тактов ожидания при операциях с ОЗУ, что заметно снизит про¬изводительность компьютера. Если же попытаться задать временную диаграмму памяти неоправданно быстрой, работа компьютера, скорее всего, будет неустой¬чивой. Для каждого типа памяти и каждой тактовой частоты имеется оптималь¬ная спецификация памяти: менее быстродействующая память приведет к лиш¬ним (для данного типа памяти) тактам ожидания, более быстродействующая не даст преимуществ, но будет дороже. На временные диаграммы памяти влияет много факторов — задержки сигналов зависят от чипсета, наличия промежуточ¬ных буферов, длины проводников платы, количества устанавливаемых модулей и микросхем на них и т. п. Поэтому для каждой модели системной платы опти¬мальные спецификации для используемых тактовых частот будут свои. Требуе¬мая спецификация быстродействия обычно указывается в документации на сис¬темную плату.

ВНИМАНИЕ

Нестабильно работающая память является самой распространенной причиной «зависаний» и вне¬запных перезагрузок компьютера.

Чипсет (его контроллер памяти) может настраиваться на установленную па¬мять вручную (настройками CMOS Setup) или автоматически, считывая иден¬тификаторы установленных модулей или собственными методами «исследова¬ния» свойств памяти. Современные чипсеты позволяют во время теста POST выполнять автоматическую идентификацию типов (а иногда и быстродействия) установленных модулей памяти и задавать оптимальные временные диаграммы в зависимости от установленной частоты системной шины, хотя реализация этой возможности зависит и от применяемой версии BIOS. Конечно, самый точный метод — считыванием идентификаторов из EEPROM модуля (см. п. 6.2.9), но микросхемы EEPROM отсутствуют на дешевых модулях, не все чипсеты умеют считывать из них данные и не все версии BIOS это делают.

При ручном конфигурировании настройками CMOS Setup задают требуемые параметры (спецификации быстродействия, а иногда и подробный список ряда временных параметров), которые должны соответствовать установленным моду¬лям. Если используются модули с разным быстродействием, указывают специ¬фикацию самого медленного из них. Если от компьютера требуется стабильная работа, не следует «разгонять» память относительно рекомендованных (обычно автоматически определяемых) диаграмм — «разогнанная» память «имеет право» сбоить. Успешное прохождение тестов (POST, Checkit и пр.) — еще не гарантия стабильной работы.

В чипсете может быть предусмотрен контроль достоверности хранения дан¬ных, для работы которого должны быть установлены соответствующие модули памяти (и контроль должен быть включен настройками CMOS Setup). По спо¬собу контроля ошибок различают следующие модули:

ш None Parity — без паритета, к сожалению, наиболее распространенные; ш Parity — с битами паритета каждого байта, при поддержке чипсетом конт¬роля четности позволяют обнаруживать ошибки;

ЕСС — контроль всего слова с избыточным CRC-кодом, позволяющим

выявлять и исправлять ошибки;

EOS — модули, у которых механизм ЕСС «спрятан» в структуру модуля с контролем паритета;

» PG — модули с генератором паритета — фикция для «ублажения» систем¬ных плат, требующих присутствия бит паритета.

Кроме того, модули могут быть симметричными и асимметричными, иметь разные номиналы питающего напряжения, различаться параметрами регенера¬ции и т. п. Здесь свойства элементов динамической памяти только перечислены, подробнее о великом множестве их нюансов см. главу 6.

ВНИМАНИЕ

Установку и замену модулей памяти можно выполнять только при обесточенной системной пла¬те. Для плат (и блоков питания) АТХ для этого требуется выключить питание механическим выключателем (или отсоединив шнур питания). У плат АТХ в дежурном режиме (Standby) на модули памяти может подаваться питание +3,3 В (на его присутствие могут указывать светодио-ды, расположенные около гнезд памяти).

Для извлечения модулей DIMM следует развести в стороны рычаги экстрак¬торов, расположенных по краям слота, — они вытолкнут модуль из слота (пы¬таться выдергивать модуль самому — опасно). При установке модуля DIMM эк¬стракторы должны защелкнуть модуль с обеих сторон —. если этого не происхо¬дит, следует проверить соответствие модуля слоту (по ключам) и правильность ориентации.

Для извлечения модуля SIMM следует развести в стороны краевые фиксато¬ры — освобожденный модуль вывалится из гнезда набок. Для установки модуль необходимо вложить в гнездо под углом около 45° и повернуть до вертикально¬го положения — фиксаторы должны защелкнуть модуль в этом положении без перекосов.

Иногда при неполадках в памяти достаточно вынуть, продуть и поставить обратно модули памяти — неисправность может быть вызвана загрязнением кон¬тактов слота или модуля памяти.