Любопытные факты о первой 300-мм фабрике Intel Fab 11X

Автоматизированная система обработки подложек фабрики Fab 11X включает в себя более 5 км монорельсовых дорог и 165 кареток для доставки контейнеров с подложками на обрабатывающие центры завода.

Компьютерная система, обслуживающая Fab 11X, насчитывает триста серверов, полтысячи клиентских компьютеров, 25 тысяч гигабайт дисковой памяти, более 40 км оптоволоконного и более 900 км медного сетевого кабеля.

Fab 11 значительно превосходит по масштабам все ранее существовавшие в мире полупроводниковые производства. Общая площадь «чистых» помещений завода составляет 27 тысяч квадратных метров. С открытием Fab 11X этот показатель увеличится примерно на 18 тысяч квадратных метров.

На пике строительства в сооружении F11X участвовало 3 тысячи человек, отработавших в общей сложности 5,3 млн. часов. При этом уровень травматизма оказался рекордно низким — вчетверо ниже среднестатистического для строительной отрасли США.

Чтобы пересечь в среднем темпе все «чистые» помещения Fab 11 и Fab 11X, потребуется не менее десяти минут.

Затраты рабочего времени в человеко-часах на каждый день строительства F11X были выше затрат времени на строительство двух жилых домов.

На строительство F11X ушло около 50 тысяч кубометров (около 6700 машин) бетона. Таким количеством бетона можно было бы покрыть десятиметровым слоем футбольное поле.

Под заводом устроено 1300 подземных кессонов глубиной 15–25 метров каждый. На подземную часть здания ушло больше бетона, чем на надземную.

Нажатие клавиши с цифрой "2" приводит микропроцессор в состояние готовности и подает блоку предварительной выборки сигнал на запрос в системной памяти компьютера инструкции в отношении вновь поступивших данных, поскольку командная кэш-память такой инструкции не содержит.

Новая инструкция по работе с данными поступает из системной памяти компьютера через блок шины в микропроцессор и записывается в командную кэш-память, где ей присваивается код "2=X".

Вслед за этим блок предварительной выборки запрашивает из кэш-памяти копию кода "2=X", которую направляет для дальнейшей обработки в блок декодировки.

Блок декодировки раскодирует инструкцию "2=X", преобразуя ее в цепочку двоичных символов, которая пересылается в управляющий блок и в кэш данных, давая им указание о том, как с полученной инструкцией поступать дальше.

Поскольку блоком декодировки принято решение о сохранении цифры 2 в кэш данных, управляющий блок выполняет соответствующую инструкцию для кода "2=X": цифре 2 в кэш-памяти данных присваивается адрес "Х", здесь она и будет находиться в ожидании дальнейших указаний.

Нажав клавишу с цифрой "3", Вы дадите блоку предварительной выборки команду на запрос в системной памяти компьютера и в командной кэш-памяти инструкций о действиях в отношении вновь поступивших данных. Поскольку командная кэш-память таких инструкций не содержит, они поступят из системной памяти. Аналогично команде "2=X," новые инструкции по данным поступают из системной памяти компьютера в микропроцессор и записываются в командную кэш-память, где получают код адресации "3=Y".

После этого копия кода "3=Y" поступает из командной кэш-памяти в блок предварительной выборки, откуда переправляется в декодирующий блок для дальнейшей обработки. Декодирующий блок раскодирует инструкцию "3=Y", преобразуя ее в цепочку двоичных символов, которую направляет в управляющий блок и в кэш-память данных, давая им указание о том, как с данной инструкцией поступать дальше. Поскольку декодирующий блок принимает решение о сохранении цифры 3 в кэш-памяти данных, то он выполняет соответствующую инструкцию для кода "3=Y": цифре 3 присваивается в кэш-памяти данных адрес "Y", где она, аналогично цифре 2, и будет находиться в ожидании дальнейших указаний.

Нажатие клавиши со значком "+" заставляет блок предварительной выборки запросить из главной памяти компьютера и командной кэш-памяти инструкции в отношении вновь поступивших данных. Как и в предыдущих случаях, эти инструкции должны быть получены из системной памяти. Поскольку речь идет о не использовавшейся ранее инструкции, "плюс" поступает в микропроцессор из системной памяти компьютера и записывается в командную кэш-память с присвоением адресного кода "X+Y=Z", обозначающего операцию сложения.

Вслед за этим блок предварительной выборки запрашивает из командной кэш-памяти копию кода "X+Y=Z" и пересылает ее блоку декодировки для дальнейшей обработки. Блок декодировки раскодирует инструкцию "X+Y=Z", преобразуя ее в цепочку двоичных символов, которую направляет в управляющий блок и в кэш-память данных, давая им указание о том, как с данной инструкцией поступать дальше. Одновременно арифметическое логическое устройство (ALU) получает указание на выполнение операции СЛОЖЕНИЯ.

Управляющий блок расчленяет код, а арифметическое логическое устройство (ALU) выполняет по команде операцию СЛОЖЕНИЯ чисел, закодированных как "X" и "Y" и извлеченных из кэш-памяти данных. После этого ALU, "посовещавшись" со своими "партнерами" — регистрами, пересылает им полученное число 5 для записи по одному из адресов.

После нажатия клавиши со значком "=" блок предварительной выборки в очередной раз проверяет командную кэш-память на предмет наличия инструкций, относящихся к вновь поступившим данным. Как и прежде, такие инструкции там отсутствуют. Инструкция для значка "=" поступает в микропроцессор из системной памяти компьютера через блок шины и записывается в командную кэш-память, получив код адресации "Print Z" ("отобразить на экране символ Z").

Вслед за этим блок предварительной выборки запрашивает из командной кэш-памяти копию кода "Print Z", которую пересылает декодирующему блоку для дальнейшей обработки. Декодирующий блок раскодирует инструкцию "Print Z", преобразуя ее в цепочку двоичных символов, которая затем пересылается управляющему блоку с указанием на то, как с полученной инструкцией поступать дальше.

Теперь, когда значение величины, представленной кодом Z, уже вычисленно и записано в позиции № 5 блока регистров, для завершения операции сложения 2+3 остается выполнить команду вывода содержания регистра 5 на экран дисплея. На этом работа микропроцессора заканчивается.

Что такое компютер

Существует два основных класса компьютеров:

- цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде числовых двоичных кодов;

- аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.

Поскольку в настоящее время подавляющее большинство компьютеров являются цифровыми, далее будем рассматривать только этот класс компьютеров и слово "компьютер" употреблять в значении "цифровой компьютер".

Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд.

Например, у команды "сложить два числа" операндами являются слагаемые, а результатом — их сумма. А у команды "стоп" операндов нет, а результатом является прекращение работы программы.

Результат команды вырабатывается по точно определенным для данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера.

Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы - сотни миллионов операций в секунду.

Персональные компьютеры, более чем какой-либо другой вид ЭВМ, способствуют переходу к новым компьютерным информационным технологиям, которым свойственны:

Компьютер - это многофункциональное электронное устройство для накопления, обработки и передачи информации.

Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

В основу построения большинства ЭВМ положены принципы, сформулированные в 1945 г. Джоном фон Нейманом:

1. Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности).

2. Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).

3. Принцип адресности (основная память структурно состоит из нумерованных ячеек).

ЭВМ, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру (архитектуру фон Неймана).

Архитектура ПК определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера:

Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, размещаются на основной плате компьютера, которая называется системной или материнской (MotherBoard). А контроллеры и адаптеры дополнительных устройств, либо сами эти устройства, выполняются в виде плат расширения (DаughterBoard — дочерняя плата) и подключаются к шине с помощью разъёмов расширения, называемых также слотами расширения (англ. slot — щель, паз).

Процессоры

Основой ПК является центральное процессорное устройство(ЦПУ,

CPU) или просто процессор. Процессор – это микросхема, которая вставляется в специальный разъем(slot1 или socket), и служит для обработки информации и двух видов операций: числовые операции и операции с плавающей точкой. Также в процессоре находится кэш память L1(level 1) и L2(level 2). Она используется для ускорения доступа к данным, находящимся в оперативной памяти. Процессор имеет ряд характеристик: тактовая частота ядра, частота системной шины, множитель.

Ниже, вкратце, будут рассмотрены процессоры от Intel 8088 до Intel Pen-

tium 4, а также процессоры фирмы AMD.

В первых ПК IBM PC класса XT использовались процессоры Intel 8088(в документациях пишут – i8088)

За период с 1981 по 1995 гг. сменилось четыре поколения процессоров: на смену i8088 пришел i80286, затем i80386, и, наконец, процессор i80486, или, как его называют проще, - 486-й. Всю линию этих процессоров стали назы-

вать линией i80x86. Производительность процессоров удваивалась примерно каждые два года.

Процессор следующего(пятого) поколения должен был называться i80586,

однако ему придумали симпатичное имя – Pentium.

Следующим шагом вперед стал выпуск в начале 1997 года процессора Pen-

tium MMX(или P55). В нем впервые реализован новый набор из 57 команд MMX(MultiMedia eXtention – мультимедийное расширение). Эти процессоры изготовлены по 0,35-микронной технологии(«технология производства», чем меньше этот показатель, тем лучше – больше частота процессора и меньше тепловыделение.). Изменилось напряжение питания: у ядра процессора оно уменьшилось до 2,8 В, а у его периферийных цепей осталось прежним – 3,3 В. Соответственно потребовались изменения в конструктивах материнских плат – требовалась установка дополнительного стабилизатора напряжения. Объем кэша L1 – 32 Кбайт. «Посадочная панель» для Pentium MMX – Socket 7.

В 1995 году на рынок вышло шестое поколение процессоров. И первым процессором стал Pentium Pro. Он появился осенью 1995 года. В нем впервые корпорация Intel применила кэш L2, объединенный на одном кристалле с яд-

ром и оперирующий на частоте процессора. Выпускался Pentium Pro как по 0,50-, так и по 0,35-микронной технологии. Размер кэша L2 доходил до 2048 Кбайт. Значения частоты системной шины: 60 и 66 МГц. Установочный разъем – Socket 8.

Pentium II

В мае 1997 года появился процессор Pentium II – представитель семейства P6/

6x86. Он отличался от Pentium Pro наличием блока MMX. Первые PII изготов-

лялись по 0,35 мкм технологии, но затем шаг уменьшился до 0,25 мкм.Конструк

ция PII своеобразна: напоминает плату расширения, на которой отдельно смон-

тированы интегральные микросхемы с ядром процессора(кристалл процессора) и кэш-памятью L2.

Процессор PII соединяется с системным блоком специальным соединителем SEC1. Саму процессорную плату называют SECC(Single Edge Connector Cartridge). Ответной частью для соединителя SEC1 является разъем Slot 1, похо-

жий на разъем шины расширения. Под картриджем, закрывающим микросхемы, имеется термопластина. Она прижата к обоим чипам: процессора и кэш L2. К ней крепится вентилятор.

Фирма Intel присваивает различным модификациям PII служебные кодовые имена. Ниже будут представлен революционный процессор Celeron и два пред-

ставителя этой линейки.

Celeron – это семейство недорогих процессоров, изготовляемых с кэшем

L2 или без него. До настоящего времени выпускались или выпускаются Coving-

ton, Mendocino, Dixon.

1. Covington – первый процессор линейки Celeron. Построен на ядре Deschutes по 0,25 мкм технологии. Для уменьшения себестоимости выпускался без кэша L2 и защитного картриджа. Тактовая частота: 266-300МГц, частота системной шины 66 МГц, кэш L1 – 32 Кбайт. Физический интерфейс – Slot 1.

2. Dixon – следующий этап в истории Celeron. Это недорогой процессор, в первую очередь ориентированный на применение в портативных ком-

пьютерах. Технология – 0,25 мкм. Объем кэша L1 – 32 Кбайт, L2-256 Кбайт. Тактовая частота – от 300 до 500 МГц, частота системной шины – 66 МГц.

Pentium III

Процессор Pentium III(PIII) отличается от PII прежде всего наличием блока Streaming SIMD Extensions – потоковое расширение SIMD(Single Instruction, Ma-

ny Data – одна инструкция, много данных). Pentium III может выполнять 70 но-

вых инструкций SSE(иногда называемых MMX2). Выпускается по 0,18 и 0,13 мкм технологии. Ниже приводятся два процессора семейства Pentium III:

1.Coppermine – процессор Pentium III, сделанный на базе технологической нормы 0,18 мкм. Кэш L2 интегрирован с процессором на одном кристалле, имеет объем 128-256 Кбайт. Тактовая частота – от 600 МГц и выше. Наряду с мо

дификациями FSB133(частота FSB равна 133 МГц), продаются и FSB100. Соеди

нительная панель – Slot 1.

2.Coppermine FC-PGA 370 – дешевый вариант Coppermine, рассчитанный на использование в материнских платах с разъемом Socket 370 и частотой системной шины 100 МГц. По существу, это замена Pentium II в цепочке Celeron – Pentium II – Pentium III. С точки зрения Intel, Coppermine - это Pentium III с соответствующими характеристиками.

Pentium IV

Процессор основан на ядре Willamette. Выпускается с частотами от 1,3 до 2 ГГц и производится по технологической норме 0,18 мкм. Кэш L1 имеет объем 8 Кбайт, кэш L2 – 256 Кбайт. Системная шина Quad-Pumped работает на частоте 400 МГц. В набор дополнительных инструкций входят MMX, SSE и SSE2.

К описанию процесса появления Pentium IV на рынке подходит выражение «хотели как лучше, а получилось как всегда». Процессор получился совсем не

таким, как обещали пресс-релизы Intel. Из-за того, что ядро P4 получилось слиш

ком большим, инженеры Intel приняли решение «пустить под нож» некоторые не слишком важные, по их мнению, части. Таким образом, была ампутирована половина кэша L1 и L2. Само собой, такая операция не прошла бесследно, и ито

говая производительность P4 оказалась значительно меньше ожидаемой. Тем не менее, Pentium IV является одним из самых быстрых процессоров на сегодняш-

ний день.

AMD

Основным конкурентом Intel на рынке процессоров является фирма American Micro Devices (AMD).

Чтобы можно было сравнивать процессоры разных производителей, нужны стандартизированные тестирования, ставящие испытуемые образцы в одинако-

вые условия. Показателем качества является результат сравнения производитель

ности испытуемого образца с процессором Pentium определенной частоты. Эту тактовую частоту и берут за основу так называемого P-рейтинга (PR-рейтинг). Если, например, для процессора К5 получен рейтинг PR-166, это гарантирует, что данный процессор не медленнее процессора Pentium 166, хотя тактовая час-

тота у AMD, может быть и меньше 166 МГц. Какой же процессор покупать? Все зависит от толщины кошелька (AMD дешевле) и от предпочтений пользова-

теля.

1. Процессор К5 – первый процессор AMD, который вступил в конкуренцию с Intel. Частота системной шины составляет от 50 до 66 МГц. Кэш L1 – 24 Кбайт, кэш L2 расположен на материнской плате, работает на частоте системной шины. Известны следующие версии процессора К5, выполненные по технологии с шагом 0,6 мкм: К5-75, К5-90, К5-100 (здесь PR-рейтинг соответствовал частоте процессора). Лучшие характеристики получены для процессора К5, выполненных по технологии с шагом 0,35 мкм и имевших переработанное ядро. Тактовая частота от 90 до 115 МГц. Разъем – Socket 7.

2. К7-Athlon. Создавая Athlon, разработчики предложили рынку свой вариант платформы для IBM PC-совместимых компьютеров. В марте 2000 г. этим процессором был преодолен барьер частоты 1 ГГц (чуть раньше Pentium III). Кэш L1 – 128 Кбайт, кэш L2 – от 512 Кбайт до 8 Мбайт. Частота системной шины – от 200 до 400 МГц и выше. Разъем – Slot A или Socket 462.

3. К7 – Duron – ответ AMD на Intel Celeron. Кэш L2 – 192 Кбайт, расположенного на кристалле процессора. Частота FSB – до 200 МГц. Работает в материнских платах, оборудованных специальным 462-контактным разъемом Socket A.

Оперативная память

Без ОЗУ (RAM) работа ПК невозможна. Обильная оперативная память делает доступными сложные мультимедийные программы. Увеличение ОЗУ может вселить в стареющий ПК новую жизнь, удовлетворив запросы прожорливых программ и увеличив производительность ПК в большей степени, нежели заме-

на ЦПУ или видеоадаптера.

Оперативная память компьютера состоит из основной (набирается модулями па-

мяти на материнской плате), кэш памяти L2, чипов памяти на платах расшире-

ния, памяти BIOS. Основной объем оперативной памяти приходится, разумеется

на основную память. Поэтому, когда говорят «микросхемы ОЗУ», имеют в виду как раз те самые модули, из которых формируется основная память. О ней далее и пойдет речь.

На материнских платах первых IBM PC устанавливались отдельные микро-

схемы памяти. Сейчас микросхемы ОЗУ размещают блоками на специальных мо

дулях памяти – небольших платах с многочисленными контактами, расчитанны-

ми на установку в щелевидные разъемы (слоты) материнской платы. Будучи вставленными в слоты, модули попадают под управление контроллера памяти, расположенного на материнской плате. Такт взаимодействия с ячейками памяти задается тактовой частотой материнской платы. Чем выше частота, тем быстрее должны происходить операции записи и считывания данных.

Оперативная память энергозависима. При выключении питания записанные в ОЗУ данные исчезают. В современных ПК используют динамическое ОЗУ (DRAM – Dynamic Random Access Memory). Память этого типа приходится периодически регенерировать, чтобы информация сохранялась. В это время ячейки памяти не доступны для операций с данными. Для памяти статической регенерация не требуется, поэтому статическая память быстрее динамической. Память динамического типа используют для построения основной памяти, ста-

тическую – для кэша L2.

Модули ОЗУ бывают разных типов:

1. SIMM(Single inline memory module) – модуль памяти с односторонними контактами.

2. DIMM(Dual inline memory module) – модуль памяти с двухсторонними контактами.

А) SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory).

Б) DDR SDRAM(Double Date Rate Synchronous Dynamic Access Memory).

3. RIMM(Rambus inline memory module) – 168-контактный модуль памяти RDRAM повышенной (1,6 Гбайт/с) пропускной способности (используя 16-битную шину, эта память передает информацию по обоим фронтам тактового импульса, то есть фактически удваивает частоту работы).

Память в ПК сгруппирована в банки памяти. Так называют минимальный блок памяти, с которым компьютер становится работоспособным. Наращивают ОЗУ, полностью заполняя отдельные банки памяти.

Модули DIMM обычно строятся на базе микросхем синхронной динамической памяти (SDRAM). Синхронная память требует подачи тактовых импульсов с ма-

теринской платы, поэтому длительность всех операций задается тактами шины памяти. Процессор выставляет адрес памяти и может переключаться на другую задачу. Это дает некоторое повышение производительности.

Память SDRAM характеризируется периодом тактовых импульсов (или часто-

той) тактовых импульсов. Если системная плата имеет тактовую частоту менее 100 МГц, то для нее подойдут модули SDRAM c периодом тактовых импульсов 10 наносекунд. Для широко распространенных модулей спецификации PC100 и PC133 этот параметр – 10 и 7 нс. Рабочая частота модулей памяти, отвечающих

спецификациям PC100 и PC133, увеличена соответственно до 100 и 133 МГц, что обеспечивает пропускную способность 0,8 Гбайт/с и 1,064 Мбайт/с.

Память DDR SDRAM работает вдвое быстрее обычной SDRAM за счет обработки информации как по фронту, так и по срезу тактового сигнала. Модули DDR SDRAM устанавливаются в специальные слоты на материнской плате типа DIMM. Пропускная способность DDR памяти может составлять 2,1 Гбайт/с при частоте 266 МГц и 1,6 Гбайт/с при частоте 200 МГц.

Чипсеты – наборы микросхем.

Желая приобрести материнскую плату, прежде всего интересуются ее электрическими характеристиками и конструктивными особенностями. Электрические характеристики определяются набором управляемых микросхем – чипсетами. Конструктивные особенности плат характеризуются форм-фактором.

Одним из крупнейших разработчиков и производителей чипсетов является Intel.Появление процессоров Pentium стимулировало разработку новых чипсетов

Для Pentium-60 предназначался Чипсет Mercury(1993 г.), ныне ушедший в историю, за ним следовал 82430NX (Neptune, 1994 г.). По своим характеристикам Neptune был ориентирован на профессиональные применения. Однако быстрое развитие процессоров Pentium выявило потребность в чипсетах, ориентированных на массового потребителя.

В начале 1996 года корпорация пошла навстречу производителям компьютеров и одновременно решила разделить рынки SOHO(Small Office/Home Office) и корпоративных применений – миру были представлены новые наборы чипсетов: 82430VX и 82430HX. В наборе 82430HX реализована поддержка многопроцес-

сорных систем, памяти с исправлением единичной ошибки(ЕСС), улучшены характеристики взаимодействия процессора с кэш-памятью – все это важно для построения серверов и профессиональных рабочих станций. В наборе 82430VX эти функции отсутствовали, зато он получился дешевле.

Однако вскоре 82430VX начал отставать от темпов появления большего числа новинок, ориентированных на рынок мультимедийных машин. В результате ему на смену пришел набор 82430TX, который был разработан прежде всего для повышения производительности мультимедийных компьютеров с процессорами Pentium MMX.

Затем пришла эпоха процессоров с разъемами Slot 1 и Socket 370. Основные чипсеты для них – это ныне устаревающий Intel 440BX, новомодный Intel 820 и альтернативный VIA Apollo Pro133A.

Чипсет i440BX был первым чипсетом, имеющим 100-мегагерцовую системную шину. Но многие современные возможности чипсет не поддерживает. Так, основной проблемой, связанной с его применением, является отсутствие поддержки частоты FSB 133 МГц. В качестве замены i440BX компания Intel вы-

пустила чипсет i820, построенный на новой основе. Поскольку i820 изначально разрабатывался под процессоры с ядром Coppermine, вполне естественно, что им поддерживается 133-мегагерцовая процессорная шина. Также в i820 введена поддержка режима AGP 4x, обеспечивающего вдвое более высокую скорость передачи данных по шине AGP (1056 Гбайт/с). Незабытым остался и протокол UltraDMA/66.

Таким образом в i820 реализован широкий перечень возможностей. С одним

«но». Это «но» - поддерживаемая память. При разработке чипсета основной упор был сделан на память RDRAM. Обмен данными в RDRAM идет по обоим фронтам сигнала (с удвоенной частотой). Результата таков – память в i820 работает на частоте 400 МГц, частота передачи данных составляет 800 МГц. В итоге пропускная способность шины памяти составляет (при 16-разрядной шине данных) 1,6 Гбайт/с (800 Мбайт/с для PC100 SDRAM). Но структура RDRAM такова, что время доступа здесь примерно вдвое больше, чем для SDRAM. Плюс дорогая цена RDRAM.

Такое положение дел с ценой и доступностью RDRAM заставило Intel искать выход. Поскольку поддержка SDRAM в i820 предусмотрена не была, компания разработала специальный контролер-конвертор обращений по каналу Rambus(архитектура RDRAM) к памяти SDRAM – MTH(Memory Translator Hub)

Его устанавливают на системную плату. Однако этот контролер, называемый хабом, поддерживает только PC100 SDRAM, то есть независимо от частоты системной шины память работает всегда на частоте 100МГц. Плюс к этому трансляция запросов, выполняемая MTH, также требует времени. Все это приводит к драматически низкой скорости работы i820 c SDRAM. Именно такое решение – использование i820 «с хабом» и памятью типа PC100 SDRAM и предлагает сейчас Intel как основное.

Типоразмеры(форм-фактор)

Имеются четыре основные типоразмера материнских плат – АТ (baby AT), ATX, LPX и NLX. Производство AT (карта была неудобная в обслуживании), LPX не получил большего распространения из-за малого количества слотов на плате, а вот самым популярным на сегодняшний день являются материнские платы форм-фактора ATX. Рассмотрим ее поподробнее:

1. На плате интегрированы разъемы портов ввода-вывода. Если контроллеры портов ввода-вывода монтируют непосредственно на системных платах, вполне естественным выглядит решение расположить на них и разъемы портов. Это заметно уменьшает количество соединительных проводов внутри корпуса.

2. Стали доступнее гнезда модулей памяти. Они переехали дальше от слотов плат расширения, от процессора и блока питания.

3. Уменьшилось расстояние между платой и дисководом. Разъемы контроллеров IDE и FDD переместились практически вплотную к подсоединяемым к ним устройствам.

4. Слоты процессора и плат расширения разнесены. Гнездо процессора перенесено с передней части платы на заднюю, ближе к блоку питания. Это позволяет устанавливать в слоты полноразмерные платы – процессор им не мешает.

5. Напряжение питания 3,3 В, весьма широко используемое современными компонентами системы, подводится от блока питания. В АТ-платах для его получения требовался преобразователь, устанавливаемый на материнской плате. В АТХ-платах необходимость в нем отпала.

Жесткие диски (HDD)

Типичный дисковод жестких дисков состоит из гермоблока и платы электроники. В гермоблоке размещены все механические части, на плате вся управляющая

электроника. В гермоблоке установлен шпиндель с одним или несколькими дисками («блинами»). Диски изготовлены из алюминия и покрыты тонким слоем окиси хрома. Сбоку шпинделя находится поворотный позиционер (подобен крану со стрелой-коромыслом). С одной стороны коромысла расположены обращенные к дискам легкие магнитные головки, а с другой – короткий хвостик с обмоткой электромагнитного привода. При поворотах коромысла позиционера головки совершают движение по дуге между центром и периферий дисков. Под «блинами» расположен двигатель, который вращает их с большой скоростью. При вращении дисков создается сильный поток воздуха, который циркулирует по периметру гермоблока. Пыль губительна для поверхности дисков, поэтому блок герметизирован, воздух в нем постоянно очищается фильтром. Для выравнивания давления воздуха внутри и снаружи в крышках гермоблоков делаются небольшие окна, заклеенные тонкой пленкой.

Обмотку позиционера окружает статор, представляющий собой постоянный магнит. При подачи в обмотку тока определенной величины и полярности коромысло начинает поворачиваться в соответствующую сторону с соответствующим ускорением. Динамически изменяя ток в обмотке, можно устанавливать позиционер в любое положение.

При вращении дисков аэродинамическая сила поддерживает головки на небольшом расстоянии от поверхности дисков. Головки никогда не соприкасаются с той зоной поверхности диска, где записаны данные. На хвостике позиционера обычно располодена так называемая магнитная защелка – маленький постоянный магнит, который при крайнем внутреннем положении головок притягивается к поверхности статора и фиксирует коромысло в этом положении. Это так называемое парковочное положение головок, которые при этом лежат на поверхности диска, соприкасаясь с нею. В посадочной зоне дисков информация не записывается.

К гермоблоку через специальные разъемы подключается съемная плата электроники. На плате расположены основной процессор винчестера, ПЗУ с программой, рабочее ОЗУ, которое обычно используется в качестве дискового буфера, цифровой сигнальный процессор (DSP) для подготовки записываемых и обработки считанных сигналов и интерфейсная логика.

Подключение

Современные материнские платы имеют встроенный адаптер IDE, содержащий два канала, к каждому из которых можно подключить два IDE-устройства. Одно из устройств должно быть сконфигурировано при помощи контактных перемычек (джамперов) как «master» (ведущее), а другое – как «slave»(ведомое). Как установить перемычки, обычно показано на рисунках на корпусе «харда» или в технической документации.

IDE-устройства другого типа (CD-ROM,ZIP и др.) лучше подключать ко второму IDE-каналу.

Современные BIOS по умолчанию сами определяют наличие и свойства IDE-дисководов, однако иногда случается, что функция автоопределения не срабатывает. В этом случае параметры дисковода вводят вручную.

Список литературы:

1. Ю. Новиков и А. Черепанов «Персональные компьютеры» учебный курс.

2. Журнал «Игромания» № 10(49) 2001