Hardware 1 Přehled platforem podle procesorů PC (Wintel) různí výrobci - domácí počítače, pracovní stanice, servery 1-4 procesory Intel, AMD … HP PA-RISC Firma Hewlet Packard - velké servery (unix) Např. HP 9000 Superdome - až 128 procesorů PA-8900 - 1,1 GHz http://www.hp.com/products1/servers/scalableservers/superdome/index. html Alpha Firma Compaq (Digital) - pracovní stanice, servery (Tru64 unix, OpenVMS, Linux) Např. AlphaServer GS1280 Model – 64, až 64 procesorů - 1.3 GHz Alpha EV7z http://h18002.www1.hp.com/alphaserver/sc_gs.html Sparc Firma SUN -pracovní stanice, servery (Solaris 9) Např. Sun Fire 25K, až 72 procesorů UltraSPARC IV - 400 MHz http://cz.sun.com/products/hardware/servery/high_end/sf25k.html PowerPC Firma Apple - domácí počítače, pracovní stanice (Mac OS X) Např. Power Mac G5, 2 procesory PowerPC G5 - 2,5 GHz http://www.apple.cz/cze/apple/hardware/powermacg5/specs.html RS64 Firma IBM - velké servery (IBM AIX 5L™, Linux® and i5/OS) Např. IBM eServer p5 590, až 16 64 bit procesorů POWER5 - 1.65GHz http://www03.ibm.com/servers/eserver/pseries/hardware/highend/590.html MIPS Firma SGI – pracovní stanice, servery, velké servery (unix) Např Origin 3900 s až 16 procesory Mips R 16000 - 700 MHz Např Altix 3000 s až 512 procesorů Intel Itanium 2 - 1,6 GHz http://www.sgi.com/products/servers/altix/configs.html 1 © Ludvík Friebel 2006
Architektura PC Procesor (CPU) Hlavní součástka počítače, zpracovává a řídí všechny činnosti počítače. Jádrem procesoru je aritmeticko-logická jednotka (ALU). Parametry procesoru: • Vnitřní (interní) šířka procesoru (délka slova) - 32, 64 bitů (kolik dat zpracuje procesor najednou) • Vnější (externí,datová) šířka procesoru - 32, 64 bitů • Šířka adresové sběrnice 32, 46 bitů (jaké množství paměti je schopen procesor adresovat) • Vnitřní frekvence (takt) - dnes až 4,8 GHz • Vnější frekvence (FSB) - dnes až 1066 MHz • Velikost cache – vyrovnávací paměti, rozeznáváme L1 (instrukční, integrována mezi jednotkami mikroprocesoru) L2 (datová, situována mezi operační paměť a procesor), dnes až 2MB (L2 cache) • Patice, slot – stejné procesory v různém provedení – Socket 478, 775, A, 754, 939, 940 Dnešní procesory Intel: Celeron (socket 478, 775), P4 (socket 478, 775), Xeon, Pentium D (dvoujádrová CPU pro socket 775), Pentium M (mobilní), frekvence až 3,6 GHz U procesorů Intel je podpora SMP – symetrický multiprocesing, nutná podpora OS AMD: Sempron 64, Sempron 64 X2, Athlon 64, Athlon 64 X2 (socket 754, socket 939, socket AM2), Opteron 885 dual core (socket 940), Turion 64 (mobilní) U procesorů AMD se uvádí tzv. P-rating – frekvence procesoru P4 srovnatelného výkonu (kromě AMD Opteron). Např. AMD Athlon XP 3400+ má interní frekvenci pouze 2,2 GHz, u procesorů Opteron se uvádí skutečná frekvence U procesorů AMD Opteron je možnost SMP. 2 © Ludvík Friebel 2006
Komunikace procesoru s periferními zařízeními přes sběrnici a řadič periferního zařízení (řadič USB, sériového portu, paralelního portu). Procesor ovládá řadič pomocí: I/O adresy – programové řízení přes určitá adresu v paměti pomocí ovladače (driveru), IRQ – systém přerušení, procesor přeruší právě prováděný program a obslouží dané zařízení, DMA – přímý přístup do paměti, používají zejména zařízení s vysokou přenosovou rychlostí, vyžadující přenesení velkých objemů dat.
Základní deska (Mainboard, Motherboard) Deska plošného spoje s mnoha integrovanými obvody a konektory do níž se zasunuje procesor Na základní desce nalezneme: • Sběrnici (soustava vodičů pomocí kterých mezi sebou jednotlivé části počítače komunikují a přenášejí data, rozeznáváme datovou sběrnici, adresovou sběrnici a řídicí sběrnici) - ISA, PCI (32/64 bit), AGP (2x,4x,8x), PCI-Express 16x, XGP, PCMCIA, CardBus (notebooky), • Chipset (sada čipů pro určitý tip procesoru, např. Intel 845, 865, 875, 915 nebo VIA KT 333, KT 400, KT 600, PT 800, K8T800 nebo Nvidia nF2, nF3, nF4, TForce4, Tforce 6100), • BIOS (základní program počítače - AWARD, Phoenix, AMI), • Pozice pro procesor (např. Socket 478, AM2, 754, 939, • Pozice pro paměti (DIMM, RIMM, DDR, DDRII), • Pozice pro rozšiřující karty - PCI (32/64 bit), AGP (2x,4x,8x), PCIExpress 16x, XGP
3 © Ludvík Friebel 2006
Main Memory
CPU
CPU Local Bus
Host / PCI Cache / Bridge
Video Memory
Memory Bus
Audio Adapter
Video Adapter
PCI Bus
SCSI Host Bus Adapter
LAN Adapter
Expansion Bus Bridge
Graphics Adapter
Video Frame Buffers
SCSI Bus
LAN
Disk
Tape
Expansion Bus
Bus Master
I/O Slave
Memory Slave
CD ROM
Schéma připojení procesoru ke sběrnici PCI
4 © Ludvík Friebel 2006
Paměť RAM (operační paměť, hlavní paměť) Primární, vnitřní paměť – procesor s ní pracuje přímo, čte z ní data a ukládá do ní výsledky práce, komunikuje přes ní s ostatními zařízeními Parametry pamětí RAM: Podle konstrukce se paměti dělí na: statické SRAM, Dynamické DRAM (FP-DRAM, EDO, SDRAM, RDRAM) Podle fyzického uspořádání se paměti dělí na: SIMM, DIMM, SODIMM (notebooky), RIMM (800, 1066 MHz) , DDR (400 MHz), DDRII (533 MHz), DDRIII (1050 MHz) Kapacita: 256 MB, 512 MB, 1 GB, někdy se uvádí údaj respektující organizaci paměti 64Mx8 Přístupová doba: doba za niž procesor zapíše nebo přečte data, uvádí se obvykle desítky ns Uvádí se ještě hodnota Case Latency (CL) běžně 2 – 4 ns Podle odolnosti vůči chybám – paritní, ECC Dnes nejčastější DDR a DDR2
Videokarta Umožňuje zobrazování dat z počítače na monitoru (zobrazovací adaptér) Může pracovat v textovém režimu (nenáročné na rychlost a paměť 80x25 znaků) Nebo v grafickém režimu (podle počtu barev a rozlišení mnohem náročnější). Dnešní grafické karty pracují jako tzv. akcelerátory - samostatné počítače, které od hostitelského mikroprocesoru přijímají pouze požadavky, ale vlastní zobrazení daného obrazu vypočítávají a realizují sám bez podpory CPU. Dnešní videokarty přidávají ještě 3D akceleraci – ještě náročnější Pro grafickou kartu je rozhodující grafický čip a velikost a typ paměti (paměť do níž se zapisuje obraz viditelný na obrazovce). Dříve grafické karty obsahovaly ještě převodník, dnes součástí gr. čipu. U grafického čipu a u paměti se často uvádí datová šířka a frekvence viz příklad dále. Dnes všechny grafické karty do slotu AGP nebo PCI Expres 5 © Ludvík Friebel 2006
Nejjednodušší VGA karta 256 kB Dnešní 3D akcelerátory 32, 64, 128, 256 MB Televizní výstup (TV-out) Digitální výstup (DVI) Různí výrobci karet používají různé grafické chipy – např. ATi, Matrox, nVidia Příklad: Grafická karta osazená chipem nVidia např. Geforce 7800 GT pro sběrnice PCI Express 16x, 256MB 256bit, 450MHz jádro/1050 MHz paměti, VIVO (Video In + Video Out), dual DVI
Zařízení integrovaná na základní desce • Paralelní port (LPT – Line PrinTer) původně jednosměrný, dnes obousměrný, slouží k paralelní komunikaci – standardy: Centronics, IEEE 1284, EPP, ECP, nejčastější použití – tiskárna, scanner, v běžném PC mohou být max. 3 par. porty • Sériový port (COM port) slouží k sériové komunikaci RS232, data jsou přenášena bit po bitu, různá rychlost podle řídícího obvodu (UART 8250, 16550), nejčastější použití – myš, modem, • Řadič USB – rychlá sériová komunikace, hvězdicové uspořádání (HUB), scannery, tiskárny, klávesnice, čtečky karet, kamery (USB 2.0) různé standardy – USB 1.0, 1.1, 2.0 (až 480 Mb/s) • Řadič FD ovládá disketové mechaniky – max. 2 zařízení • Řadič pevných disků (HD) ovládá pevné disky o IDE - 2 kanály po 2 zařízeních (nejen disky), různé rychlosti – režimy (PIO, DMA, UDMA) až 133MB/s u UDMA/133, serial ATA až 1,5 Gb/s (sATAII až 3 Gb/s), u dvou zařízení na kanál musí být jedno Master a druhé Slave (přepínače), u některých základních desek s podporou sATA je integrován i řadič RAID – rozšíření tohoto rozhraní i do oblasti serverů o SCSI - 8, 16 zařízení (nejen disky) na kanál přičemž se počítá i řadič, různé standardy SCSI-2, U2-SCSI, U160SCSI, U320 SCSI (320 MB/s), standardy jsou zpětně kompatibilní, využití především pro servery s větším počtem zařízení (HD) • Řadič IEEE 1394 (FireWire) pro připojení digitálních kamer (miniDV, Digital 8, scanery, externí pevné disky) • Zvuková karta a síťová karta (viz dále)
6 © Ludvík Friebel 2006
