Шина памяти скорость передачи данных (8 видео)

Если процессор – это сердце персонального компьютера, то шины – это артерии и вены по которым текут
электрические сигналы. Строго говоря, это каналы связи, применяемые для организации взаимодействия между устройствами
компьютера. Кстати, если Вы думаете, что те разъемы, куда вставляются платы расширения и есть шины, то Вы жестоко
ошибаетесь. Это интерфейсы (слоты, разъемы), с их помощью осуществляется подключение к шинам, которых, зачастую, вообще
не видно на материнских платах.

Существует три основных показателя работы шины. Это тактовая частота, разрядность и скорость передачи
данных. Начнем по порядку.

Содержание

Тактовая частота
Разрядность
Скорость передачи данных
Системное администрирование и мониторинг Linux/Windows серверов и видео CDN
Статьи по настройке и администрированию Windows/Linux систем
Немного об оперативной памяти
DDR2 SDRAM
DDR3 SDRAM
📺 Видео

Тактовая частота

Работа любого цифрового компьютера зависит от тактовой частоты, которую определяет
кварцевый резонатор. Он представляет собой оловянный контейнер в который помещен кристалл кварца. Под воздействием
электрического напряжения в кристалле возникают колебания электрического тока. Вот эта самая частота колебания и
называется тактовой частотой. Все изменения логических сигналов в любой микросхеме компьютера происходят через
определенные интервалы, которые называются тактами. Отсюда сделаем вывод, что наименьшей единицей измерения времени для
большинства логических устройств компьютера есть такт или еще по другому – период тактовой частоты. Проще говоря – на
каждую операцию требуется минимум один такт (хотя некоторые современные устройства успевают выполнить несколько операций
за один такт). Тактовая частота, применительно к персональным компьютерам, измеряется в МГц, где Герц – это одно колебание
в секунду, соответственно 1 МГц – миллион колебаний в секунду. Теоретически, если системная шина Вашего компьютера
работает на частоте в 100 МГц, то значит она может выполнять до 100 000 000 операций в секунду. К слову сказать,
совсем не обязательно, что бы каждый компонент системы обязательно что-либо выполнял с каждым тактом. Существуют так
называемые пустые такты (циклы ожидания), когда устройство находится в процессе ожидания ответа от какого либо другого
устройства. Так, например, организована работа оперативной памяти и процессора (СPU), тактовая частота которого значительно
выше тактовой частоты ОЗУ.

Разрядность

Шина состоит из нескольких каналов для передачи электрических сигналов. Если говорят,
что шина тридцатидвухразрядная, то это означает, что она способна передавать электрические сигналы по тридцати двум каналам
одновременно. Здесь есть одна фишка. Дело в том, что шина любой заявленной разрядности (8, 16, 32, 64) имеет, на самом
деле, большее количество каналов. То есть, если взять ту же тридцатидвухразрядную шину, то для передачи собственно данных
выделено 32 канала, а дополнительные каналы предназначены для передачи специфической информации.

Скорость передачи данных

Название этого параметра говорит само за себя. Он высчитывается по формуле:

Читайте также: Принцип работы can шины автомобиля

тактовая частота * разрядность = скорость передачи данных

Сделаем расчет скорости передачи данных для 64 разрядной системной шины, работающей на тактовой частоте
в 100 МГц.

Но полученное число не является реальным. В жизни на шины влияет куча всевозможных факторов:
неэффективная проводимость материалов, помехи, недостатки конструкции и сборки а также многое другое. По некоторым
данным, разность между теоретической скоростью передачи данных и практической может составлять до 25%.

За работой каждой шины следят специально для этого предназначенные контроллеры. Они входят в состав
набора системной логики (чипсет).

Теперь поговорим конкретно о тех шинах, которые присутствуют на материнской плате. Основной
считается системная шина FSB (Front Side Bus). По этой шине передаются данные между процессором и оперативной памятью,
а также между процессором и остальными устройствами персонального компьютера. Вот тут вот есть один подводный камень.
Дело в том, что работая над материалом этой статьи, я столкнулся с одной неразберихой – существует такая фигня, как шина
процессора. По одним данным системная шина и шина процессора это есть одно и тоже, а по другим – нет. Я перерыл кучу книг
и пересмотрел кучу схем. Вывод: поначалу процессор подключался к основной системной шине через собственную, процессорную,
шину, в современных же системах эти шины стали одним целым. Мы говорим – системная шина, а подразумеваем процессорную, мы
говорим — процессорная шина, а подразумеваем системную. Двинемся дальше. Фраза: «Моя материнская плата работает на частоте
100 МГц» означает, что именно системная шина работает на тактовой частоте в 100 МГц. Разрядность FSB равна разрядности
CPU. Если Вы используете 64 разрядный процессор, а тактовая частота системной шины 100 МГц, то скорость передачи данных
будет равна 800 Мбайт/сек.

Кроме системной шины на материнской плате есть еще шины ввода/вывода, которые отличаются друг от друга
по архитектуре. Перечислю некоторые из них:

Видео:Передача данных - шина SPIСкачать

Системное администрирование и мониторинг Linux/Windows серверов и видео CDN

Статьи по настройке и администрированию Windows/Linux систем

Видео:03. Основы устройства компьютера. Память и шина. [Универсальный программист]Скачать

Немного об оперативной памяти

Новые поколения процессоров стимулировали разработку более скоростной памяти SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) с тактовой частотой 66 МГц, а модули памяти с такими микросхемами получили название DIMM(Dual In-line Memory Module).
Для использования с процессорами Athlon, а потом и с Pentium 4, было разработано второе поколение микросхем SDRAM — DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM). Технология DDR SDRAM позволяет передавать данные по обоим фронтам каждого тактового импульса, что предоставляет возможность удвоить пропускную способность памяти. При дальнейшем развитии этой технологии в микросхемах DDR2 SDRAM удалось за один тактовый импульс передавать уже 4 порции данных. Причем следует отметить, что увеличение производительности происходит за счет оптимизации процесса адресации и чтения/записи ячеек памяти, а вот тактовая частота работы запоминающей матрицы не изменяется. Поэтому общая производительность компьютера не увеличивается в два и четыре раза, а всего на десятки процентов. На рис. показаны частотные принципы работы микросхем SDRAM различных поколений.

Читайте также: Шины летние с симметричным протектором

Существуют следующие типы DIMM:

72-pin SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module) — используется для FPM DRAM (Fast Page Mode Dynamic Random Access Memory) и EDO DRAM (Extended Data Out Dynamic Random Access Memory)

100-pin DIMM — используется для принтеров SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)

144-pin SO-DIMM — используется для SDR SDRAM (Single Data Rate … ) в портативних компьютерах

168-pin DIMM — используется для SDR SDRAM (реже для FPM/EDO DRAM в рабочих станциях/серверах

172-pin MicroDIMM — используется для DDR SDRAM (Double date rate)

184-pin DIMM — используется для DDR SDRAM

200-pin SO-DIMM — используется для DDR SDRAM и DDR2 SDRAM

214-pin MicroDIMM — используется для DDR2 SDRAM

204-pin SO-DIMM — используется для DDR3 SDRAM

240-pin DIMM — используется для DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM и FB-DIMM (Fully Buffered) DRAM

244-pin Mini-DIMM – для Mini Registered DIMM

256-pin SO-DIMM — используется для DDR4 SDRAM

284-pin DIMM — используется для DDR4 SDRAM

Чтобы нельзя было установить неподходящий тип DIMM-модуля, в текстолитовой плате модуля делается несколько прорезей (ключей) среди контактных площадок, а также справа и слева в зоне элементов фиксации модуля на системной плате. Для механической идентификации различных DIMM-модулей используется сдвиг положения двух ключей в текстолитовой плате модуля, расположенных среди контактных площадок. Основное назначение этих ключей — не дать установить в разъем DIMM-модуль с неподходящим напряжением питания микросхем памяти. Кроме того, расположение ключа или ключей определяет наличие или отсутствие буфера данных и т. д.

Модули DDR имеют маркировку PC. Но в отличие от SDRAM, где PC обозначало частоту работы (например PC133 – память предназначена для работы на частоте 133МГц), показатель PC в модулях DDR указывает на максимально достижимую пропускную способностью, измеряемую в мегабайтах в секунду.

Видео:Системная шина процессораСкачать

DDR2 SDRAM

Название стандарта	Тип памяти	Частота памяти	Частота шины	Передача данных в секунду (MT/s)	Пиковая скорость передачи данных
PC2-3200	DDR2-400	100 МГц	200 МГц	400	3200 МБ/с
PC2-4200	DDR2-533	133 МГц	266 МГц	533	4200 МБ/с
PC2-5300	DDR2-667	166 МГц	333 МГц	667	5300 МБ/с
PC2-5400	DDR2-675	168 МГц	337 МГц	675	5400 МБ/с
PC2-5600	DDR2-700	175 МГц	350 МГц	700	5600 МБ/с
PC2-5700	DDR2-711	177 МГц	355 МГц	711	5700 МБ/с
PC2-6000	DDR2-750	187 МГц	375 МГц	750	6000 МБ/с
PC2-6400	DDR2-800	200 МГц	400 МГц	800	6400 МБ/с
PC2-7100	DDR2-888	222 МГц	444 МГц	888	7100 МБ/с
PC2-7200	DDR2-900	225 МГц	450 МГц	900	7200 МБ/с
PC2-8000	DDR2-1000	250 МГц	500 МГц	1000	8000 МБ/с
PC2-8500	DDR2-1066	266 МГц	533 МГц	1066	8500 МБ/с
PC2-9200	DDR2-1150	287 МГц	575 МГц	1150	9200 МБ/с
PC2-9600	DDR2-1200	300 МГц	600 МГц	1200	9600 МБ/с

Читайте также: Киа соренто стандартные шины

Видео:Влияние шин PCI-e и внутренней шины видеокарты на производительностьСкачать

DDR3 SDRAM

Название стандарта	Тип памяти	Частота памяти	Частота шины	Передач данных в секунду(MT/s)	Пиковая скорость передачи данных
PC3-6400	DDR3-800	100 МГц	400 МГц	800	6400 МБ/с
PC3-8500	DDR3-1066	133 МГц	533 МГц	1066	8533 МБ/с
PC3-10600	DDR3-1333	166 МГц	667 МГц	1333	10667 МБ/с
PC3-12800	DDR3-1600	200 МГц	800 МГц	1600	12800 МБ/с
PC3-14400	DDR3-1800	225 МГц	900 МГц	1800	14400 МБ/с
PC3-16000	DDR3-2000	250 МГц	1000 МГц	2000	16000 МБ/с
PC3-17000	DDR3-2133	266 МГц	1066 МГц	2133	17066 МБ/с
PC3-19200	DDR3-2400	300 МГц	1200 МГц	2400	19200 МБ/с

В таблицах указываются именно пиковые величины, на практике они могут быть недостижимы.
Для комплексной оценки возможностей RAM используется термин пропускная способность памяти. Он учитывает и частоту, на которой передаются данные и разрядность шины и количество каналов памяти.

Пропускная способность = Частота шины x ширину канала x кол-во каналов

Для всех DDR — количество каналов = 2 и ширина равна 64 бита.
Например, при использовании памяти DDR2-800 с частотой шины 400 МГц пропускная способность будет:

(400 МГц x 64 бит x 2)/ 8 бит = 6400 Мбайт/с

Каждый производитель каждому своему продукту или детали дает его внутреннюю производственную маркировку, называемую P/N (part number) — номер детали.
Для модулей памяти у разных производителей она выглядит примерно так: