Grafické karty

grafické akcelerátory
graf. krta s čipem mající další funkce (přesun bitové mapy, vytváření jednoduchých obrazců)
podpora dalších funkcí (MPEG2)
grafické koprocesory
samostatná karta, která nemůže fungovat bez graf. karty, obsahuje další funkce (2D, 3D)
aplikační rozhraní
Direct X
sada ovladačů jejichž úkolem je zajistit nejrychlejší přístup na HW
Open GL
DRUHY VIDEO KARET
MDA
využívá 4kB paměti
rozlišení 25 řádků x 80 znaků
devíti póloví konektor DSUB
nemá BOIS

AGP

1x - 264MB/s, 66Mhz
2x - 528MB/s, 66Mhz
4x - 800MB/s, 100 – 133Mhz
musí podporovat operační systém, hardware i aplikace
vyžaduje SDRAM

BIOS
základní programové vybavení počítače
je obsažen v paměti ROM
startuje se při každém zapnutí PC
aktivuje při startu PC přídavné karty
testuje systém
porovná zjištěnou konfiguraci s hodnotami v CMOS
Po spuštění musí být funkční
CPU
napájecí zdroj
prvních 64 kB ram
POST (Power On Self Test)
součást BIOSu
testuje při startu konfiguraci systému
vyhledá přídavné karty (jejich bios)
předává postupně řízení pamětím biosů přídavných karet
porovná zjištěnou konfiguraci s hodnotami v CMOS
Paměť CMOS
dynamická část BIOSu (setup)
paměť typu RAM (64 kB, 128 kB)
obsažena v 1 chipu společně s hodinami reálného času, řadičem IRQ a DMA
umožňuje nastavit základní parametry systému
je závislá na napájení (akumulátor, baterie)

PCI

není závislá na tipu CPU
32b, 62b
33Mhz základní (existují i 66Mhz)
BUS MASTERING
PnP
5 až 6 slotů
64b a 66Mhz se někdy označuje jako EPCI
USB
podporuje nejširší okruh zařízení
možnost připojení až 64 zařízení
kabel se skládá z kroucené dvojlinky
12Mb/s
vzdálenost mezi komponenty je max. 5m
IEEE 1394
100, 200, 300, 400Mb/s
pro digitální kamery a fotoaparáty
AGP
určena pro grafické karty
může pracovat s operační pamětí bez použití procesoru
data se můžou zpracovat přímo v operační paměti
nezatěžuje CPU a PCI
podporována od procesoru PII

EISA

rozšířená ISA
BUS MASTERING
softwarová konfigurace
32b, až 20Mhz
Local BUS
není kompatibilní mezi výrobci
především pro rozšíření paměti v počítači
dosažitelná rychlost díky krátké vzdálenosti od procesoru
VESA
standardizovaný Local BUS
32b sběrnice, 33Mhz
jen pro procesory 486
kompatibilní s ISA
max. 3 na desce (při použití více než jedné vznikají rušivé signály a karty se vzájemně ruší)
40 a 50Mhz

Základní parametry sběrnice

šířka sběrnice (kolik bitů dokáže sběrnice přenést během jednoho taktu)
takt (frekvence) sběrnice (počet taktů za s)
přenosová rychlost sběrnice (propustnost)
v MB/s = šířka*frekvence
Základní typy sběrnic
ISA
od 80286 je 16b
62 vodičů + 8 datovích + 4 adresové
4 kanály DMA, 8 kanálů IRQ
8Mhz (12Mhz později)
MCA
IBM 32 bitová sběrnice
BUS MASTERING
možnost softwarové konfigurace přídavných desek
menší citlivost na rušivé signály
základní frekvence 10Mhz
není kompatibilní s ISA

Základová deska

deska tištěných spojů obsahující části počítače základní části základové desky
vnitřní hodiny PC generátor pracovního cyklu odvozují se od něj všechny takty
řadič a konektor klávesnice (DIN/PS2) řadič sběrnice sloty sběrnice BIOS
sloty pro operační paměť rozhraní EIDE seriové a paralelní porty patice pro procesor
paměť CACHE
konektor napájecího zdroje JUMPERS pro nastavení základové desky CHIPSET

Zásady výběru základové desky
CHIPSET max. velikost paměti počet, typ a umístění rozšiřujících slotů
velikost a typ paměti CACHE jaká rozhraní MB podporuje Sběrnice propojuje jednotlivé komponenty počítače mezi sebou skupina vodičů a řídících obvodů, které řídí přenos signálu po těchto vodičích(součástí CHIPSETu)vodiče datové vodiče (přenos dat)
adresové vodiče řídící vodiče

Typy CACHE

Burst CACHE
paměť s hromadným přístupem
9 až 15ns
Pipelined Burst CACHE
4 až 8nsPaměť ROM
nedá se do ní zapisovat běžným způsobem
používá se pro BIOS
Typy pamětí ROM
ROM(Read Only Memory)
pevně naprogramována
nedá se mazat
PROM (Programmable Read Only Memory)
dá se do ní jednou zapsat, ale nedá se již vymazat
EPROM (Electrical Programmable Read Only Memory)
programovatelná
obsah se dá vymazat
maže se UV zářením
EEPROM
lze mazat el. proudem po řádcích
EAROM
funkčně stejná jako EEPROM
OPT-ROM
Stejná jako EPROM, ale nedá se vymazat
Flash-ROM
funkčně stejná jako (dá se s ní zacházet jako) RAM
snese 10 000 cyklů programování/výmaz
dá se mazat celkově nebo po stránkách
používá se jako BIOS ROM nebo u Mobilních telefonů

DRAM na grafických kartách

 VRAM
 paměť se zdvojených počtem pinů
 mohou přistupovat dva procesory součastně (CPU a čip graf. karty)
 WRAM (Windows RAM)
 přístup 2 procesorů
 adresace v blocích (procesor nemusí adresovat b po b, ale může určitému bloku nastav paměť větší plochy)
 SGRAM (odvozena od SDRAM)
 liší se způsobem adresování
 přístup 2 procesorů

Statická paměť
 princip klopných obvodů (nemusí se dobíjet)
 používá se jako vyrovnávací paměť (CACHE)
 CACHE
 interní – v čipu procesoru
 externí – umístěna na základové desce

 práce procesoru s CACHE
 propisování (Write Through)
 data se ukládají do CACHE i do RAM
 urychluje při načítání z paměti

Paměťové moduly

 SIP
 destička tištěných spojů s piny
 SIMM
 krátké 30 pinů, 8 bitů (paritní 9 bitů)
 dlouhé 72 pinů, 32 bitů (paritní 36 bitů)
 DIMM
 128 pinů, 64 bitů

Banka paměti
např.: 80486 32b
 krátký SIMM 4x
 dlouhý SIMM 1x

Typy DRAM
 FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM)
 první vylepšení DRAM
 úprava adresace, kdy adresy jsou rozděleny do tzv. stránek
 přistupuje se k jedné stránce a pak se v rámci stránky vyhledávají bity a tím je to rychlejší
 40 až 60ns
 EDO DRAM
 může se přistupovat na adresové vodiče, když jsou data z paměti připravována k vyzvednutí
 zrychlení až o 10% až 20%
 66 Mhz (většinou) a 100 Mhz sběrnice
 asi 50ns
 Burst EDO DRAM
 paměť s hromadným přístupem
 vyhledá se adresa a přečte se první údaj a automaticky se vydávají další 3 údaje

Základní parametry paměťového čipu

 šířka toku dat
 kolik bitů za 1 takt je schopen čip dodat
 bitově orientované 1b v jednom okamžiku
 nyblově orientované 4b v jednom okamžiku
 kapacita čipu
 počet bitů které může CHIP uchovávat
 k bity
 k nybli
 přístupová doba čipu
 určuje rychlost jakou může dodat uložená data procesoru, která je dána součtem vybavovací dobou čipu a vybíjecí doby
 vybavovací doba
 doba za jakou se data v paměti najdou(jak rychle řadič paměti najde adresu v paměti)
 10 až 100ns DRAM
 1 až 10ns SRAM
 vybíjecí doba
 doba za jakou dokáže radič paměti předat data na sběrnici
 čekací stav
 procesor čeká na data z operační paměti několik taktů > vyrovnávací paměť(CACHE) aby CPU mohl zpracovávat data neustále

SRAM(statická)

 obsahuje klopné obvody (zapojení více tranzistorů > je větší)
 když se na vstupu přivede napětí tak se přiklopí a hodnota tam zůstane i po impulsu
 je rychlejší protože se do ní dá pořád přistupovat
 je dražší a používá se jako paměť vyrovnávací(CACHE)
 je větší protože je potřeba více tranzistorů na log. 0 a 1
 SDRAM
 synchronní dynamická paměť
 kombinace DRAM a SRAM(princip DRAM obsahující SRAM)
 taktována na 100 Mhz a 133 Mhz sběrnici
 umožňuje časování (s každým taktem je možné přistupovat do paměti)
 4096 obnovovacích taktů za 64ms

RAM

 DRAM(dynamická)
 obsahuje kondenzátory, které se musí dobíjet (protože se sami vybíjejí) a proto je pomalejší
 pro uložení 1b je potřeba jeden kondenzátor a jeden tranzistor
 log. 0 – nabitý kondenzátor
 log. 1 – vybitý kondenzátor
 v okamžiku dobíjení kondenzátorů nemůže CPU zapisovat ani číst a pro je pomalejší než paměť statická

Paměť počítače

 el. zařízení, které uchovává v počítači informace
 druhy:
 ROM
 paměť pouze pro čtení > nedá se do ní zapisovat
 uchovává informace bez proudu
 bios, bios přídavných karet
 RAM
 možné číst i zapisovat
 je energeticky závislá (ztráta informací bez proudu)
 operační paměť – načítají se do ní data při zpracování počítačem

PIII Xeon

 pro výkonné stanice
 2MB L2 CACHE
 používá slot2 s více kontakty(330)
 obsahuje teplotní čidlo


Návrh a výroba procesoru
 v CADu se nakreslí masky procesoru z křemíku, kde jsou chlórem vyleptány cesty
 pomocí litografie se osvítí ultrafialovým zářením
 vloží se do pouzdra, vytvoří se kontakty, zavíčkuje se aby se tam nedostal prach a vlhkost a poté se testují
 zkouší se jakou teplotu a frekvenci vydrží

CELERON

 levnější alternativa P II
 z počátku neobsahoval L2 CACHE (266Mhz a 300Mhz) a byl málo výkonný
 poté CeleronA (128kB CACHE L2), 300Mhz a více
 0.25m
P III
 založeno na architektuře P II
 existuje v několika verzích
 L2 CACHE pracuje na frekvenci jako procesor (512kB až 2MB)
 obsahuje 70 nových instrukcí pro multimedia

typy P III
 PIII xxx Katmai
 PIII xxxE - Coppermine
 PIII xxxB - 133Mhz sběrnice
 PIII xxxEB - Coppermine + 133Mhz sběrnice


Coppermine – 0.18m, L2 CACHE a procesor na jednom čipu, PGA Socket 370

Typy procesorů INTEL

PENTIUM PRO – RISC jádro, 2 čipy na jedné křemíkové destičce, CACHE L2, CACHE L2 nelze přidat, out-of-order, dynamické přidávání instrukcí
PENTIUM MMX – P5, multimediální rozšíření procesoru, API rozhraní (realizuje DIRECT-X), jádro pracuje na napětí 2.8V
PENTIUM II – P6, vychází z PENTIA PRO, CACHE L2 není na destičce s procesorem ale na dalším čipu, 32kB interní CACHE L1, CACHE L2 komunikuje na poloviční frekvenci procesoru (od 350 Mhz)

procesor

Šířka slova procesoru
 udává největší možné číslo, které může procesor zpracovat v rámci jedné operace ve svých registrech
 8 bit., 16 bit., 32 bit., 64 bit.
Šířka toku dat
 udává jak velké číslo(binárně) se může přesunout z procesoru v rámci jedné operace
 8b, 16b, 32b, 64b
Paměť CACHE(interní)
 na čipu procesoru
 komunikuje s CPU na vnitřní frekvenci CPU
 CACHE pro - data
- instrukce

Architektura

 SUPER SKALÁRNÍ ARCHITEKTURA
 procesor vyhledává instrukce, které lze zpracovat společně v jednom taktu
 podmínkou je, že je zpracovaná instrukce nesmí vyžadovat výsledek druhé
 procesory: POWER PC (MOTOROLA), ALPHA (Compaq Digital), P6 (INTEL)
 OUT-OF-ORDER EXECUTION
 instrukce mohou být zpracovány mimo pořadí
 odstraňuje nedostatek super skalární architektury
 v případě, že narazí na rozpracovanou instrukci, která k své funkci požaduje výsledek nezpracované, tak ji odloží a zpracovává další nezávislé instrukce, pak se v dalších kanálech potřebná instrukce vyplní a odložená je dodělána
 PIPELING – procesor může v rámci jednoho kanálu zpracovávat nové instrukce před dokončením právě zpracovávané instrukce

Teplota procesoru

 teplota je závislá i na technologii výroby, která určuje tloušťku vodících cest tvořící procesor
 0.35, 0.25, 0.18, 0.13 – pro menší se musí změnit technologie výroby
 teplotu procesoru také ovlivňuje napájecí napětí procesoru
 staré procesory 5.0V
 novější 3.3V > 2.8V, 2.6V
 nižší napětí > nižší teplota

Základní parametry procesoru
 rychlost (frekvence)
 architektura
 šířka slova
 šířka toku dat
 interní CACHE
 max. velikost paměti, kterou může procesor adresovat
Frekvence
 počet taktů za 1s [Mhz]
 určuje kolik elementárních instrukcí je schopen procesor vykonat za 1s
 Násobič frekvence – násobí externí frekvenci na výslednou interní frekvenci (u procesorů, které mají rozdílnou externí a interní frekvenci)
Vnitřní stavba procesoru
 určuje výkon procesoru
 označení
 80286, 80386, 80486
 P5 (Pentium)
 P6 (Pentium Pro, P II, P III)
 Hradla – prvky na nejnižší úrovni
 obvody tvořené tranzistory umožňující rozhodování procesoru (AND, OR)
 skládají se z nich další části procesoru
REGISTR – paměťová jednotka procesoru do které se ukládá zpracovaná data a informace
INSTRUKCE – základní příkaz procesoru, jsou napsány ve strojovém kódu

Procesor

 elektronický obvod s vysokou hustotou integrace, obsahuje 106 polovodičových obvodů
 PGA – pinový procesor

RISC a CISC procesory
 RISC – redukovaná sada instrukcí
 CISC – kompletní sada instrukcí
 procesory RICS jsou schopny realizovat jednoduché operace a z těch skládá obtížnější
 procesory CISC realizuje těžší operace najednou (z počátku používal INTEL protože se to zdálo výhodnější, ale muselo by na to být použito mnohem více tranzistorů a teplota by o mnoho vzrostla)
 u RISC se teplota nezvyšovala a mohla se zvyšovat frekvence
 INTEL musel přejít na RISC, ale pro kompatibilitu musel zachovat CISC jádro

Slammer

Koncem ledna 2003 se objevil vlastně druhý červ - SQLSlammer, který se významněji zapsal do historie Internetu. Tím prvním byl Morrisův, který "řádil" koncem osmdesátých let na "síti", ze které se později vyklubala celosvětová sít Internet.
SQLSlammer se šíří v podobě síťových paketů, takže běžný uživatel s ním nepříjde do přímého kontaktu (nepříjde mu e-mailem, ani na cédéčku). Na ochranu tak nestačí ani běžný antivirový systém, k ochraně je potřeba speciálního programu, tzv. firewallu.

Mail Protector

Pokud vás stále otravují spamy, nejčastější příčinou je vaše volně dostupná e-mailová adresa. Máte ji nechráněnou na svém webu, nebo jste ji zanechali na některém internetovém fóru, kde je vystavena na pospas robotům a spammerům. Na osobních a firemních WWW stránkách můžete nahradit e-mail formulářem, avšak mnozí klienti si na klasický e-mail natolik zvykli, že jej musíme prostě respektovat. V tom případě lze použít komplexní ochranu Mail Protector.

PCI Express

Rozhraní PCI Express je tu s námi již déle než rok, proto jsem se nyní rozhodl ohlédnout v čase zpět, připomenout si "první krůčky", probrat si desktopové čipové sady s její podporou od všech výrobců a následně si s odstupem času celou situaci zhodnotit. Bude tedy řeč o konkurenčním boji ATi vs. nVidia (prvotní vývoj v oblasti grafických karet) a hlavně o oblasti čipových sad (ATi, nVidia, Intel, SiS, ULi a VIA.)