Что влияет частота шины. Процессоры. Новые последовательные шины

Однако не вызвала особого интереса и подверглась лёгкой критике . Автор учёл замечания, доработал и дополнил статью, так что сейчас вы читаете обновлённую версию.

Целью статьи является определение влияния частоты системной шины процессора и параметров памяти на производительность. Особое внимание уделено провалу производительности на частоте 183 МГц и параметру памяти Active Precharge Delay.

Материнская плата ASUS A7N8X-X обладает некоторыми специфическими "особенностями", которые не позволяют распространять результаты на все платы nForce2. Тем не менее, общие выводы применимы к большинству других материнских плат.

реклама

• Процессор – AMD Athlon 1700+ Thoroughbred-B. Максимальный разгон – 2200 МГц при 1,85 В.
• Память – PC3200, 1х512 МБ, 5-2-2-2,5, Nanya. Работает синхронно с процессором.
• Материнская плата – nForce2 400, ASUS A7N8X-X, BIOS 1007. CPU Interface = Optimal (заблокирован в данной прошивке). Bus Disconnect = off. Максимальный разгон – 208 МГц.
• Видеокарта – Radeon 9000, 64 МБ, 128 bit.
• Жёсткий диск – WD400JB.
• Операционная система – MS Windows 2000 SP4.

Материнская плата ничем не отличается от A7N8X кроме одноканальности и отсутствия дополнительных контроллеров. У них даже номера прошивок BIOS и внесённые изменения совпадают. Разница в производительности с двухканальной системой, в большинстве случаев, находится в пределах нескольких процентов. Хорошая статья про влияние двухканальности на производительность – http://www.lostcircuits.com/motherboard/asus_a7n8x-x/.

Какие тесты использовались?

Очевидно, падение производительности на 183 МГц не связано с процессором. Поэтому использовались программы, интенсивно работающие с большими объёмами данных и сильно загружающие подсистему памяти. Были выбраны два архиватора: 7-zip (алгоритм LZMA) и RKC (алгоритм PPM). Размер файла для сжатия – 20 МБ. Пиковое использование оперативной памяти для RKC - 400 МБ, для 7-zip – 200 МБ. В 7-zip при увеличении размера слова большую роль играет процессор, поэтому тесты выполнялись при размере слова 255 и 64.

На протяжении развития всего рода человеческого, нашими неотъемлемыми спутниками были камни. Топоры, наконечники стрел… пирамиды в конце-концов! Один кремний чего стоит - ведь именно благодаря ему мы раздобыли огонь. Пускай не так давно, но уже во имя развития компьютерной индустрии в "бронзовом" веке люди решили терзать свои "камни" опять. С чего все началось, мы даже думать боимся. То ли еще с древних Z80, то ли поздней, на серии 286/386 процессоров, в какой то момент некая группа народа открыла для себя новое увлекательное занятие, вернее, стала основателем нового направления - оверклокинг . Слово, собственно говоря, не наше, с английского переводится как "раскрутка". У нас определение приняло немного иной вид - разгон , то есть повышение производительности. О том, что это такое и как оно происходит, мы поведаем в данной статье.

С чего началось

В те славные годы, когда цены на компьютерные комплектующие буквально зашкаливали, процессоры поддавались разгону не так-то просто. Если сейчас разогнать компьютер не составляет практически никакого труда - наличие клавиатуры и соответствующего программного обеспечения позволяют сделать это буквально за несколько минут, - то тогда повышение тактовой частоты происходило с применением паяльника, перестановки джамперов и замыканием ножек у процессоров. То есть в то время разгон был доступен только избранным - смелым, самоотверженным и опытным технарям.

Но разгону поддавались не только процессоры. Следующими стали видеокарты и оперативная память, а совсем недавно энтузиасты добились повышения производительности оптической мыши.

Зачем это надо?

А, собственно, ради чего мы собрались что-то делать? Давайте сложим все плюсы и минусы, дабы понять, а так ли оно нам надо? К плюсам можно отнести следующие пункты:

• Повышенная производительность еще никогда и ни кому не мешала. Её возрастающее количество точно предсказать нельзя, все зависит от используемых комплектующих. Например, прирост от разгона процессора при мощной видеокарте почти всегда повышает скорость в 3D-приложениях. Хотя, даже не ставя целью повышение производительности в играх, продуктивность компьютера в целом будет распространяться на архивирование, перекодировку, редактирование видео/звука, арифметические вычисления и другие полезные операции. А вот от "тюнинга" памяти выигрыш, скорее всего, будет не такой большой, как от разгона процессора или видеокарты.
• Многие понятия, с которыми вы познакомитесь в процессе оверклокинга, дадут бесценный опыт.

А вот и другая сторона медали:

• Есть риск погубить аппаратуру. Хотя это зависит от ваших рук, качества используемых комплектующих и, наконец, умения во время остановиться.
• Сокращение срока работы разгоняемых комплектующих. Тут, увы, ничего не поделаешь: при повышенном напряжении и весьма неслабой частоте вкупе с плохим охлаждением можно сократить срок службы "железа" раза в два. Многим это может показаться неприемлемым, но есть одна деталь: в среднем, срок работы современного процессора составляет от десяти лет. Много это или мало, каждый решает для себя сам. Мы лишь напоминаем о том, что по состоянию на сегодняшний день прогресс достиг такой скорости развития, что процессор, выпущенный два-три года назад, считается уже непозволительно устаревшим. Чего уж говорить про пять…

Основные понятия

Спроектировав процессор, производитель создаёт целую серию (линейку) с различными его характеристиками, причём зачастую на основе одного единственного процессора. Почему, вы мне скажите, на двух одинаковых процессорах различаются частоты? Неужели вы думаете, что компания, их выпускающая, умудряется программировать каждый процессор на определенную частоту? Разумеется, есть иной способ. Частота младших процессоров линейки без проблем может достигать даже старших, более того, иногда превышая его. Но со всех сторон подстерегают скрытые проблемы, одна из которых - вопрос удачного подбора "камня"... однако это уже другая история, о которой мы расскажем в следующий раз. Потому как для дальнейшего изучения материала необходимо ознакомиться со всем терминами, которые так или иначе будут фигурировать в тексте.

BIOS (Basic Input-Output System) - Элементарная система ввода/вывода. По сути, является посредником между аппаратной и программной средами компьютера. А конкретней, она представляет собой небольшую конфигурационную программу, содержащую настройки для всего "железного" содержимого вашего компьютера. В настройки можно вносить свои изменения: например, изменять частоту процессора. Сам BIOS располагается на отдельном чипе с флэш-памятью непосредственно в материнской плате.

FSB (Front Side Bus) - Системная или процессорная шина - это основной канал обеспечения связи процессора с остальными устройствами в системе. Системная шина также является основой для формирования частоты других шин передачи данных компьютера, вроде AGP, PCI, PCI-E, Serial-ATA, а также оперативной памяти. Именно она служит основным инструментом в повышении частоты CPU (процессора). Умножение частоты процессорной шины на процессорный множитель (CPU Multiplier) и обеспечивает частоту процессора.

Начиная с Pentium 4 , корпорация Intel стала применять технологию QPB (Quad Pumped Bus) - она же QDR (Quad Data Rate) - суть которой состоит в передаче четырех 64-разрядных блоков данных за такт работы процессора, т.е. с реальной частотой, например, в 200Mhz мы получаем 800Mhz эффективной.

В тоже время у некогда конкурирующих AMD Athlon передача идёт по обоим фронтам сигнала, в результате эффективная скорость передачи в два раза выше, чем реальная частота, 166Mhz у Athlon XP дает 333 эффективных мегагерц.

Приблизительно так же обстоят дела в линейке процессоров от AMD - K8, (Opteron, Athlon 64, Sempron(S754/939/AM2)): шина FSB получила продолжение, теперь она является лишь опорной частотой (тактовый генератор - HTT), умножив на которую специальный множитель мы получим эффективную частоту обмена данными между процессором и внешними устройствами. Технология получила название Hyper Transport - HT и представляет собой особые высокоскоростные последовательные каналы с частотой синхронизации 1 ГГц при "удвоенной" скорости передачи (DDR), состоящих из двух однонаправленных шин шириной 16 бит. Максимальная скорость передачи данных составляет 4 Гбит/с. Также от тактового генератора формируется частота процессора, AGP, PCI, PCI-E, Serial-ATA. Частота памяти получается от частоты процессора, благодаря понижающему коэффициенту.

Джампер представляет собой некий "замыкатель" контактов, собранный в миниатюрном корпусе. В зависимости от того, какие именно контакты на плате замкнуты (или какие не замкнуты), система определяет собственные параметры.

Процессор

Процессорный множитель (Frequency Ratio/Multiplier) позволяет добиться необходимой нам итоговой частоты процессора, оставляя при этом частоту системной шины неизменной. В настоящий момент во всех процессорах Intel и AMD (кроме Athlon 64 FX, Intel Pentium XE и Core 2 Xtreme) множитель является заблокированным, по крайне мере в сторону увеличения.

Процессорный кэш (cache) - небольшое количество очень быстрой памяти, встроенной непосредственно в процессор. Кэш оказывает значительное влияние на скорость обработки информации, так как хранит в себе данные, выполняющиеся в данный момент, и даже те, которые могут понадобиться в ближайшее время (руководит этим в процессоре блок предвыборки данных). Кэш бывает двух уровней и обозначается следующим образом:

L1 - кэш первого уровня, наиболее быстрый и менее емкий из всех уровней, непосредственно "общается" с процессорным ядром и чаще всего имеет разделенную структуру: одну половину под данные (L1D ), вторую - инструкции (L1I ). Типичный объем для AMD S462 (A) и S754/939/940 процессоров составляет 128Kb, Intel S478\LGA775 - 16Kb.

L2 - кэш второго уровня, в котором находятся данные, вытесненные из кэша первого уровня, является менее быстрым, но более емким. Типичные значения: 256, 512, 1024 и 2048Kb.

L3 - в настольных процессорах применялся впервые в процессоре Intel Pentium 4 Extreme Edition (Gallatin) и имел емкость в 2048Kb. Также уже довольно давно нашел себе место в серверных CPU, а вскоре должен появится в новом поколении процессоров AMD K10.

Ядро - кремниевый чип, кристалл, состоящий из нескольких десятков миллионов транзисторов. Он, собственно, и является процессором - занимается выполнением инструкций и обработкой поступающих к нему данных.

Процессорный степпинг - новая версия, поколение процессора с измененными характеристиками. Судя по статистике, чем больше степпинг, тем лучше разгоняется процессор, хотя и не всегда.

Наборы инструкций - MMX, 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3 и т.д. Начиная с 1997 года, с внедрением кампанией Intel первой в истории процессоростроения инструкции MMX (MultiMedia eXtensions), оверклокеры получили еще один способ увеличения производительности. Эти инструкции являются ничем иным как концепцией SIMD (Single Instruction Many Data - "одна команда - много данных") и позволяют ни много ни мало обработку нескольких элементов данных посредством одной инструкции. Сами по себе они, разумеется, не повысят скорость обработки информации, но с поддержкой этих инструкций программами определённый прирост отмечается.

Техпроцесс (технология изготовления) - наряду с различными оптимизациями, проводимыми с каждым новым степпингом, уменьшение техпроцесса является наиболее действенным способом по преодолению границы разгона процессора. Обозначается странным буквосочетанием "мкм", "нм". Пример: 0.13\0.09\0.065мкм или 130\90\65нм.

Socket (Сокет) - Тип разъема процессора для установки процессора в материнскую плату. Например, S462\478\479\604\754\775\939\940\AM2 и т.п.

Иногда кампании-производители наряду с числовым наименованием используют буквенные, так например S775 - он же Socket T, S462 - Socket A. Такая видимая путаница может немного дезориентировать начинающего пользователя. Будьте внимательны.

Память

SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) - система синхронизации динамической памяти с произвольным доступом. К данному типу относится вся оперативная память, применяемая в современных настольных компьютерах.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) - Усовершенствованный тип SDR SDRAM с удвоенным количеством данных передаваемых за такт.

DDR2 SDRAM - дальнейшее развитие DDR, позволяющее достичь вдвое большую частоту внешней шины данных по сравнению с частотой микросхем DDR при равной внутренней частоте функционирования оных. Вся управляющая логика ввода/вывода работает на частоте, в два раза меньшей скорости передачи, то есть эффективная частота в два раза выше реальной. Производится по более тонкому 90-нм техпроцессу и наряду со сниженным номинальным напряжением до 1.8V (с 2.5V у DDR) потребляет меньше энергии.

Реальная и эффективная частота памяти - с появлением DDR и DDR2 памяти в нашу жизнь вошло такое понятие как реальная частота - это частота, на которой работают данные модули. Эффективная же частота - это та, на которой память работает по спецификациям стандартов DDR, DDR2 и других. То есть с удвоенным количеством передаваемых данных за такт. Для примера: при реальной частоте DDR 200Mhz эффективная составляет 400Mhz. Поэтому в обозначениях она чаще всего значится как DDR400. Данный фокус можно рассматривать не более чем маркетинговый ход. Таким образом, нам дают понять, что, раз данных за такт передается в два раза больше, значит, и скорость в два раза выше… что далеко не так. Но для нас это не столь важно, не стоит углубляться в дебри маркетинга.

Обозначение памяти по теоретической пропускной способности - покупая память наряду с привычными обозначениями вроде DDR 400 или DDR2 800, в нашем случае можно увидеть такие наименования как PC-3200 и PC2-6400. Все это ничто иное, как обозначение одной и той же памяти (DDR 400 и DDR2 800 соответственно), но только в теоретической пропускной способности, указываемой в Mb\s. Очередной маркетинговый ход.

Обозначение памяти по времени доступа - время, в течение которого происходит считывание информации из ячейки памяти. Обозначается в "ns" (наносекунды). Для того чтобы перевести эти значения в частоту, следует разделить 1000 на количество этих самых наносекунд. Таким образом, можно получить реальную частоту работы ОЗУ.

Тайминги - задержки, возникающие при операциях с содержимым ячеек памяти, приведенные далее. Это отнюдь не все их количество, а только самые основные:

• CAS# Latency (tCL) - период между командой чтения и началом передачи данных.
• tRAS (ACTIVE to PRECHARGE command) - минимальное время между командой активации и командой закрытия одного банка памяти.
• tRCD (ACTIVE to READ or WRITE delay) - минимальное время между командой активации и командой чтения/записи.
• tRP (PRECHARGE command period) - минимальное время между командой закрытия и повторной активации одного банка памяти.
• Command rate (Command Rate: 1T/2T) - задержки командного интерфейса, происходящие из-за большого количества физических банков памяти. Ручной настройке поддается пока только на не Intel чипсетах.
• SPD (Serial Presence Detect) - чип, находящийся на модуле оперативной памяти. Содержит в себе информацию о частоте, таймингах, а также производителе и дате изготовления данного модуля.

Теория

Каким именно образом мы будем превышать номинальную частоту процессора, вы уже догадались, верно? Все просто как бублик: у нас есть системная шина (aka FSB или тактовый генератор - для AMD K8) и процессорный множитель (он же коэффициент умножения). Элементарно меняем числовые значения одного из них и на выходе получаем требуемую частоту.

Для примера: мы имеем некий процессор со стандартной частотой в 2200MHz. Начинаем думать, а почему же это производитель так пожадничал, когда в этой же линейке с таким же ядром есть модели с 2600MHz и выше? Нужно это дело поправить! Существует два способа: изменить частоту процессорной шины или изменить процессорный множитель. Но для начала, если вы не имеете даже начальных знаний в компьютерной технике и не в состоянии по одному только названию процессора определить стандартную для него частоту FSB или его множитель, советую применить более надёжный метод. Специально для этого существуют программы, позволяющие получить исчерпываемую информацию по своему процессору. CPU-Z в своём сегменте является лидером, однако есть и другие. Можно с таким же успехом использовать SiSoftware.Sandra, RightMark CPU Clock Utility. Воспользовавшись полученными программами, мы можем легко вычислить частоту FSB и множитель процессора (а заодно еще кучу ранее неизвестной, но чертовски полезной информации).

Возьмем, к примеру, процессор Intel Pentium 2.66GHz (20x133MHz) на ядре Northwood.

После нехитрых операций в виде поднятия частоты FSB, мы получаем 3420MHz.

Вот оно как! Мы уже видим, как в ваших умах закопошились извилины, умножающие немыслимые числа на чудовищные коэффициенты… не так быстро друзья! Да, вы все отлично поняли: для разгона нам понадобится либо увеличение множителя, либо частоты системной шины (а лучше всего сразу, и, главное, побольше - прим. скрытой внутренней жадности). Но не все так просто в нашей жизни, палок в колесах хватает, поэтому давайте прежде, чем приступать, ознакомимся с ними.

Вам уже известно, что большинство присутствующих на рынке процессоров имеют заблокированный множитель… ну, по крайней мере, в ту сторону, куда бы нам хотелось - в сторону увеличения. Такая возможность есть только у счастливых обладателей AMD Athlon 64 FX и некоторых моделей Pentium XE. (Варианты с раритетными Athlon XP, выпущенными до 2003 года, не рассматриваются). Данные модели практически без проблем (возней с памятью и недостаточным запасом частоты FSB у материнской платы) могут гнать свои и так уже "неслабочастотные" "камни". Разблокированный множитель в этой серии процессоров есть ничто иное, как подарок пользователям, отдавшим весьма немалые деньги. Всем остальным, кто не в состоянии тратить 1000$ на процессор, следует идти (нет, отнюдь не лесом) просто другим путем…

Повышение частоты FSB или тактового генератора. Да, это и есть наш спаситель, который практически в 90% случаев является основным инструментом для разгона. В зависимости от того, насколько давно вы приобрели свой процессор или материнскую плату, будет разниться ваша стандартная частота FSB.

Начиная с первых Athlon у AMD и Intel Pentium на S478, стандартом была 100MHz системная шина. Далее "Атлоны" перешли сначала на 133, затем 166 и в конце концов закончили свою жизнь на 200Mhz шине. Intel тоже не спала и постепенно увеличивала частоты: 133, затем сразу 200, теперь уже 266, и даже 333MHz (1333Mhz в пересчете QDR).

То есть, имея современную материнскую плату с хорошим потенциалом к увеличению частоты тактового генератора (собственно этот кварц, управляющий частотой FSB, также может обозначаться как PLL), все становится предельно просто - это увеличение самой частоты. До каких пределов и как собственно ее изменять, мы поговорим чуть позже.

Надеемся, вы не забыли что такое FSB? Нет, имеются ввиду не мегагерцы, на которых она работает, а непосредственное значение. FSB - это системная шина, связывающая процессор с другими устройствами в системе. Но в тоже время она является основой для формирования частоты других шин, таких как AGP, PCI, S-ATA ,а также оперативной памяти. И что же это значит? А значит это то, что при повышении оной мы будем автоматически повышать частоты AGP, PCI, S-ATA и "оперативки". И если повышение последней в разумных пределах только нам на руку (в настоящее время исключительно материнские платы на основе чипсета NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition умеют разгонять процессор независимо от памяти), то вот S-ATA, PCI и AGP с PCI-E нам разгонять совершенно не нужно. Дело в том, что они довольно-таки чутко воспринимают подобные эксперименты и отвечают нам весьма неприятными последствиями. Номиналы данных шин составляют: PCI - 33.3Mhz, AGP - 66.6Mhz, SATA и PCI-E - 100Mhz. И значительно превышать их крайне не рекомендуется. Нестабильная работа того же S-ATA может привести к потере данных с вашего S-ATA диска!

То есть, это очень значительное ограничение… было. А дело вот в чем: смекнув о пользе такого просчета, некоторые производители чипсетов решили данную проблемку устранить самостоятельно. Началось все с того, что начали применяться специальные делители, автоматически переключающие шины PCI и AGP на номинал при 100, 133, 166…MHz. (и возникали такие интересные ситуации, при которых процессор был стабилен при 166Mhz, изначально работавший на 133, а вот на 165 - ни в какую!), теперь вы понимаете, почему. Но не всех этот урок научил. Далеко за примерами идти не нужно: выпущенный вначале эры Athlon 64 чипсет VIA K8T800. Имея весьма неплохую функциональность и цену, он банально не умеет фиксировать частоты PCI\AGP\S-ATA при повышении HTT. То есть, больше чем 220-230Mhz прироста по тактовому генератору вы не получите. Вот так, грустно господа. Будьте бдительны, не попадитесь на подобный чипсет (хотя он и староват уже малость).

Таким образом, мы ставим точку на этом разделе статьи и переходим к следующему. Немного рассмотрели теоретическую часть, плюс немного нюансов, которые могут попасться на вашем пути. Пора, что ли, приступать уже к делу. Заодно разбираясь по ходу, какие еще палки из колес предстоит вынимать.

Продолжение следует…

Материнская плата — это печатная плата (PCB), которая соединяет процессор, память и все ваши платы расширения вместе для полноценной работы компьютера. При выборе материнской платы необходимо учитывать ее форм-фактор. Форм-фактор — это мировой стандарт, определяющий размер материнской платы, расположение интерфейсов, портов, сокетов, слотов, место крепления к корпусу, разъем для подключения блока питания.

Форм-фактор

Большинство материнских плат, сделанные в настоящее время являются ATX, такие материнские платы имеют размеры 30.5 x 24.4 см. Немного меньше (24.4 x 24.4 см) форм-фактор mATX. Материнские платы mini-ITX имеют совсем скромные размеры (17 х 17 см). Материнская плата ATX имеет стандартные разъемы, такие как PS/2 порты, порты USB, параллельный порт, последовательный порт, встроенный в материнскую плату биос и т.д. ATX материнская плата устанавливается в стандартную корпус.

Чипсет материнской платы

Как правило, в материнскую плату установлены различные слоты и разъемы. Чипсет — это все микросхемы, имеющиеся на материнской плате, которые обеспечивают взаимодействие всех подсистем компьютера. Основными производителями чипсетов на данный момент являются компании Intel, nVidia и ATI (AMD). В состав чипсета входят северный и южный мост .

Схема чипсета Intel P67

Северный мост предназначен для поддержки видеокарты и оперативной памяти и непосредственной работы с процессором. Кроме того, северный мост контролирует частоту системной шины. Однако сегодня часто контроллер встраивается в процессор, это значительно снижает тепловыделение и упрощает функционирование системных контроллеров

Южный мост обеспечивает функции ввода и вывода, и содержащий контроллеры устройств расположенных на периферии, таких как аудио, жёсткий диск и прочие. Также в нём содержаться контроллеры шин, способствующие подключению периферийных устройств, к примеру, USB или шины PCI.

Скорость работы компьютера зависит от того, насколько согласовано взаимодействие чипсета и процессора. Для большей эффективности процессор и чипсет должны быть от одного производителя. Кроме того, необходимо учитывать, что чипсет должен соответствовать объему и типу оперативной памяти.

Сокет процессора

Soket — это вид разъёма в материнской карте, который будет соответствовать разъёму вашего процессора и предназначенный для его подключения. Именно разъём сокета разделяет материнские платы.

• Сокеты начинающиеся на AM, FM и S поддерживают процессоры фирмы AMD.
• Сокеты начинающиеся на LGA имеют поддержку процессоров фирмы Intel.

Какой именно тип сокета соответствует вашему процессору, вы узнаете из инструкции к самому процессору, а вообще выбор материнской платы происходит одновременно с выбором процессора, их как бы подбирают друг для друга.

Слоты оперативной памяти

При выборе материнской платы большое значение имеет тип и частота оперативной памяти. На данный момент используются память DDR3 с частотой 1066, 1333, 1600, 1800 или 2000 МГц, до нее была DDR2, DDR и SDRAM. Память одного типа не удастся подключить к материнской плате, если ее разъемы предназначены для памяти другого типа. Хотя на данный момент существуют модели материнских плат со слотами и для DDR2, и для DDR3. Несмотря на то, что оперативная память подключиться к материнской плате, предназначенной для большей частоты, лучше этого не делать, так как это негативно скажется на работе компьютера. Если в будущем предполагается увеличить объем оперативной памяти, то необходимо выбирать материнскую плату с большим количеством разъемов для нее (максимальное количество – 4).

PCI слот

В слот PCI можно подключать карты расширения, такие как звуковая карта, модем, ТВ-тюнеры, сетевая карта, карта беспроводной сети Wi-Fi и т.д. Хотим отметить, что чем больше данных слотов, тем больше дополнительных устройств вы сможете подключить к материнской плате. Наличие двух и более одинаковых PCI-E x16 слотов для подключения видеокарт говорит о возможности их одновременной и параллельной работы.

В виду того, что современные дополнительные устройства включают в себя системы охлаждения и просто имеют габаритный вид, они могут мешать подключению в соседний слот иного устройства. Поэтому даже если вы не собираетесь подключать к компьютеру кучу внутренних дополнительных плат, всё равно, стоит выбирать материнскую плату с как минимум 1-2 слотами PCI, чтобы вы смогли без проблем подключить даже минимальный набор устройств.

PCI Express

Слот PCI Express необходим для подключения PCI-E видеокарты. Некоторые платы, имеющие 2 и более разъема pci-e поддерживают конфигурацию SLI или Crossfire, для подключения нескольких видеокарт одновременно. Следовательно, если необходимо подключить одновременно две или три одинаковых видеокарты, например, для игр или работы с графикой, необходимо выбирать материнскую плату с соответствующим количеством слотов типа PCI Express x16.

Частота шины

Частота шины — это общая пропускная способность материнской платы, и чем она выше, тем будет быстрее производительность всей системы. Учтите, что частота шины процессора должна соответствовать частоте шины материнской платы, в противном случае процессор с частотой шины выше, поддерживаемой материнской платой, работать не будет.

Разъёмы для жёстких дисков

Самым актуальным на сегодняшний день является SATA разъём для подключения жёстких дисков, который пришёл на смену старому разъёму IDE. В отличие от ИДЕ, САТА имеет более высокую скорость передачи данных. Современные разъёмы SATA 3 поддерживают скорость в 6 Гб/с. Чем больше SATA разъёмов, тем больше жёстких дисков вы сможете подключить к системной плате. Но учтите, что количество жёстких дисков может быть ограничено корпусом системного блока. Поэтому если вы хотите установить более двух винчестеров, то убедитесь, что такая возможность есть в корпусе.

Несмотря на то, что разъём SATA активно вытесняет IDE, новые модели материнских карт всё равно комплектуют разъёмом IDE. В большей степени это делается для удобства апгрейда, то есть проведя обновление комплектующих компьютера, дабы сохранить всю имеющуюся информацию на старом жёстком диске с IDE разъёмом и не испытывать сложностей с её копированием.

Если вы покупаете новый компьютер и планируете использовать старый жёсткий диск, то максимум рекомендуем его задействовать как дополнительный винчестер. Лучше всё-таки имеющуюся информацию переписать на новый HDD с SATA подключением, так как старый будет заметно тормозить работу всей системы.

USB разъёмы

Обратите внимание на количество USB разъёмов на задней панели материнской карты. Чем их больше, тем соответственно лучше, так как практически все существующие дополнительные устройства имеют именно USB разъём для подключения к компьютеру, а именно: клавиатуры, мышки, флешки, мобильный телефон, Wi-Fi адаптер, принтер, внешний жёсткий диск, модем и т.п. Чтобы задействовать все эти устройства необходимо достаточное количество разъёмов для каждого устройства.

USB 3.0 — это новый стандарт передачи информации через USB интерфейс, скорость передачи данных достигает до 4.8 Гб/с.

Звук

Каждая материнская плата имеет звуковой контроллер. Если вы любитель послушать музыку, то рекомендуем выбирать материнскую плату с большим количеством звуковых каналов.

• 2.0 – звуковая карта поддерживает стереозвук, две колонки или наушники;
• 5.1 – звуковая карта поддерживает аудиосистему объёмного звука, а именно 2 передних динамика, 1 центральный канал, 2 задних динамика и сабвуфер;
• 7.1 – поддержка системы объёмного звука, имеет такую же архитектуру как для работы системы 5.1, только добавляются боковые динамики.

Если материнская карта имеет поддержку многоканальной аудиосистемы, то вы с лёгкостью сможете построить домашний кинотеатр на основе компьютера.

Дополнительные функции

Вентиляторы можно подключить к любой материнской плате, которая имеет разъёмы для вентиляторов (кулеров), для обеспечения надёжного и хорошего охлаждения всех внутренних комплектующих в системном блоке. Рекомендуется наличие нескольких таких разъёмов.

Ethernet — это контроллер, установленный на материнской плате, с помощью него осуществляется подключение к интернету. Если вы планируете активно пользоваться интернетом, и ваш Интернет-провайдер поддерживает скорость в 1 Гбит/с, то покупайте материнскую плату с поддержкой такой скорости. А вообще, если вы покупаете материнскую плату на довольно длительный промежуток времени, и в ближайшие 3 года не планируете её менять, то лучше сразу брать карту с поддержкой гигабитной сети, учитывая темпы развития технологий.

W i-F i встроенный модуль, понадобится поэтому если у вас есть WI-FI роутер. Купив такую материнскую плату, вы избавитесь от лишних проводов, но правда вай-фай не сможет порадовать вас высокой скоростью, как Ethernet.

Bluetooth — весьма полезная штука, так как благодаря блютуз контролеру Вы сможете не только загружать контент с компьютера на свой мобильный телефон, а так же подключить беспроводные мышку и клавиатуру и даже Bluetooth-гарнитуру, тем самым избавившись от проводов.

RAID контроллер — с ним можно не бояться за сохранность файлов на компьютере в случае поломки винчестера. Для включения этой технологии необходимо установить. как минимум 2 одинаковых жестких диска в режиме зеркала, и все данные с одного накопителя будут автоматически копироваться на другой.

Твердотельные конденсаторы - это использование более стойких к нагрузке и температуре конденсаторов, содержащих полимер. У них больший срок службы и они лучше переносят высокую температуру. Практически все производители уже перешли на них при изготовлении материнских плат.

Цифровая система питания — обеспечивает питание процессора и остальной схемы без перепадов и в достаточном объеме. На рынке присутствуют как дешевые цифровые блоки, которые ничем не лучше аналоговых, так и более дорогие и умелые. Понадобится, если у Вас слабый блок питания или некачественная электросеть, и Вы не пользуетесь UPS, или будете разгонять процессор.

Кнопки для быстрого разгона — позволяют повышать частоту шины или подаваемое напряжение одним нажатием. Будет полезна оверклокерам.

Защита от статического напряжения — эта проблема кажется несущественной, пока вы зимой не потянитесь к своему любимцу, предварительно сняв свитер. И хотя это происходит так нечасто, все же очень обидно сжечь плату одним неосторожным движением.

Military Class — это прохождение тестирования платы в условиях повышенной влажности, сухости, холода, жары, перепада температуры и других стресс-тестов. Если материнская плата прошла все эти тесты, значит вывести из строя может разве что разряд молнии. Существую разные классы, отличающиеся набором пройденных испытаний.

Многобиосность сохранит Вам деньги и нервы после неудачных опытов с BIOS или UEFI. В противном случае, вы получаете нерабочую плату. И для ее восстановления понадобится найти другую рабочую материнскую плату, желательно такого же типа. В многобиосных платах можно просто переключиться на резервную UEFI. В некоторых платах это реализовано как откат до изначального UEFI. Очень пригодится для любителей экспериментов.

«Разогнанные» порты USB или LAN — это технология, встречающаяся практически на всех материнских платах. Заключается в том, что скорость USB увеличивается только при определенных условиях. А увеличение скорости сети LAN вы заметите только при уменьшении pingа в сетевых играх

Михаил Тычков aka Hard

Доброго времени суток.

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.

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:

тактовая частота * разрядность = скорость передачи данных

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

100 * 64 = 6400 Мбит/сек

6400 / 8 = 800 Мбайт/сек

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:

Шина процессора - соединяет процессор с северным мостом или контроллером памяти MCH. Она работает на частотах 66–200 МГц и используется для передачи данных между процессором и основной системной шиной или между процессором и внешней кэш-памятью в системах на базе процессоров пятого поколения. Схема взаимодействия шин в типичном компьютере на базе процессора Pentium (Socket 7) показано на рисунке.

На этом рисунке четко видна трехуровневая архитектура, в которой на самом верхнем уровне иерархии находится , далее следует шина PCI и за ней шина ISA. Большинство компонентов системы подключается к одной из этих трех шин.

В системах, созданных на основе процессоров Socket 7, внешняя кэш-память второго уровня установлена на системной плате и соединена с шиной процессора, которая работает на частоте системной платы (обычно от 66 до 100 МГц). Таким образом, при появлении процессоров Socket 7 с более высокой тактовой частотой рабочая частота кэш-памяти осталась равной сравнительно низкой частоте системной платы. Например, в наиболее быстродействующих системах Intel Socket 7 частота процессора равна 233 МГц, а частота шины процессора при множителе 3,5х достигает только 66 МГц. Следовательно, кэш-память второго уровня также работает на частоте 66 МГц. Возьмем, например, систему Socket 7, использующую процессоры AMD K6-2 550, работающие на частоте 550 МГц: при множителе 5,5х ч астота шины процессора равна 100 МГц. Следовательно, в этих системах частота кэш-памяти второго уровня достигает только 100 МГц.

Проблема медленной кэш-памяти второго уровня была решена в процессорах класса P6, таких как Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Pentium III, а также AMD Athlon и Duron. В этих процессорах использовались разъемы Socket 8, Slot 1, Slot 2, Slot A, Socket A или Socket 370. Кроме того, кэш-память второго уровня была перенесена с системной платы непосредственно в процессор и соединена с ним с помощью встроенной шины. Теперь эта шина стала называться шиной переднего плана (Front-Side Bus - FSB), однако я, согласно устоявшейся традиции, продолжаю называть ее шиной процессора.

Включение кэш-памяти второго уровня в процессор позволило значительно повысить ее скорость. В современных процессорах кэш-память расположена непосредственно в кристалле процессора, т.е. работает с частотой процессора. В более ранних версиях кэш-память второгоуровня находилась в отдельной микросхеме, интегрированной в корпус процессора, и работала с частотой, равной 1/2, 2/5 или 1/3 частоты процессора. Однако даже в этом случае скорость интегрированной кэш-памяти была значительно выше, чем скорость внешнего кэша, ограниченного частотой системной платы Socket 7.

В системах Slot 1 кэш-память второго уровня была встроена в процессор, но работала только на его половинной частоте. Повышение частоты шины процессора с 66 до 100 МГц привело к увеличению пропускной способности до 800 Мбайт/с. Следует отметить, что в большинство систем была включена поддержка AGP . Частота стандартного интерфейса AGP равна 66 МГц (т.е. вдвое больше скорости PCI), но большинство систем поддерживают порт AGP 2x, быстродействие которого вдвое выше стандартного AGP, что приводит к увеличению пропускной способности до 533 Мбайт/с. Кроме того, в этих системах обычно использовались модули памяти PC100 SDRAM DIMM, скорость передачи данных которых равна 800 Мбайт/с.

В системах Pentium III и Celeron разъем Slot 1 уступил место гнезду Socket 370. Это было связано главным образом с тем, что более современные процессоры включают в себя встроенную кэш-память второго уровня (работающую на полной частоте ядра), а значит, исчезла потребность в дорогом корпусе, содержащем несколько микросхем. Скорость шины процессора увеличилась до 133 МГц, что повлекло за собой повышение пропускной способности до 1066 Мбайт/с. В современных системах используется уже AGP 4x со скоростью передачи данных 1066 Мбайт/с.

Шина процессора на основе hub-архитектуры

Обратите внимание на hub-архитектуру Intel, используемую вместо традиционной архитектуры “северный/южный мост”. В этой конструкции основное соединение между компонентами набора микросхем перенесено в выделенный hub-интерфейс со скоростью передачи данных 266 Мбайт/с (вдвое больше, чем у шины PCI), что позволило устройствам PCI использовать полную, без учета южного моста, пропускную способность шины PCI. Кроме того, микросхема Flash ROM BIOS , называемая теперь Firmware Hub, соединяется с системой через шину LPC. Как уже отмечалось, в архитектуре “северный/южный мост” для этого использовалась микросхема Super I/O. В большинстве систем для соединения микросхемы Super I/O вместо шины ISA теперь используется шина LPC. При этом hub-архитектура позволяет отказаться от использования Super I/O. Порты, поддерживаемые микросхемой Super I/O, называются традиционными (legacy), поэтому конструкция без Super I/O получила название нетрадиционной (legacy-free) системы. В такой системе устройства, использующие стандартные порты, должны быть подсоединены к компьютеру с помощью шины USB . В этих системах обычно используются два контроллера и до четырех общих портов (дополнительные порты могут быть подключены к узлам USB).

В системах, созданных на базе процессоров AMD, применена конструкция Socket A, в которой используются более быстрые по сравнению с Socket 370 процессор и шины памяти, но все еще сохраняется конструкция “северный/южный мост”. Обратите внимание на быстродействующую шину процессора, частота которой достигает 333 МГц (пропускная способность - 2664 Мбайт/с), а также на используемые модули памяти DDR SDRAM DIMM, которые поддерживают такую же пропускную способность (т.е. 2664 Мбайт/с). Также следует заметить, что большинство южных мостов включает в себя функции, свойственные микросхемам Super I/O. Эти микросхемы получили название Super South Bridge (суперъюжный мост).

Система Pentium 4 (Socket 423 или Socket 478), созданная на основе hub-архитектуры, показана на рисунке ниже. Особенностью этой конструкции является с тактовой частотой 400/533/800 МГц и пропускной способностью соответственно 3200/4266/6400 Мбайт/с. Сегодня это самая быстродействующая шина. Также обратите внимание на двухканальные модули PC3200 (DDR400), пропускная способность которых (3200 Мбайт/с) соответствует пропускной способности шины процессора, что позволяет максимально повысить производительность системы. В более производительных системах, включающих в себя шину с пропускной способностью 6400 Мбайт/с, используются двухканальные модули DDR400 с тактовой частотой 400 МГц, благодаря чему общая пропускная способность шины памяти достигает 6400 Мбайт/с. Процессоры с частотой шины 533 МГц могут использовать парные модули памяти (PC2100/DDR266 или PC2700/DDR333) в двухканальном режиме для достижения пропускной способности шины памяти 4266 Мбайт/с. Соответствие пропускной способности шины памяти рабочим параметрам шины процессора является условием оптимальной работы.