Try HWzone in English English
עבור לתוכן
  • צור חשבון
  • מי אנחנו?

    שלום אורח/ת!

     
    שים לב - על מנת להשתתף בקהילה שלנו, להגיב ולפתוח דיונים חדשים, עליך להצטרף כחבר רשום.

    החברים שלנו נהנים מיתרונות רבים, כולל היכולת להשתתף בדיונים, להנות מהגרלות ומבצעים לחברי האתר, ולקבל מידי שבוע את התכנים הבולטים שלנו ישירות במייל.

    לא אוהבים שמציקים לכם במייל? ניתן להירשם לאתר אך לוותר על הרישום לעידכוני המייל השבועיים.

smalul

מעבדים, לוחות אם וזכרונות - כל מה שרציתם לדעת (ועוד)

Recommended Posts

Dcyut94.png

ברוכים הבאים לפורום "מעבדים, לוחות-אם וזכרונות". בנעוץ זה תמצאו הגדרות והסברים לגבי מושגים הקשורים לתחום המעבדים, לוחות האם והזכרונות. המידע כאן מיועד הן למשתמשים מתחילים שרוצים להבין את משמעות המושגים והביטויים שמופיעים בדיונים בפורום, והן למשתמשים מנוסים המעוניינים להבין לעומק היבטים שונים בתחום המעבדים, לוחות האם והזכרונות. כמו כן ניתן למצוא כאן מידע לגבי המעבדים השונים, ערכות השבבים והזכרונות הנפוצים כיום.

תוכן העניינים

1. מושגים, הגדרות והסברים חשובים

1.1 ROM

1.2 RAM

1.3 קושחה (Firmware)

1.4 בנצ'מארק (Benchmark)

1.5 PCB

1.6 TDP

1.7 (אוברקלוק/Overclock/OC)

1.8 תושבת/סוקט (Socket)

1.9 ביוס (BIOS)

1.10 CMOS

1.11 הקשר בין ה וה CMOS

1.12 UEFI

1.13 ערכת שבבים

1.14 JEDEC

1.15 SPD

1.16 XMP

1.17 זיהוי חומרת המחשב

1.18 ההבדל בין Retail ל OEM ו Bulk

1.19 צוואר בקבוק (bottleneck)

2. מעבדים

2.1 תהליך ייצור (Fabrication Process)

2.2 מטמון (Cache)

2.3 מצבי-C

2.4 תדר המעבד וחיסכון באנרגיה

2.5 ההבדל בין מעבדי Box למעבדי Tray

2.6 אוגרי המעבד (Registers)

2.7 אופן פעולת המעבד (הסבר כללי)

2.8 שיטת מיתוג מעבדי אינטל

2.9 משמעות הסיומות בשמות מעבדי אינטל

2.10 היסטוריית מעבדי ממשפחת ה i

2.11 מעבדי הדור הרביעי של מסדרת ה i (ליבת ה בתושבת 1150)

2.12 מעבדי לשוק הגבוה

2.13 גישת ה Tick-Tock של אינטל

2.14 מצב טורבו במעבדי אינטל

2.15 כלי לבדיקת תקינות מעבדי אינטל

2.16 מידע לגבי המעבדים של AMD

2.17 כלי להצגת מידע אודות חלוקת העומס במעבד, בליבה גרפית ובזיכרון מ AMD

2.18 אינדקס מעבדים

3. לוחות אם וערכות שבבים

3.1 ערכות השבבים למעבדי בתושבת 1150

3.2 ערכות השבבים למעבדי אינטל בתושבת 2011

3.3 ערכות השבבים למעבדי אינטל בתושבת 2011-3

3.4 סיכום תכונות ערכות השבבים למעבדי אינטל

3.5 I/O Flexibility בערכות השבבים של אינטל

3.6 ערכות השבבים למעבדים השולחניים של AMD

3.7 שיקולים בבחירת לוח אם

4. זכרונות

4.1 זיכרון ותדר הזיכרון בפועל

4.2 רוחב הפס לזיכרון

4.3 סכמת השמות עבור מסוג DDR

4.4 ההבדלים בין DDR מדורות שונים

4.5 תצורות - ערוץ יחיד, ערוץ כפול ו Flex Mode

4.6 יצרני מודולי זיכרון ויצרני שבבי זיכרון

4.7 שילוב זיכרונות העובדים במתחים שונים

4.8 תזמוני הזיכרון

4.9 בדיקת תקינות הזיכרון

4.10 שיקולים בבחירת זיכרון

5. ממשקים ואפיקי תקשורת

5.1 רוחב פס כולל ורוחב פס מעשי

5.2 PCI Express

5.3 SATA

5.4 SATA Express

5.5 M.2

תודות/קרדיטים

Spawn - יוצר דיון השאלות הנפוצות מ-2008.

קישור לדיון השאלות הנפוצות הקודם:

http://hwzone.co.il/community/threads/345574

עדכונים

25/10/2014 - הוספת סעיף 1.19 צוואר בקבוק (bottleneck).

26/10/2017 - ריווח והוספת חסרות.

שתף דיון


קישור ישיר להודעה
שתף באתרים אחרים

1. מושגים, הגדרות והסברים חשובים

1.1 ROM

ROM הוא ראשי תיבות של Read Only Memory ובעברית - זיכרון לקריאה בלבד. מדובר ברכיב זיכרון שאינו נדיף (בד"כ אלקטרוני), כלומר אינו נמחק עם ניתוקו ממתח חשמלי ובאופן רגיל לא ניתן לכתוב אליו אלא אך ורק לקרוא ממנו נתונים. בזיכרון כזה שמורות או "צרובות" תוכנות ונתונים הדרושים להפעלת הרכיב אליו הוא שייך. הדוגמא המוכרת ביותר לזיכרון ROM הוא השבב עליו צרובה תוכנת ה BIOS בלוח האם, אולם ניתן למצוא שבבי זיכרון ROM גם על רכיבים אחרים כמו דיסקים קשיחים ואפילו על זיכרון ה (השבב שמכיל את נתוני ה SPD הוא ROM).

 

1.2 RAM

RAM הוא ראשי תיבות של Random Access Memory ובעברית - גישה אקראית. בד"כ מדובר רכיב זיכרון נדיף, כלומר עם ניתוקו ממתח חשמלי כל המידע שהיה מאוחסן בו אובד. ה"גישה האקראית" (Random Access) מציינת שזמן הגישה לכל תא בזיכרון הוא פחות או יותר זהה, כלומר אין צורך לעבור על כל תאי הזיכרון עד שמגיעים לתא המבוקש.

בתחום המחשבים זיכרון זה מוכר גם כ"זיכרון ראשי", שאליו נטענות התוכנות אותן מפעילים. זיכרון ה RAM הנפוץ ביותר נכון להיום הוא , שהוא זיכרון מסוג SDRAM, אך כבר עתה ניתן לקנות זיכרון מהדור הבא - .

 

1.3 קושחה (Firmware)

קושחה הוא שם כולל לשבב זיכרון לא נדיף (בד"כ ROM) ולתוכנה או/ו למידע השמורים עליו.למעשה, חלק מהשבבים בהם נעשה שימוש כיום הם למעשה שבבים מסוג EEPROM או flash, שניתן לכתוב אליהם אך המידע שמאוחסן בהם אינו אובד עם ניתוקם ממתח, דבר המאפשר לעדכן את השבב באופן תוכנתי. הדוגמא הבולטת ביותר הוא ה BIOS - מדובר בתוכנה הצרובה על ייעודי, שבד"כ מכונה ה .

 

1.4 בנצ'מארק (Benchmark)

Benchmark הוא תהליך של הרצת תוכנה, במטרה להעריך את ביצועי המערכת או רכיב כלשהו במערכת (כמו מעבד, זיכרון או כרטיס מסך). התוצאה היא בד"כ ערך מספרי, אותו ניתן להשוות לערכים שהתקבלו ע"י הרצת אותה התוכנה במערכות אחרות, ובכך לקבל מושג לגבי רמת הביצועים היחסית של המערכת או של הרכיב.

 

1.5 PCB

PCB הוא ראשי תיבות של Printed Circuit Board, כלומר לוח מעגלים מודפס, וכפי ששמו מעיד - הוא כולל מעגלים חשמליים "מובנים" (או מודפסים). על ה PCB בד"כ מלחימים רכיבים אלקטרוניים כמו קבלים ושבבים אלקטרוניים (צ'יפים) במטרה לבנות רכיב שלם כמו או כרטיס מסך.

 

1.6 TDP

TDP הוא ראשי תיבות של Thermal Design Power. ערך זה מציין את כמות החום שהרכיב פולט ואותה יש לפזר. ברכיבים מסויימים, כמו , ייתכן שיהיה צורך בגוף מתאים בכדי לפזר את כמות חום זו. ערך ה TDP נמדד ביחידות מידה של אנרגיה בשם וואט (Watt או W בקיצור), כאשר הערך המפורסם עם הרכיב בד"כ מתייחס לכמות החום המקסימלית שהרכיב יכול לפלוט בעבודה רגילה. ערך ה TDP הוא גם הערכה דיי טובה לכמות ההספק שהרכיב מושך מספק הכח.

 

1.7 (אוברקלוק/Overclock/OC)

המהרה (או אוברקלוקינג) היא תהליך שבו המשתמש מכריח רכיב מחשב אחד או יותר לעבוד בתדר גבוה יותר מזה שיועד עבורו ע"י היצרן. ישנן מספר רב של סיבות לביצוע , אך הנפוצה ביותר היא פשוט הגדלת ביצועי הרכיב שעובר את התהליך. יש לציין כי יכולה לגרום לאי-יציבות ואף לכשל בחומרה אם היא מבוצעת בצורה פזיזה.

 

1.8 תושבת/סוקט (Socket)

תושבת (או סוקט) הוא רכיב המהווה ממשק המקשר בין המעבד ולוח האם. שימוש בתושבת למעבד מאפשר פירוק והחלפת מעבד בקלות לעומת החלופה, שהיא הלחמת המעבד ישירות אל לוח האם. למעבדים מסדרות שונות בד"כ יש תושבות אחרות, ובד"כ אין תאימות פיזית או/ו אלקטרונית בין התושבות. הדבר נובע, בין היתר, מכך שמספר החיבורים הדרוש לממשק עם רכיבי לוח האם השונים משתנה (בד"כ גדל) ככל שמתפתחת הטכנולוגיה.

התושבות הנפוצות כיום למחשב הביתי הן:

תושבת 1150 המתאימה למעבדי מהדור הרביעי (Haswell) וכנראה גם החמישי (Broadwell) במשפחת ה i. בתושבת זו יש 1150 פינים, והיא למעשה מחליפתה של תושבת 1155.

תושבת 2011 המתאימה למעבדי המיועדים לשוק הגבוה או לשרתים. בתושבת זו יש 2011 פינים.

תושבת 2011-3 המתאימה למעבדי המיועדים לשוק הגבוה או לשרתים. גם בתושבת זו יש 2011 פינים, והיא מחליפתה של תושבת 2011, אך אין ביניהן תאימות.

תושבת +AM3 המתאימה למעבדי מסוג FX, II, Phenom II ו Sempron. בתושבת זו יש 942 פינים.

תושבת FM2+ המתאימה למעבדי מסוג APU וחלק ממעבדי ה II. בתושבת זו יש 904 פינים.

 

1.9 ביוס (BIOS)

BIOS הוא ראשי תיבות של Basic Input/Output System. ה BIOS הוא תוכנה, או יותר נכון קושחה (firmware), הנמצאת על זיכרון לא נדיף (זיכרון שלא נמחק עם ניתוקו ממתח) הממוקם על לוח האם, ותפקידה לאפשר את אתחול מערכת המחשב ולהביאה למצב בו המעבד מסוגל לגשת להתקני הקלט/פלט השונים ולהריץ תכניות המאוחסנות בהם (ובפרט - את מערכת הפעלה). במחשבים מודרניים נעשה שימוש בשבב מסוג EEPROM (ראשי תיבות של Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) או מסוג flash, המאפשר לעדכן את תוכנת ה באופן תוכנתי.

הסבר לגבי אופן פעולת הביוס

תוכנית ה BIOS נמצאת בכתובת זיכרון שמורה וידועה מראש, וכאשר מחברים מתח למחשב המעבד ניגש לכתובת זו ומתחיל להריץ את הפקודות שבתוכנית זו. יש לציין כי המעבד במחשב כלל אינו מודע לקיום התקני הקלט/פלט, וכל יכולותיו מסתכמות בהרצת פקודות ובגישה לכתובות בזיכרון. כתובות הזיכרון של ההתקנים השונים קבועות וידועות לתוכנית ה BIOS, שכן תוכנת ה BIOS מותאמת לחומרה ספציפית. תוכנית זו דואגת לאתחול כל האוגרים (רגיסטרים) המיוחדים בערכת השבבים ובהתקני הקלט/פלט, קביעת תדרי העבודה של הרכיבים והמתחים השונים, הפרמטרים ודרכי הפעולה של התקני הקלט/פלט ועוד. לאחר שהמערכת מוכנה לפעולה, דואגת תוכנית ה BIOS לחפש (לפי סדר שנקבע) התקן קלט/פלט ממנו תתבצע טעינת מערכת ההפעלה (boot), כאשר בדרך כלל מדובר בדיסק קשיח או כונן . לאחר מכן עוברת השליטה במערכת למערכת ההפעלה.

 

1.10 CMOS

CMOS הוא ראשי תיבות של Complementary Metal Oxide Semiconductor והוא למעשה שבב זיכרון מסוג RAM. במחשב תפקיד שבב ה CMOS הוא לשמור בתוכו ערכי משתנים (פרמטרים) עבור הרכיבים השונים, כמו תדרים ומתחים. מכיוון שמדובר בשבב RAM, שהוא זיכרון נדיף, הרי שעם כיבוי המתח נתונים אלו ימחקו. בכדי למנוע את זה, חיברו לשבב ה CMOS (בד"כ סוללת ליתיום של 3V מדגם CR2032) שתספק לו מתח גם כאשר המחשב כבוי.

ה CMOS במחשבים מודרניים

בלוחות אם מודרניים שבב ה CMOS הוא לא בהכרח זיכרון , אלא דווקא זיכרון לא נדיף מסוג EEPROM או flash שאינו דורש מתח לצורך שמירת הנתונים. הדבר אומר שניתוק הסוללה לא בהכרח יגרום לאיפוס הגדרות ה CMOS, וכל תפקידה הוא להפעיל את שעון המחשב גם כאשר הוא מנותק מהחשמל. בכדי לאפס את הגדרות ה CMOS יש צורך בשימוש במגשר (ג'מפר) או בכפתור איפוס ה CMOS הנמצא על לוח האם. יתרה מכך, ה CMOS הוא כבר לא שבב זיכרון עצמאי אלא חלק מערכת השבבים, כך שלא ניתן למצוא "שבב CMOS" על לוח האם.

 

1.11 הקשר בין ה BIOS וה CMOS

ה BIOS הוא תוכנה שצרובה על שבב ROM שאותה לא ניתן לשנות בד"כ. תוכנה זו היא חיונית להפעלת המחשב ובלעדיה המחשב לא יעבוד. תוכנה זו מאפשרת לקבוע ערכים למשתנים שונים עבור הרכיבים במחשב, כמו מתחים, תדרים, סדר איתחול וכדומה. את ערכי הפרמטרים האלו יש לשמור במקום כלשהו בכדי שיעשה בהם שימוש בכל הפעלה של המחשב, אך מכיוון שלא ניתן לשמור ערכים אלו בשבב ה ROM המכיל את תוכנת ה BIOS (שבב ROM הוא לקריאה בלבד), ערכים אלו נשמרים בשבב ה CMOS, שהוא שבב . הערכים השמורים בשבב ה CMOS חשובים, אך בניגוד לתוכנת ה BIOS איבודם (במקרה שהסוללה מתרוקנת או כאשר "איפוס BIOS") הוא לא קריטי, ועדיין יהיה אפשר להפעיל את המחשב (פשוט יעשה שימוש בהגדרות ברירות המחדל עבור המשתנים).

 

1.12 UEFI

UEFI הוא ראשי תיבות של Unified Extensible Firmware Interface והוא מגדיר תקן תוכנתי לממשק בין מערכת ההפעלה והחומרה, וליתר דיוק - מול הקושחה של החומרה. תקן זה נועד להחליף את ה המסורתי (Legacy BIOS) הקיים במחשבים עוד משנות ה-80 של המאה ה-20, שבו יש מספר מגבלות כמו עבודה במצב 16 ביט, גישה לשטח זיכרון של 1MB בלבד ותמיכה בדיסקים קשיחים עד נפח של 2TB. מכיוון שכיום המעבדים מסוגלים לעבוד במצבים של 32 ביט ו-64 ביט וכמות הזיכרון שניתן למצוא ברוב המחשבים היא לפחות 2GB, שימוש בתוכנה העובדת ב-16 ביט בלבד (תוכנת הביוס מופעלת עם הדלקת המחשב ורק מאוחר יותר היא מוסרת את השליטה לידי מערכת ההפעלה) ומוגבלת בשטח זיכרון הנגיש לה לצורך איתחול רכיבי החומרה השונים הוא איטי. בנוסף הוספת תמיכה ברכיבים חדשים הוא בעייתי (את קוד תוכנת ה יש לכתוב בשפת Assembly), וככל שמוסיפים יותר רכיבים למחשב כך תהליך האיתחול נעשה איטי אף יותר. מטרת ה ה UEFI היא לפתור בעיות אלו.

תכונות ביוס UEFI

חלק מתכונות ה UEFI הן:

א. מאפשר לתוכנה (קוד ה BIOS) לרוץ במצב של 32 ביט או 64 ביט וכן מאפשר גישה לכתובות זיכרון ברוחב של 64 ביט. התוצאה היא תוכנת איתחול יותר יעילה ומהירה ובפועל - זמן איתחול קצר יותר.

ב. מאפשר שימוש בדיסקים בנפח של יותר מ 2TB.

ג. מאפשר שימוש בסכמת חלוקה למחיצות מסוג GPT (בנוסף לסכמת ה MBR הותיקה), כך שניתן לטעון את מערכת ההפעלה גם מכוננים המחולקים בעזרת סכמה זו.

ד. זיהוי boot loaders הקיימים על התקנים שונים, דבר המאפשר טעינה של מערכת הפעלה מהתקנים . יש לציין כי ה boot loader צריך להתאים לסוג ה UEFI (לדוגמא - אם ה UEFI הוא 64 ביט הוא יכול לטעון רק boot loader שהוא 64 ביט).

ה. ניתן להשתמש בקוד C (תוך שימוש בספריות קוד מתאימות) בכדי לכתוב את קוד תוכנת ה BIOS - אין צורך להשתמש בשפת Assembly.

ו. רוב מימושי ה UEFI כוללים גם מצב Legacy BIOS המאפשר טעינת מערכות הפעלה שאינן משתמשות ב boot loader המתאים ל UEFI וכן שימוש בחומרה שהממשק התוכנתי שלה לא תומך ב UEFI.

 

1.13 ערכת שבבים

המושג ערכת השבבים (Chipset) מתייחס לקבוצת שבבים (בדרך כלל אחד, אבל במקרים מסויימים ייתכנו שניים - גשר צפוני וגשר דרומי) הנמצאים על לוח האם ותפקידם לדאוג לחיבור ממשקי הקלט/פלט (כמו חיבורי ה SATA, ה ומסלולי ה PCI-Express) למעבד. מספר וסוג אמצעי הקלט/פלט האפשרי, כמו גם משפחת המעבדים הנתמכת ע"י הלוח, תלויים בערכת השבבים. יש לציין כי יצרן הלוח יכול להוסיף בקרים נוספים בכדי להגדיל את מספר הממשקים הזמינים בלוח האם, ובכך להתגבר על המספר המוגבל של הממשקים שערכת השבבים מציעה.

ערכות שבבים במחשבים מודרניים

בעבר, כל התקשורת בלוח האם הייתה חייבת לעבור דרך ערכת השבבים. בנוסף, בקרים חשובים כמו בקר הזיכרון, היו מובנים כחלק מערכת השבבים, דבר שהביא לכך שביצועי המחשב היו תלויים בערכת השבבים. ברוב המעבדים המודרניים, כמו מעבדי סדרת ה Core i של אינטל ומעבדי ה APU של , בקר הזיכרון הוא מובנה, כך שכל התקשורת עם הזיכרון נעשית ישירות מול המעבד. גם התקשורת עם חריץ ההרחבה מסוג X16, אליו מתחבר כרטיס המסך, נעשית באופן ישיר מול המעבד, ללא התערבות של ערכת השבבים. שינויים אלו הובילו לכך שהביצועים של המחשב כיום כמעט ולא מושפעים מערכת השבבים, כך שערכת השבבים הזולה ביותר תיתן את אותם הביצועים כמו ערכת השבבים היקרה ביותר מאותה מהמשפחה.

במידה ורוצים להבין מהן תכונותיה של ערכת שבבים מסויימת ואלו רכיבים מחוברים אליה, ניתן לחפש את דיאגרמת הבלוקים (Block Diagram) של אותה ערכת שבבים. לדוגמא - את דיאגרמת הבלוקים של ערכת השבבים Z97 של ניתן למצוא בקישור הבא:

http://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/images/diagrams/z97-chipset-diagram.png

 

1.14 JEDEC

JEDEC הינו ארגון עצמאי לקביעת תקנים בתחום המיקרו-אלקטרוניקה, והוא למעשה הגוף הגלובלי המוביל בתחום. החברים בארגון JEDEC מייצגים כ-300 חברות, כולל כמה מהחברות הגדולות ביותר בתחום המחשבים כמו אינטל, , Kingston, ואחרות. מטרת התקנים היא ליצור אחידות ותאימות בין רכיבים. ארגון JEDEC מוכר בעיקר בהקשר של זיכרון, ועבורו הוא מגדיר תכונות, פונקציונליות, אותות חשמליים וצורה פיזית בהם חייב הזיכרון לעמוד בכדי להתאים לתקן.

רשימת החברות החברות בארגון JEDEC:

http://www.jedec.org/about-jedec/member-list

 

1.15 SPD

SPD הוא ראשי תיבות של Serial Presence Detect, והוא שבב ROM, וליתר דיוק EEPROM, בנפח של לפחות 128 בתים, המכיל מידע לגבי הזיכרון. בפרט, ה SPD מכיל את הערכים המומלצים עבור התיזמונים בכל תדר עבודה הנתמך ע"י הזיכרון וכן המתח המומלץ שבו יש להשתמש עבור הזיכרון. בזמן אתחול המחשב מידע זה נקרא ע"י ה BIOS, כך שניתן להשתמש בו להגדרת פרמטרים אלו באופן אוטומטי.

תקני JEDEC מחייבים שפרמטרים כמו תיזמונים, שם היצרן, מספר סידורי ופרמטרים נוספים המאפשרים זיהוי והפעלה אוטומטית של זיכרון, יהיו ב 128 הבתים הנמוכים של שבב ה EEPROM בכדי שמודול זיכרון יתמוך ב SPD.

 

1.16 XMP

תקני JEDEC לזיכרון מגדירים ערכים אפשריים לפרמטרים מסויימים של הזיכרון, כמו תדרי פעולה ותיזמונים, אך אין הדבר אומר שהזיכרון מוגבל לערכים אלו בלבד. יכול בהחלט להיות שזיכרון יוכל לעבוד בתדר גבוה יותר או בתיזמונים הדוקים יותר מאלו המוצהרים עליו, אך הזיכרון לא מוסמך לפי תקני JEDEC עבור ערכים אלו מפני שמדובר בערכים לא סטנדרטיים או מסיבה אחרת. לפיכך תדרים ותיזמונים אלו לא יכולים להירשם ב SPD, שכן הוא חייב להתאים לתקנים ש JEDEC קבעה. לדוגמא - יכול להיות שזיכרון נבדק ע"י היצרן והוא מאושר לעבוד בתדר של 1600MHz, אך לפי תקני JEDEC הזיכרון מוסמך לתדר של 1333MHz בלבד. במצב כזה ה SPD ידווח ל BIOS שהתדר המקסימלי הנתמך ע"י הזיכרון הוא 1333MHz ולא 1600MHz, דבר שיגרום לביצועים מופחתים. פתרון אחד הוא פשוט להגדיר את התדר והתיזמונים ידנית ב BIOS בכדי שיתאימו לאלו המאושרים ע"י יצרן הזיכרון.

פתרון אחר הוא שימוש בפרופיל XMP .XMP הוא ראשי תיבות של Memory Profile, והוא למעשה תקן הרחבה לתקן ה SPD של JEDEC. תקן זה פותח ע"י אינטל והוא עושה שימוש בבתים 176-255 בשבב ה ROM עליו נמצאים נתוני ה SPD (נתוני ה SPD נמצאים ב-128 הבתים הראשונים בשבב), דבר המחייב את השבב להיות בעל נפח של לפחות 256 בתים. במידה וה BIOS תומך ב XMP, ניתן להשתמש בפרופיל ה XMP בדיוק כמו ב SPD בכדי להגדיר את הפרמטרים עבור הזיכרון באופן אוטומטי.

 

1.17 זיהוי חומרת המחשב

ישנן מספר דרכים לזהות את חומרה ודגמי הרכיבים בהם נעשה שימוש במחשב:א. הדרך הכי פשוטה ביותר היא להשתמש בתוכנה לזיהוי חומרה. אחת התוכנות הנפוצות ביותר היא CPU-Z שמציגה את כל המידע הדרוש (לפחות לגבי המעבד, לוח האם והזיכרון), המופצת בחינם ואינה דורשת התקנה. ישנן כמובן עוד תוכנות רבות, כמו HWiNFO, Sandra ו AIDA64 (לשעבר Everest) שמציגות מידע לגבי מערכת המחשב ורכיביה, אך חלקן עולות כסף או/ו דורשות התקנה.

הערה - אם התוכנה אינה מזהה את החומרה בצורה נכונה, ייתכן שהחומרה פשוט חדשה מדיי עבור גירסת התוכנה בה משתמשים. לכן יש לוודא כי תמיד נעשה שימוש בגירסה המעודכנת ביותר של התוכנה.

ב. מידע לגבי המעבד, לוח האם וכמות הזיכרון בד"כ ניתן לראות במסך האיתחול או במסכי הביוס.

ג. סביר להניח שמידע לגבי דגמי רכיבי המחשב מופיע גם בחשבונית שהתקבלה עם רכישת המחשב.

ד. תמיד אפשר לפתוח את המחשב ולהסתכל עליו פיזית - דגם לוח האם בד"כ מודפס עליו ודגם הזיכרון בד"כ מודפס על מדבקה שנמצאת עליו (ייתכן ויהיה צורך בהסרת הזיכרון מהתושבת בכדי לקרוא את הכיתוב בבירור). דגם המעבד בד"כ גם כן מודפס עליו, אך מכיוון שהדבר דורש פירוק של גוף הקירור וניקוי המשחה התרמית גישה זו אינה מומלצת.

קישור להורדת CPU-Z:

http://www.cpuid.com/softwares/cpu-z.html

 

1.18 ההבדל בין Retail ל OEM ו Bulk

רכיב שהוא Retail מגיע בקופסה שכוללת תוספות המתאימות לרכיב (ברגים, דיסק התקנה, חוברת הסבר וכדומה), בעוד שרכיב שהוא Bulk או OEM מגיע ללא אריזה (תוספות הכרחיות בד"כ מגיעות בשקית). כמו כן ייתכן שרכיב Retail יגיע עם תקופת אחריות ארוכה יותר מאשר רכיב OEM. במושגים Retail ו OEM נעשה שימוש בהקשר לרכיבי חומרה כמו ספקי כח או (עבורם המושגים המקבילים הם Box ו Tray), אך גם בהקשר לתוכנה, כמו מערכות הפעלה.

 

1.19 צוואר בקבוק (bottleneck)

המושג צוואר בקבוק מתייחס לרכיב שמגביל את פעולת המערכת, בדיוק כפי שהחלק הצר ביותר בבקבוק ("הצוואר") מגביל את כמות הנוזל ליחידת זמן שניתן למזוג ממנו. בתחום המחשבים רכיבים שונים יכולים להוות צוואר בקבוק בהתאם ליישומים השונים שמופעלים. בד"כ אפשר לומר שהדיסק הקשיח המכני מהווה צוואר בקבוק במחשב מכיוון שהוא הרכיב הכי איטי במערכת וכל שאר הרכיבים צריכים להמתין לו בכדי שהם יוכלו לבצע את תפקידם, אולם ביישומים שונים, כמו במשחקים, צוואר הבקבוק יכול להיות רכיב אחר כמו המעבד, כרטיס המסך או נפח הזיכרון.

זיהוי צוואר בקבוק במערכת

ניתן לזהות רכיב שמהווה צוואר בקבוק ע"י בדיקת עומס העבודה עליו - אם יש עליו עומס של 100% הרי שהוא גורם לשאר המערכת להמתין לו, ובכך הוא מעכב אותה. הפתרון לשיפור מצב כזה וקבלת טובים יותר הוא החלפת הרכיב המעכב: במקרה של מעבד - החלפתו באחד "עוצמתי" יותר (בעל תדר עבודה גבוה יותר או/ו יותר ליבות), במקרה של זיכרון - הוספת עוד זיכרון, במקרה של כרטיס מסך - החלפתו באחד חזק יותר וכד'.

הערות:

א. המצב האידיאלי הוא שאף רכיב לא יהיה בעומס של 100%, דבר שאומר שלמערכת יש "עודף משאבים". מעשית כמעט תמיד יהיה רכיב שיעבוד ב 100%, שכן המטרה של רוב היישומים היא לבצע את תפקידם במהירות הגדולה ביותר, דבר שדורש ניצול משאבים מקסימלי. לכן המצב הטוב ביותר הוא כזה שבו רוב הרכיבים (ובעיקר המעבד וכרטיס המסך) עובדים בעומס של קרוב ל 100%, דבר שאומר שהמשאבים שלהם מנוצלים ככל האפשר.

ב. כאמור, צוואר הבקבוק יכול להשתנות ביישומים שונים, ולכן יש לבדוק בכל יישום מהו הרכיב שמעכב את שאר המערכת. כמובן שאת הבדיקה יש לעשות ביישום אמיתי ולא ביישום סינטטי שתפקידו לאמץ את הרכיב, שכן אז העומס על הרכיב תמיד יהיה בסביבות ה 100%.

בדיקת המעבד - הדרך הכי פשוטה לבדוק האם המעבד מהווה צוואר בקבוק היא לפתוח את תוכנת מנהל המשימות במערכת ההפעלה בזמן שהיישום עובד ולראות האם כל הליבות במעבד עובדות ב 100%. אם כן - המעבד מהווה צוואר בקבוק באותו היישום.

הערה - יש לציין שלא כל יישום יודע לנצל ריבוי ליבות, כך שבהחלט ייתכן שרק חלק מהליבות או אפילו רק אחת תהיה בעומס של 100%, ובמקרה כזה החלפת המעבד באחד בעל יותר ליבות לא תפתור את הבעיה ושיפור בביצועים יתקבל ע"י הגדלת תדר המעבד (ע"י החלפתו באחד "מהיר" יותר או ע"י המהרתו).

בדיקת כמות הזיכרון - הדרך הכי פשוטה לבדוק האם כמות הזיכרון המותקנת מספיקה או שהיא מהווה צוואר בקבוק היא לבדוק כמה זיכרון פיזי פנוי יש בזמן שהיישום פועל. את כמות הזיכרון שבה נעשה שימוש, כמו גם את כמות הזיכרון הפיזי המותקן, בד"כ ניתן לראות במנהל המשימות של מערכת ההפעלה. אם אין זיכרון פיזי פנוי כלל, הרי שנעשה שימוש בדיסק הקשיח כזיכרון וירטואלי, דבר שמאט את פעולת המערכת, ובמקרה כזה יש צורך להוסיף עוד זיכרון למחשב בכדי לקבל שיפור בביצועים.

הערה - במערכת הפעלה 7 ניתן לראות במנהל היישומים את כמות הזיכרון שהיא commit - כמה זיכרון כזה מוגדר בסה"כ ובאיזה נפח נעשה שימוש. במידה ונעשה שימוש ביותר זיכרון commit מאשר נפח הזיכרון הפיזי המותקן, הרי שיש להוסיף עוד זיכרון למחשב.

בדומה, ניתן לבדוק את העומס על כרטיס המסך (עם תוכנה כמו Afterburner) ולראות האם העומס עליו הוא מקסימלי, ואם כן - הוא מהווה צוואר בקבוק באותו יישום.

  • לא אהבתי 1

שתף דיון


קישור ישיר להודעה
שתף באתרים אחרים

2. מעבדים

2.1 תהליך ייצור (Fabrication Process)

מעבדים ורכיבים אלקטרוניים מורכבים אחרים מיוצרים מדיסקית/פרוסת סיליקון דקה (Wafer). על דיסקית זו מופעלים תהליכים כימיים שונים היוצרים בה שכבות שונות, המשמשות ליצירת רכיבים אלקטרוניים בסיסיים זעירים, כמו מוליכים מתכתיים, צמתים של טרנזיסטורים וכדומה. הרכיב האלקטרוני הסופי בנוי מאוסף של רכיבים בסיסיים כאלו, והוא כמובן יהיה גדול יותר מגודלו של רכיב בסיסי אחד. הערך תהליך הייצור (או טכנולוגיית הייצור) של רכיב אלקטרוני מורכב הוא הגודל המינימלי של הרכיבים הבסיסיים המרכיבים את הרכיב הסופי. מכיוון שגודל רכיב בסיסי הוא מאד קטן, גודלו נמדד בננו-מטרים (nm).

על פרוסת הסיליקון נוצרים ביחד רבים, אשר בסוף תהליך הייצור נחתכים ונארזים בתוך אריזת המעבד. יש להבין כי תהליך הייצור הוא ארוך וממושך, שבמהלכו פרוסות הסיליקון עוברות מאות תהליכים שונים במשך מספר שבועות עד שהמעבדים שעליהן מוכנים. רק בשלב זה ניתן לבדוק את המעבדים שנוצרו ולקבוע אילו מהם תקינים, אילו טובים יותר ואילו פחות (בשלב זה נקבע הדגם המדוייק של כל המעבד).

הקטנת תהליך הייצור

עם ההתקדמות הטכנולוגית בתחום החומרים ובשיטות הייצור, גודל הרכיבים הבסיסיים שניתן לייצר קטן. המשמעות הישירה היא שניתן לייצר יותר רכיבים אלקטרוניים (כמו טרנזיסטורים) על כל יחידת שטח. בהתייחסות למעבדים - ככל שיש יותר טרנזיסטורים ניתן לבנות מורכבים ומתוחכמים יותר, המסוגלים לבצע פעולות עיבוד ביעילות גדולה יותר. בנוסף הגדלת מספר הטרנזיסטורים ליחידת שטח מאפשרת לבנות עם יותר ליבות וכן עם זיכרון מטמון גדול יותר באותו השטח כמו מדור קודם.

הקטנת תהליך הייצור אינה גורמת בהכרח ליצירת מעבדים טובים יותר. יעילות המעבד תלויה בארכיטקטורה שלו, ולמעשה כבר היו מקרים בהם מעבדים בתהליך ייצור גדול יותר היו עדיפים על מעבדים שיוצרו בתהליך קטן יותר. אולם, כאשר מדובר על הקטנת תהליך הייצור של אותה הארכיטקטורה, להקטנת תהליך הייצור יש יתרונות לא מבוטלים. למעבדים כאלו יהיה יתרון על פני מעבדים בעלי ארכיטקטורה זהה המיוצרים בתהליך ייצור גדול יותר, שכן טכנולוגיית ייצור מתקדמת יכולה לאפשר לאותו תכנון בסיסי של מעבד לצרוך פחות הספק ולכן להתחמם פחות או לחילופין - לאפשר לו לפעול בתדר יותר גבוה עם אותו ההספק. כמו כן שיפור בשיטת הייצור מאפשר לעיתים בניית טרנזיסטורים טובים יותר, שמאפשרים יכולת (אוברקלוק) טובה יותר.

דוגמא להקטנת תהליך הייצור היא המעבר מארכיטקטורת Sandy Bridge, שיוצרה בתהליך של 32nm, לארכיטקטורת Ivy Bridge, שהייתה זהה לה לחלוטין, אך יוצרה בתהליך של 22nm. בדומה - בסוף שנת 2014 צפוי מעבר לארכיטקטורה בשם Broadwell, שהיא מיזעור של ארכיטקטורת ה מ 22nm ל 14nm.

מרוץ המיזעור

כפי שהוסבר, ככל שהרכיבים הבסיסיים קטנים יותר, כך ניתן לבנות יותר רכיבים בשטח נתון. כאשר המטרה היא בניית מעבדים בעלי מספר גדול יותר של ליבות או מבני עיבוד מורכבים יותר, הדבר דורש שימוש במספר רב יותר של טרנזיסטורים. מכיוון ששטח המעבד מוגבל, לא ניתן לייצר פתאום מעבדים בגודל חריג רק בכדי "לדחוס" את כמות הרכיבים הרצויה לתוכם. לפיכך יש צורך בפיתוח שיטות מתקדמות יותר לייצור רכיבים קטנים יותר, או במילים אחרות - להקטין או למזער את תהליך הייצור.

סיבה נוספת להקטנת תהליך הייצור היא כלכלית טהורה. כפי שהוסבר קודם, תהליך הייצור הוא מורכב ואורך שבועות. בזמן זה נוצרים כל המעבדים ביחד על אותה דיסקית סיליקון בגודל נתון, ולכן ככל שתהליך הייצור קטן יותר ניתן לקבל מכל פרוסת סיליקון (באותה ההשקעה) יותר מעבדים. למעשה מעבר בין שיטות ייצור הוא בדרך כלל ביחס של 0.707 (שורש של 2 חלקי 2) ולכן שטח הרכיב קטן בפועל פי שניים. המשמעות בפועל היא שמפיסת סיליקון בקוטר של 300nm ניתן לקבל פי שניים מעבדים כאשר עוברים לדור הבא של תהליך הייצור (למשל מעבר מייצור ב 32nm לייצור ב 22nm) ומייצרים את אותו המעבד בעל אותה הארכיטקטורה, דבר המגדיל את הרווחים. לכן כאשר אומרים שאינטל מובילה בשנה על בתהליך הייצור (בפועל ביותר, שכן אינטל מתכוונת לעבור בקרוב לתהליך ייצור של 14nm), המשמעות היא ש מסוגלת לייצר פחות מעבדים (חצי הכמות) מכל פיסת סיליקון לעומת בעוד ההשקעה בזמן ובחומרים היא זהה.

נכון להיום, תהליך הייצור בו אינטל משתמשת עבור מעבדי הדור הנוכחי (ה Haswell) הוא 22nm, בעוד ש משתמשת בתהליך ייצור של 28nm עבור מעבדי ה APU (מעבדי ה Kaveri) ו 32nm עבור מעבדי ה FX (מעבדי ה Piledriver). יש לציין כי מדובר בפועל בשיטות שונות לייצור (המבוססות בדרך כלל על סודות מסחריים).

בנוסף להקטנת תהליך הייצור, יש לציין כי השאיפה היא גם להגדיל את קוטר דיסקית הסילקון. כיום נעשה שימוש בדיסקית בעלת קוטר של 300 מ"מ אך השאיפה היא לעבור לדיסקית בעלת קוטר של 450 מ"מ. הגדלת קוטר דיסקית הסיליקון מאפשרת לייצר יותר רכיבים אלקטרוניים מורכבים באותו פרק זמן.

 

2.2 מטמון (Cache)

המושג זיכרון מטמון במחשבים מציין באופן כללי שטח המכיל עותק של נתונים שנמצאים באמצעי אחר, שהוא איטי יותר או קשה יותר לגישה מאשר המטמון. פעולתו של המטמון הופכת ליעילה בשל עיקרון המקומיות בזמן, שמראה כי פעמים רבות ניגשים לאותם ערכים שוב ושוב בפרק זמן קצר, ועיקרון המקומיות במרחב, שמראה כי אם ניגשים לנתון מסויים, קיימת סבירות גבוהה שתהיה גישה גם לנתון הקרוב אליו. לכן הקריאה של ערכים אלה מזיכרון המטמון מייעלת באופן משמעותי את פעולת המערכת.

במעבדים זיכרון המטמון צמוד למעבד ובנוי למעשה על אותה פיסת סיליקון. זהו זיכרון מהיר מאוד מסוג Static , או SRAM בקיצור, המסוגל לפעול בתדר של המעבד (או קרוב אליו) ובכך הוא מספק למעבד אפשרות לקרוא ולכתוב במהירות בהשוואה לגישה לדיסק הקשיח או אפילו לזיכרון הראשי. המצב האידיאלי הוא שכל מרחב הכתובות במחשב יהיה מטמון ענקי אחד כך שהמעבד יוכל תמיד לקרוא ולכתוב במהירות המרבית, אך מכיוון שזיכרון SRAM מהיר הוא יקר וצורך הספק רב פתרון כזה איננו ישים. בנוסף לכך עקרון המקומיות גורם לכך שגם זיכרון מטמון קטן יחסית הוא יעיל מאוד, ולמעשה מעל לגודל מסוים השיפור בביצועים כבר אינו שווה את ההשקעה הנוספת הכרוכה בהגדלת זיכרון המטמון.

במעבדים מודרניים, זיכרון המטמון ממומש במספר רמות:

הרמה הראשונה או L1, היא זיכרון מטמון הצמוד לכל ליבה במעבד הפועל בתדר הליבה. זהו זיכרון קטן יחסית בנפח של כמה עשרות קילו-בתים, והגישה אליו תמיד מהירה יותר מהגישה לזיכרון ה (הזיכרון הראשי) של המחשב. זיכרון מטמון זה בד"כ מחולק לשניים - זיכרון מטמון לפקודות וזיכרון מטמון לנתונים.

הרמה השנייה או L2, בדומה לרמה הראשונה, היא זיכרון מטמון הצמוד לכל במעבד, אך זיכרון זה הוא איטי יותר וגדול יותר לעומת הזיכרון שברמת L1 (בדרך כלל בנפח של כמה מאות קילו-בתים).

רמת הזיכרון השלישית או L3, אינה בהכרח קיימת בכל מעבד מודרני. זיכרון מטמון זה, שהוא גדול יחסית (נפחו יכול להגיע לכמה עשרות מגה-בתים), בד"כ משותף לכל הליבות במעבד, ולכן הוא משמש בין היתר גם כאפיק בין הליבות במעבד, דבר המייעל עבודה מקבילית בליבות.

לדוגמא, במעבד i5-4590, הבנוי מ-4 ליבות, ישנן 3 רמות זיכרון מטמון:

א. 256KB ברמה L1 (לכל יש 64KB).

ב. 1024KB ברמה L2 (לכל יש 256KB).

ג. 6MB של זיכרון מטמון ברמה L3 המשותף לכל הליבות.

אופן השימוש בזיכרון המטמון

כאשר המעבד מתבקש לגשת לנתון מסויים (כתובת זיכרון), מתבצע חיפוש בזיכרון המטמון - קודם ברמת L1, אח"כ ברמת L2 ובסוף ברמת L3, אם קיימת. אם הנתון המבוקש לא נמצא ברמת הזיכרון הנוכחית, זה נקרא החטאה (miss) ונעשית פנייה לרמה הבאה (ברגע שהנתון המבוקש נמצא, החיפוש מסתיים). במידה והנתון לא נמצא בזיכרון המטמון, מתבצעת גישה לזיכרון הראשי, דבר הדורש זמן רב יותר (יותר מחזורי שעון) לעומת גישה לזיכרון המטמון. אם הנתון לא נמצא גם בזיכרון הראשי, נעשית פנייה להתקן האחסון המתאים (בד"כ דיסק קשיח), דבר שמאט משמעותית את ביצוע התוכנית, שכן הגישה להתקנים כאלו דורשת מספר רב של מחזורי שעון.

 

2.3 מצבי-C

מצבי C או C-States הם מצבים בהם המעבד יכול לפעול במטרה לחסוך אנרגיה. הרעיון הכללי הוא כיבוי יחידות בתוך המעבד ע"י ניתוקן מאספקת המתח ומאות השעון. דבר זה מוביל לחיסכון באנרגיה, ובפועל המעבד ידרוש פחות מתח ויעבוד בתדר נמוך יותר. החיסרון הוא שככל שמכבים יותר יחידות, כך יגדל הזמן הדרוש בכדי להחזיר את המעבד לתפקוד מלא. מצב C0 הוא מצב בו המעבד פועל במלואו, וככל שהערך המספרי הצמוד ל C גדל, כך המעבד "יותר כבוי" ויידרש יותר זמן בכדי להחזירו למצב C0. ביטול של מצבי C נעשה לעיתים בכדי לקבל יציבה יותר, אך במקרה באופן כללי מומלץ להשאירם פעילים, שכן הם מביאים לחיסכון באנרגיה. מצבי C כוללים את מצב C1E, מצב C3 ואת מצב C6.

 

2.4 תדר המעבד וחיסכון באנרגיה

במעבדים מודרניים קיימת טכנולוגיה המורידה את תדר המעבד או/ו את מכפלתו וכן את המתח שהוא דורש במטרה להקטין את צריכת החשמל כאשר אין עליו עומס. בפרט מדובר על מצב C1E (ראו מצבי-C) ועל טכנולוגיית EIST (ראשי תיבות של Enhanced Intel SpeedStep Technology) הקיימת במעבדי . כאשר מופעל על המעבד עומס (הוא מקבל פקודות לביצוע) התדר וצריכת החשמל שלו חוזרים לערכים המקוריים. זו הסיבה הסבירה לכך שלעיתים המעבד מזוהה כבעל תדר נמוך יותר. ניתן לבטל אפשרות זו בביוס, אך לא רצוי לעשות זאת שכן כל המטרה היא להקטין את צריכת החשמל.

למידע נוסף אודות טכנולוגיית ה EIST של אינטל:

http://www.intel.com/support/processors/sb/CS-032349.htm

 

2.5 ההבדל בין מעבדי Box למעבדי Tray

מעבד שהואRetail נקרא גם מעבד בתצורת Box, והוא מעבד שכולל גם קופסה, גוף עם מאוורר (הידוע כ"קירור סטוק" או מקורי) ובד"כ גם חוברת או דף הסבר. בדומה, מעבד שהוא Bulk או OEM נקרא גם מעבד בתצורת Tray, והוא כולל רק את המעבד עצמו ללא שום תוספות. כאשר קונים מעבד וקירור צד שלישי עבורו (שהוא כמעט תמיד עדיף על הסטוק), בד"כ משתלם לקנות את המעבד המבוקש בתצורת Tray, שכן מעבד כזה הוא יותר זול וגם כך אין צורך בקירור המקורי.

הערות:

א. בד"כ ניתן לקנות את הסטוק בנפרד. קניית קירור כזה לא הופכת את המעבד למעבד בתצורת Box.

ב. בנוגע למעבדים של - במידה ויש בעיה עם המעבד ניתן לפנות ישירות לאינטל אך ורק אם המעבד הוא בתצורת Box. במקרה של מעבד בתצורת Tray יש לפנות למוכר. הסבר לגבי האחריות על מעבדי אינטל:

http://www.intel.com/support/processors/sb/CS-032344.htm

 

2.6 אוגרי המעבד (Registers)

למעבד עצמו יש מספר קטן של תאי זיכרון הנקראים אוגרים. אוגרים אלו משמשים להחזקת ערכים עליהם יש לבצע פעולת חישוב כלשהי (אריתמטית או לוגית), ערכים שנקראו מהזיכרון או ערכים אותם יש לכתוב לזיכרון. חשוב להבהיר כי האוגרים אינם חלק מהזיכרון הראשי ואינם שייכים לזיכרון המטמון.

 

2.7 אופן פעולת המעבד (הסבר כללי)

המעבד הוא רכיב אלקטרוני מורכב מאד שמקבל פקודות ומבצע אותן. כל פקודה עוברת במספר תחנות או שלבים במעבד, כאשר בכל תחנה מתבצע היבט אחר של הפקודה. באופן כללי ביותר ניתן לומר שהתחנות במעבד הן:

א. קריאת הפקודה מהזיכרון (הקוד לביצוע נמצא בזיכרון הראשי ויש להביא משם את הפקודה לביצוע).

ב. פיענוח הפקודה.

ג. קריאת ערכי האוגרים המשתתפים בפקודה.

ד. ביצוע הפעולה האריתמטית או הלוגית המוגדרת בפקודה.

ה. קריאה או כתיבה לזיכרון.

ו. עדכון ערך האוגרים המשתתפים בפקודה.

כל פקודה יש לקרוא מהזיכרון ולפענח, אך יש לציין כי למרות שכל פקודה עוברת את כל התחנות במעבד, לא בכל תחנה ניתן לבצע פעולה. לדוגמא - אם הפקודה היא ביצוע פעולה מתמטית בין שני ערכי אוגרים, הרי שבתחנת הקריאה/כתיבה לזיכרון לא מתבצע דבר, שכן הפקודה לא דורשת גישה לזיכרון.

 

2.8 שיטת מיתוג מעבדי אינטל

מעבדי המודרניים לשוק הביתי מחולקים ל-5 משפחות:Celeron - מעבד רמת סף (entry-level). מיועד לצרכים בסיסיים ביותר.

Pentium - מיועד לשוק המשרדי-נמוך.

Core i3 - מיועד לשוק הנמוך-בינוני (low-mid range).

Core i5 - מיועד לשוק הבינוני (mid-range).

Core - מיועד לשוק הגבוה (high-end performance).

 

2.9 משמעות הסיומות בשמות מעבדי אינטל

K - מכפלה פתוחה. מעבד כזה מיועד להמהרה.

S - מעבד בעל תדר ופליטת חום (TDP) נמוכים יותר לעומת מקבילו הרגיל (ללא אות סיומת).

T - מעבד בעל תדר ופליטת חום (TDP) נמוכים אף יותר מאשר מקבילו בעל סיומת S.

עוד לגבי סכימת השמות של מעבדי אינטל:

http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/processor-numbers.html

 

2.10 היסטוריית מעבדי אינטל ממשפחת ה i

הדור הראשון של מעבדי ה i התבסס על ארכיטקטורת Nehalem. מעבדים מדור זה התאימו לתושבת/סוקט 1156 ויוצרו בתהליך של 32nm. בדור זה היו שתי ליבות:

א. ליבת Clarkdale שבה נעשה שימוש במעבדי ה i3 ובחלק ממעבדי ה Core i5.

ב. ליבת Lynnfield שבה נעשה שימוש בחלק ממעבדי ה Core i5 ובמעבדי ה Core .

הדור השני התבסס על ארכיטקטורת . מעבדים מדור זה התאימו לתושבת/סוקט 1155 ויוצרו גם כן בתהליך של 32nm.

הדור השלישי התבסס על ארכיטקטורת . גם מעבדים מדור זה התאימו לתושבת/סוקט 1155 והם יוצרו בתהליך של 22nm.

הדור הרביעי והנוכחי של מעבדי ה Core i מתבסס על ארכיטקטורת ה . מעבדים אלו מתאימים לתושבת/סוקט 1150 והם מיוצרים בתהליך של 22nm.

 

2.11 מעבדי הדור הרביעי של אינטל מסדרת ה Core i (ליבת ה Haswell בתושבת 1150)

תכונות משותפות לכל מעבדי ה Haswell

תהליך ייצור של 22nm.

זיכרון מטמון L1 בנפח של 64KB לכל פיזית.

זיכרון מטמון L2 בנפח של 256KB לכל ליבה פיזית.

תמיכה בזיכרון של עד 32GB.

מעבדי ה Pentium

מבנה השם: G32XX או G34XX.

2 ליבות פיזיות/2 ליבות לוגיות (אין תמיכה ב Hyper-Threading).

זיכרון מטמון L3 בנפח של 3MB.

ליבה גרפית HD Graphics.

אין תמיכה בהמהרה (מכפלה נעולה), למעט במעבד G3258.

TDP מקסימלי של 53W.

אין תדר טורבו.

מעבדי ה Core i3

מבנה השם: Core i3-41XX או Core i3-43XX.

2 ליבות פיזיות/4 ליבות לוגיות (יש תמיכה ב Hyper-Threading).

זיכרון מטמון L3 בנפח של 3MB במעבדי ה Core i3-41XX ו 4MB במעבדי ה Core i3-43XX.

ליבה גרפית 4400 HD Graphics במעבדי ה Core i3-41XX ו 4600 HD Graphics במעבדי ה Core i3-43XX.

אין תמיכה בהמהרה (מכפלה נעולה).

TDP מקסימלי של 54W.

אין תדר טורבו.

מעבדי ה Core i5

מבנה השם: Core i5-44XX או Core i5-45XX או Core i5-46XX.

4 ליבות פיזיות/4 ליבות לוגיות (אין תמיכה ב Hyper-Threading).

זיכרון מטמון L3 בנפח של 6MB.

ליבה גרפית 4600 HD Graphics.

מעבדים בעלי סיומת K תומכים בהמהרה (נכון להיום Core i5-4670K ו Core i5-4690K).

TDP מקסימלי של 84W ברוב המעבדים, TDP מקסימלי של 88W במעבד Core i5-4690K.

יש תדר טורבו (במעבדים Core i5-44XX התוספת היא של 200MHz לכל היותר, בשאר המעבדים - תוספת של 400MHz).

מעבדי ה Core i7:

מבנה השם: Core i3-47XX.

4 ליבות פיזיות/8 ליבות לוגיות (יש תמיכה ב Hyper-Threading).

זיכרון מטמון L3 בנפח של 8MB.

ליבה גרפית 4600 Intel HD Graphics.

מעבדים בעלי סיומת K תומכים בהמהרה (נכון להיום Core -4770K ו Core -4790K).

TDP מקסימלי של 84W ברוב המעבדים, TDP מקסימלי של 88W במעבד -4790K.

יש תדר טורבו (תוספת של 400MHz לכל היותר ברוב המעבדים, במעבד -4770 התוספת היא של 500MHz).

Haswell Refresh

מעבדי ה שוחררו לשוק בחודש יוני 2013. כשנה מאוחר יותר הוציאה אינטל "סדרת ריענון" שכונתה Refresh. המעבדים בסדרה זו נועדו להחליף את מעבדי ה Haswell המקוריים, דבר הנעשה ע"י הגדלת תדר שעון שלהם ב 100MHz או 200MHz ותמחורם במחיר זהה.

לדוגמא - מעבד ה Core i5-4590, שעובד בתדר של 3.3GHz ו 3.7GHz במצב טורבו, נועד להחליף את מעבד ה Core i5-4570, שעובד בתדר של 3.2GHz ו 3.6GHz במצב טורבו.

דוגמא נוספת - מעבד ה -4790, שעובד בתדר של 3.6GHz ו 4GHz במצב טורבו, נועד להחליף את מעבד ה Core i5-4770, שעובד בתדר של 3.4GHz ו 3.9GHz במצב טורבו.

Devil's Canyon

כחודש לאחר מכן אינטל שיחררה את סדרת ה Devil's Canyon, שמטרתה הייתה להחליף את המעבדים בעלי המכפלה הפתוחה שמיועדים להמהרה (המעבדים בעלי סיומת K). המעבדים בסדרה זו, מלבד שיפור בתדר השעון, כוללים גם משחה תרמית טובה יותר בין ליבת העיבוד וגוף הקירור/מפזר החום המשולב (ה IHS) של המעבד (הכוונה היא ללוחית המתכת שניתן לראות על המעבד). בסדרה זו יש 3 מעבדים:

א. Core i5-4690K שנועד להחליף את ה Core i5-4670K.

ב. Core i5-4790K שנועד להחליף את ה -4770K.

ג. מעבד חדש מסדרת הפנטיום - ה G3258, בעל מכפלה פתוחה, שנועד לציין 20 שנה למותג הפנטיום.

להלן טבלה המסכמת את תכונות מעבדי ה Haswell של אינטל לתושבת 1150:

53ffb1056a3bc.png

 

2.12 מעבדי אינטל לשוק הגבוה (תושבות 2011 ו 2011-3)

בנוסף למעבדי ה Core i7 לסוקט 1150, לאינטל יש גם מעבדי Core i7 המיועדים לשוק הגבוה והמקצועי. בתאריך 29/8/2014 אינטל שיחררה את תושבת 2011-3, שבאה להחליף את תושבת 2011. אין תאימות בין תושבות 2011 ו 2011-3 (למרות שבשתיהן יש 2011 פינים), כך שלא ניתן להשתמש במעבדים המיועדים לתושבת אחת בתושבת השנייה.

תושבת 2011

עבור תושבת זו ישנם 3 מעבדים המבוססים על ארכיטקטורת ה -E ומיוצרים בטכנולוגיה של 22nm ו-4 מעבדים המבוססים על ליבת ה -E ומיוצרים בטכנולוגיה של 32nm.

המעבדים המבוססים על ארכיטקטורת ה -E:

Core i7-4820K - מעבד בעל 4 ליבות ובעל זיכרון מטמון L3 בנפח 10MB.

Core i7-4930K - מעבד בעל 6 ליבות ובעל זיכרון מטמון L3 בנפח 12MB.

Core i7-4960X - מעבד בעל 6 ליבות ובעל זיכרון מטמון L3 בנפח 15MB.

המעבדים המבוססים על ארכיטקטורת ה -E:

Core i7-3820 - מעבד בעל 4 ליבות ובעל זיכרון מטמון L3 בנפח 10MB. המכפלה של מעבד זה פתוחה חלקית.

Core i7-3930K - מעבד בעל 6 ליבות ובעל זיכרון מטמון L3 בנפח 12MB.

Core i7-3960X - מעבד בעל 6 ליבות ובעל זיכרון מטמון L3 בנפח 15MB.

Core i7-3970X - מעבד בעל 6 ליבות ובעל זיכרון מטמון L3 בנפח 15MB. ה TDP המקסימלי של מעבד זה הוא 150W.

כל המעבדים האלו תומכים ב-4 ערוצי זיכרון מסוג ובנפח מקסימלי של 64GB, יש בהם תמיכה ב Hyper-Threading, הם בעלי TDP מקסימלי של 130W, הם תומכים בהמהרה ואינם כוללים מובנית.

מידע לגבי מעבדים אלו מהאתר הרשמי של אינטל:

http://ark.intel.com/compare/63698,63697,63696,70845,77781,77780,77779

תושבת 2011-3

עבור תושבת זו ישנם 3 מעבדים המבוססים על ארכיטקטורת ה Haswell-E ומיוצרים בטכנולוגיה של 22nm:

Core i7-5820K - מעבד בעל 6 ליבות ובעל זיכרון מטמון L3 בנפח 15MB.

Core i7-5930K - מעבד בעל 6 ליבות ובעל זיכרון מטמון L3 בנפח 15MB.

Core i7-5960X - מעבד בעל 6 ליבות ובעל זיכרון מטמון L3 בנפח 20MB.

כל המעבדים האלו תומכים ב-4 ערוצי זיכרון מסוג ובנפח מקסימלי של 64GB, יש בהם תמיכה ב Hyper-Threading, הם בעלי TDP מקסימלי של 140W, הם תומכים בהמהרה ואינם כוללים מובנית.

מידע לגבי מעבדים אלו מהאתר של אינטל:

http://ark.intel.com/compare/82932,82931,82930

להלן טבלה המסכמת את המידע לגבי המעבדים לשוק הגבוה של אינטל:

540339e319bc9.png

יש לציין כי בנוסף למעבדים הנ"ל ממשפחת ה Core i7, ישנם עוד מעבדים, השייכים למשפחת ה , המיועדים לתושבות 2011 ו 2011-3.

 

2.13 גישת ה Tick-Tock של אינטל

בשנת 2007 אינטל אימצה את גישת ה Tick-Tock. לפי גישה זו נקבע כי כל שנה עד 18 חודשים יתבצע Tick, שהוא תהליך של מיזעור תהליך הייצור עבור הארכיטקטורה הנוכחית, ולאחר שנה עד 18 חודשים נוספים מתבצע Tock, שהוא שחרור חדשה לגמרי.

מבט בהיסטורית המעבדים של אינטל מראה כי גישה זו נשמרה בשנים האחרונות:

בשנת 2011 שוחררה בשלב ה Tock ארכיטקטורת .

בשנת 2012 שוחררה בשלב ה Tick ארכיטקטורת ה , שהיא מיזעור תהליך הייצור של ארכיטקטורת Sandy Bridge מ 32nm ל 22nm.

בשנת 2013 שוחררה בשלב ה Tock ארכיטקטורת ה Haswell.

בסוף שנת 2014 צפוי שלב Tick שבו תשוחרר ארכיטקטורה בשם , שהיא מיזעור של ארכיטקטורת ה Haswell מ 22nm ל 14nm.

 

2.14 מצב טורבו במעבדי אינטל

במעבדי אינטל קיימת טכנולוגיה בשם Intel Turbo Boost Technology 2.0 שמטרתה להגדיל את תדר הליבות במעבד בכדי לספק טובים יותר. הגדלת התדר תלויה במספר גורמים כמו סוג העומס, צריכת ההספק, הטמפרטורה ומספר הליבות הפעיל. זו למעשה מבצעת "המהרה (אוברקלוק) באופן דינאמי" למעבד. יש לציין כי תדר הטורבו שמצויין עבור מעבד מסויים מתייחס לתדר המקסימלי שאליו המעבד יכול להגיע כאשר רק ליבה אחת פעילה (בעומס). תוספת התדר (תדר הטורבו) המעשי היא למעשה מכפלה של Turbo Boost Bin ותדר הבסיס, כאשר ערף ה Turbo Boost Bin תלוי במספר הליבות הפעילות (בעומס). תדר הבסיס במעבדי ה Haswell, כמו גם במעבדי ה Sandy Bridge וה Ivy Bridge, הוא 100MHz ואילו במעבדי הדור הראשון של משפחת Core i תדר הבסיס הוא 133MHz.

דוגמא - במעבד Core i5-4590, שמוגדר כבעל תדר של 3.3GHz ותדר טורבו מקסימלי של 3.7GHz, עבור 4/3/2/1 ליבות פעילות ה Turbo Boost Bin הוא 2/3/4/4 בהתאמה. זה אומר שבעומס על כל ארבעת הליבות התוספת לתדר תהיה לכל היותר 2X100MHz=200MHz, כלומר המעבד יוכל להגיע לתדר של 3.5GHz. כאשר יש עומס על ליבה אחת בלבד התוספת לתדר תהיה לכל היותר 4X100MHz=400MHz, כלומר המעבד יוכל להגיע לתדר של 3.7GHz.

מידע לגבי מצב הטורבו עבור מעבדי ה Core i5:

http://www.intel.com/support/processors/corei5/sb/CS-032278.htm

מידע לגבי מצב הטורבו עבור מעבדי ה Core i7:

http://www.intel.com/support/processors/corei7/sb/CS-032279.htm

 

2.15 כלי לבדיקת תקינות מעבדי אינטל

אינטל שיחררה כלי הנועד לבדיקת תקינות המעבדים מתוצרתה, אותו ניתן למצוא בקישור הבא:

http://www.intel.com/support/processors/sb/CS-031726.htm

 

2.16 מידע לגבי המעבדים של AMD

את המעבדים של ניתן לחלק ל-2 קבוצות עיקריות:

א. מעבדי APU (הנקראים גם A-Series), שהם מעבדים הכוללים ליבה גרפית מובנית מסוג .

ב. מעבדי FX, Phenom II, Athlon II, ו Sempron, שאינם כוללים מובנית.

בנוסף ישנן שתי תושבות עיקריות עבור מעבדי AMD:

א. תושבת +FM2 המיועדת בעיקר למעבדי ה APU. גירסאות קודמות של תושבת זו הן ה FM2 וה FM1. יש לציין כי קיימים מעבדים שאינם כוללים מובנית אך מתאימים לתושבות אלו.

ב. תושבת +AM3 המיועדת לשאר המעבדים. גירסאות קודמות של תושבת זו הן ה AM3, ה +AM2 וה AM2.

למידע נוסף ראו את הדיון: ריכוז כל המידע לגבי מעבדי AMD

2.17 כלי להצגת מידע אודות חלוקת העומס במעבד, בליבה גרפית ובזיכרון מ AMD

AMD שיחררה כלי המאפשר להציג את חלוקת העומס במוצריה, ובפרט במעבדים ובליבות הגרפיות. את הכלי ניתן למצוא בקישור הבא:

http://support.amd.com/en-us/kb-articles/Pages/AMDSystemMonitor.aspx

 

2.18 אינדקס מעבדים

מידע כללי לגבי מעבדים ניתן למצוא בקישור הזה:

http://www.techpowerup.com/cpudb

מידע אודות מעבדי AMD (לא כולל מעבדי ה APU) ניתן למצוא בקישור הזה:

http://products.amd.com/en-us/DesktopCPUResult.aspx

מידע אודות מעבדי ה APU של AMD ניתן למצוא בקישור הזה:

http://www.amd.com/en-us/products/processors/desktop/a-series-apu

מידע אודות מעבדי אינטל ניתן למצוא בקישור הזה:

http://ark.intel.com

שתף דיון


קישור ישיר להודעה
שתף באתרים אחרים

3. לוחות אם וערכות שבבים

3.1 ערכות השבבים למעבדי בתושבת 1150

עם שיחרור מעבדי ה שוחררו גם מספר ערכות שבבים: H81, B85, H87 ו Z87 (למעשה שוחררו גם ערכות השבבים Q85 ו Q87, אך הן מיועדות יותר לשוק העיסקי). התכונות העיקריות של ערכות השבבים:

H81

תמיכה בשני ערוצי , 2 מודולי ובנפח מקסימלי של 16GB.

תמיכה ב-16 ערוצי PCI Express 2.0 מהמעבד בתצורה של PCI-E X16.

6 ערוצי PCI Express 2.0 מערכת השבבים.

תמיכה בעד 2 חיבורי 3.0, ועד 8 חיבורי 2.0.

תמיכה בעד 4 חיבורי SATA, כאשר מתוך 2 הם SATA3 ו-2 הם SATA2.

B85

תמיכה בשני ערוצי , 4 מודולי זיכרון ובנפח זיכרון מקסימלי של 32GB.

תמיכה ב-16 ערוצי PCI Express 3.0 מהמעבד בתצורה של PCI-E X16.

8 ערוצי PCI Express 2.0 מערכת השבבים.

תמיכה בעד 4 חיבורי 3.0, ועד 8 חיבורי 2.0.

תמיכה בעד 6 חיבורי SATA, כאשר מתוך 4 הם SATA3 ו-2 הם SATA2.

H87

תמיכה בשני ערוצי זיכרון, 4 מודולי זיכרון ובנפח זיכרון מקסימלי של 32GB.

תמיכה ב-16 ערוצי PCI Express 3.0 מהמעבד בתצורה של PCI-E X16.

8 ערוצי PCI Express 2.0 מערכת השבבים.

תמיכה בעד 6 חיבורי USB 3.0, ועד 8 חיבורי USB 2.0.

תמיכה בעד 6 חיבורי SATA, כולם מסוג SATA3.

Z87

תמיכה בשני ערוצי זיכרון, 4 מודולי זיכרון ובנפח זיכרון מקסימלי של 32GB.

תמיכה ב-16 ערוצי PCI Express 3.0 מהמעבד בתצורות אפשריות של:

א. PCI-E X16.

ב. שני PCI-E X8.

ג. PCI-E X8 אחד ועוד שני PCI-E X4.

8 ערוצי PCI Express 2.0 מערכת השבבים.

תמיכה בעד 6 חיבורי USB 3.0, ועד 8 חיבורי USB 2.0.

תמיכה בעד 6 חיבורי SATA, כולם מסוג SATA3.

תמיכה בהמהרה.

הערות:

א. התמיכה במעבדי Refresh ו Devil's Canyon בלוחות אם המבוססים על ערכות שבבים אלו דורשת עדכון .

ב. בערכות שבבים אלו אין תמיכה במעבדי הדור החמישי (Broadwell).

במקביל לשחרור סדרת מעבדי ה Refresh באמצע 2014 שוחררו גם שתי ערכות שבבים חדשות - H97 ו Z97. ערכות שבבים אלו זהות ל H87 ו Z87 בתכונותיהן, ואליהן נוספו התכונות הבאות:

א. תמיכה במעבדי ה Refresh ללא צורך בעדכון .

ב. תמיכה במעבדי הדור החמישי של (Broadwell).

ג. תמיכה בחיבורי SATA Express, M.2 ו , כאשר מימוש ממשקים אלו תלוי ביצרן הלוח.

כל ערכות השבבים המודרניות למעבדי עושות שימוש בשבב אחד בלבד.

השוואה בין ערכות השבבים H81, B85, H87, H97, Z87 ו Z97:

http://ark.intel.com/compare/82012,75013,82010,75004,75019,75016

 

3.2 ערכות השבבים למעבדי בתושבת 2011

בלוחות אם בעלי תושבת 2011 נעשה שימוש בערכות שבבים השונות מאלו בהן נעשה שימוש בלוחות בעלי תושבת 1150. ערכות שבבים אלו מתאימות למעבדי ה המבוססים על ארכיטקטורות Sandi Bridge-E ו -E וכן למעבדי Xeon המבוססים על ארכיטקטורות Sandy Bridge-EP ו -EP. ערכת השבבים העיקרית לתושבת 2011 המיועדת לשוק המחשבים הביתיים היא ה X79.

X79

תמיכה בארבעה ערוצי זיכרון, 8 מודולי זיכרון ובנפח זיכרון מקסימלי של 64GB.

תמיכה ב-40 ערוצי *PCI Express 2.0/3.0 מהמעבד בתצורות אפשריות של:

א. שני PCI-E X16 ו PCI-E X8 אחד.

ב. PCI-E X16 אחד ושלושה PCI-E X8.

ג. PCI-E X16 אחד, שני PCI-E X8 ושני PCI-E X4.

8 ערוצי PCI Express 2.0 מערכת השבבים.

תמיכה בעד 14 חיבורי USB 2.0.

תמיכה בעד 6 חיבורי SATA, מתוכם 2 הם מסוג SATA3.

תמיכה בהמהרה.

* עבור מעבדי Sandy Bridge-E התמיכה היא ב PCI Express 2.0, ואילו עבור מעבדי ה -E התמיכה היא ב PCI Express 3.0.

יש לציין כי קיימות ערכות שבבים נוספות המתאימות לתושבת 2011 כמו C602, C604, C606 ו C608.

 

3.3 ערכות השבבים למעבדי אינטל בתושבת 2011-3

ב 2/9/2014 אינטל שיחררה את תושבת 2011-3 (או 2011v3), המיועדת למעבדי ה Haswell-E. שיחרור תושבת זו לווה בערכת שבבים חדשה, ה X99, המתאימה לה. המיועדת לתושבת זו. תושבת 2011-3 באה להחליף את תושבת 2011, שבה נעשה שימוש בערכת השבבים X79.

X99

תמיכה בארבעה ערוצי זיכרון מסוג .

תמיכה ב-40 ערוצי PCI Express 3.0 מהמעבד בתצורות אפשריות של:

א. שני PCI-E X16 ו PCI-E X8 אחד.

ב. חמישה PCI-E X8.

8 ערוצי PCI Express 2.0 מערכת השבבים.

תמיכה בעד 6 חיבורי USB 3.0.

תמיכה בעד 14 חיבורי USB 2.0.

תמיכה בעד 10 חיבורי SATA, כולם מסוג SATA3.

תמיכה בהמהרה.

 

3.4 סיכום תכונות ערכות השבבים למעבדי אינטל

 

59f210c7caf1b_Intelchipsetsfor115020112011-3sockets.thumb.PNG.bd92a1baf8463aa9241583f34ed8908b.PNG

 

3.5 I/O Flexibility בערכות השבבים של אינטל

בערכות השבבים Q87, H87 ו Z87 של אינטל מסדרה 8 ובערכות השבבים H97 ו Z97 מסדרה 9 נעשה שימוש בFlexible I/O Map. גישה זו מאפשרת ליצרן הלוח גמישות בקביעת תפקידם של חלק מערוצי הקלט/פלט הנובעים מערכת השבבים, ובכך לאפשר בניית לוחות בעלי תכונות שונות המבוססים על אותה ערכת השבבים מבלי להשתמש בבקרים נוספים.

תכונות ה Flexible I/O Map:

א. בסה"כ ישנם 18 פורטים זמינים, הממוספרים מ 1 עד 18, כאשר חלקם בעלי תפקיד קבוע:

  • 4 פורטים (פורטים 1-4) מוקצים כחיבורי USB 3.0.
  • 6 פורטים (פורטים 7-12) מוקצים כמסלולי PCI Express.
  • 4 פורטים (פורטים 15-18) מוקצים כחיבורי SATA3.

ב. את תפקידם של פורטים 5 ו-6 ניתן להקצות כחיבורי USB 3.0 או כמסלולי PCI Express.

ג. את תפקידם של פורטים 13 ו-14 ניתן להקצות כחיבורי SATA3 או כמסלולי PCI Express.

ד. לא ניתן להקצות יותר מ-8 פורטים לחיבורי PCI-E.

מכאן נובע שכל ערכת שבבים כזו יכולה לספק בין 4 ל-6 חיבורי USB 3.0, בין 4 ל-6 חיבורי SATA3 ובין 6 ל-8 חיבורי PCI-E.

הערות:

א. בערכת השבבים H81 יש רק 12 פורטים זמינים ולא ניתן לשנות את תפקידם - פורטים 3, 4, 11, 12, 17, ו-18 מבוטלים, תפקיד פורטים 5 ו-6 נקבע כמסלולי PCI Express ותפקידי פורטים 13 ו-14 נקבע כחיבורי SATA2, כך שליצרן הלוח אין אפשרויות בחירה כלל.

ב. גם בערכות השבבים Q85 ו B85 אין ליצרן הלוח אפשרויות בחירה כלל - תפקיד פורטים 5 ו-6 נקבע כמסלולי PCI Express ותפקידי פורטים 13 ו-14 נקבע כחיבורי SATA2.

ג. בערכת השבבים H97 ו Z97 פורטים 13 ו-14, שאותם ניתן להגדיר כ-2 חיבורי SATA3 או כ-2 מסלולי PCI Express, יכולים לשמש גם כחיבור SATA Express יחיד או כחיבור M.2 יחיד, אך לא במקביל. זו הסיבה שבגללה שימוש בחיבור M.2 ברוב לוחות האם יגרום לכך שלא יהיה ניתן להשתמש בחיבור ה SATA Express או לחבר לפורטים אלו התקני SATA.

להלן טבלה המסכמת את נושא ה Flexible I/O Map עבור ערכות השבבים מסדרה 8 וסדרה 9 של אינטל:

59f211130eaf2_IntelIOPortFlexibility.thumb.png.1b1d0d94baa8d85ddb5d7fb70ae47994.png

 

3.6 ערכות השבבים למעבדים השולחניים של AMD

מבחינת ערכות השבבים, את מעבדי ניתן לחלק ל-2 סוגים:

א. מעבדים לתושבות מסוג FM, כאשר העדכנית ביותר היא +FM2, המיועדות בעיקר למעבדי ה APU. ערכות השבבים העדכניות לתושבות ה AM3 וה +AM3 שייכות לסדרה 8 (ערכות השבבים 870, 880G, 890GX ו 890FX) וסדרה 9 (ערכות השבבים 970, 980G, 990X ו 990FX) של (אין קשר לסדרה 8 וסדרה 9 של ערכות השבבים של אינטל). ערכות שבבים אלו מורכבות מ-2 שבבים - גשר צפוני (Northbridge) וגשר דרומי (Southbridge).

ב. לתושבות AM, כאשר העדכנית ביותר היא +AM3 והמיועדות לשאר המעבדים (ובעיקר למעבדי ה FX וה Athlon). ערכות השבבים לתושבות ה FM נקראות FCH (ראשי תיבות של Controller Hub) והן כוללות את ה A55, A75, A78, A85X ו A88X. ערכות שבבים אלו מורכבות משבב אחד בלבד.

למידע נוסף ראו את הדיון: ריכוז כל המידע לגבי מעבדי AMD

 

3.7 שיקולים בבחירת לוח אם

ברוב לוחות האם המודרניים ניתן לקבל את אותם הביצועים בין אם מדובר בלוח הכי זול או בלוח הכי יקר. לכן כאשר בוחנים לקראת קנייה, יש להתייחס לתכונות (הפיצ'רים) שלו. להלן מספר גורמים אותם יש לקחת בחשבון כאשר בוחרים חדש:

מספר חריצי ההרחבה לזיכרון

ברוב הלוחות יש 2 או 4 חריצי הרחבה לזיכרון, וכן יש תמיכה בכמות זיכרון מקסימלית (בד"כ 16GB, 32GB או 64GB) זהו שיקול אם מעוניינים לקנות כמות זיכרון גדולה או להרחיב את הזיכרון בעתיד.

סוגי היציאות הגרפיות

ברוב המעבדים המודרניים יש ליבה גרפית מובנית, ובכדי להשתמש בה יש צורך ביציאות גרפיות בלוח האם. ישנם 4 סוגי יציאות : VGA (יציאה אנלוגית), DVI, HDMI ו (שהן יציאות דיגיטליות). אם אין כוונה לקנות כרטיס מסך נפרד, הרי שמספר וסוגי היציאות הגרפיות שאותן הלוח מציע הוא שיקול בבחירת הלוח (יש כמובן לדעת לאיזה מסך או התקני תצוגה המחשב יחובר).

מספר חיבורי ה SATA וסוגם

ברוב הלוחות ניתן למצוא לפחות 4 חיבורי הרחבה מסוג SATA, כאשר לפחות 2 מתוכם הם SATA3. את כונני ה רצוי לחבר לחיבור מסוג SATA3 (עבור כוננים מכאניים אין הבדל משמעותי בביצועים בין חיבור SATA3 לחיבור SATA2). מספר חיבורי ה SATA קובע כמה התקני איחסון מסוג SATA (דיסקים קשיחים, כונני , כוננים היברידיים וכוננים אופטיים) ניתן לחבר למחשב, ולכן הוא מהווה שיקול בבחירת הלוח, במיוחד אם יש כוונה להשתמש במספר רב של כוננים.

מספר חיבורי ה USB וסוגם

חיבורי USB משמשים לחיבור התקנים חיצוניים למחשב (מקלדות, עכברים, דיסקים קשיחים, מדפסות, טלפונים , התקני איחסון ועוד), כאשר התקנים מסוג USB 3.0 מאפשרים קצב העברת נתונים גדול יותר מאשר USB 2.0. בלוחות המודרניים ניתן למצוא לפחות 4 או 6 חיבורי USB בפאנל האחורי, כאשר לפחות חלקם הם מסוג USB 3.0. כמו כן ברוב הלוחות יש אפשרות לחבר יציאות USB נוספות, בד"כ למארז. מספר וסוג ההתקנים אותם ניתן לחבר למחשב במקביל תלוי במספר וסוג חיבורי ה USB שהלוח מציע ולכן מהווה שיקול בבחירת הלוח.

מספר חריצי ההרחבה וסוגם

ישנם 2 סוגי חריצי הרחבה - חריצי הרחבה מסוג PCI (המיושנים), וחריצי הרחבה מסוג PCI-E X1. ברוב הלוחות יש לפחות חריץ הרחבה אחד מסוג PCI-E X1. אם מתוכנן להוסיף כרטיסי הרחבה למחשב, יש לוודא שיש בלוח האם חריצי הרחבה מהסוג מתאים.

הערה - ניתן לחבר כרטיסי הרחבה מסוג PCI Express בכל גודל לחריץ הרחבה מסוג PCI-E X16. לכן אם חסרים חריצי הרחבה מסוג PCI-E X1, ניתן להשתמש בחריץ הרחבה מסוג PCI-E X16 כתחליף, אך יש לציין כי בחלק מהמקרים הדבר יכול להקטין את רוחב הפס לכרטיס המסך.

גודל הלוח

לעיתים יש צורך להשתמש במארז מסויים, שתומך בלוחות בעלי גודל מסויים בלבד. הגודל (form factor) הסטנדרטי ללוח הוא ATX, אך ישנם לוחות קטנים יותר בעלי גודל micro-ATX ו mini-ITX או לוחות גדולים יותר כמו EATX. לכן יש לוודא כי הלוח שנבחר מתאים פיזית למארז בו ייעשה שימוש.

מספר יציאות האודיו ויציאה אופטית

במידה ומתוכנן להשתמש בכרטיס הקול המובנה בלוח ולחבר אליו מערכת קול או מספר רב של למחשב, יש לוודא כי יש מספיק חיבורי אודיו בלוח (בד"כ יש 3, 5 או 6) ואם יש צורך - גם יציאת קול אופטית.

תמיכה במערך

במידה ומתוכנן מערך של מסוג SLI או CrossFire יש לוודא כי הלוח תומך במערך מהסוג הרצוי, וכן כי מספר חריצי ההרחבה הדרוש מסוג PCI-E X16 מתאים. יש לשים לב כי ישנם לוחות אם בעלי 2 (או יותר) חריצי הרחבה מסוג PCI-E X16, כאשר חריץ ההרחבה השני עובד ב"מהירות" של X4 בלבד. לוחות כאלו לא מומלצים עבור מערך (מומלץ לבחור בלוח שבן הוספת כרטיס מסך שני יגרום למערך לפעול ב X8 ולא ב X4).

תמיכה בהמהרה ומספר שלבי ייצוב מתח

במידה ומתוכננת (אוברקלוק) יש לוודא כי ערכת השבבים מתאימה לכך (לא כל ערכת שבבים תומכת בהמהרה), וכן רצוי לבחור לוח בעל מספר רב של שלבי ייצור מתח בכדי לקבל יציבה (במיוחד אם מתוכננת "כבדה").

חיבורים מיוחדים ותכונות מסויימות

לעיתים קיימת דרישה לחיבורים מיוחדים כמו SATA Express, M.2, תמיכה במערך RAID, כרטיס וכדומה. יש צורך לוודא כי הלוח תומך בתכונות נדרשות אלו לפני הקנייה.

  • תודה! 1

שתף דיון


קישור ישיר להודעה
שתף באתרים אחרים

4. זכרונות

4.1 DDR ותדר הזיכרון בפועל

DDR הוא ראשי תיבות של Double Data Rate, כלומר קצב מידע כפול. פירוש הדבר הוא שזיכרון מסוג DDR על גירסאותיו השונות (DDR, DDR2, ועתה גם DDR4 ששוחרר לאחרונה) מסוגל לשלוח או לקבל מידע פעמיים בכל מחזור שעון. תוכנות רבות לזיהוי חומרה, כדוגמת CPU-Z, מציגות את תדר הזיכרון האמיתי ולא את התדר המעשי (האפקטיבי), שהוא כפול מתדר הזיכרון המעשי. לדוגמא - זיכרון מסוג בעל תדר של 1600MHz בד"כ מוצג כבעל תדר של 800MHz. לפיכך אם הזיכרון מזוהה כעובד בחצי מהתדר המוצהר עליו אין הדבר מעיד על בעיה כלשהי.

 

4.2 רוחב הפס לזיכרון

רוחב הפס לזיכרון מציין את מספר הבתים שניתן להעביר אל הזיכרון או ממנו בכל שנייה. כאשר מדובר על זכרונות מסוג , רוחב אפיק המידע (ה Data Bus) הוא 64 סיביות, או 8 בתים, ולכן בכדי לקבל את רוחב הפס לזיכרון בבתים לשנייה, פשוט יש להכפיל את תדר הזיכרון המעשי ב-8. לדוגמא - אם זיכרון מסוג עובד בתדר מעשי של 1600MHz, רוחב הפס לזיכרון הוא 1600MHz * 8 Bytes = 12800MB/s.

 

4.3 סכמת השמות עבור מסוג DDR

שם המודול הזיכרון נכתב בד"כ בפורמט DDRX-YYYY, כאשר X מציין את הדור (עבור DDR מהדור הראשון לא מצויין דבר) ו YYYY הוא תדר הזיכרון האפקטיבי בו הזיכרון מסוגל לעבוד. לדוגמא - השם -1600 מציין שמדובר במודול זיכרון מסוג המסוגל לעבוד בתדר אפקטיבי של 1600MHz (תדר אמיתי של 800MHz).

לעיתים שם המודול נכתב גם בפורמט PCX-YYYY, כאשר X מציין את הדור (עבור מהדור הראשון לא מצויין דבר) ו YYYY הוא רוחב הפס לזיכרון, כאשר ערך זה בד"כ מעוגל למספר שלם. לדוגמא - עבור מודול מסוג DDR3 שעובד בתדר של 1866MHz רוחב הפס לזיכרון הוא בערך 14930MB/s, ולכן שם המודול יכול להופיע גם כ PC3-14900.

הערה - כאשר ידוע רוחב הפס לזיכרון, ניתן לדעת באיזה תדר מעשי (בערך) הזיכרון מסוגל לעבוד ע"י חלוקת ערך זה ב-8.

 

4.4 ההבדלים בין DDR מדורות שונים

כל זכרונות ה מכל הדורות (זיכרון ה DDR המקורי, DDR3 ,DDR2 ו DDR4) פועלים באופן דומה - כל אחד הוא מסוג DDR, כלומר תדר העבודה המעשי שלו הוא פי 2 מתדר השעון הנכנס אליו ולכולם יש אפיק מידע (Data Bus) ברוחב 64 סיביות (8 בתים). ההבדלים היחידים בין זיכרונות ה DDR השונים הם בתדר הזיכרון (ומכאן - ברוחב הפס לזיכרון), שבד"כ גדל עם הדורות, בערכי התיזמונים, שבד"כ גם כן גדלים ובמתח העבודה, שבד"כ קטן. יש לציין כי אין תאימות פיזית בין זיכרונות מדורות שונים, ולא ניתן להכניס לחריץ ההרחבה שאינו מיועד לו.

להלן טבלאות המציגות נתונים לגבי DDR מסוגים שונים, כמו התדר האמיתי, התדר האפקטיבי, רוחב הפס לזיכרון, מספר הפינים, וכן את הערכים המאושרים ע"י JEDEC עבור התיזמונים והמתח.

 

עבור מסוג DDR3:

59f211d8a215d_DDR3JEDECSpecs.PNG.4e318810d38b44cef171eb07ac75c0d3.PNG

 

עבור זכרונות מסוג DDR4:

59f2120786ff4_DDR4JEDECSpecs.PNG.7efaf04dddbd2810a3510db5837191b5.PNG

הערה - עבור מודולי זיכרון מסוג העובדים בתדרים של 2666MHz ו 3200MHz עדיין לא נקבעו ערכי תיזמונים מותרים ע"י JEDEC.

 

4.5 תצורות זיכרון - ערוץ יחיד, ערוץ כפול ו Flex Mode

ברוב לוחות האם ניתן להתקין מספר מודולי זיכרון במקביל, כאשר מיקום מודולי הזיכרון בחריצי ההרחבה קובע באיזו תצורה הזיכרון יעבוד. בלוחות האם המודרניים למחשבים ביתיים קיימים מספר מצבים שבהם הזיכרון יכול לעבוד, כשהעיקריים הם ערוץ יחיד וערוץ כפול. יש לציין כי בלוחות אם בעלי ערכת שבבים של יש תמיכה במצב נוסף בשם Flex Mode (מצב גמיש), שהוא מצב המשלב ערוץ יחיד וערוץ כפול, וכן קיימים מצבי זיכרון נוספים כמו ערוץ משולש, שהיה בשימוש בעיקר בלוחות האם עבור הדור הראשון של מעבדי ה i בעלי תושבות 1156 ו-1366, וערוץ מרובע, שקיים בעיקר בלוחות האם עבור תושבת 2011.

בכדי להסביר את נושא מצבי הזיכרון, יש לציין כי חריצי ההרחבה לזיכרון מתחלקים לערוצים (channels), כאשר ערוץ זיכרון יכול להיות מורכב מחריץ הרחבה אחד או יותר. כמו כן יש להבין כי לכל מודול זיכרון יש רוחב אפיק נתונים (Data Bus), הנמדד במספר הסיביות שניתן לקרוא מהזיכרון או לשלוח לזיכרון. לדוגמא - במודולי זיכרון מסוג DDR3 (ולמעשה גם לזיכרונות מסוג DDR ו DDR2) רוחב הפס הזה הוא 64 ביט (סיביות). מצב בו נעשה שימוש ביותר מערוץ זיכרון אחד מאפשר גישה למספר זיכרונות במקביל, ובכך ניתן לשלוח ולקבל יותר נתונים בעבודה מול הזיכרון.

רצוי להתקין את מודולי הזיכרון כך שהזיכרון יעבוד במצב בו רוחב אפיק הנתונים לכל הזיכרון הוא הגדול ביותר אליו ניתן להגיע, דבר שיכול לשפר את הביצועים. מעשית, אין כמעט הבדל בביצועים, כך שאם הפעלת הזיכרון במצב כזה דורשת השקעה כספית גדולה לעומת מצב "נחות" יותר, אין טעם לעשות אותה.

מצב ערוץ יחיד (Single Channel Mode)

במצב זה נעשה שימוש במודול זיכרון אחד בלבד, או שמודולי הזיכרון מותקנים כך שכולם נמצאים על אותו הערוץ. במצב זה רוחב אפיק הנתונים לכל הזיכרון זהה לרוחב אפיק הנתונים של מודול זיכרון בודד.

מצב ערוץ כפול (Dual Channel Mode)

במצב זה, שבו נעשה שימוש ביותר ממודול זיכרון אחד, מודולי הזיכרון מותקנים כך שבכל ערוץ זיכרון מותקנת אותה כמות זיכרון. במצב זה רוחב אפיק הנתונים לכל הזיכרון שווה לפי 2 מרוחב אפיק הנתונים של מודול זיכרון בודד.

במצב זה התצורה הנפוצה היא שימוש ב-2 או ב-4 מודולי זיכרון, אך יש לציין כי ניתן לעבוד גם עם 3 מודולי זיכרון במצב ערוץ כפול, כל עוד כמות הזיכרון בכל ערוץ זיכרון שווה. לדוגמא - אם בערוץ הזיכרון הראשון מותקן מודול זיכרון אחד בנפח 8GB ובערוץ הזיכרון השני מותקנים 2 מודולי זיכרון בנפח 4GB כל אחד, הזיכרון יעבוד במצב ערוץ כפול, כי בכל ערוץ זיכרון יש זיכרון בנפח 8GB.

מצב ערוץ משולש (Triple Channel Mode) ומצב ערוץ מרובע (Quad Channel Mode) עובדים בדיוק באותה צורה - בכל שלושת או ארבעת ערוצי הזיכרון צריכה להיות כמות זיכרון שווה.

Flex Mode

מצב Flex (או מצב גמיש), הוא מצב זיכרון האפשרי בחלק מערכות השבבים של , והוא למעשה מצב ביניים בין ערוץ כפול ובין ערוץ בודד. מצב זה דורש שימוש ביותר ממודול זיכרון אחד. בכדי לעבוד במצב כזה יש להתקין בכל ערוץ כמות זיכרון לא שווה, דבר שיגרום לכך שכמות הזיכרון הזהה תעבוד בערוץ כפול והשארית תעבוד בערוץ יחיד. לדוגמא - התקנת מודול זיכרון בנפח 8GB בערוץ הזיכרון הראשון ומודול זיכרון בנפח של 4GB בערוץ הזיכרון השני תגרום לכך ש 8GB מהזיכרון (4GB מהערוץ הראשון ו 4GB מהערוץ השני) יעבדו במצב של ערוץ כפול, ואילו ה 4GB הנותרים מהערוץ הראשון יעבדו מצב של ערוץ יחיד. מצב זה עדיף על עבודה בערוץ יחיד, אך אם ניתן לסדר את מודולי הזיכרון כך שהם יעבדו במצב של ערוץ כפול מומלץ לעשות כן מאשר להשאירם במצב Flex.

למידע נוסף אודות מצבי הזיכרון:

http://www.intel.com/support/motherboards/desktop/sb/cs-011965.htm

 

4.6 יצרני מודולי זיכרון ויצרני שבבי זיכרון

מודולי הזיכרון בד"כ נמכרים תחת שם יצרן מסויים, אולם במבט מקרוב ניתן לראות כי לעיתים על שבבי הזיכרון עצמם מופיע שם אחר, בעוד שם היצרן מופיע אולי על מדבקה או על ה PCB של מודול הזיכרון. הסיבה לכך היא שישנן חברות שמייצרות שבבי זיכרון, וזהו השם שניתן לראות על שבבי הזיכרון, ויש חברות שמרכיבות את מודול הזיכרון עצמו (מלחימות את שבבי הזיכרון ל PCB), וזה השם המופיע על המדבקה או על ה PCB, כאשר בהכרח מדובר באותה החברה. בפועל ישנן חברות שגם מייצרות את שבבי הזיכרון וגם בונות את מודולי הזיכרון, כמו Kingston, וישנן חברות הרוכשות שבבי זיכרון מחברות המייצרות אותם ורק בונות את מודולי הזיכרון, כמו ADATA. בין יצרני שבבי הזיכרון הגדולים בעולם ניתן למצוא את ו .

 

4.7 שילוב זיכרונות העובדים במתחים שונים

במידה ורוצים להשתמש בשני מודולי זיכרון (או יותר), שכל אחד מהם מתוכנן לעבוד במתח אחר, ובהנחה שלוח האם מסוגל לספק מתחים כאלו לזיכרון, ייתכנו מספר תוצאות אפשריות:

1. ייתכן שהמחשב ייקבל את שני מודולי הזיכרון ויעבוד איתם ללא בעיה.

2. במידה והמתח נקבע לערך הנמוך יותר מבין השניים, ייתכן והזיכרון הדורש מתח גבוה יותר יגרום לכך שהמחשב יעבוד בצורה לא תקינה (המחשב לא יאתחל, לא יזהה את כל הזיכרון או שיהיו שגיאות בזיכרון).

3. באופן דומה, במידה והמתח נקבע לערך הגבוה יותר מבין השניים, ייתכן שהזיכרון שדורש מתח נמוך יותר יגרום לכך שהמחשב יעבוד בצורה לא תקינה, וייתכן גם שהזיכרון הדורש מתח נמוך יותר יינזק.

באופן כללי רצוי להימנע משילוב של מודולי זיכרון המיועדים לעבודה במתחים שונה. אם בכל זאת נעשה שילוב כזה, מומלץ לבדוק את יציבות הזיכרון עם +memtest86 (או עם תוכנה דומה) בכדי לוודא שלא נוצרות שגיאות בזיכרון. כמו כן יש לציין כי ככל שמתח הזיכרון גדול יותר, כך גדל העומס על בקר הזיכרון, שכיום הוא בד"כ חלק מהמעבד. לכן מומלץ להשתמש בזיכרון בעל מתח נמוך ככל האפשר, אלא אם כן הדבר דורש השקעה כספית גדולה.

מתחים בזיכרון DDR3

עבור זיכרון מסוג DDR3 ניתן למצוא כיום מודולים שעובדים במתחים של 1.35V, 1.65V ו 1.5V, שהוא המתח הנפוץ והמקובל למודולי זיכרון כאלו. במצב בו נעשה ניסיון להוסיף זיכרון מסוג DDR3 שעובד במתח של 1.35V לזיכרון שעובד במתח של 1.65V (או להיפך), בהחלט ייתכן שהזיכרון הדורש מתח של 1.35V יינזק במידה והמתח לזיכרון ייקבע ל 1.65V, ואם המתח ייקבע ל 1.35V, הרי שייתכן בהחלט שהזיכרון שדורש 1.65V לא יעבוד. זה המקום לציין שתקן JEDEC מחייב שכל מודולי הזיכרון מסוג DDR3 יהיו בעלי סבילות (endurance) למתח של 1.5V, דבר שלא מחייב שהם יעבדו במתח הזה, אך מבטיח שהם לא יינזקו במידה ויסופק להם מתח כזה.

 

4.8 תזמוני הזיכרון

מבנה הזיכרון באופן כללי

הזיכרון בנוי מאוסף של שבבי זיכרון המסודרים בצורת בנקי זיכרון. בכל בנק זיכרון המידע מאורגן בצורת מטריצה (טבלה) הבנויה משורות (rows) ועמודות (columns), כאשר כל תא במטריצה הוא בד"כ בגודל של בית (Byte) אחד (או יותר). מספר העמודות הוא למעשה מספר תאי הזיכרון שיש בכל שורה. בכדי לגשת לתא בזיכרון יש לדעת את כתובתו המדוייקת - באיזה או בנק הוא נמצא, באיזו שורה ובאיזו עמודה. כמו כן יש לשלוח מידע לגבי אופי הפנייה - האם הבקשה היא לקריאת מידע מהזיכרון או לכתיבת מידע לזיכרון. לפיכך לזיכרון יש מספר חיבורים המשמשים להעברת מידע ולבקרה:

Address Bus (אפיק הכתובות) - החיבורים דרכם נשלחת כתובת תא הזיכרון אליו יש לגשת.

Data Bus (אפיק המידע) - החיבורים דרכם המידע (ערכי תאים) נשלח או מתקבל.

RAS - ראשי תיבות של Row Address Strobe. משמעות אות בקרה זה היא שהכתובת שב Address Bus מתייחסת לשורה בה נמצא תא הזיכרון המבוקש.

CAS - ראשי תיבות של Column Address Strobe. משמעות אות בקרה זה היא שהכתובת שב Address Bus מתייחסת לעמודה בה נמצא תא הזיכרון המבוקש.

CS - ראשי תיבות של Chip Select. אות בקרה המעיד על בחירת זיכרון.

WE - ראשי תיבות של Write Enable. אות בקרה המאפשר כתיבה לזיכרון.

קיימים כמובן עוד אותות בקרה, אך לא נפרט מעבר לכך.

הדבר החשוב שיש להבין הוא שכל פעולה בזיכרון לוקחת זמן - בין אם מדובר בשליחת הכתובת אליה יש לגשת לזיכרון, בפעולות "החישוב" הפנימיות של הזיכרון הדרושות בכדי להגיע לנתון המבוקש (הזיכרון כמובן לא פעולות עיבוד מידע) או בשליחת הנתון חזרה לבקר הזיכרון. זמנים אלו, הקובעים כמה זמן נדרש בכדי לשלוח או לקבל מידע מהזיכרון או לבצע פעולות פנימיות בתוך הזיכרון, נמדדים במספר מחזורי השעון (לפי התדר בו עובד הזיכרון), והם נקראים Memory Latency, או תיזמונים. ככל שערכי התיזמונים יהיו קטנים יותר, כך הזיכרון יוכל להענות לבקשות לשליחת או כתיבת מידע מהר יותר. ערכי התיזמונים המופיעים כרצף של 5 מספרים, הכתובים בהתאמה לזמנים CL-tRCD-tRP-tRAS-CMD. הערכים הרביעי (ה tRAS) והחמישי (ה CMD) לעיתים מושמטים. ישנם עוד תזמונים, אך אלו הם העיקריים. הסבר מפורט לגבי התיזמונים - בהמשך.

דוגמא והסבר מקוצר לתיזמונים

לדוגמא תזמונים של 9-9-9-27-2T פירושם:

Cas Latency (או CL) של 9 מחזורי שעון - יעברו 9 מחזורי שעון מרגע בחירת העמודה ועד שהנתונים יישלחו לבקר הזיכרון

RAS to CAS delay (או tRCD) של 9 מחזורי שעון - יעברו 9 מחזורי שעון מרגע בחירת השורה הפעילה ועד שניתן לשלוח את כתובת העמודה לזיכרון.

Row Precharge (או tRP) של 9 מחזורי שעון - יעברו 9 מחזורי שעון מרגע כיבוי השורה הפעילה ועד שניתן יהיה להפעיל שורה פעילה חדשה.

Row Active time (או tRAS) של 27 מחזורי שעון - לא ניתן לכבות שורה פעילה במשך 27 מחזורי שעון מרגע הפעלתה.

Command Rate (או CMD) של 2 מחזורי שעון - יש להמתין 2 מחזורי שעון מרגע בחירת השבב ועד שניתן יהיה לשלוח אליו פקודות.

המרת תיזמונים לזמן בשניות

ניתן להמיר את ערכי התיזמונים ממחזורי שעון לשניות ע"י חלוקת ערך התיזמון בתדר האמיתי בו פועל הזיכרון. לדוגמא - עבור זיכרון DDR3 שעובד בתדר של 1600MHz (תדר אמיתי של 800MHz) וערך ה CL שלו הוא 11, הזמן שיש להמתין מרגע בחירת תא הזיכרון ועד שהנתונים נשלחים ל Data Bus הוא: CL (seconds) = 11 / 800,000,000 = 13.75 ns

CAS latency

ערך זה, המוכר בעיקר כ CL ולעיתים גם כ tCAS, הוא מספר מחזורי השעון שעוברים מרגע בחירת העמודה בשורה הפעילה (למעשה בחירת תא הזיכרון) ועד שהנתונים שבתא המבוקש נשלחים דרך ה Data Bus. במילים אחרות, ה CL הוא הזמן הדרוש לקריאת הביט הראשון מתא הזיכרון שנבחר בשורה הפעילה הנוכחית, וזהו בעצם השלב האחרון בתהליך הגישה לזיכרון.

ערך ה CL הוא הוא משמעותי בגלל עקרון המקומיות במרחב, שאומר שאם נעשית פנייה לנתון, סביר להניח שתהיה פנייה גם לנתון הקרוב אליו. בהתייחסות לגישה לזיכרון המשמעות היא שאם פונים לתא זיכרון הנמצא בשורה מסויימת, קיימת הסתברות גבוהה יחסית שתהיה פנייה לתא זיכרון אחר הנמצא באותה השורה. כאשר נעשית פנייה לשורה בזיכרון ושורה זו היא כבר השורה הפעילה, הזמן היחיד הדרוש לקבל כל נתון משורה זו הוא ה CL בלבד. דוגמא לכך היא קריאה של מחרוזת נתונים - סביר להניח שרוב הנתונים יהיו בתאים סמוכים ולכן רוב הפניות יהיו לאותה השורה.

RAS to CAS delay

ערך זה, המוכר גם כ tRCD, הוא מספר מחזורי השעון שעוברים מרגע הפעלת השורה שנבחרה ועד שניתן לבחור עמודה מתוכה (בקשת תא מתוך השורה שקולה לבחירת עמודה מתוך השורה). במילים אחרות, זהו זמן ההמתנה מהרגע שהשורה מופעלת ועד שניתן לקרוא ממנה מידע.

אם תא הזיכרון המבוקש נמצא בשורה הפעילה אין צורך בהמתנת זמן זה, ולכן הזמן הדרוש לקריאת הנתון מהזיכרון הוא CL בלבד.

אם אין שורה פעילה, הזמן הדרוש לקריאת הנתון מהזיכרון הוא tRCD+CL.

Row Precharge

ערך זה, המוכר גם כ tRP, הוא הוא מספר מחזורי השעון שיש להמתין מרגע כיבוי השורה הנוכחית ועד שניתן להפעיל שורה אחרת.

אם השורה בה נמצא הנתון היא כבר השורה הפעילה או שאין שורה פעילה בכלל, אין צורך בהמתנת זמן זה.

הזמן הדרוש לקריאה מהזיכרון כאשר השורה הפעילה הנוכחית אינה השורה המתאימה הוא tRP+tRCD+CL.

Row Active time

ערך זה, המוכר גם כ tRAS, הוא מספר מחזורי השעון שיש להמתין מרגע הפעלת שורה ועד הרגע שניתן לכבותה. זהו בעצם הזמן המינימלי ששורה שנבחרה להיות פעילה חייבת להישאר פעילה.

זמן זה חייב להיות שווה לכל הפחות ל tRCD+CL, שכן מרגע הפעלת שורה יש לבחור בה את העמודה (תא הזיכרון), דבר שלוקח tRCD מחזורי שעון ואז לשלוח את הנתונים מתא זה, דבר שלוקח CL מחזורי שעון.

Command Rate

ערך זה, המוכר גם כ CMD או CR, הוא הזמן שיש להמתין מרגע הפעלת זיכרון ועד שניתן לשלוח אליו פקודות. ערך זה הוא בד"כ 1T (מחזור שעון אחד) או 2T (שני מחזורי שעון). לעיתים נעשה שימוש באות N במקום באות T, כך שערך זה יכול להופיע גם כ 1N או 2N.

השלבים בגישה לזיכרון (טכני, למעוניינים להעמיק)

1. מתבצעת פקודה במעבד הדורשת גישה לכתובת זיכרון מסויימת.

2. כתובת הזיכרון נשלחת לבקר הזיכרון.

3. בקר הזיכרון שולח את הכתובת אל הזיכרון דרך ה Address Bus בשני חלקים:

א. החלק הראשון כולל את שבב/בנק הזיכרון ואת השורה המתאימים לכתובת הזיכרון המבוקשת. בחלק זה נעשה שימוש באות הבקרה RAS.

ב. החלק השני כולל את העמודה המתאימה לכתובת הזיכרון המבוקשת. בחלק זה נעשה שימוש באות הבקרה CAS.

4. במידה והשורה בכתובת היעד היא לא השורה הפעילה יש לכבותה. אם השורה הפעילה הנוכחית לא הייתה מופעלת במשך זמן של לפחות tRAS, יש להמתין עד שיחלוף זמן זה ורק אז ניתן לכבותה. כיבוי השורה נעשה ע"י שימוש בפקודת Precharge, ואז יש להמתין זמן tRP עד שיהיה אפשר להפעיל שורה אחרת (את השורה המצויינת בכתובת).

5. במידה ואין שורה פעילה, נשלחת פקודת Active שבוחרת את השורה אותה יש להפעיל. יש להמתין זמן tRCD עד שיהיה אפשר לשלוח את כתובת העמודה ובכך לגשת לתא הזיכרון המבוקש.

הערה - בשלב זה ייתכנו 2 מצבים:

א. אין שורה פעילה.

ב. השורה הפעילה היא השורה שבכתובת היעד.

הסיבה לכך היא שאם השורה הפעילה הקודמת הייתה שגויה היא כובתה בשלב 4, ואם השורה הפעילה היא השורה המבוקשת הרי שאין צורך לכבותה.

6. נשלחת כתובת העמודה בשורה הפעילה של כתובת היעד ובכך נבחר תא הזיכרון אליו פונים.

7. נשלחת פקודת Read (במידה ומתבצעת קריאה מהזיכרון) לתא הזיכרון. לאחר זמן CL הנתונים מתא הזיכרון נשלחים לבקר הזיכרון דרך ה Data Bus.

הערות:

א. הזמן tRAS רץ במקביל לזמן tRCD+CL - הזמן שלוקח לבחור את העמודה מהשורה הפעילה ואז לשלוח את הנתונים לבקר הזיכרון נעשה בזמן שהשורה פעילה. שורה חייבת להיות פעילה במשך זמן tRAS לפחות לפני שניתן לכבות אותה. לכן אם לאחר קריאת תא זיכרון יש לכבות את השורה הפעילה, הזמן שחלף הוא לפחות tRCD+CL. אם זמן זה קטן מ tRAS, בכדי לכבות את השורה יש להמתין רק את ההפרש בין זמנים אלו (יש להמתין זמן של (tRAS-(tRCD+CD).

ב. במידה וכתובת הזיכרון המבוקשת נמצאת בשורה הפעילה, שלבים 4 ו-5 לא מתבצעים, ולכן הזמן היחיד שיש להמתין עד קבלת הנתונים (תוכן תא הזיכרון המבוקש) הוא CL בלבד.

ג. שליחת אות הבקרה RAS, שמעיד על שליחת כתובת השורה, גורמת להפעלת שורה (שלבים 4 ו-5), ושליחת אות הבקרה CAS, שמעיד על שליחת כתובת העמודה ובפועל בוחרת את תא הזיכרון הספציפי, גורמת להפעלת פקודת Read (קריאת המידע מתא הזיכרון). לכן ניתן לומר ש tRCD הוא הזמן בין הפקודה לבחירת שורה (Active) לפקודת קריאת המידע מהזיכרון (Read).

ד. הזמן שעובר מרגע הפעלת פקודת ה Precharge (כיבוי השורה הפעילה הנוכחית) ועד לקבלת הנתונים ב Data Bus הוא tRP+tRCD+CL.

ה. לאחר הפעלת פקודת Active חייב לחלוף זמן tRAS לפחות בכדי שיהיה אפשר להשתמש בפקודה Precharge.

להלן גרף הממחיש את התיזמונים בצורה גרפית. ערכי התיזמונים נבחרו לצורך המחשה בלבד ואינם משקפים בהכרח ערכי תיזמונים אמיתיים.

59f2124ea71ae_MemoryTimingGraph.thumb.PNG.77c59e752fdc5e06f64182a4d5e01c83.PNG

גרף זה מתאר את התרחיש הבא בזיכרון בעל התיזמונים 2-3-4-9:

1. אין שורה פעילה.

2. מופעלת שורה ע"י הפקודה Active.

3. מופעל זמן המתנה של tRCD. בזיכרון בעל התיזמונים הנ"ל - 3 מחזורי שעון.

4. מופעלת פקודת Read לקריאת תוכן תא זיכרון.

5. מופעל זמן המתנה של CL. במקרה זה - 2 מחזורי שעון

6. הנתונים נשלחים ל Data Bus.

7. יש צורך בכיבוי השורה הנוכחית.

8. יש צורך בהמתנה עד שזמן tRAS יחלוף מרגע הפעלת השורה עד לכבויה. במקרה זה השורה חייבת להיות פעילה במשך 9 מחזורי שעון, כאשר בנקודה זו חלפו 5 מחזורי שעון מרגע הפעלתה, ולכן יש להמתין עוד 4 מחזורי שעון.

9. כיבוי השורה ותחילת הפעלת שורה חדשה נעשה ע"י הפקודה Precharge.

10. יש צורך להמתין זמן tRP. במקרה זה - 4 מחזורי שעון.

11. חזרה לשלב 1 - איו שורה פעילה, מופעלת השורה החדשה...

 

4.9 בדיקת תקינות הזיכרון

את תקינות הזיכרון ניתן לבדוק בעזרת בעזרת מספר תוכנות, כאשר אחת התוכנות המומלצות ביותר היא +memtest86. את התוכנה יש לצרוב על דיסק או להתקין על התקן ולאתחל ממנו את המחשב. לאחר מכן יש להמתין עד שהתוכנה תסיים סבב בדיקות שלם (רצוי לתת לתוכנה להריץ 3 סבבים). במידה והתגלו שגיאות, הדבר אומר שיש בעיה במודולי הזיכרון, בתושבות/חריצי ההרחבה לזיכרון שעל לוח האם או בבקר הזיכרון (שכיום בד"כ נמצא על המעבד). גורם אפשרי אחר לשגיאות בזיכרון הוא הגדרה לא מתאימה של התדר או התיזמונים ב (במידה והם הוגדרו באופן ידני).

האתר הרישמי של תוכנת +memtest86:

http://www.memtest.org

 

4.10 שיקולים בבחירת זיכרון

להלן מספר שיקולים בהם יש להתחשב לפני קניית זיכרון:

סוג הזיכרון

הזיכרון הנפוץ כיום למחשב האישי הוא DDR3 שעובד בתדר של 1600MHz ובמתח של 1.5V.

הדור הקודם של הזיכרון, ה , הולך ונעלם, שכן הוא לא נתמך יותר ע"י המעבדים והלוחות המודרניים.

הדור הבא של הזיכרון הוא , ששוחרר לא מזמן, אך מומלץ להמתין עם רכישה של זיכרון כזה עד שהמחירים והביצועים שלו יתייצבו, שכן מודולי הזיכרון הראשונים ששוחררו מיועדים יותר לשוק הגבוה/מכונות עיבוד/שרתים.

לפני קניית זיכרון יש לברר איזה סוג זיכרון נתמך ע"י לוח האם בכדי שלא לקנות זיכרון שאינו מתאים.

נפח

כיום נפח הזיכרון המומלץ הוא 8GB והוא מתאים לרוב השימושים, כאשר עבור שימושים קלים (כמו עבודה משרדית או גלישה באינטרנט) אפשר להסתפק גם בנפח של 4GB. מאד לא מומלץ לקנות פחות מ 4GB זיכרון.

באופן כללי, רצוי לדעת מהי כמות הזיכרון הנדרשת ע"י התוכנות בהן ייעשה שימוש בכדי לקנות כמות זיכרון מספקת.

יצרן

כאשר קונים זיכרון, יש לוודא שקונים זיכרון של יצרן מוכר כמו Kingston, G.Skill, ו (יש כמובן עוד יצרנים וזו רשימה חלקית בלבד). מומלץ להימנע מזיכרון ששם היצרן לא מצויין עליו.

תדר

כיום השפעת תדר הזיכרון על הביצועים כמעט ולא מורגשת, ולכן משתלם להשקיע בזיכרון שעובד בתדר גבוה יותר רק אם ההפרש במחיר בין זיכרון זהה בעל תדר נמוך יותר הוא קטן. לדוגמא - אם ההפרש בין זיכרון שעובד בתדר של 1600MHz לזיכרון שעובד בתדר של 1333MHz הוא כמה שקלים (נניח 5 עד 20 ש"ח), עדיף לקנות את הזיכרון שעובד בתדר של 1600MHz.

יש לשים לב כי ייתכן שלוח האם לא יתמוך בתדר המקסימלי של הזיכרון שנבחר, ובמקרה כזה הזיכרון יעבוד בתדר נמוך יותר. במקרים מסויימים ניתן לבצע "המהרה" לזיכרון בכדי לאפשר לו לעבוד בתדר המקסימלי מוצהר (ניתן גם לבצע לזיכרון בכדי שהוא יעבוד בתדר גבוה יותר מהתדר המקסימלי בו הוא תומך, אך לא בטוח שהזיכרון מסוגל לכך, ובנוסף ייתכן שתידרש תוספת מתח לזיכרון, דבר שעלול לגרום נזק לזיכרון, למעבד או/ו לרכיבים אחרים).

תזמונים

בדומה לתדר, גם השפעת התזמונים על הביצועים כמעט ולא מורגשת ברוב היישומים כיום, כך שאם ההבדל בין שני מודולי זיכרון הוא בתזמונים בלבד (למשל CL9 לעומת CL11) וההפרש במחיר הוא גדול, לא ממש משתלם להשקיע בזיכרון בעל התזמונים הקטנים יותר. כמובן שאם ההפרש במחיר הוא קטן (משהו כמו 5 עד 20 ש"ח) מומלץ לקנות את הזיכרון בעל התזמונים העדיפים (הנמוכים יותר).

מתח

רוב זיכרונות ה DDR3 כיום עובדים במתח של 1.5V, אך קיימים גם כאלו העובדים במתח נמוך יותר (בד"כ 1.35V) או גבוה יותר (בד"כ 1.65V). באופן כללי, זיכרון העובד במתח נמוך יותר פולט פחות חום ומעמיס פחות על בקר הזיכרון (שבד"כ נמצא במעבד) ולכן עדיף. אולם לפני רכישת הזיכרון יש לוודא כי לוח האם מסוגל לספק את המתח אותו דורש הזיכרון.

מודול זיכרון אחד לעומת שניים

אחת השאלות הנפוצות היא איזו תצורת זיכרון עדיפה - שני מודולי זיכרון בנפח X כל אחד או מודול זיכרון אחד בנפח של 2X (ובפרט - האם 2 מודולים של 4GB כל אחד עדיפים על מודול אחד של 8GB). שימוש ב-2 מודולי זיכרון מאפשר עבודה בערוץ כפול (dual channel), דבר המכפיל את רוחב הפס לזיכרון, בעוד שמודול זיכרון יחיד מאפשר עבודה בערוץ זיכרון בודד (single channel). ברוב המקרים הפרש הביצועים לא יהיה מורגש בין התצורות השונות, ולכן עדיף לבחור באפשרות הזולה יותר (שהיא בד"כ מודול בודד). אולם יש לציין כי ישנן תוכנות שמושפעות מרוחב הפס לזיכרון, ובמקרה כזה עדיף יהיה לבחור בשני מודולי זיכרון.

אפשרות הרחבה בעתיד

כאשר שוקלים לרכוש זיכרון יש לשקול את האפשרות של הוספת זיכרון נוסף בעתיד. במקרה כזה יש לבדוק כמה חריצי הרחבה לזיכרון יש בלוח האם ומהו נפח הזיכרון המקסימלי הנתמך על ידו. בפרט, אם בלוח האם יש 2 חריצי הרחבה לזיכרון, קנייה של שני מודולי זיכרון תמנע הוספת זיכרון בעתיד (בהנחה שכמות הזיכרון שנרכשה היא לא המקסימלית הנתמכת ע"י הלוח). לדוגמא - אם בלוח האם יש 2 חריצי הרחבה לזיכרון, כאשר הוא תומך בנפח זיכרון מקסימלי של 16GB והזיכרון שנרכש הוא 2 מודולים בנפח 4GB כל אחד, הרי שבכדי להרחיב את הזיכרון מעבר ל 8GB הקיימים יהיה צורך בהחלפת מודול זיכרון אחד לפחות (אם רוצים להרחיב את הזיכרון ל 16GB יש להחליף את שני המודולים של 4GB בשני מודולים של 8GB כל אחד).

אחריות

נושא חשוב בתחום הזיכרונות הוא עניין האחריות. רצוי לרכוש זיכרון בעל תקופת אחריות ארוכה ככל האפשר, כאשר כיום רוב היצרנים מספקים אחריות לכל החיים למודולי הזיכרון שלהם.

התאמה לזיכרון קיים

אם מעוניינים להוסיף זיכרון חדש לזיכרון קיים, יש לוודא כי הזיכרון החדש עובד באותו המתח כמו הזיכרון הקיים. באופן כללי רצוי שהזיכרון החדש יהיה דומה עד כמה שניתן לזיכרון הקיים מבחינת המתח, התדר והתזמונים, מספר שבבי הזיכרון בכל צד ורצוי שגם מבחינת היצרן והדגם, וזאת במטרה למנוע מצב של אי-תאימות בינהם. מעשית - כל עוד הזיכרון החדש יכול לעבוד באותו מתח כמו של הזיכרון הקיים סביר להניח שלא תהיה בעיה (לכל היותר הזיכרון יעבוד עם התדר הנמוך יותר ועם התיזמונים הגבוהים יותר).

נפח מודול מקסימלי

לפני רכישת מודול זיכרון יש לבדוק מהו נפח המקסימלי של מודול יחיד הנתמך ע"י לוח האם, שכן ייתכן שהלוח לא יתמוך במודול מעבר לנפח מסויים. בד"כ הנפח המקסימלי של מודול זיכרון יחיד שווה לנפח הזיכרון המקסימלי הנתמך ע"י הלוח לחלק למספר חריצי ההרחבה לזיכרון שיש בלוח. לדוגמא - אם תומך בעד 32GB ויש בו 4 חריצי הרחבה לזיכרון, אז המשמעות בד"כ היא שניתן להשתמש במודולים בנפח מקסימלי של 8GB. מומלץ גם לבדוק באתר הלוח האם קיים עדכון המאפשר תמיכה במודולי זיכרון בנפח גדול יותר.

יש לציין כי בעיה זו קיימת בחלק מלוחות האם עבור מעבדי הדור הראשון מסדרת ה i (סוקט 1156) - קיימים לוחות בעלי 4 חריצי הרחבה מסוג DDR3 ואשר תומכים בכמות הזיכרון מקסימלית של 16GB, אולם נפח מודול הזיכרון המקסימלי שניתן להשתמש בו הוא 4GB בלבד. במקרה כזה לא ניתן להשתמש במודול זיכרון בנפח של 8GB.

מערכת ההפעלה

אם מערכת ההפעלה המותקנת במחשב היא בגירסת 32 ביט, לא ניתן להשתמש בה ביותר מ 4GB זיכרון. לכן אם מעוניינים בזיכרון בנפח גדול יותר, יש צורך לעבור למערכת הפעלה בגירסת 64 ביט.

הערה - בגירסאות שונות של מערכת ההפעלה (Windows) קיימות הגבלות לכמות הזיכרון הנתמכת. לדוגמא - מערכת ההפעלה Windows 7 Home Basic בגירסת 64 ביט לא תומכת ביותר מ 8GB זיכרון. מידע נוסף בנוגע להגבלות על הזיכרון במערכות ההפעלה מסוג ניתן למצוא בקישור הבא:

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/aa366778%28v=vs.85%29.aspx

גופי

השימוש במודולי זיכרון בעלי גופי לא משפיע על הביצועים, כך שאין ממש טעם להשקיע יותר כסף בזיכרון בעל גופי לעומת זיכרון שאינו כולל גופי , אלא מהסיבות הבאות:

א. ההפרש במחיר הוא קטן (הפרש של כמה שקלים בודדים).

ב. מתבצעת לזיכרון ויש צורך לקררו בצורה טובה יותר.

ג. מעוניינים לשמור על ערכת צבעים מסויימת במחשב (גופי הקירור בד"כ מגיעים במספר צבעים). זוהי סיבה אסתטית לחלוטין.

פרופיל גובה

מיקום הזיכרון הוא בד"כ ליד המעבד, דבר שמשמעותו היא שלגוף הקירור של המעבד יכולה להיות השפעה על הגובה המקסימלי של מודולי הזיכרון שניתן להתקין. במידה וגוף הקירור של המעבד מגביל את גובה הזיכרון, יש להשתמש בזיכרון מסוג פרופיל נמוך (low profile או LP בקיצור), שגובהו קטן יותר לעומת זיכרון סטנדרטי.

  • תודה! 1

שתף דיון


קישור ישיר להודעה
שתף באתרים אחרים

5. ממשקים ואפיקי תקשורת

5.1 רוחב פס גולמי ורוחב פס מעשי

רוחב הפס (או קצב ההעברה) של ממשק או אפיק , כמו PCI Express ו SATA נמדד במספר הסיביות (ביטים) המועברות בו בשנייה. לעיתים נכללות בחישוב זה גם סיביות שאינן קשורות למידע אלא משמשות לבקרה או קידוד, ולמעשה מדובר בסיביות שהן תקורה (overhead). ניתן להתייחס לרוחב פס כזה, שבו נספרות גם סיביות התקורה, כאל רוחב פס גולמי. בכדי לקבל את רוחב הפס המעשי (האפקטיבי), המונה את מספר הסיביות השייכות למידע בלבד העוברות באפיק התקשורת בשנייה, יש להוריד את מספר סיביות התקורה ממספר הסיביות ברוחב הפס הגולמי. מכיוון שהחלק היחסי של סיביות התקורה מכלל הסיביות המועברות בד"כ ידוע, מדובר בפעולה פשוטה של כפל בשבר.

הערות:

א. רוחב הפס המעשי בד"כ נמדד בבתים לשנייה (Bytes per second) בעוד שרוחב הפס הגולמי בד"כ נמדד בסיביות לשנייה (bits per second). מכיוון שבכל בית יש 8 סיביות, בכדי להמיר את רוחב הפס מסיביות לשנייה לבתים לשנייה, פשוט יש לחלק את רוחב הפס ב-8.

ב. בד"כ המידע המועבר מקודד כך שאי אפשר לקרוא את סיביות המידע ישירות ממנו, אלא יש תחילה לבצע תהליך של פיענוח.

את עניין רוחב הפס הגולמי ורוחב הפס המעשי ניתן להסביר גם במונחים של ברוטו, נטו וטרה:

ברוטו ("משקל החבילה") -כמות הסיביות שעוברת במסלול בסה"כ. כמות סיביות הזו לשנייה היא רוחב הפס הגולמי.

טרה ("משקל האריזה") - כמות הסיביות המשמשות לבקרה ואינן מהוות חלק מהנתונים בהם נעשה שימוש, אך חייבים להעבירן. זוהי למעשה התקורה.

נטו ("משקל המוצר") - כמות הסיביות השייכת לנתונים בלבד ולא כוללת סיביות בקרה. כמות הסיביות הזו לשנייה היא רוחב הפס המעשי/האפקטיבי.

לדוגמא - במסלול PCI Express מגירסה 1.1 מספר ההעברות בשנייה הוא 2.5GT/s (בכל העברה עוברת סיבית אחת, כך שמדובר על רוחב פס גולמי של 2.5Gb/s), וכל 8 סיביות מידע מקודדות ל-10 סיביות, כך שבפועל רק 80% מכלל הסיביות המועברות שייכות למידע עצמו. לכן רוחב הפס בבתים לשנייה של מסלול PCI Express 1.1 הוא:

2.5Gb/s * 0.8 / 8 = 250MB/s.

 

5.2 PCI Express

PCI-E הוא ראשי תיבות של Peripheral Component Interconnect Express ובקיצור גם PCI Express או PCIe. זהו תקן לאפיק הרחבה טורי (serial expansion bus) שנועד להחליף תקנים ישנים כמו PCI, PCI-X ו AGP. מספר המסלולים או הנתיבים (lanes) המוקצים לאפיק כזה יכול להיות 1, 2, 4, 8, 12, 16 או 32, ואותו רושמים עם תחילית X. לדוגמא - PCI-E X16 מציין שמוקצים 16 מסלולי PCI-E לאפיק זה. ניתן להתייחס למספר המסלולים המוקצים גם כ"מהירות" של האפיק. יש לציין שכל מסלול הוא full-duplex, כלומר גם משדר וגם מקבל נתונים בו זמנית.

הממשק הפיזי והממשק האלקטרוני

הממשק הפיזי של האפיק הוא האופן בו האפיק ממומש ואותו המשתמש רואה. הממשק האלקטרוני הוא מספר המסלולים (או ה"מהירות") המחוברים לאותו ממשק פיזי. הממשק הפיזי בד"כ ממומש כחריץ הרחבה מסוג PCI-E X1 או PCI-E X16, שמשמש בד"כ לחיבור כרטיס מסך, אבל ניתן לממשו גם בצורות אחרות כמו Mini PCI Express ו mSATA (שנמצאים בד"כ במחשבים ניידים) וכן כחיבורי SATA Experss ו M.2 (בשילוב עם ממשקי SATA3). כאשר מדובר על המימוש הסטנדרטי בצורת חריץ הרחבה, לא חייבת להיות התאמה בין הגודל הפיזי של הממשק למספר המסלולים המוקצים אליו ("המהירות"). לדוגמא - ייתכן שעבור ממשק פיזי בגודל X16 יוקצו רק 4 מסלולי PCI-E, ובמקרה כזה כרטיס בגודל X16 שיותקן בחריץ הרחבה כזה יוכל לעבוד ב"מהירות" של X4 בלבד.

יש לציין כי מספר המסלולים המוקצים לכרטיס ההרחבה נקבע ב"משא ומתן" בינו לבין חריץ ההרחבה, וכן קיימת תאימות בין גודל כרטיסי ה PCI-E לממשקים הפיזיים, כך שכל כרטיס הרחבה מסוג PCI Express בגודל מסויים יתאים לממשקים פיזיים באותו גודל או גדולים ממנו. לדוגמא - כרטיס בגודל פיזי X1 יכול לעבוד בכל חריץ הרחבה מסוג PCI-E בכל גודל פיזי. מכאן שאם כרטיס PCI-E מתאים פיזית לחריץ ההרחבה, הרי שהוא יעבוד בו.

הערה - למעשה ניתן גם להפעיל כרטיס מסך שמיועד לחיבור פיזי בגודל X16 גם בחריץ הרחבה בגודל X1, אך הדבר דורש (מעשית - שבירה) של החלק האחורי בתושבת ה PCI-E X1, וכמובן שהכרטיס יעבוד רק ב X1.

מקורות מסלולי ה PCI Express

בלוחות האם המודרניים מסלולי ה PCI-E יכולים לנבוע משני מקורות:

א. ישירות מהמעבד (כמו בערכות השבבים מסדרות 8 ו-9 של וערכות השבבים מסוג FCH למעבדי ה APU של AMD). במקרה כזה מסלולים אלו בד"כ משמשים לחיבור כרטיס המסך ללוח האם, וליתר דיוק - ישירות למעבד. רוב המעבדים המודרניים של מספקים חיבורי PCI Express 3.0.

ב. מערכת השבבים (למעשה כל ערכת שבבים מספקת מספר חיבורי PCI-E). נכון להיום כל ערכות השבבים מספקות חיבורי PCI Express 2.0 בלבד.

PCI Express 1.0a ו PCI Express 1.1

בגירסאות אלו נעשה שימוש בתדר של 2.5GHz, כלומר קצב העברה של 2.5Gb/s (בכל מחזור שעון מועבר ביט אחד), כאשר מתוך כל 10 ביטים שהועברו שניים הם ביטי תקורה, כלומר 80% מהביטים שייכים לנתונים אמיתיים. רוחב הפס של מסלול אחד בגירסאות אלו הוא 250MB/s לפי החישוב:

2.5Gb/s * 0.8 / 8 = 0.25GB/s = 250MB/s

PCI Express 2.0

בגירסה זו תדר קצב העברה גדל ל 5Gb/s ואחוז התקורה נשאר 20%. מכאן שרוחב הפס של מסלול אחד בגירסה זו הוא 500MB/s.

PCI Express 3.0

בגירסה זו תדר קצב העברה גדל ל 8Gb/s בעוד שאחוז התקורה ירד ל 1.54% (128 ביטים מתוך כל 130 ביטים שייכים לנתונים). לפיכך רוחב הפס של מסלול אחד בגירסה זו הוא 985MB/s (וליתר דיוק 984.6MB/s) לפי החישוב:

8Gb/s * (128/130) / 8 = 985MB/s

צריכת ההספק של כרטיסים מסוג PCI-E

כרטיסי PCI-E בגודל X1 שגודלם הוא "חצי גובה" (half-height, באורך של עד 6.6 אינץ או 16.7 ס"מ) יכולים לצרוך עד 10W מחריץ ה PCI-E.

כרטיסי PCI-E בגודל X1 בגודל מלא (full-height, באורך של יותר מ-7 אינץ' או 17.7 ס"מ), כמו גם כל כרטיסי PCI-E בגודל X4 ו X8 יכולים לצרוך עד 25W מחריץ ה PCI-E.

כל כרטיסי ה PCI-E בגודל X16 מקבלים הספק התחלתי של 25W. כרטיסים שהם בעלי פרופיל נמוך (low profile) מוגבלים ל 25W, אולם כרטיסי בגודל מלא יכולים להשתמש בעד 75W (לפי התקן אפשרות זו שמורה לכרטיסי מסך בלבד). יש לציין שהספק זה אינו מספיק לחלק מכרטיסי המסך, ולפיכך יש לחבר אליהם חיבורי מתח נוספים מספק הכח.

רוחב הפס של חריץ הרחבה מסוג PCI-E X16

כאשר מדובר על חריץ הרחבה מסוג PCI-E X16, המשמש את כרטיס המסך בעיקר, נעשה שימוש ב 16 מסלולים, ולכן בכדי לקבל את רוחב הפס יש להכפיל את רוחב הפס של מסלול אחד ב-16. כלומר:

עבור PCI-E 1.1 רוחב הפס הוא 4000MB/s = 4GB/s.

עבור PCI-E 2.0 רוחב הפס הוא 8000MB/s = 8GB/s.

עבור PCI-E 3.0 רוחב הפס הוא 15760MB/s = 15.76GB/s.

השפעת מספר המסלולים על ביצועי כרטיס המסך בחיבור PCI-E

כאשר מדובר בחיבור PCI Express, רוחב הפס לכרטיס המסך תלוי במספר המסלולים המוקצים לחיבור כמו גם לגירסת ה . נפרט את המקרים השונים:

עבור PCI-E 3.0 ו-16 מסלולים, רוחב הפס הוא 15760MB/s.

עבור PCI-E 3.0 ו-8 מסלולים, רוחב הפס הוא 7880MB/s.

עבור PCI-E 3.0 ו-4 מסלולים, רוחב הפס הוא 3940MB/s.

עבור PCI-E 2.0 ו-16 מסלולים, רוחב הפס הוא 8000MB/s.

עבור PCI-E 2.0 ו-8 מסלולים, רוחב הפס הוא 4000MB/s.

עבור PCI-E 2.0 ו-4 מסלולים, רוחב הפס הוא 2000MB/s.

כפי שניתן לראות, קיים הבדל משמעותי ברוחב הפס, אולם לא תמיד קיים הבדל בביצועים. הדבר תלוי מאד ביישום (בד"כ משחק) בו נעשה שימוש - יש יישומים שבהם רוחב הפס מאד משפיע על הביצועים ויש כאלו שלא. באופן כללי ניתן לומר שהפרש הביצועים בין PCI-E 3.0 X16 ,PCI-E 2.0 X16 ו PCI-E 3.0 X8 הוא מינימלי, וסביר להניח שהוא לא יורגש.

דוגמאות לתוצאות בנצ'מארקים:

http://www.techpowerup.com/reviews/Intel/Ivy_Bridge_PCI-Express_Scaling/11.html

יש לציין שכאשר מדובר על מערך של SLI או CrossFire, המערך יעבוד "במהירות" (מספר המסלולים) המקסימלית הקטנה יותר הזמינה עבור הכרטיסים. לדוגמא - אם במערך יש 3 העובדים ב"מהירות" של X8, X8 ו X4, אז כל המערך יעבוד ב X4.

להלן טבלה המסכמת את רוחב הפס של תקן ה PCI Express כתלות בגירסה ובמספר המסלולים:

59f213ec845c0_PCIExpressBandwidth.PNG.badd6cf790d6b8a5ecaa1a59a2f515a2.PNG

 

5.3 SATA

SATA הוא ראשי תיבות של Serial AT Attachment או Serial ATA בקיצור, והוא למעשה תקן טורי לחיבור אמצעי איחסון. תקן ה SATA החליף לחלוטין את תקן ה PATA המקבילי לחיבור אמצעי איחסון (המוכר גם כ"חיבור IDE"), כך שכיום לא ניתן למצוא או דיסק קשיח מודרניים התומכים ב PATA. לצורך חיבור התקן איחסון לממשק SATA יש צורך בכבל SATA בעל 7 חוטים, כאשר התקן מגדיר שאורך כבל המידע לא יעלה על מטר אחד. תקן ה SATA מגדיר גם חיבור מתח בעל 15 נקודות מגע (או פינים) המעביר מתחים של 3.3V, 5V ו 12V, אך מכיוון שרוב הכוננים לא עושים שימוש במתח של ה 3.3V ניתן להשתמש במתאם מחיבור מתח מסוג מולקס (molex), המעביר רק מתחים של 5V ו 12V.

קיימים ממשקים נוספים העושים שימוש בתקן ה SATA כמו mini-SATA (או mSATA) לחיבור התקנים קטנים (בד"כ בגודל של 1.8 אינץ') ו external SATA (או eSATA) לחיבור התקנים חיצוניים.

גירסאות

קיימות 3 גירסאות לתקן ה SATA, כאשר יש בינהן תאימות אחורה וקדימה:

SATA 1.0, המוכר גם כ SATA1 או SATA 1.5Gb/s, הוא בעל רוחב פס כולל של 1.5Gb/s ורוחב פס מעשי של עד 150MB/s.

SATA 2.0, המוכר גם כ SATA2 או SATA 3Gb/s, הוא בעל רוחב פס כולל של 3Gb/s ורוחב פס מעשי של עד 300MB/s.

SATA 3.0, המוכר גם כ SATA3 או SATA 6Gb/s, הוא בעל רוחב פס כולל של 6Gb/s ורוחב פס מעשי של עד 600MB/s.

הערה - כמו בגירסאות 1.1 ו 2.0 של תקן PCI Express, גם בתקן ה SATA בגירסאות 1.0, 2.0 ו 3.0 20% מהסיביות המועברות משמשות לבקרה, ולכן רוחב הפס המעשי הוא 80% מרוחב הפס הכולל.

תקן ה SATA הבא שפותח הוא ה SATA 3.2, שהוא למעשה תקן ה SATA Express, העושה שימוש בערוצי PCI Express. מידע נוסף לגבי תקן ה SATA Express - בהמשך.

להלן טבלה המסכמת את רוחב הפס של תקני ה SATA:

59f2145b4889a_SATABandwidth.PNG.96b5722461b4366f94abd7e8832493f5.PNG

 

5.4 SATA Express

SATA Express הוא תקן המאגד 2 חיבורי SATA3 ומספר מסלולי PCI-Express לחיבור אחד, והוא ממשיכו של תקן ה SATA3 (למעשה, תקן SATA Express הוא תקן SATA 3.2). חיבור ה SATA Express הוא יחידה המורכבת מ-2 חיבורי SATA רגילים ועוד חיבור קטן נוסף, שאליו ניתן לחבר התקן SATA Express אחד. השילוב של מסלולי PCI Express בחיבור זה נעשה במטרה להגדיל את רוחב הפס מעבר ל 6Gb/s (שהוא רוחב הפס של תקן SATA3), שכן קיימים כונני המסוגלים לנצל רוחב פס כזה.

המעבר לשימוש במסלולי PCI Express

הסיבה לשילוב מסלולי PCI Express בחיבור זה במקום פיתוח תקן SATA בעל רוחב פס כפול מזה של הדור הקודם (כפי שנעשה עד כה) נובעת מקצב ההתפתחות של כונני ה - כבר כיום קיימים כונני המסוגלים לנצל רוחב פס של 600MB/s, שהוא הגבול העליון של SATA 3.0, ואף יותר מכך, בעוד שזמן הפיתוח של תקן SATA בעל רוחב פס הכפול מזה של SATA3 היה דורש זמן רב. לפיכך הוחלט להשתמש ב PCI Express, שהוא תקן קיים, המאפשר שימוש רוחב פס גדול יותר ובמספר מסלולים במקביל. למעשה, תקן ה SATA Express המשתמש ב-2 מסלולי PCI Express 2.0 מאפשר רוחב פס מעשי של 1000MB/s, ואילו שימוש ב-2 מסלולי PCI Express 3.0 מאפשר רוחב פס מעשי של כ 1970MB/s, שהוא יותר מפי 3 מרוחב הפס המעשי שמציע תקן ה SATA3.

תאימות לאחור

תקן זה הוא בעל תאימות לאחור, כך שהוא תומך בחיבור התקני איחסון קיימים (ובפרט כונני SSD) המיועדים לחיבור SATA או PCI-E. מכיוון שחיבור ה SATA Express הוא יחידה המורכבת מ-2 חיבורי SATA רגילים, הרי שניתן להשתמש בו לחיבור 2 התקני SATA3 תוך שימוש בכבלי SATA רגילים, אך הם יעבדו כמובן ברוחב פס של חיבור SATA3 רגיל. התקן תומך גם בחיבור התקן אחד (כונן SSD) מסוג PCI-E (שבד"כ מגיע בצורת כרטיס PCI-E), כאשר לצורך חיבור התקן כזה יש צורך בכבל ומתאם מתאימים.

רוחב פס

מכיוון ש SATA Express הוא למעשה ממשק פיזי אחר לחיבור PCI-E, הוא יכול לתמוך בתקנים PCI-E 2.0 ו PCI-E 3.0, אך הדבר דורש שבקר התקן האיחסון יהיה מסוגל לעבוד עם גירסת ה PCI-E המתאימה. ערכות השבבים של מסדרה 9 (H97 ו Z97) תומכות בתקן ה SATA Express, כאשר הן עושות שימוש ב-2 מסלולי PCI-E 2.0, דבר המאפשר רוחב פס של 1GB/s (כל מסלול PCI-E 2.0 הוא בעל רוחב פס של 500MB/s), אולם תיאורטית ניתן להשתמש ב-2 מסלולי PCI-E 3.0 ולקבל רוחב פס של כ 1970MB/s (ליתר דיוק - של 1969MB/s).

חיבור למתח

בניגוד לחריץ הרחבה מסוג PCI-E, המסוגל להעביר עד 25W לכרטיס המחובר אליו, חיבור ה SATA-Express לא מעביר מתח כלל, ולכן יש צורך בחיבור ההתקן למתח מספק הכח.

 

5.5 M.2

חיבור M.2, שמוכר גם כ Next Generation Form Factor או NGFF בקיצור, הוא תקן לחיבור כרטיסי הרחבה (בעיקר כונני SSD), שהוא נועד להחליף את חיבור ה mSATA. למרות שהוא יועד לשימוש בעיקר במחשבים ניידים, קיימים לוחות אם למחשבים שולחניים המספקים חיבור M.2. לחיבור M.2 ניתן לחבר פיזית גם כונני בעלי בקר SATA (המוגדרים כ M.2 SATA SSDs) וגם בעלי בקר PCI Express (המוגדרים כ M.2 PCI Express SSDs), אך יש לוודא כי גם בקר ה M.2 בלוח וגם הבקר בכונן ה SSD מתאימים מבחינת התקנים הנתמכים (PCI Express to PCI Express או SATA to SATA). חיבור M.2 הוא למעשה מימוש פיזי אחר של תקן ה SATA Express, כך שהוא מציע את אותו רוחב הפס.

ממשק פיזי

חיבור M.2 הוא בעצם חריץ הרחבה, כך שהתקני ה M.2 מתחברים ישירות ללוח האם, וזאת בניגוד לחיבור ה SATA Express, שבו יש צורך בכבלים לחיבור ההתקנים (בדומה לחיבורי SATA רגילים). התקן ה M.2 עצמו הוא כרטיס ברוחב 22 מ"מ ובאורך של 30, 42, 60, 80 או 110 מ"מ.

רוחב פס

כונני ה M.2 SATA SSDs מציעים רוחב פס של חיבור SATA3 רגיל, כלומר עד 6Gb/s (רוחב פס מעשי של 600MB/s), בעוד שכונני ה M.2 PCI Express SSDs מציעים רוחב פס גדול יותר - עד 10Gb/s (רוחב פס מעשי של 1000MB/s) כאשר נעשה שימוש ב-2 מסלולי PCI Express 2.0. רוב כונני ה SSD בעלי חיבור M.2 הם בעלי בקר PCI Express.

יש לציין כי קיימים לוחות אם, דוגמת ה Z97 Extreme6 של המציע חיבור "Ultra M.2", העושים שימוש ב-4 מסלולי PCI Express 3.0 עבור חיבור ה M.2, ובכך מציעים רוחב פס של 32Gb/s (כל מסלול PCI Express 3.0 הוא בעל רוחב פס של 8Gb/s) ורוחב פס מעשי של 3938MB/s. מסלולי PCI Express אלו נלקחים ישירות מהמעבד ולא מערכת השבבים, דבר הבא על חשבון רוחב הפס של כרטיס המסך.

להלן טבלה המסכמת את רוחב הפס של תקני הSATA Express וה M.2:

59f2149b89126_SATAExpressM.2Bandwidth.PNG.0ac559740639e10a693890e140967d19.PNG

  • תודה! 1

שתף דיון


קישור ישיר להודעה
שתף באתרים אחרים

התחבר או הרשם על מנת להגיב.

עליך להיות משתמש רשום על מנת להגיב

צור חשבון

צור חשבון חדש בקהילה בקלי קלות

רישום חשבון חדש

התחבר

משתמש קיים? התחבר

התחבר עכשיו