Αναλύοντας τα Χαρακτηριστικά της μητρικής πλακέτας

Transcript

1 Αναλύοντας τα Χαρακτηριστικά της μητρικής πλακέτας ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ ΑΘΗΝΑΙΟΥ ΒΟΥΛΓΑΡΟΠΟΥΛΟΣ ΓΑΛΟΥΝΗΣ ΚΥΡΙΤΣΗΣ ΛΑΜΠΡΟΥ ΛΕΚΑΤΗ ΜΑΜΜΑΤΑΣ ΜΥΦΤAΡΑΓΚΟ ΠΑΠΑΜΑΡΚΟΥ ΠΙΣΚΙΤΖΗ ΣΓΟΥΡΟΣ ΣΙΑΝΟΣ ΤΑΜΠΑΚΗ ΤΕΛΙΟΣ ΤΖΑΡΟ ΤΣΑΡΑ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΜΑΡΚΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΠΟΛΥΧΡΟΝΙΑ ΙΩΑΝΝΗΣ ΕΛΒΙΣΑ ΠΑΝΤΕΛΕΗΜΩΝ ΘΕΟΔΟΣΙΑ ΧΡΗΣΤΟΣ ΑΝΑΡΓΥΡΟΣ ΜΥΡΤΩ ΜΑΡΙΑ ΠΑΝΤΕΛΗΣ ΑΝΤΑΙΟ ΚΑΙΤΗ ΤΩΝ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΒΠ1, ΒΠ2 ΤΟΜΕΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΟΥ 1 ΟΥ ΕΠΑΛ ΠΕΡΑΜΑΤΟΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ Η/Υ ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ Υπό την επιμέλεια των καθηγητών Σμύρου Δήμου Χατζηκωνσταντή Νίκου. 1

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Μητρική Πλακέτα και ο ρόλος της στον υπολογιστή σελ. 3 Χαρακτηριστικά μητρικής πλακέτας (Γενικά) σελ. 4 Τύπος Motherboard σελ. 5 Chipset FSB QPI σελ. 6 Επεξεργαστής σελ. 10 Επεξεργαστές επιτραπέζιων υπολογιστών σελ. 13 Socket σελ. 18 Ψύξη επεξεργαστή -Υπολογιστή σελ. 19 Κάρτα Γραφικών σελ. 23 Μνήμη RAM σελ. 27 Μνήμη ROM σελ. 27 Μνήμη CACHE σελ. 31 Σκληρός Δίσκος σελ. 35 SATA σελ. 39 e-sata σελ. 40 NAS σελ. 41 USB σελ. 44 PCI σελ. 47 RAID σελ. 50 Πηγές σελ. 58 2

3 Μητρική Πλακέτα και ο ρόλος της στον υπολογιστή Η μητρική πλακέτα (motherboard) είναι μια πολύ βασική συσκευή του υπολογιστικού συστήματος. Αν ο επεξεργαστής είναι το μυαλό του υπολογιστή, η μητρική πλακέτα είναι το κεντρικό "νευρικό" σύστημα που χρησιμοποιεί ο επεξεργαστής για να ελέγχει τα άλλα μέρη του υπολογιστικού συστήματος. Παίζει σημαντικό ρόλο στα παρακάτω ζητήματα: Οργάνωση: Με τον ένα ή με τον άλλο τρόπο, όλα είναι τελικά συνδεδεμένα με τη μητρική πλακέτα. Ο τρόπος με τον οποίο είναι σχεδιασμένη, υπαγορεύει τον τρόπο με τον οποίο ολόκληρος ο υπολογιστής πρόκειται να οργανωθεί. Έλεγχος: Η μητρική πλακέτα περιλαμβάνει το chipset και τα προγράμματα του BIOS, τα οποία ελέγχουν το μεγαλύτερο μέρος της ροής των δεδομένων μέσα στον υπολογιστή. Επικοινωνία: Όλες οι επικοινωνίες μεταξύ του υπολογιστή και των περιφερειακών του, του υπολογιστή και άλλων υπολογιστών, ακόμα και με το χρήστη εκτελούνται μέσω της μητρικής πλακέτας. Υποστήριξη του Επεξεργαστή: Η μητρική πλακέτα υπαγορεύει άμεσα την επιλογή του επεξεργαστή του συστήματος. Υποστήριξη των Περιφερειακών: Η μητρική πλακέτα καθορίζει, σε ένα μεγάλο μέρος, το είδος των περιφερειακών που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε στον υπολογιστή. Για παράδειγμα, ο τύπος της κάρτας γραφικών που το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιήσει (PCI), εξαρτάται από τους διαύλους που η μητρική χρησιμοποιεί. Απόδοση: Η μητρική πλακέτα είναι ένας αποφασιστικός παράγοντας για την απόδοση του συστήματος, για δύο κύριους λόγους. Ο πρώτος και βασικότερος, γιατί υπαγορεύει τον τύπο του επεξεργαστή, της μνήμης, των διαύλων, την ταχύτητα interface σκληρού δίσκου, που το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιήσει και αυτά τα στοιχεία επηρεάζουν άμεσα την απόδοση του συστήματος. Κατά δεύτερον, η ποιότητα των κυκλωμάτων της μητρικής και το chipset έχουν αντίκτυπο στην απόδοση του συστήματος. Ικανότητα αναβάθμισης: Οι ικανότητες της μητρικής πλακέτας καθορίζουν την αναβάθμιση που μπορούμε να κάνουμε στον υπολογιστή μας. 3

4 Χαρακτηριστικά μητρικής πλακέτας Τύπος Motherboard Π.χ. M-ATX Chipset Π.χ. H61 Γενικά Επεξεργαστής Π.χ. Συμβατοί επεξεργαστέςintel Τεχνολογία ΕπεξεργαστώνCore i3 2XXX Core i5 2XXX Core i7 2XXX Socket Π.χ. s1155 Κάρτα Γραφικών Π.χ. Έξοδοι Κάρτας Γραφικών Μνήμες Π.χ. Θέσεις2 Υποστηριζόμενοι τύποι μνήμηςddr3 Ταχύτητα Διαύλου1066 MHz 1333 MHz Μέγιστο μέγεθος μνήμης16 GB ChannelDual Συνδέσεις Σκληρών δίσκων και Οπτικών μέσων (DVD) Π.χ. SATA II4xSATA II Slots SATA IIΙΌχι esataόχι Υποστήριξη Raid Όχι Θύρες σύνδεσης Π.χ. PCI Express1xPCI - Express x 16 3xPCI Express 1x USB10xUSB 2.0 ΘύραΌχι LAN ΘύραGigabit Lan 10/100/1000 Σειριακή Ήχος Π.χ. Κανάλια Ήχου5.1 4

5 Αναλυτικά Τύπος Motherboard Υπάρχουν διάφοροι τύποι motherboard (ATX Micro-ATX Mini- ITX Nano-ITX Pico-ITX) με διαφορετικές διαστάσεις ο κάθε ένας από αυτούς, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα: Τα παραπάνω νούμερα είναι σε χιλιοστά 5

6 Chipset FSB - QPI ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ Η/Υ Στην επιστήμη των υπολογιστών, ο όρος chipset (τσίπσετ) χρησιμοποιείται συνήθως για να αναφερθεί σε μια σειρά από εξειδικευμένα τσιπ, πάνω στη μητρική πλακέτα του υπολογιστή. Πιο ειδικά, ο όρος αυτός αναφέρεται σε δύο εξειδικευμένα τσιπ πάνω στη μητρική πλακέτα, στο Northbridge και στο Southbridge. Το Northbridge συνδέει τον επεξεργαστή με τις συσκευές πολύ υψηλής ταχύτητας, δηλαδή την κεντρική μνήμη και τον ελεγκτή γραφικών, ενώ το Southbridge συνδέει τον επεξεργαστή με συσκευές και δίαυλους μικρότερης ταχύτητας (π.χ. σκληρός δίσκος,pci κλπ.). Σε όλα τα σύγχρονα τσίπσετ, το southbridge περιέχει ορισμένους ενσωματωμένους ελεγκτές περιφερειακών συσκευών, όπως Ethernet, USB και συσκευές ήχου. 6

7 Ένα chipset είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε να δουλεύει με συγκεκριμένη σειρά επεξεργαστών. Το chipset παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στον καθορισμό της απόδοσης του συστήματος, διότι ελέγχει τις επικοινωνίες και τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ του επεξεργαστή και των περιφερειακών συσκευών. Ο κατασκευαστής του chipset τις περισσότερες φορές διαφοροποιείται από τον κατασκευαστή της μητρικής πλακέτας. Μερικοί κατασκευαστές τσιπσετ είναι οι NVIDIA, AMD, VIA, SiS, Intel και η Βroadcom. Οι υπολογιστές της Apple χρησιμοποιούν τσιπσετ σχεδιασμένα αποκλειστικά από αυτήν την εταιρεία, αν και τα τελευταία χρόνια έχει αρχίσει να εκμεταλλεύεται και διαφορετικής κατασκευής chipset. Ακόμα, ορισμένοι κατασκευαστές εξυπηρετητών (servers) αναπτύσσουν επίσης δικά τους chipset για τα προϊόντα τους. 7

8 FSB (front side bus) Ο δίαυλος FSB είναι μια θύρα σύνδεσης μεταξύ του κεντρικού επεξεργαστή ενός υπολογιστή και του Northbridge. Το Northbridge λειτουργεί με τη σειρά του ως θύρα σύνδεσης περισσότερων εξαρτημάτων, όπως π.χ. της μνήμης RAM και του ελεγκτή AGP.. Συνεπώς, το FSB επηρεάζει την ταχύτητα του υπολογιστή. Μέσω αυτού φτάνουν τα δεδομένα στη μνήμη RAM. Ωστόσο, η ταχύτητα του υπολογιστή δεν εξαρτάται αποκλειστικά από το FSB, αλλά και από τα υπόλοιπα εξαρτήματα. Στην ιδανική περίπτωση, τα εξαρτήματα προσαρμόζονται στην ικανότητα μεταφοράς του FSB. Οι σύγχρονοι κεντρικοί επεξεργαστές με ελεγκτή μνήμης δεν χρειάζονται το FSB ως θύρα σύνδεσης με το Northbridge. Η ανταλλαγή δεδομένων πραγματοποιείται μέσω μιας σύνδεσης HyperTransport (αμφίδρομη σύνδεση υψηλής ταχύτητας) ή QPI. 8

9 QPI Quick Path Interconnect Η Intel Quick Path Interconnect (QuickPath, QPI), είναι ένα point-to-point διασύνδεσης επεξεργαστή που αναπτύχθηκε από την Intel το οποίο αντικαθιστά το Front Side Bus (FSB). Οι CPU Core i δεν χρειάζονται Front-Side-Bus, καθώς οι λειτουργίες του Northbridge είναι ενσωματωμένες στο τσιπ. Στους CPU Core i ο Front-Side-Bus αντικαθίσταται από το «IntelQuickPath Interconnect» (QPI). Μέσω αυτού διακινείται το σύνολο των δεδομένων μεταξύ των πυρήνων του επεξεργαστή και το υπόλοιπο chipset. 9

10 Επεξεργαστής Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) είναι το κεντρικό εξάρτημα ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή, και συχνά αναφέρεται απλά ως επεξεργαστής. Η ΚΜΕ ελέγχει τη λειτουργία του υπολογιστή και εκτελεί τις λειτουργίες επεξεργασίας δεδομένων. Οι επεξεργαστές δεν σχετίζονται αποκλειστικά με τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές καθώς πλέον ενσωματώνονται και σε πολλές ηλεκτρονικές συσκευές όπως κινητά τηλέφωνα, ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές και βιντεοκάμερες. Η KME αποτελείται από τρία κύρια τμήματα: 1. Καταχωρητές (Registers): Μικρά κύτταρα μνήμης στο εσωτερικό του επεξεργαστή, που χρησιμοποιούνται για την προσωρινή αποθήκευση των δεδομένων, καθώς αυτά υφίστανται επεξεργασία. 10

11 2. Αριθμητική και Λογική Μονάδα : εκτελεί αριθμητικές και λογικές πράξεις 3. Μονάδα Ελέγχου (Control Unit): Ελέγχει τη ροή δεδομένων από και προς την ΚΜΕ, τους καταχωρητές, τη μνήμη και τις περιφερειακές μονάδες εισόδου / εξόδου. Η διασύνδεση μεταξύ αυτών των μονάδων επιτυγχάνεται μέσω ενός κοινού διαύλου που ονομάζεται δίαυλος συστήματος. 11

12 Οι δίαυλοι είναι αγωγοί που ομαδοποιούνται σύμφωνα με την λειτουργία τους. Αν για παράδειγμα ένας δίαυλος είναι 32-bit σημαίνει ότι έχει 32 ξεχωριστούς αγωγούς καθένας από τους οποίους μεταφέρει ένα bit δεδομένου Οι δίαυλοι αυτοί είναι : δίαυλος διευθύνσεων δίαυλος δεδομένων και δίαυλος ελέγχου Το μέγεθός του καθορίζει πόσα bit μπορεί να μεταφέρει ταυτόχρονα αλλά και το εύρος των αριθμών που μπορεί να χειριστεί ο επεξεργαστής. Ο επεξεργαστής Intel 8088, με δίαυλο δεδομένων των 8 bit, κατηγοριοποιείται ως οκτάμπιτος επεξεργαστής και μπορεί να χειριστεί 28 = 256 αριθμούς 12

13 Επεξεργαστές επιτραπέζιων υπολογιστών ΕΤΑΙΡΙΑ INTEL Η αμερικανική επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας Intel εφηύρε την τεχνολογία x86, στην οποία βασίζονται σχεδόν όλοι κεντρικοί επεξεργαστές υπολογιστών (CPU) για επιτραπέζιους και φορητούς υπολογιστές. Με μερίδιο αγορά που υπερβαίνει το 80 τοις εκατό (Ιανουάριος 2011), η Intel κυριαρχεί στην αγορά CPU. Αλλά και στον τομέα των διακομιστών, τα συστήματα τηςintel με την εμπορική ονομασία Xeon είναι πολύ διαδεδομένα. Ο μεγαλύτερος ανταγωνιστής της Intel είναι η AMD. Όπως και η Intel, η AMD αναπτύσσει και κατασκευάζει μικροεπεξεργαστές για φορητούς υπολογιστές, επιτραπέζιους υπολογιστές, και διακομιστές. Οι επεξεργαστές Intel είναι πιο ισχυροί σε σύγκριση με τους αντίστοιχους της AMD, αλλά ανάλογα με την απόδοση κοστίζουν λίγο περισσότερο. Ενώ όσον αφορά τον τομέα των επιτραπέζιων υπολογιστών οι κατασκευαστές προσφέρουν συστήματα AMD σε διάφορες τιμές, οι επεξεργαστές AMD που ενσωματώνονται σε φορητούς υπολογιστές είναι συνήθως οι πιο απλοί. Εκτός από CPU, η Intel αναπτύσσει και τα αντίστοιχα chipset για μητρικές πλακέτες, κάρτες WLAN, chipset δικτύου και ενσωματωμένες κάρτες γραφικών. Η Intel δραστηριοποιείται, επίσης, σε διάφορους τεχνολογικούς τομείς. Όλοι οι μεγάλοι κατασκευαστές επιτραπέζιων και φορητών υπολογιστών κατασκευάζουν ολοκληρωμένα συστήματα με τεχνολογία Intel. Επεξεργαστές Intel Η Intel φημίζεται κυρίως για τους μικροεπεξεργαστές για φορητούς υπολογιστές, επιτραπέζιους υπολογιστές και διακομιστές. Οι εμπορικές ονομασίες Pentium ή Celeron είναι πολύ γνωστές και σε άτομα που δεν ασχολούνται με την τεχνολογία. Ο πρώτος επεξεργαστής της Intel της σειράς x86 είναι ο 8086/8088 και κατασκευάστηκε το Τα μεταγενέστερα μοντέλα 80286, 80386, 80486, καθώς και οι σημερινοί κεντρικοί επεξεργαστές 13

14 βασίζονται στις βασικές του αρχές. Στη συνέχεια γίνεται μια παρουσίαση των σημερινών CPU: Intel Core 2 Με την τεχνολογία Core η Intel αλλάζει το βασικό σχεδιασμό των CPU της. Σε αντίθεση με τους επεξεργαστές Pentium, των οποίων η απόδοση αυξανόταν σύμφωνα με το ρυθμό χρονισμού, στην περίπτωση της τεχνολογίας Core η απόδοση αυξάνεται χάρη στο μεγαλύτερο αριθμό πυρήνων, τη διεύρυνση των ενδιάμεσων μνημών (Cache) και των νέων εντολών. Η Intelκυκλοφόρησε του πρώτους CPU Core με την κωδική ονομασία «Conroe» στα μέσα του Εκτός από τα διπύρηνα μοντέλα (Core Duo, Core 2 Duo), διατίθενται στην αγορά και επεξεργαστές με τέσσερις πυρήνες (Core 2 Quad). Λόγω του χαμηλού ρυθμού χρονισμού σε σύγκριση με τους διπύρηνους επεξεργαστές, αυτά τα σημαντικά ακριβότερα μοντέλα διεκπεραιώνουν τους υπολογισμούς γρηγορότερα μόνο σε ειδικά προσαρμοσμένα προγράμματα. Intel Core ix Η σημερινή γενιά επεξεργαστών της Intel συναντάται σε φορητούς υπολογιστές, επιτραπέζιους υπολογιστές και διακομιστές. Οι ονομασίες των μεμονωμένων τσιπ είναι Core i3, i5 ή i7. Οι μεμονωμένοι CPU διακρίνονται από τον αριθμό των ενσωματωμένων πυρήνων, το ρυθμό χρονισμού και το μέγεθος της λανθάνουσας μνήμης. Διατίθενται με δύο, τέσσερις ή έξι πυρήνες, ενώ τα μοναδικά μοντέλα που ενσωματώνουν έξι πυρήνες είναι οι γρηγορότεροι επεξεργαστές Core i-7 με την προσθήκη του χαρακτηρισμού «Extreme Edition» (Ιανουάριος 2011). Η λειτουργία «Turbo Boost» της Intel, όπου επιτρέπεται η δυναμική αύξηση του ρυθμού χρονισμού των μεμονωμένων πυρήνων του CPU, δεν διατίθεται για τους επεξεργαστές Core i3. Οι CPU Core i δεν χρειάζονται Front-Side-Bus, καθώς οι λειτουργίες του Northbridge είναι ενσωματωμένες στο τσιπ. Στους CPU Core i ο Front-Side-Bus αντικαθίσταται από το «IntelQuickPath 14

15 Interconnect» (QPI). Μέσω αυτού διακινείται το σύνολο των δεδομένων μεταξύ των πυρήνων του επεξεργαστή και το υπόλοιπο chipset. Sandy Bridge Στις αρχές του 2011 η Intel κυκλοφόρησε στην αγορά τη δεύτερη γενιά επεξεργαστών Core i. Οι επεξεργαστές φορητών και επιτραπέζιων υπολογιστών είναι από τεχνολογικής απόψεως ίδιοι. Διαφέρουν ως προς την κατανάλωση ισχύος (Thermal Design Power), το ρυθμό χρονισμού και τη λανθάνουσα μνήμη. Όλοι οι επεξεργαστές ενσωματώνουν στο τσιπ μια μονάδα γραφικών. Αυτή η κάρτα γραφικών Intel HD3000 ή HD2000 είναι σύμφωνα με την Intel σημαντικά γρηγορότερη σε σύγκριση με τα μέχρι τώρα διαθέσιμα chipset γραφικών. Οι πρώτες δοκιμές, που έγιναν μεταξύ άλλων από το CHIP Online (σύνδεσμος: Plattformen-im-Test-3_ html), δείχνουν ότι η HD3000 προσφέρει ικανοποιητική απόδοση στα παιχνίδια. Έτσι, το δημοφιλές διαδικτυακό παιχνίδι ρόλων «World of Warcraft» λειτουργεί καλά σε ανάλυση Full HD 1920x1080 Pixel. Και οι δύο παραλλαγές γραφικών υποστηρίζουν, επίσης, τον κεντρικό επεξεργαστή κατά την αναπαραγωγή βίντεο υψηλής ανάλυσης. Επιπλέον, η Intel λειτουργία ανέπτυξε περαιτέρω τη λειτουργία Turbo Boost, όπου επιτρέπεται η δυναμική αύξηση του ρυθμού χρονισμού των μεμονωμένων πυρήνων. Μια από τις σημαντικότερες καινοτομίες είναι η υποστήριξη των «Advanced Vector Extensions» (AVX). Αυτά τα σύνολα εντολών μπορούν να επιταχύνουν σημαντικά το λογισμικό, εφόσον υποστηρίζονται από τα προγράμματα. Σύμφωνα με την Intel, το AVX μπορεί να αυξήσει την απόδοση έως και 50 τοις εκατό. ΕΤΑΙΡΙΑ AMD Στον τομέα των επιτραπέζιων υπολογιστών, η AMD διαθέτει σήμερα (Νοέμβριος 2010) δύο σειρές επεξεργαστών: τους Athlon II και Phenom II. Με ίδια συχνότητα CPU, οι επεξεργαστές Athlon II είναι ελαφρώς πιο αργοί από τους επεξεργαστές Phenom II. Ο λόγος είναι ο εξής: Οι Athlon II δεν διαθέτουν μνήμη L3 Cache, μια πολύ γρήγορη προσωρινή μνήμη, στην οποία αποθηκεύονται 15

16 δεδομένα του κεντρικού επεξεργαστή. Η διαφορά αυτή δεν είναι αισθητή κατά την καθημερινή χρήση. Δύο, τρεις, τέσσερις ή έξι πυρήνες Εκτός από τη συχνότητα, πολύ σημαντικό στοιχείο για την απόδοση των επεξεργαστών Athlon II και Phenom II είναι ο αριθμός των πυρήνων. Οι Athlon II και Phenom II διατίθενται σε εκδόσεις δύο, τριών ή τεσσάρων πυρήνων. Επίσης, στη σειρά υψηλών επιδόσεων Phenom II διατίθεται και μια έκδοση έξι πυρήνων. Ο αριθμός των πυρήνων στους επεξεργαστές Athlon II και Phenom II αναγράφεται στην ονομασία των προϊόντων, πριν από το γράμμα X. Για παράδειγμα, ο επεξεργαστής AMD Athlon X4 645 διαθέτει τέσσερις πυρήνες. Όσους περισσότερους πυρήνες διαθέτει ένας επεξεργαστής, τόσο περισσότερες εργασίες μπορεί να εκτελεί ταυτόχρονα, ενώ αυξάνεται αντίστοιχα η ταχύτητα του υπολογιστή. Τα σημερινά λειτουργικά συστήματα, όπως τα Windows 7, καθώς και τα διαθέσιμα λογισμικά, βελτιστοποιούνται συνεχώς για χρήση με επεξεργαστές που διαθέτουν περισσότερους πυρήνες. Έτσι, ορισμένα παιχνίδια υπολογιστή μπορούν να χρησιμοποιήσουν τέσσερις πυρήνες. Επεξεργαστές φορητών υπολογιστών Η απάντηση της AMD στους επεξεργαστές φορητών της Intel Core i3, i5 και i7 (Νοέμβριος 2010) είναι οι επεξεργαστές Athlon X2, Turion X2, Turion X2 Ultra και Phenom II. Εκτός από τη σειρά Phenom II, όλα τα μοντέλα διαθέτουν δύο επεξεργαστές. Οι επεξεργαστές φορητών Phenom II διαθέτουν τρεις ή τέσσερις πυρήνες. Ο ταχύτερος επεξεργαστής φορητού υπολογιστή AMD (Phenom II) έχει μικρότερη απόδοση από την ταχύτερη σειρά επεξεργαστών της Intel (Core i7), η οποία προσεγγίζει αυτήν των επεξεργαστών Intel μέσης απόδοσης (Core i5). Πλεονέκτημα αποτελεί η καλή ενσωμάτωση κεντρικού επεξεργαστή και επεξεργαστή γραφικών. Οι ενσωματωμένες κάρτες γραφικών της 16

17 AMD χωρίς ξεχωριστή μνήμη έχουν καλύτερη απόδοση από τους αντίστοιχους της Intel. Athlon Neo και Turion X2 Neo Για φορητούς υπολογιστές ιδιαίτερα μικρού μεγέθους και μεγάλης διάρκειας λειτουργίας, η AMD διαθέτει τους επεξεργαστές με την ονομασία Neo. Οι επεξεργαστές αυτοί έχουν μικρότερες απαιτήσεις τροφοδοσίας και θερμαίνονται λιγότερο από τους τυπικούς επεξεργαστές φορητών υπολογιστών. Διατίθενται σε έκδοση ενός (Athlon Neo) και δύο (Turion X2 Neo) πυρήνων. Οι κεντρικοί επεξεργαστές Neo χρησιμοποιούνται σε υποφορητούς υπολογιστές και υπολογιστές netbook. Κάρτες γραφικών της AMD Η AMD είναι, μαζί με την Nvidia, οι σημαντικότεροι κατασκευαστές καρτών γραφικών υψηλής απόδοσης. Οι κάρτες γραφικών της AMD χρησιμοποιούνται τόσο σε επιτραπέζιους όσο και σε φορητούς υπολογιστές. Όλες οι σημερινές κάρτες γραφικών της AMD (Νοέμβριος 2010) υποστηρίζουν το πρότυπο DirectX 11. Έτσι, ο κεντρικός επεξεργαστής δεν καταπονείται κατά την αναπαραγωγή βίντεο. Η AMD ονομάζει αυτήν την τεχνολογία Unified Video Decoder (UVD). Με αυτόν τον τρόπο, φορητοί και επιτραπέζιοι υπολογιστές με σχετικά αδύναμους επεξεργαστές μπορούν να αναπαραγάγουν βίντεο Full HD χωρίς παραμορφώσεις. Σύγχυση όσον αφορά στα ονόματα Όσον αφορά στην ονομασία των προϊόντων της, η AMD ακολουθεί εδώ και χρόνια μια όχι και τόσο ξεκάθαρη πολιτική. Ο πρώτος αριθμός που εμφανίζεται στο όνομα, όπως π.χ. το 6 στο AMD Radeon HD 6850, προσδιορίζει τη σειρά του μοντέλου. Όλες οι GPU μιας σειράς έχουν τα ίδια βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά, όπως π.χ. υποστήριξη DirectX και επιτάχυνση βίντεο. Για τον δεύτερο και τον τρίτο αριθμό ισχύουν τα εξής: Όσο μεγαλύτερος ο αριθμός, τόσο μεγαλύτερη η ταχύτητα της κάρτας γραφικών. Ο δεύτερος αριθμός είναι σημαντικότερος από τον τρίτο. Αυτό σημαίνει ότι μια κάρτα Radeon HD 5770 είναι πιο αργή από μια κάρτα Radeon HD

18 Socket Υποδοχή επεξεργαστή ( Socket ): είναι ηλεκτρικό εξάρτημα που είναι κατασκευασμένο έτσι ώστε να φιλοξενήσει τον επεξεργαστή του συστήματος. Είναι ένας ειδικός τύπος με τη μορφή πρίζας και μεγάλο αριθμό επαφών. Η υποδοχή αύτη παρέχει υποστήριξη του επεξεργαστή, ψήκτρας, διευκόλυνση στην αντικατάσταση του επεξεργαστή και κυρίως σχηματίζει μια ηλεκτρική διασύνδεση του επεξεργαστή με το ηλεκτρονικό σύστημα. Λειτουργία : Συνήθως, οι υποδοχές των επεξεργαστών κατασκευάζονται από πλαστικό, ένα μεταλλικό μοχλό και μεταλλικές επαφές για κάθε μια από τις υποδοχές του επεξεργαστή. Οι περισσότεροι επεξεργαστές έχουν σημάδια, έτσι ώστε να εξασφαλιστεί η σωστή τοποθέτηση. Όλες η υποδοχές είναι φτιαγμένες έτσι ώστε να μπορούν να υποδεχτούν ψήκτρα. Έτσι, αυτήν τη στιγμή θα βρείτε επεξεργαστές της Intel για τρία διαφορετικά sockets: Socket 1366: Όλοι οι πρώτοι επεξεργαστές Core i7 (σειρά 9xx). Socket 1156: Όλοι οι επεξεργαστές Core i5 και οι νέοι Core i7 της σειράς 8xx. Socket 755: Όλοι οι υπόλοιποι επεξεργαστές της Intel, δηλαδή οι οικογένειες Celeron Pentium, Core 2 Duo και Core 2 Quad. 18

19 Ψύξη επεξεργαστή Υπολογιστή Πριν από οτιδήποτε άλλο να πούμε ότι όσο καλή και να είναι η ψήκτρα μας, αν δεν αερίζεται σωστά το κουτί μας τότε είναι άδικος κόπος ότι και να κάνουμε. 19

20 Και το αμέσως επόμενο πράγμα που θα μας απασχολήσει είναι το πού μπαίνουν οι ανεμιστήρες στο κουτί. Επειδή όσο πιο ζεστός είναι ο αέρας τόσο πιο ψηλά ανεβαίνει από μόνος του, θα εκμεταλλευτούμε αυτήν την ιδιότητά του και θα τοποθετήσουμε τον ανεμιστήρα εξαγωγής στο πίσω μέρος του κουτιού και ψηλά. Άρα ο ανεμιστήρας εισαγωγής αέρα θα πρέπει να είναι χαμηλά και το βελάκι του να "κοιτάει" προς το εσωτερικό του κουτιού. Σαν σύνολο, θα πρέπει να πετύχουμε την πιο πάνω εικόνα. Άρα αφού φροντίσουμε για αυτό, ξεκινάμε να συναρμολογούμε τον επεξεργαστή και την ψήκτρα. Όσοι χρησιμοποιήσετε την ψήκτρα που συμπεριλαμβάνεται στο κουτί του επεξεργαστή δεν έχετε και πολλά πράγματα να προσέξετε πέρα απο το να μην χαλάσετε τη στρώση της θερμοαγώγιμης πάστας πάνω στην ψήκτρα και από το να μην την τοποθετήσετε στραβά στον επεξεργαστή. Εδώ να σημειώσω ότι για να τοποθετηθεί σωστά ο επεξεργαστής και να μη στραβώσουμε κάποιο από τα pins στη βάση του, θα πρέπει να ψάξουμε ποιά γωνία του έχει ένα βελάκι χρυσού χρώματος και να το τοποθετήσουμε στην αντίστοιχη γωνία της υποδοχής στη motherboard. Όσοι επιλέξετε να βάλετε κάποια άλλη ψήκτρα, τρίτου κατασκευαστή, καλό θα είναι να ψάξετε για κάποια η οποία να είναι συμβατή με το μοντέλο του επεξεργαστή σας. Κάτι άλλο που θα πρέπει να προσέξετε είναι ο θόρυβος που κάνει ο ανεμιστήρας της ψήκτρας. Κάποιες από αυτές έχουν 2 ανεμιστήρες. Συνήθως ο δεύτερος ανεμιστήρας δεν προσφέρει 20

21 καλύτερες επιδόσεις σε σύγκριση με την ίδια ψήκτρα με έναν ανεμιστήρα. Προσφέρει όμως περισσότερο θόρυβο! Οι ψήκτρες από χαλκό είναι συνήθως καλύτερων επιδόσεων από τις αντίστοιχες που χρησιμοποιούν αλουμίνιο. Αυτό συμβαίνει γιατί ο χαλκός είναι καλύτερος αγωγός της θερμότητας. Είναι όμως και ακριβότερος... Επίσης, μην μπερδευτείτε από το αν είναι επινικελωμένες γιατί δεν επηρεάζεται η απόδοσή τους από αυτό. Είναι πιο πολύ για ομορφιά. Αν αντικαθιστάτε την παλιά σας ψήκτρα με μια καινούρια στον ίδιο επεξεργαστή. Θα πρέπει οπωσδήποτε να καθαρίσετε τον επεξεργαστή από τα υπολείμματα της θερμοαγώγιμης πάστας και να περάσετε μια καινούρια στρώση από κάποια πάστα που θα αγοράσετε εσείς. Διάφοροι τρόποι ψύξης του επεξεργαστή Η ροή του αέρα Ο ζεστός αέρας είναι πιο ελαφρύς από τον κρύο άμα δεν υπάρχει ροή αέρα αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα ο ζεστός αέρας να πάει στο πανό μέρος του κουτιού του υπολογιστή και αυτό γιατί όλα τα υλικά μέσα στο κουτί παράγουν μεγάλη θερμότητα. Το τελικό αποτέλεσμα θα έρθει μετά από κάποιο χρόνο ανάλογα με τον όγκο, από την εξωτερική θερμοκρασία και την ροή του αέρα μέσα στο κουτί. Όσα περισσότερα ανεμιστηράκια τόσο καλύτερη ροή του αέρα Μέσο απαγωγής το νερό Το επόμενο βήμα στην ψύξη των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που υπάρχουν στον υπολογιστή μας έγινε χρησιμοποιώντας το νερό. Η ιδέα της εφαρμογής του νερού προήρθε από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του. Είναι ρευστό, οπότε είναι εύκολη η κίνηση του, ιδιαίτερα χαμηλό σε κόστος και η θερμόχωρητικότητα του είναι μια από τις καλύτερες εάν όχι η καλύτερη σε γνωστά υλικά. Μέσο απαγωγής το αέριο Με τους δύο προηγούμενους τρόπους ψύξης που εξετάσαμε, η χαμηλότερη θερμοκρασία που μπορούμε να επιτύχουμε, τόσο με 21

22 την αερόψυξη, όσο και με την υδρόψυξη, είναι η θερμοκρασία του χώρου. Σε αυτή την κατηγορία θα περιγράψουμε τον τρόπο με τον οποίο μπορούμε να μειώσουμε περισσότερο τη θερμοκρασία κάτω από αυτήν του χώρου. Με την έννοια θερμοκρασία χώρου αναφερόμαστε στην θερμοκρασία που έχει το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται ο υπολογιστής μας, για παράδειγμα η θερμοκρασία του δωματίου μας. Αέριο: Είναι το υλικό που εισάγεται στο σύστημα για να λειτουργήσει. Στην ουσία μέσω αυτού επιτυγχάνεται η ψύξη. Είναι γνωστό και με την ορολογία φρέον. 22

23 Κάρτα γραφικών Η κάρτα γραφικών είναι τμήμα ενός υπολογιστή, το οποίο λαμβάνει δεδομένα από την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU) για να τα μετατρέψει σε εικόνα, η οποία θα προβληθεί στην οθόνη. Η Εξέλιξη των Καρτών Γραφικών Οι Κάρτες γραφικών εμφανίζονται για πρώτη φορά στον πρώτο "προσωπικό υπολογιστή" IBM PC το Ονομαζόταν Μονόχρωμος Προσαρμογέας Γραφικών (Monochrome Display Adapter, MDA) και ήταν ένα κύκλωμα (κάρτα) που προέβαλε μόνο κείμενο σε πράσινο ή λευκό χρώμα μαύρο υπόβαθρο. Ακολούθησαν οι κάρτες CGA (Color Graphics Adaptor) με δυνατότητα απεικόνισης οκτώ χρωμάτων (συχνά όχι ταυτόχρονα) και EGA (Enhanced Graphics Adaptor) με δυνατότητες απεικόνισης 64 χρωμάτων. Στους σημερινούς υπολογιστές το ελάχιστο πρότυπο για τις νέες κάρτες βίντεο είναι το VGA, το οποίο επιτρέπει 256 χρώματα και την εμφάνιση εικόνων. Με υψηλά πρότυπα απόδοσης όπως ο Quantum Extended Graphics Array (QXGA),οι κάρτες βίντεο μπορεί να εμφανίσουν εκατομμύρια χρώματα. Η κάρτα γραφικών είναι μια πλακέτα κυκλωμάτων, η οποία περιλαμβάνει έναν επεξεργαστή και κυκλώματα μνήμης RAM. Διαθέτει επίσης ένα μικροκύκλωμα (chip) εισόδου / εξόδου 23

24 (BIOS), το οποίο αποθηκεύει τις ρυθμίσεις της κάρτας και εκτελεί διαγνωστικά για τη μνήμη, την είσοδο και την έξοδο κατά την εκκίνηση του συστήματος. Ο επεξεργαστής γραφικών της κάρτας, που ονομάζεται μονάδα επεξεργασίας γραφικών (Graphics Processing Unit, GPU), είναι παρόμοιος με τον επεξεργαστή ενός υπολογιστή. Μια GPU, ωστόσο, έχει σχεδιαστεί ειδικά για την εκτέλεση των πολύπλοκων μαθηματικών και γεωμετρικών υπολογισμών που είναι απαραίτητοι για την απόδοση γραφικών. Μερικές από τις ταχύτερες GPUs διαθέτουν περισσότερα τρανζίστορ από το μέσο όρο της CPU. Μια GPU παράγει πολλή θερμότητα, έτσι ώστε να είναι απαραίτητη η χρήση ενός ανεμιστήρα. Οι εταιρείες ATI και nvidia παράγουν τη συντριπτική πλειοψηφία των GPU για την παγκόσμια αγορά. Και οι δύο εταιρείες έχουν αναπτύξει τις δικές τους καινοτομίες και βελτιώσεις για τις επιδόσεις των GPU. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΤΩΝ ΓΡΑΦΙΚΩΝ Chipset Γραφικών (Video Chipset) Ουσιαστικά όλες οι σύγχρονες κάρτες γραφικών είναι επιταχυντές, που εκτελούν διάφορες υπολογιστικές λειτουργίες, εκτός από το να παρέχουν το σήμα εξόδου στην οθόνη. Οι ικανότητες της κάρτας γραφικών είναι συνάρτηση του εσωτερικού επεξεργαστή της κάρτας, που κάνει τους υπολογισμούς (καθώς επίσης και τις περισσότερες εργασίες που μια κάρτα γραφικών πρέπει να εκτελέσει. Τα λογικά κυκλώματα που ελέγχουν την κάρτα 24

25 γραφικών αναφέρονται και ως chipsets γραφικών. Κάποιες φορές επίσης αποκαλούνται και επιταχυντές ή συνεπεξεργαστές εικόνας. Κανονικά η λέξη "chipset" αναφέρεται στο chipset σύστηματος που ελέγχει τη μητρική πλακέτα. Το chipset γραφικών εκτελεί μια ανάλογη λειτουργία για την κάρτα γραφικών. Οι μητρικές πλακέτες εκτελούν ποικίλες λειτουργίες, που απαιτούν πάρα πολλά ξεχωριστά chips. Αργότερα αυτά τα chips ενοποιήθηκαν σε ένα μικρό σύνολο από chips και ονομάστηκαν "chipset". To ίδιο πράγμα συνέβη και με τις κάρτες γραφικών. Στην πραγματικότητα, πολλά (αν όχι τα περισσότερα) chipsets γραφικών είναι ένα μόνο chip. Μνήμη της κάρτας Η κύρια χρήση της μνήμης της κάρτας γραφικών είναι ως καταχωρητής εικόνων. Πρόκειται για το μέρος, που είναι αποθηκευμένες οι πληροφορίες για την ίδια την εικόνα. Κάθε εικονοστοιχείο στην οθόνη συνδέεται με 4 εως 32 bits δεδομένων, που αναπαριστούν το χρώμα του και την ένταση του. Ο επεξεργαστής της κάρτας (μαζί με τον επεξεργαστή του συστήματος) αλλάζει αυτά τα δεδομένα για να αλλάξει την εικόνα στην οθόνη και η RAM τα διαβάζει και τα στέλνει στην οθόνη. Μέγεθος και πρόσβαση της μνήμης Υπάρχει μια σημαντική επίδραση στην απόδοση των γραφικών όταν χρησιμοποιείται 64-bit κάρτα γραφικών. Μια κάρτα 64 bits ονομάζεται έτσι, γιατί μπορούν να προσπελαστούν 64 bits στη μνήμη της κάθε φορά. Πολλές από αυτές τις κάρτες χρησιμοποιούν τμήματα της μνήμης με εύρος 32 bits. Αν υπάρχει 1MB DRAM σε μια τέτοια κάρτα, οργανώνεται έτσι: 256Κx32. Αν βάλουμε 2ΜΒ τότε είναι: 256Κx64. Αυτό σημαίνει ότι αν χρησιμοποιούμε μια 64-bit κάρτα γραφικών με μόνο 1MB DRAM, η κάρτα αναγκάζεται να έχει πρόσβαση μόνο σε 32 bits κάθε φορά, γεγονός που μειώνει το εύρος ζώνης. Αν προσθέσουμε ακόμα 1ΜΒ μνήμη η απόδοση της κάρτας θα αυξηθεί αρκετά. Πρόκειται για μια σπάνια περίπτωση που η προσθήκη επιπλεόν μνήμης σε μια κάρτα γραφικών αυξάνει πραγματικά την απόδοση της. Συστήματα απαγωγής θερμότητας Οι κάρτες γραφικών μπορούν να χρησιμοποιήσουν σημαντική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, μέρος της οποίας χάνεται σε θερμότητα. Εάν αυτή η θερμότητα δεν απάγεται, ο επεξεργαστής γραφικών της κάρτας μπορεί να υπερθερμανθεί και να προκληθεί 25

26 βλάβη. Γι αυτό το λόγο, οι κατασκευαστές τοποθετούν πάντοτε κάποιο σύστημα απαγωγής της θερμότητας: Παθητική απαγωγή (ψύκτρα). Ψύκτρα και βεβιασμένη ροή αέρα. Ψύκτρα και υδρόψυξη. Συστήματα σύνδεσης μεταξύ της κάρτας Γραφικών και της Οθόνης Τα πιο διαδεδομέν α συστήματα για τη σύνδεση μεταξύ της κάρτας βίντεο και της οθόνης του υπολογιστή είναι: Video Graphics Array (VGA) : To VGA υποστηρίζει το πρότυπο που έχει εκδοθεί στα τέλη της δεκαετίας του 1980, με οθόνες που υποστηρίζουν υποδοχή καθοδικού σωλήνα. Μερικά προβλήματα αυτού του προτύπου είναι ότι μπορεί να υπάρξει παραμόρφωση της εικόνας και ότι δεν έχει κατάλληλη προστασία από ηλεκτρικές παρεμβολές οι οποίες μπορεί να προκαλούνται από μια κοντινή, υψηλής τάσης ηλεκτρική πηγή. Digital Visual Interface (DVI) : Με βάση την ψηφιακή τεχνολογία, το πρότυπο αυτό έχει σχεδιαστεί για οθόνες όπως οι LCD, οι LED, οι οθόνες πλάσματος, οι μεγάλες οθόνες υψηλής ευκρίνειας, οι τηλεοράσεις και video projectors. Έχει υψηλή προστασία από την παραμόρφωση της εικόνας και από τις ηλεκτρικές παρεμβολές. High-Definition Multimedia Interface (HDMI) : Ένα προηγμένο σύστημα μετάδοσης ψηφιακού ήχου και βίντεο που κυκλοφόρησε το 2003 και χρησιμοποιείται ως το κύριο και γρηγορότερο σύστημα σύνδεσης για τις καινούριες κονσόλες παιχνιδιών καθώς και για τα καινούρια DVD και Blue-ray players σε μια οθόνη. Το HDMI έχει υψηλή προστασία και δεν επηρεάζεται από εξωτερικές παρεμβολές. 26

27 ΜΝΗΜΗ Η μνήμη υπολογιστή έχει να κάνει με τις συσκευές και τα αποθηκευτικά μέσα ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή, όπου αποθηκεύονται ψηφιακά δεδομένα τα οποία χρησιμοποιούνται από τον επεξεργαστή για κάποια χρονική περίοδο. Η αποθήκευση δεδομένων είναι ίσως η πιο βασική λειτουργία των σύγχρονων υπολογιστών και η μνήμη ένα από τα κύρια μέρη κάθε συστήματος που, σε συνδυασμό με την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας, είναι απαραίτητα για τη λειτουργία κάθε βασικού ηλεκτρονικού υπολογιστή από τη δεκαετία του 1940 κι έπειτα. ΕΙΔΗ ΜΝΗΜΗΣ RAM: (Random access memory) είναι όρος που χρησιμοποιούμε για ηλεκτρονικές διατάξεις προσωρινής αποθήκευσης ψηφιακών δεδομένων (μνήμης υπολογιστή), οι οποίες επιτρέπουν πρόσβαση στα αποθηκευμένα δεδομένα στον ίδιο χρόνο οπουδήποτε και αν βρίσκονται αυτά, δηλαδή με «τυχαία πρόσβαση». Στην επιστήμη υπολογιστών με τον όρο RAM αναφερόμαστε στην κύρια ή κεντρική μνήμη ενός υπολογιστικού συστήματος δηλαδή τη μνήμη στην οποία αποθηκεύονται προγράμματα και δεδομένα, προκειμένου είτε να εκτελεστούν είτε να υποστούν επεξεργασία αντίστοιχα. 27

28 ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΜΝΗΜΩΝ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΗΝ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΑΙ ΤΟ ΚΟΣΤΟΣ SDRAM: Synchronous Dynamic Random Access Memory. Είναι συγχρονισμένη με τον δίαυλο του επεξεργαστή. Η συχνότητα λειτουργίας είναι καθοριστικός παράγοντας για την ταχύτητά της. Ο χρόνος προσπέλασης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν χαμηλότερος για την ταχύτερη λειτουργία του υπολογιστή. Δέχεται μία εντολή ανά κύκλο ρολογιού γράφοντας 64 bit δεδομένων. Οι ενδεικτικές ταχύτητές της σε MHz είναι SDRAM PC-66, SDRAM PC-100 έως SDRAM PC-133. SDRAM 28

29 DDR SDRAM: Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory. Αποτελεί επέκταση της SDRAM με μεγαλύτερες ταχύτητες λειτουργίας και ταχύτερη εγγραφή / ανάγνωση δεδομένων. Σε έναν κύκλο ρολογιού εκτελείται μία εντολή που διαβάζει και γράφει τα διπλάσια δεδομένα (128 bits). Έτσι, σχεδόν διπλασιάζεται ο ρυθμός μεταφοράς χωρίς να χρειάζεται αύξηση της συχνότητας του διαύλου. Οι ενδεικτικές ταχύτητές της είναι DDR-200, DDR-233, DDR-333 έως DDR-400. DDR SDRAM DDR2 SDRAM: Δεν έχει ιδιαίτερες διαφορές από την DDR SDRAM εκτός από την αύξηση της συχνότητας. Σε κάθε κύκλο λειτουργίας εγγράφονται 256 bit δεδομένων. Έχει τάση λειτουργίας 1,8V. Οι ενδεικτικές ταχύτητές της έως επί του παρόντος είναι DDR2-400, DDR2-533, DDR2-667, DDR2-800 και DDR DDR2 SDRAM DDR3 SDRAM: Λειτουργεί σε ταχύτητες από 800MHz έως 1600MHz και σε κάθε κύκλο λειτουργίας εγγράφονται 512 bit δεδομένων. Έχει τάση λειτουργίας 1,5V και ενδείκνυται ιδιαίτερα στους φορητούς υπολογιστές αφού καταναλώνει αρκετά λιγότερη 29

30 ενέργεια. Η συγκεκριμένη μνήμη αξιοποιείται περισσότερο στις κάρτες γραφικών όπου οι απαιτήσεις είναι αυξημένες. DDR3 SDRAM 30

31 ROM (Read Only Memory) Η εγγραφή των δεδομένων στην ROM γίνεται μόνο από τον κατασκευαστή της. Κατά την διάρκεια της χρήσης της η μνήμη ROM δεν μπορεί να γραφτεί ούτε να προγραμματιστεί. Η μνήμη ROM εξελίχθηκε και παρήχθησαν οι εξής τύποι: Η PROM (Programmable ROM) είναι μνήμη ROM η οποία μπορεί να προγραμματιστεί από τον χρήστη μία φορά μέσω μιας ειδικής συσκευής που λέγεται PROM Programmer ή PROM Burner. Η EPROM (Erasable PROM) είναι τύπος μνήμης PROM που μπορεί να προγραμματιστεί από τον χρήστη πολλές φορές αφού για κάθε φορά μπορεί να σβηστεί ο προηγούμενος προγραμματισμός. Το σβήσιμο γίνεται με έκθεση του chip μνήμης σε υπεριώδες φως. Η EEPROM (Electrically Erasable PROM) είναι τύπος μνήμης EPROM που μπορεί να σβηστεί ηλεκτρικά (πχ. μέσω του υπολογιστή), χωρίς την ανάγκη έκθεσης σε υπεριώδες φως. Η EEPROM είναι όμοια με την μνήμη Flash, με τη βασική διαφορά 31

32 ότι η EEPROM γράφεται ή διαβάζεται ένα-ένα byte ενώ η Flash επιτρέπει την εγγραφή ή ανάγνωση δεδομένων σε blocks. Η Flash ή όπως μερικές φορές λέγεται Flash EEPROM, είναι ειδικός τύπος EEPROM ο οποίος γράφεται και διαβάζεται σε blocks γι αυτό είναι ταχύτερη από την EEPROM. Η μνήμη Flash χρησιμοποιείται ευρύτατα σήμερα στους υπολογιστές (Flash BIOS), σε όσες συσκευές χρειάζονται συχνές αναβαθμίσεις (updates), στα memory sticks κλπ. Κρυφή μνήμη CACHE Η μνήμη cache βρίσκεται μέσα στον επεξεργαστή και λειτουργεί επίσης σε συνεργασία με αυτόν. Είναι πολύ πιο "γρήγορη" από τη ram γιατί βρίσκεται μέσα στον επεξεργαστή και δεν κάνουν τα δεδομένα όλο το "ταξίδι" μέχρι τη ram και πάλι πίσω. Η μνήμη cache αποθηκεύει πολύ βασικά δεδομένα που χρησιμοποιεί συνέχεια ο επεξεργαστής. Έτσι, εξοικονομείται ταχύτητα. Το πρόβλημα είναι πως αν μεγαλώναμε κατά πολύ την cache, αφήνοντας παράμερα την ram, τότε το κόστος του επεξεργαστή θα ήταν δυσβάσταχτο. Κι εδώ, αν σβήσουμε τον υπολογιστή, χάνονται όλα τα δεδομένα από τη μνήμη αυτή. Κρυφή μνήμη Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας, γνωστή και ως ενδιάμεση μνήμη ή λανθάνουσα μνήμη ΚΜΕ, ονομάζουμε τη μνήμη που χρησιμοποιείται από τον επεξεργαστή για να επιτύχει ταχύτερη πρόσβαση στην κύρια μνήμη. Αυτή η μνήμη είναι γρηγορότερη, ακριβότερη και μικρότερη σε μέγεθος από την κύρια μνήμη. Στην πράξη είναι υψηλής ταχύτητας μνήμη SRAM, η οποία χρησιμοποιείται μεταξύ της KME και της κύριας μνήμης. Εντολές και λέξεις της κύριας μνήμης που χρησιμοποιούνται συχνά ή χρησιμοποιήθηκαν πρόσφατα, μεταφέρονται στην κρυφή μνήμη. Έτσι, την επόμενη φορά που η ΚΜΕ θα χρειαστεί μια λέξη, θα την αναζητήσει πρώτα στη μικρή και γρήγορα προσπελάσιμη κρυφή μνήμη. Αν η αναζήτηση είναι επιτυχής εξοικονομείται χρόνος, ενώ αν αποτύχει ξεκινά η προσπέλαση της κύριας μνήμης και ανανεώνεται η κρυφή μνήμη. 32

33 Επίπεδα κρυφής μνήμης Oι πληροφορίες αναζητούνται μέσα στην L1 cache αφού αυτή είναι και ο ταχύτερος τύπος κρυφής μνήμης. Αν οι πληροφορίες βρεθούν εκεί, μεταφέρονται απευθείας και με μεγάλη ταχύτητα στον επεξεργαστή. Αν οι πληροφορίες δεν υπάρχουν μέσα στην L1 cache, η αναζήτηση συνεχίζεται στην L2 cache που είναι το αμέσως επόμενο επίπεδο. Αν έχουμε επιτυχία, τότε οι πληροφορίες μεταφέρονται με κάποια μικρή καθυστέρηση στον επεξεργαστή ενώ γίνεται ενημέρωση και της L1 cache για να είναι διαθέσιμες οι πληροφορίες για μελλοντική χρήση. Αν έχουμε αποτυχία μέσα στην L2 cache τότε οι πληροφορίες μεταφέρονται με σχετικά μεγάλη καθυστέρηση από την κύρια μνήμη στον επεξεργαστή. Αν οι πληροφορίες που ζητήθηκαν δεν βρίσκονται ούτε στην κύρια μνήμη τότε η αναζήτηση συνεχίζεται στο σκληρό δίσκο ή στον οδηγό CD-ROM ή στον οδηγό εύκαμπτων δίσκων. Αφού μεταφερθούν οι πληροφορίες στον επεξεργαστή γίνεται ενημέρωση όλων των παραπάνω επιπέδων έτσι ώστε οι πληροφορίες να είναι διαθέσιμες αν ξαναζητηθούν. Η αντικατάσταση των περιεχομένων μέσα στα διάφορα επίπεδα κρυφής μνήμης γίνεται βάσει περίπλοκων αλγορίθμων. Η ιεραρχία των μνημών μέσα στον υπολογιστή. 33

34 Κάθε σύγχρονος επεξεργαστής έρχεται με μια ειδική κρύπτη που κρατά τις οδηγίες του επεξεργαστή και τα δεδομένα που προορίζονται για σχεδόν άμεση χρήση. Αυτό αναφέρεται ως το πρώτο επίπεδο cache, ή L1, και εμφανίστηκε για πρώτη φορά στον επεξεργαστή 486DX. Το πρώτο cache που μοιράστηκαν μεταξύ των δύο πυρήνων ήταν το L2 Core 2 Duo της. Η Intel αποφάσισε και πάλι Core 2 dualπυρήνες σε μια προσπάθεια να δημιουργήσει οικονομικά quadπυρήνες. 34

35 Οι τελευταίοι quad-core επεξεργαστές έρχονται με δικές τους κρύπτες L1 και L2, η κοινή L3 cache είναι διαθέσιμη για όλους τους πυρήνες. Αυτή η κοινή L3 είναι επίσης σε θέση να ανταλλάσσει δεδομένα, οι πυρήνες θα μπορούσαν να εργάζονται παράλληλα. 35

36 Σκληρός Δίσκος ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ Η/Υ Ο σκληρός δίσκος είναι ένα μαγνητικό αποθηκευτικό μέσο - συσκευή που χρησιμοποιείται στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, στις ψηφιακές βιντεοκάμερες, στα φορητά mp3 players, στα επιτραπέζια ψηφιακά βίντεο, στις κονσόλες παιχνιδομηχανών, στους ψηφιακούς επίγειους και δορυφορικούς τηλεοπτικούς δέκτες κλπ. Ένας σκληρός δίσκος αποθηκεύει μεγάλες ποσότητες δεδομένων και η χωρητικότητα των σκληρών δίσκων που κυκλοφορούν στο εμπόριο ξεκινά από τα 160 GB και φτάνει έως τα 3TB. Για μεγαλύτερες χωρητικότητες που αγγίζουν τα 8 TB (terabyte) χρησιμοποιούνται κυκλώματα πολλαπλών σκληρών δίσκων, με τη μορφή συρταρωτής διάταξης. Η ταχύτητα προσπέλασης των δεδομένων είναι ταχύτερη από το DVD/R/RW αλλά πολύ πιο αργή από τη μνήμη του υπολογιστή. Οι σκληροί δίσκοι χρησιμοποιούνται στους υπολογιστές για την αποθήκευση δεδομένων, κυρίως προγραμμάτων και αρχείων που είναι απαραίτητο να διατηρηθούν, σε αντίθεση με την μνήμη RAM όπου τα δεδομένα διαγράφονται με την διακοπή τροφοδοσίας ηλεκτρικού ρεύματος. Επίσης όλοι οι σκληροί δίσκοι πλέον, έχουν ενσωματωμένη κρυφή μνήμη (cache RAM) για προσωρινή αποθήκευση που η χωρητικότητα της ξεκινά από τα 8MB(ελάχιστοι πλέον) και φτάνει τα 64MB. 36

37 Εξωτερική θωράκιση Τα ευαίσθητα και ευπαθή μέρη του σκληρού δίσκου προστατεύονται από σκληρό μεταλλικό περίβλημα που υπηρετεί ταυτόχρονα πολλαπλούς σκοπούς: Μηχανική προστασία από χτυπήματα και πίεση που μπορεί να αναπτυχθεί στο εσωτερικό ενός κουτιού υπολογιστή. Ηλεκτρομαγνητική θωράκιση από ηλεκτρομαγνητικά πεδία που υπάρχουν στο χώρο αποθήκευσης ή / και λειτουργίας του. Θερμική μόνωση για την ευκολότερη απαγωγή της θερμότητας από το εσωτερικό του δίσκου ώστε το μαγνητικό υλικό να λειτουργεί σε θερμοκρασίες εντός των προδιαγραφών του. Ατμοσφαιρική απομόνωση: οι κεφαλές εγγραφής / ανάγνωσης βρίσκονται σε απόσταση μικρότερη από τη διάμετρο μιας ανθρώπινης τρίχας από την ή τις μαγνητικές επιφάνειες, με αποτέλεσμα ο παραμικρός κόκκος σκόνης να καταστρέψει την ακεραιότητα του συστήματος. Εάν προσθέσουμε και θέματα υγρασίας, το αποτέλεσμα για την μεταφορά, την αποθήκευση και τελικά τη λειτουργία του σκληρού δίσκου θα ήταν καταστροφικό. Για αυτό το λόγο οι σκληροί δίσκοι δεν θα πρέπει να ανοίγονται παρά μόνο σε ειδικά διαμορφωμένους χώρους (εργαστήρια). Διαφορές από τις εύκαμπτες δισκέτες Χωρητικότητα και ταχύτητα προσπέλασης Η χρήση άκαμπτων υλικών και ή σφράγιση της μονάδας προσδίδει πολύ μεγαλύτερη αντοχή στους δίσκους σε σχέση με τις δισκέτα. Κατά συνέπεια, οι σκληροί δίσκοι μπορούν να αποθηκεύσουν, να προσπελάσουν και να μεταφέρουν πολύ περισσότερα δεδομένα και σε λιγότερο χρόνο από ότι οι δισκέτες. Βασικές τους διαφορές είναι σε συντομία οι παρακάτω: 37

38 Ιδιότητες 1 Τυπική Χωρητικότητα Σκληρός δίσκος Δισκέτα από 160Gb και έως 3Tb 1,44 Mb 2 Τυπική Διάσταση 1,8" - 2,5" - 3,5" 3,5" 3 Μηχανισμός Ανάγνωσης Ενσωματωμένος Εξωτερικός 4 Ταχύτητα προσπέλασης 11,5 ms - 4,16ms 5 Ρυθμόςμεταφοράς δεδομένων 1,5Gbps - 6Gbps 250ms- 300ms 500Kbps Δομή ενός σκληρού δίσκου: μαγνητικούς δίσκους ( PLATTER ) κατασκευασμένους από μέταλλο ή πλαστικό και επικαλυμμένους από ένα λεπτό στρώμα οξειδίου του σιδήρου ή άλλο μαγνητικό υλικό. τον άξονα κίνησης ( SPINDLE ) γύρω από τον οποίο περιστρέφονται οι μαγνητικοί δίσκοι με την ίδια ταχύτητα. κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής ( HEAD )επάνω σε βραχίονες πάνω και κάτω από κάθε επιφάνεια δίσκου, που 38

39 μετακινούνται εμπρός-πίσω. Ο συνδυασμός της κίνησης των βραχιόνων με την κίνηση των δίσκων, επιτρέπουν στις κεφαλές να έχουν πρόσβαση σε όλα τα σημεία των δίσκων. τον βηματικό ηλεκτροκινητήρα ( ACTUATOR )που είναι υπεύθυνος για την ακριβή τοποθέτηση των κεφαλών ανάγνωσης/εγγραφής στο σωστό σημείο έτσι ώστε να είναι εφικτή η εγγραφή ή/και η ανάγνωση των δεδομένων από τις κεφαλές. ηλεκτρονικά εξαρτήματα ( IDE CONNECTION ) που εξυπηρετούν τη λειτουργία του σκληρού δίσκου, επικοινωνώντας με τον υπολογιστή και αναλαμβάνοντας την κίνηση των κεφαλών και τη μεταφορά των δεδομένων. 39

40 SATA Ως SATA (Serial Advanced Technology Attachment) χαρακτηρίζεται το πρότυπο διαύλου δεδομένων που χρησιμοποιείται ευρύτατα στους προσωπικούς υπολογιστές με σκοπό τη μεταφορά δεδομένων από τους σκληρούς δίσκους ή τα οπτικά μέσα αποθήκευσης δεδομένων προς την κεντρική μονάδα επεξεργασίας. Ο δίαυλος SATA έχει σταδιακά αντικαταστήσει τον καθιερωμένο δίαυλο IDE. Σε αντίθεση με τον δίαυλο IDE (Integrated Drive Electronics) μεταφέρει τα δεδομένα σειριακά αντί παράλληλα. Αυτό δίνει το πλεονέκτημα των λιγότερων καλωδιώσεων και, κατά συνέπεια, πιο λιτό σχεδιασμό. Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές καλωδιοταινίες των 40 αγωγών, κάνει χρήση μόνο 7 αγωγών. Αυτό επιτρέπει τον καλύτερο αερισμό του περιβλήματος ενός υπολογιστή και, παράλληλα, επιτυγχάνει καλύτερα την αποφυγή των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Τα βύσματα που χρησιμοποιεί ο δίαυλος SATA είναι πιο εύχρηστα και αποκλείουν την λανθασμένη τοποθέτησή τους. Για τη μεταφορά δεδομένων απαιτείται λιγότερη ενέργεια, χαρακτηριστικό που κάνει τον δίαυλο ιδανικό για τους φορητούς υπολογιστές. Οι συσκευές SATA, εκτός από διαφορετική καλωδιοταινία, χρειάζονται και διαφορετικό βύσμα τροφοδοσίας, λόγω των διαφορετικών απαιτήσεων σε τάση τροφοδοσίας αλλά και για λόγους ευχρηστίας. Η καθαρή ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων του διαύλου SATA είναι 150 MBytes/sec, του (βελτιωμένου) διαύλου SATA 2 είναι 300 Mbytes/sec και του πιο σύγχρονου (έτος 2008) SATA 3 είναι 600 MBytes/sec. 40

41 e-sata Προέρχεται από τα αρχικά External Serial Advanced Technology Attachment ή esata είναι η εξωτερική διασύνδεση για την τεχνολογία SATA. Ανταγωνίζεται με το FireWire 400 και με το Universal Serial Bus (USB) 2.0 για να περέχει γρήγορη διασύνδεση για εξωτερικές αποθηκευτικές συσκευές. Το πρωτόκολο esata φτάνει μέχρι τρείς φορές μεγαλύτερη ταχύτητα σε σχέση με το USB 2 και FireWire 400, αλλά έχει και ένα μειονέκτημα, χρειάζεται την δική του τάση τροφοδοσίας, κάτι που δεν χρειάζεται στα άλλα δύο πρωτόκολλα. Παρόλλα αυτά είναι η καλύτερη επιλογή για εξωτερικούς σκληρούς δίσκους. Σε αντίθεση με τα πρωτόκολλα USB και FireWire, το esata δεν χρειάζεται να μεταφράσει τα δεδομένα μεταξύ του πρωτόκολου και του υπολογιστή. Το γεγονός αυτό βελτιώνει την ταχύτητα δεδομένων, ενώ γλυτώνει πόρους του συστήματος και εξαφανίζει την ανάγκη για έξτρα τσιπ για μείωση των πόρων. Για επιταπέζιους υπολογιστές που δεν έχουν σύνδεση esata, μπορεί να προστεθεί κάρτα που παρέχει το πρωτόκολλο αυτό. Οι φορητοί (Notebooks) μπορούν να επίσης να χρησιμοποιήσουν μια PCI (Peripheral Component Interconnect) κάρτα. Η τεχνολογία esata δίνει την δυνατότητα σε εξωτερικούς σκληρούς δίσκου SATA να χρησιμοποιηθούν ως εξωτερικοί σκληροί δίσκοι με την τεχνολογία SATA. Η τεχνολογία SATA έχει ή SATA/150, έχει μέγιστη μεταφορά δεδομένων τα 150Megabytes ανά δευτερόλεπτο (MB/s) ενώ οι SATA II ή SATA/3Gba έχει μέγιστη μεταφορά δεδομένων τα 300 ΜΒ/s ή 3 Gbs/s. 41

42 NAS Ένα NAS είναι ένα κεντρικό μέσο αποθήκευσης δεδομένων, το οποίο συνδέεται απευθείας στο οικιακό δίκτυο. Αποτελείται από τουλάχιστον ένα σκληρό δίσκο. Η χωρητικότητα εξαρτάται από τη διάρθρωση του συστήματος. Για τη σύνδεση ενός NAS στο δίκτυο, ο υπολογιστής δεν είναι απαραίτητος. Το κύριο πλεονέκτημα του συστήματος είναι οι μικρότερες ενεργειακές απαιτήσεις του σε σύγκριση με ένα διακομιστή. Συχνά είναι πρακτικό εάν μπορεί κανείς να έχει πρόσβαση στα δεδομένα του από κάθε υπολογιστή που είναι συνδεδεμένος σε ένα οικιακό δίκτυο. Αυτό είναι δυνατό με ένα σύστημα NAS Ένα NAS ή Network Attached Storage είναι ένα κεντρικό μέσο αποθήκευσης δεδομένων, το οποίο συνδέεται απευθείας στο οικιακό δίκτυο. Χωρητικότητα αποθήκευσης Στο εσωτερικό του περίβληματος ενός συστήματος NAS υπάρχει εγκατεστημένος τουλάχιστον ένας σκληρός δίσκος. Η αποθηκευτική ικανότητα ενός NAS διαφέρει ανάλογα με το σύστημα. Συνήθως συνδέονται περισσότεροι σκληροί δίσκοι σε μία συστοιχία RAID, εξασφαλίζοντας μεγάλη χωρητικότητα αποθήκευσης. Μπορείτε να αυξήσετε τη χωρητικότητα αποθήκευσης, απλά προσθέτοντας έναν επιπλέον σκληρό δίσκο ή αντικαθιστώντας ένα μικρό με ένα μεγαλύτερο σκληρό δίσκο. Ένα NAS αποθηκεύει δεδομένα απευθείας στο οικιακό δίκτυο, όμως με ένα NAS μπορείτε να επιτρέψετε την πρόσβαση σε αρχεία και στους άλλους χρήστες του δικτύου. Κάθε υπολογιστής που συνδέεται στο δίκτυο μπορεί να αποκτήσει πρόσβαση στο NAS.Ως εκ τούτου, ένα NAS συνιστά ένα κεντρικό ή/και κοινόχρηστο μέσο αποθήκευσης δεδομένων. 42

43 Σύνδεση Η σύνδεση ενός NAS σε ένα δίκτυο δεν απαιτεί την ύπαρξη υπολογιστή. Αρκεί η σύνδεση ενός καλωδίου δικτύου σε ένα Switch, Router/Switch ή Modem/Router/Switch ή ασύρματα μέσω Wifi. Σε αντίθεση με ένα διακομιστή, ένα NAS δεν παρέχει τη δυνατότητα εκτέλεσης προγραμμάτων λογισμικού. Σχεδιάστηκε αποκλειστικά για την αποθήκευση δεδομένων. Ένα NAS δεν διαθέτει πληκτρολόγιο ή οθόνη και ο χειρισμός του είναι δυνατός μόνο μέσω του δικτύου. Τα συστήματα NAS είναι οικονομικά και καταναλώνουν (σημαντικά) λιγότερο ρεύμα από ότι ένας διακομιστής. 43

44 USB Ο δίαυλος USB είναι μια σειριακή σύνδεση Η/Υ με περιφερειακές συσκευές. Το 1995 η θύρα USB άρχισε να εμφανίζεται στους πρόσφατα κατασκευασμένους υπολογιστές. Από το 1997 τα Windows 98 ήταν η πρώτη έκδοση του λειτουργικού συστήματος Windows που υποστήριξε την τεχνολογία USB. Δεν πέρασε πολύς καιρός πριν αυξηθεί η δημοτικότητα της θύρας USB σε σημείο που όλα τα προηγούμενα πρότυπα σύνδεσης Η/Υ να αντικατασταθούν με περιφερειακά αυτής της θύρας σύνδεσης. Οι σημερινοί υπολογιστές παρέχουν τουλάχιστον τρεις θύρες σύνδεσης USB. Η σύνδεση USB υποστηρίζει την έτοιμη προς χρήση εγκατάσταση, δηλαδή δεν χρειάζονται κάποιοι ξεχωριστά προγράμματα οδήγησης (drivers) για να λειτουργήσει η θύρα USB, αλλά το λειτουργικό σύστημα περιλαμβάνει οδηγούς για αρκετές κλάσεις (classes) συσκευών USB. Η διασύνδεση USB απολαμβάνει επίσης της ευρείας αναγνώριση των χρηστών και φήμη για την υψηλή απόδοσή της. Σύνδεση της θύρας USB H USB θύρα επιτρέπει στο υλικό να συνδεθεί χωρίς απαίτηση οδηγών εγκατάστασης με τον Η/Υ. Αυτό βοηθά στην ώθηση των έτοιμων προς χρήση περιφερειακών συσκευών που συνδέονται με τη θύρα USB καθώς σύνδεση ή η αποσύνδεση χωρίς να χρειάζεται να κλείσει ο υπολογιστής ή η εκ νέου επανεκκίνηση του συστήματος. Όποτε μια νέα συσκευή είναι συνδεμένη με τον υπολογιστή, ο Η/Υ ανιχνεύει και αναγνωρίζει τη συσκευή, φορτώνοντας αυτόματα τον οδηγό εγκατάστασης συσκευών (drivers) που χρειάζεται. Αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισμα προσθέτει στην θύρα USB ευελιξία. 44

45 Ταχύτητες Ο USB λειτουργεί με τις ακόλουθες ταχύτητες: 1.5 Mbit/s (χαμηλή-low ταχύτητα), 12 Mbit/s (πλήρης-full ταχύτητα) ή 480 Mbit/s (υψηλή-high ταχύτητα). Το USB που λειτουργεί με την υψηλή ταχύτητα ονομάζεται USB 2.0. Τα πρότυπα σύνδεσης USB 1.0, 1.1 και 2.0 Οι προηγούμενες εκδόσεις USB, USB 1,0 και USB 1,1, έρχονται με τη δυνατότητα μεταφοράς δεδομένων μέχρι 12 Mbps. Ενώ στο πρότυπο USB 2,0 η ταχύτητα φτάνει τα 480 Mbps όλες οι συσκευές που χρησιμοποιούν την έκδοση 2.0 μπορούν να χρησιμοποιήσουν το πλήρες διαθέσιμο εύρος ταχύτητας USB2.Οι χαμηλότερες συσκευές ταχύτητας USB 1.0 και 1.1 χρησιμοποιούν χαρακτηριστικά την ταχύτητα των 12 Mbps. USB 3.0. Το νέο όριο ταχύτητας Το Usb 2.0 το οποίο έκανε την είσοδο του στην αγορά το 2002, δείχνει πλέον την ηλικία του και αυτό λόγω του πολύ μεγαλύτερου όγκου δεδομένων. που πρέπει να διαχειριστούμε. Το usb 3.0 ήρθε να ικανοποιήσει ακόμα και τους πιο απαιτητικούς! Θεωρητικά η μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς μεσω usb 3.0 είναι 5Gbit/sec έναντι των 480Mbit/sec που μεταφέρει το Usb2.0.Σε αντίθεση με την αλλαγή από USB 1.0 σε USB 2.0, το USB 3.0 έχει εμφανή διαφορά στους ακροδέκτες του. Το USB Type A βύσμα (που πηγαίνει στον υπολογιστή) μοιάζει το ίδιο, αλλά εσωτερικά έχει χρώμα μπλε υποδεικνύοντας έτσι ότι είναι USB 3.0. Στο άλλο άκρο του καλωδίου, το βύσμα τύπου Β (που εισχωρεί στη συσκευή USB) φαίνεται πραγματικά διαφορετικό. Η φωτογραφία δείχνει ακριβώς τη διαφορά αυτή. Ως αποτέλεσμα, δεν θα μπορεί ένα USB 3.0 καλώδιο να χωρέσει σε μια συσκευή USB 2.0. Ωστόσο, θα μπορείτε να συνδέσετε συσκευές και καλώδια USB 3.0 στον υπολογιστή σας, απλά δεν θα απολαμβάνετε το πλεονέκτημα της 45

46 ταχύτητας. Γι αυτό και έχουν ήδη κυκλοφορήσει κάρτες pci express με υποδοχές usb 3.0. ( Από αριστερά ) Σύνδεσμοι USB 2.0(ΜΑΥΡΟ), USB 3.0(ΜΠΛΕ) - ΤΥΠΟΥ Α, Σύνδεσμοι USB 2.0(ΜΑΥΡΟ), USB 3.0(ΜΠΛΕ) - ΤΥΠΟΥ Β 46

47 PCI Το υλικό δίαυλου ηλεκτρονικού υπολογιστή τύπου PCI Standard ή απλά PCI (αγγλ. Peripheral Component Interconnect) παρουσιάστηκε το 1993 από την κατασκευαστική εταιρεία Intel για τον εξοπλισμό των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Χρησίμευε για την ένωση πρόσθετων καρτών μονάδων με την μητρική πλακέτα του υπολογιστή. Ο δίαυλος PCI είναι είναι βασικό τμήμα του εξοπλισμού των σύγχρονων υπολογιστών PC. Είναι ο αντικαταστάτης των παλαιότερων διαύλων τύπου ISA και VESA Local Bus. Τον PCI ακολούθησε ο νεότερος δίαυλος PCI Express PCI Express Το υλικό δίαυλου ηλεκτρονικού υπολογιστή τύπου PCI-Express ή απλά PCIe (αγγλ. Peripheral Component Interconnect Express) παρουσιάστηκε το 2004 από την κατασκευαστική εταιρεία Intel για να αντικαταστήσει τους προηγούμενους διαύλους PCI και AGP 47

48 στον εξοπλισμό των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Χρησιμεύει για την ένωση πρόσθετων καρτών μονάδων με την ομάδα των κεντρικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων στην μητρική πλακέτα του υπολογιστή. Σε σύγκριση με τον παλαιότερο δίαυλο PCI, ο δίαυλος PCIe δεν είναι κοινό σύστημα διαύλων, αλλά σύνολο χωριστών σειριακών απευθείας συνδέσεων. Η μεταφορά των δεδομένων γίνεται μέσω παρόδων, ενώ κάθε πάροδος αποτελείται από ένα ζεύγος αγωγών για την εκπομπή και ένα δεύτερο ζεύγος αγωγών για την λήψη των δεδομένων. Η σύνδεση των παρόδων μεταξύ της ομάδας των κεντρικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και των πρόσθετων υλικών (τις κάρτες δηλαδή) γίνεται με την βοήθεια ηλεκτρονικού μεταγωγέα Παρόλο που ο τρόπος λειτουργίας του είναι εντελώς αντίθετος με αυτόν του παλαιότερου υλικού, το PCIe είναι πλήρως συμβατό και οι κάρτες που χρησιμοποιούνται δεν επιβάλουν καμία ανάγκη μετατροπής, ούτε στο λειτουργικό σύστημα, αλλά ούτε και σε οδηγούς και λογισμικά. Ο δίαυλος PCIe είναι πλήρως διπλής κατεύθυνσης επικοινωνίας με ταχύτητα 1,25 GHz, η οποία θεωρητικά επιτρέπει ως μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων τα 250 MByte/s για κάθε πάροδο προς κάθε κατεύθυνση. Στην πραγματικότητα γίνονται εφικτές ταχύτητες των 240 MByte/s, όταν μεταφέρονται δεδομένα μεγάλης διάρκειας. Όταν χρησιμοποιείται μόνο μία πάροδος, τότε ο δίαυλος ονομάζεται PCIe x1. Οι πάροδοι μπορούν να χρησιμοποιούνται και σε συνδυασμό, έτσι ώστε να αυξάνεται η ταχύτητα. PCIe x1 - χρησιμοποιεί μία πάροδο 48

49 PCIe x4 - χρησιμοποιεί τέσσερις παρόδους PCIe x16 - χρησιμοποιεί δέκα έξι παρόδους PCIe x32 - χρησιμοποιεί τριάντα δύο παρόδους Συνήθως χρησιμοποιείται ο τύπος PCIe x1 ως αντικαταστάτης του παλαιότερου PCI, ενώ για τις κάρτες γραφικών χρησιμοποιείται ο τύπος PCIe x16ως αντικαταστάτης του παλαιότερου AGP. Στους επαγγελματικούς επεξεργαστές χρησιμοποιούνται επιπλέον οι τύποι x4, x8 und x32. Τα βύσματα των διαφόρων τύπων είναι συμβατά προς τα πάνω, δηλαδή βύσματα με μικρότερο αριθμό στον τύπο χωράνε σε πρίζες με τον ίδιο ή μεγαλύτερο αριθμό στον τύπο. Σε αυτή την περίπτωση, οι πάροδοι που δεν τροφοδοτούνται μένουν ανενεργοί. 49

50 RAID Τι είναι RAID Είναι μία συστοιχία(ή ακόμα πιο απλά ένα σύνολο) από σκληρούς δίσκους, που "συνεργάζονται" μεταξύ τους για να αποφέρουν κάποιο αποτέλεσμα, το οποίο δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί με έναν μόνο δίσκο. RAID είναι μια τεχνική που αναπτύχθηκε για να προσφέρει ταχύτητα, αξιοπιστία, και αυξημένη χωρητικότητα αποθήκευσης με τη χρήση πολλαπλών σκληρών δίσκων σε μια λογική μονάδα. Μια συστοιχία Raid ουσιαστικά αποτελείται από πολλούς σκληρούς δίσκους και τους επιτρέπει να λειτουργούν ως ένα μεγάλο σκληρό δίσκο. Τα δεδομένα είναι κατανεμημένα στους σκληρούς δίσκους των οποίων η απόδοση και η αξιοπιστία εξαρτάται από το σύστημα ή το επίπεδο Raid που χρησιμοποιείται. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές παραλλαγές συστοιχιών Raid, όπως RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10, κλπ. Η συστοιχία RAID είναι σίγουρα μια δυναμική, αξιόπιστη και έξυπνη προσέγγιση για την αποφυγή απώλειας δεδομένων, αλλά σίγουρα δεν είναι ασφαλή 100%. 50

51 RAID 0 Τo RAID 0 είναι μία συστοιχία από δύο ίδιους δίσκους. Όταν λειτουργούν σε αυτό το mode (το 0), το σύστημα βλέπει αυτούς τους δύο δίσκους σαν έναν, με συνολική χωρητικότητα το άθροισμα της χωρητικότητας καί των δύο δίσκων. Για παράδειγμα έχετε δύο δίσκους 500GB σε συστοιχία raid 0, το σύστημα θα σας δείχνει έναν μόνο δίσκο, αλλά με χωρητικότητα 1000GB(1TB). Αυτή η συστοιχία κάνει τον υπολογιστή σας πιο γρήγορο για τον εξής λόγο: πείτε πως εγκαθιστούμε το photoshop σε αυτή τη συστοιχία. Αμέσως αμέσως, τα μισά αρχεία που χρειάζονται για να "τρέξει" το photoshop, βρίσκονται στον έναν δίσκο και τα άλλα μισά στον άλλον. Οπότε φανταστείτε πως αν ήταν το photoshop εγκατεστημένο μόνο σε έναν δίσκο(απλό, χωρίς raid 0) και για να ανοίξει έκανε 40 δευτερόλεπτα, σημαίνει πως για να διαβάσει όλα αυτά τα αρχεία ο ένας αυτός δίσκος, έκανε σχεδόν 40 δευτερόλεπτα. Με το raid 0 όμως που "μοιράζονται" τα αρχεία, δεν θα κάνει 40 δευτερόλεπτα, αλλά 20, γιατί πολύ απλά θα διαβάζει τα μισά αρχεία από τον ένα δίσκο και τα άλλα μισά από τον άλλον παράλληλα! Όλα καλά αλλά αυτή η συστοιχία έχει ένα βασικό μειονέκτημα: αν χαλάσει ο ένας δίσκος τότε την βάψατε, απλά χάνετε τα πάντα και δεν μπορείτε να επαναφέρετε τίποτα (επειδή τα δεδομένα είναι μοιρασμένα, και ακόμα και μικρά αρχεία πχ των 30kbytes είναι μοιρασμένα στους δύο δίσκους...). 51

52 52

53 RAID 1 Το RAID 1 είναι επίσης μια συστοιχία από δύο ίδιους δίσκους. Αλλά εδώ συμβαίνει το εξής: ο ένας δίσκος χρησιμεύει μόνο για να εποπτέυει τι γράφεται και τι σβήνεται στον άλλον δίσκο και κάνει και αυτός το ίδιο, με αποτέλεσμα να έχει ακριβώς τα ίδια δεδομένα με τον δίσκο που εποπτεύει! Έτσι, όπως είναι λογικό, αν έχουμε δύο 500άρηδες, το σύστημα θα τους βλέπει μόνο σαν έναν 500άρι! Εδώ δεν κερδίζουμε τίποτα σε ταχύτητα αλλά έχουμε πάντα ένα άριστο backup όλων των δεδομένων μας. Δηλαδή, σε περίπτωση που χαλάσει ο ένας, έχουμε όλα τα δεδομένα μας όμορφα και ωραία στον άλλον! Να σημειωθεί ακόμη πως τα δεδομένα δεν προστατεύονται από ιούς κάθώς ότι αλλάγη συμβεί στα δεδομένα του ενός δίσκου θα αντιγραφεί και σε αυτά του άλλου. 53

54 RAID 0+1 (ή 10) Το RAID 0+1 (ή 10) είναι απλά ένας συνδιασμός των δύο παραπάνω! Εδώ όμως απαιτούνται τέσσερις δίσκοι το ελάχιστο (εννοείτε ίδιοι). Αυτό που συμβαίνει εδώ είναι το εξής: οι δύο δίσκοι δουλεύουν μεταξύ τους σε raid 0, οπότε έχουμε αυξημένη ταχύτητα, και οι άλλοι δύο τους εποπτεύουν, κρατώντας πιστό backup! Είναι ίσως η πιο καλή λύση για αυξημένες επιδόσεις και για ασφάλεια των δεδομένων μας! Με αυτήν την μέθοδο αυξάνεται αφενός η τιμή για την δημιουργία της συστοιχίας αλλά αφετέρου ο χρήστης βελτιώνει αρκετά τις επιδόσεις του υπολογιστή του, δημιουργόντας παράλληλα και μία ασφάλεια για τα δεδομένα του σε περίπτωση που ένας από τους τέσσερις δίσκους εμφανίσει μηχανική βλάβη. Ακόμη και αυτό το επίπεδο υποστηρίζεται από τις περισσότερες μητρικές που πωλούνται στην αγορά οπότε έως τώρα δεν είναι απαραίτητη η αγορά ενός raid controller. 54

55 RAID 5 To raid 5 αποτελεί ένα από τα προσφιλέστερα είδη raid, το οποίο χρησιμοποιείτε ευρέως από επιχειρήσεις, οι οποίες επιδιώκουν καλές επιδόσεις σε συνδυασμό με αρκετά καλή ανοχή λάθους των δίσκων. Στο raid 5 οι απαιτούμενοι δίσκοι για τη λειτουργία του είναι τρεις ενώ το όριο τίθεται από τον εκάστοτε controller. Βασική διαφορά από τα raid 3 και raid 4 είναι το γεγονός ότι χρησιμοποιεί όλους τους δίσκους για να καταγράψει τα δεδομένα parity, σε αντίθεση με τα παραπάνω raid levels που χρησιμοποιούν έναν ολόκληρο δίσκο για να καταγράψουν τα δεδομένα parity. Το όφελος από την παραπάνω διαδικασία είναι ότι πρώτα απ όλα αυξάνεται λίγο η ταχύτητα της εγγραφής δεδομένων, η οποία αποτελούσε πρόβλημα στα raid 3,4 ενώ παράλληλα η ταχύτητα ανάγνωσης τόσο μικρών όσο και μεγάλων αρχείων μεγιστοποιείται. Μία συστοιχία raid 5 έχει την δυνατότητα να χάσει έναν δίσκο καθώς τα δεδομένα parity του ενός δεδομένου βρίσκονται σε διαφορετικά δίσκο από τα <<πραγματικά>> δεδομένα. Η χωρητικότητα της συστοιχίας raid 5 μπορεί να υπολογιστεί από τον τύπο που χρησιμοποιήθηκε στην συστοιχία raid 3. Το ευνοϊκό με το raid 5 είναι ότι λόγο της ευρείας χρήσης του έχει ενσωματωθεί πλέον σε όλες τις σύγχρονες μητρικές με αποτέλεσμα να αποτελεί πολύ πιο προσιτή λύση από τα raid 3,4. 55

56 56

57 RAID-6 Ουσιαστικά το Raid-6 είναι μια επέκταση του Raid-5. Χρησιμοποιεί έναν δεύτερο ανεξάρτητο δίσκο για parity data που καθιστά το σύστημα ισχυρότερο στην αντιμετώπιση σφαλμάτων, το οποίο μπορεί να ανταποκριθεί ακόμα και σε πολλαπλές, ταυτόχρονες απώλειες δίσκων. 57