最新硬件基礎知識大全(下)

引導語：計算機硬件，你瞭解多少呢?下面是本站小編蒐集的硬件基礎知識大全(下)，供大家參考。

　　最新硬件基礎知識大全(下)

高速緩存--Cache

介紹Cache的分級隨着CPU的速度的加快，它與動態存儲器DRAM配合工作時往往需要插入等待狀態，這樣難以發揮出CPU的高速度，也難以提高整機的性能。如果採用靜態存儲器，雖可以解決該問題，但SRAM價格高。在同樣容量下，SARM的價格是DRAM的4倍。而且SRAM體積大，集成度低。為解決這個問題，在386DX以上的主板中採用了高速緩衝存儲器--Cache技術。其基本思想是用少量的SRAM作為CPU與DRAM存儲系統之間的緩衝區，即Cache系統。80486以及更高檔微處理器的一個顯著特點是處理器芯片內集成了SRAM作為Cache，由於這些Cache裝在芯片內，因此稱為片內Cache。486芯片內Cache的容量通常為8K。

高檔芯片如Pentium為16KB，PowerPC可達32KB。Pentium微處理器進一步改進片內Cache，採用數據和雙通道Cache技術，相對而言，片內Cache的容量不大，但是非常靈活、方便，極大地提高了微處理器的性能。片內Cache也稱為一級Cache。由於486，586等高檔處理器的時鐘頻率很高，一旦出現一級Cache未命中的情況，性能將明顯惡化。在這種情況下采用的辦法是在處理器芯片之外再加Cache，稱為二級Cache。二級Cache實際上是CPU和主存之間的真正緩衝。由於系統板上的響應時間遠低於CPU的速度，如果沒有二級Cache就不可能達到486，586等高檔處理器的理想速度。二級Cache的容量通常應比一級Cache大一個數量級以上。在系統設置中，常要求用户確定二級Cache是否安裝及尺寸大小等。二級Cache的大小一般為128KB、256KB或512KB。在486以上檔次的微機中，普遍採用256KB或512KB同步Cache。所謂同步是指Cache和CPU採用了相同的時鐘週期，以相同的速度同步工作。

相對於異步Cache，性能可提高30% 以上。什麼是CACHE存儲器? 所謂Cache，即高速緩衝存儲器，是位於CPU和主存儲器DRAM(Dynamic RAM)之間的規模較小的但速度很高的存儲器，通常由SRAM組成。SRAM(Static RAM)是靜態存儲器的英文縮寫。由於SRAM採用了與製作CPU相同的半導體工藝，因此與動態存儲器DRAM比較，SRAM 的存取速度快，但體積較大，價格很高。由於動態RAM組成的`主存儲器的讀寫速度低於CPU 的速度，而CPU每執行一條指令都要訪問一次或多次主存，所以CPU總是要處於等待狀態，嚴重地降低了系統的效率。

採用Cache之後，在Cache中保存着主存儲器內容的部分副本，CPU在讀寫數據時，首先訪問Cache。由於Cache的速度與CPU相當，因此CPU就能在零等待狀態下迅速地完成數據的讀寫。只有Cache中不含有CPU所需的數據時，CPU才去訪問主存。CPU在訪問Cache時找到所需的數據稱為命中，否則稱為未命中。因此，訪問Cache的命中率則成了提高效率的關鍵。而提高命中率則取決於Cache存儲器的映象方式和Cache內容替換的算法等一系列因素。對內存擴容時應遵循哪些規則? 1.對大多數PC機來説，不能在同一組Bank內(每組包括兩到四個插座)將不同大小的SIMM條混合在一起。很多PC機都可安裝不同容量的SIMM，但裝在PC機同一組中的所有SIMM必須具有相同的容量，例如，對一個四插槽組來説，PC機一般既可接受1MB的SIMM條，也可接受4MB的SIMM條，可在該組的每個槽內安裝1MB SIMM，則這一組共可容納4MB內存。也可在該組每個槽內安裝4MB SIMM，則這一組共可容納16MB內存。但是，不能為了得到10MB內存，在兩個槽內插入1MB的SIMM條，而在另兩個槽中插入4MB的SIMM條。2.對於很多PC機來説，若把不同速度的SIMM混合在一起，即使它們的容量相同也會帶來麻煩。例如，計算機中已有運行速度為60納秒(ns)的4MB內存，而文檔中説70ns的SIMM也能工作。如果在母板的空閒內存槽中再插入速度為70ns的SIMM條，機器會拒絕引導或在啟動後不久就陷於崩潰。

對於某些機器來説，若把速度低的SIMM放至第一組，則可解決速度混合問題。計算機

會按最低速度存取，剩餘部分不會再有用。3.對於大多數PC機來説，必須將一組的所有插槽都插滿。或者將一組全部置空(當然第一組不行)。在一組中不能只裝一部分。機可接受的SIMM大小有一個上限(最大值可從PC機説明書中找到。若沒有説明書，唯一的方法就是從實踐中找到最大值了)。何謂30線、72線、168線內存條內存條;30線;72線;168線介紹30線、72線、168線內存條的有關知識及相互之間的區別條形存儲器是把一些存儲器芯片焊在一小條印製電路板上做成的，即稱之為內存條，所謂內存條線數即引腳數，按引腳數不同可把內存條分為30線的內存條、72線的內存條(SIMM，即Sigle inline Memory Modale)和168線的內存條(DIMM，即Double inline Memory Module)。內存條的引腳數必須與主板上內存槽的插腳數相匹配，內存條插槽也有30線、72 線和168線三種。30線內存條提供8位有效數據位。常見容量有256KB、1MB和4MB。72線的內存條體積稍大，提供32位的有效數據位。常見容量有4MB、8MB、16MB和32MB。按下按鍵你可以看到72線內存條的外觀形狀。168線的內存條體積較大，提供64位有效數據位。如何識別Cache存儲器芯片標誌? 目前微機系統中，常用的靜態RAM的容量有8K×8位(64Kbit)、32K×8(256Kbit)位以及64K×8(512Kbit)位三種芯片，存取時間(週期)為15ns到30ns。

以上參數在靜態SRAM芯片上常標註為：XX64-25(XX65-25)、XX256-15(XX257-15)、XX512-15等。以XX256-15為例，其中“256”表示容量(單位為Kbit)，“15”表示存取時間(單位為ns)。在表示SRAM存儲器容量的數值中，“64”與“65”相同，都表示該芯片的容量為64Kbit，即8KB。同理，“256”與“257”的含義也相同，即該芯片的容量為32KB。例如在華碩PVI686SP3主板上使用的SRAM芯片為W24257AK-15，即該芯片的容量為32K×8位，存取速度為15ns。如何用軟件的方法檢測Cache?檢測;高速緩存;Cache 介紹用軟件檢測Cache的方法,主板上Cache的大小和有無很難用一般方法判斷，尤其是有的主板連BIOS都被不法經銷商修改過以方便作假。486時代常用的拔插法現在也不靈了——奔騰主板上很多標稱256K的Cache芯片都是直接SMT(表面安裝)上去的，無法拔插。測試Cache的軟件確實有一些，如CCT等，但普通用户很難得到這些專業軟件。2.分類認識內存內存作為微型計算機

的重要部件之一，已從早期的普通內存，發展到目前的同步動態內存，還有越來越廣泛地應用於多媒體領域的RDRAM與後來的SDRAM Ⅱ、DDR RAM。內存大致的分類情況如下：(Fast Page Mode) FPM(快頁模式)是較早的個人計算機

普遍使用的內存，它每隔3個時鐘脈衝週期傳送一次數據。現在已很少見到使用這種內存的計算機系統了。(Extended Data Out) EDO(擴展數據輸出)內存取消了主板與內存兩個存儲週期之間的時間間隔，每隔2個時鐘脈衝週期傳輸一次數據，大大地縮短了存取時間，使存取速度提高30%，達到60ns。EDO內存主要用於72線的SIMM內存條，以及採用EDO內存芯片的PCI顯示卡(參閲本書後面的內容)。注：EDO內存條是普通DRAM內存的改進型，它比普通內存提高速度約10%20%左右。當它在完成某一單元信息的讀寫之前，能提前讀寫下一單元的信息，這樣就提高了內存的讀寫速度。但只是在普通內存的基礎上改進了它的讀寫方式，但它的讀寫速度卻仍然不夠快，只能達到50ns60ns之間。對於CPU的幾ns的速度來説，仍然存在着很大的差別。這種內存流行在486以及早期的奔騰計算機

系統中，它有72線和168線之分，採用5V電壓，帶寬32 bit，可用於Intel FX/VX芯片組主板上，所以某些使用奔騰100/133的計算機

系統目前還在使用它。不過要注意的是，由於它採用5V電壓，跟下面將要介紹的SDRAM不同(SDRAM為3.3v)，兩者混合使用時就會很容易會被燒燬，因此在使用前最好了解一下該主板使用的是3.3v還是5V電壓。3.S(Synchronous)DRAM SDRAM(同步動態隨機存儲器)是目前奔騰計算機

系統普遍使用的內存形式。SDRAM將CPU與RAM通過一個相同的時鐘鎖在一起，使RAM和CPU能夠共享一個時鐘週期，以相同的速度同步工作，與EDO內存相比速度能提高50%。注：SDRAM採用的是新型的64位數據讀寫形式，內存條的引腳為168線，採用雙列直插式的DIMM內存條，讀寫速度最高達到了10ns，是目前最快的內存芯片，同時也是奔騰II和奔騰III計算機系統首選的內存條。隨着SDRAM的問世，快頁模式(FPM)DRAM被很徹底打入了冷宮。由於高效內存集成電路的出現和為優化的奔騰CPU運行效能而設計的INTEL HX、VX等核心邏輯芯片組的支持，EDO DRAM被廣泛採用了，它採用了一種特殊的內存讀出電路控制邏輯，在讀寫一個地址單元時，同時啟動下一個連續地址單元的讀寫週期。從而節省了重選地址的時間，使存儲總線的速率提高到40 MHz。也就是説，因此説與快頁內存相比性能提高了將近15%～30%，而其製造成本卻與之相近，但是也只是輝煌了一時，面市的時間將極為短暫，這是為什麼呢?因此不久之後市場

上主流CPU的主頻高達200 MHz以上。為優化CPU的運行效能，總線時鐘頻率至少要達到66 MHz以上，多媒體應用程序以及Windows 95/97/98和Windows NT操作系統對內存的要求也越來越高，為緩解速度不夠的瓶頸只有採用新的內存結構，否則就不能支持高速總線時鐘頻率，而不必於插入指令等待週期，在理論上內存的速度需要與CPU頻率同步，即與CPU共享一個時鐘週期的同步動態內存(Synchronous DRAMS)，所以SDRAM應運而生，與其它內存結構相比，性能/價格比最高，最終取代了它們成為了內存發展一個時期內的主流。SDRAM基於雙存儲體結構，內含兩個交錯的存儲陣列，當CPU從一個存儲體或陣列訪問數據時，另一個就已為讀寫數據做好了準備，通過這兩個存儲陣列的緊密切換，讀取效率就能得到成倍的提高。SDRAM的速度早就超過了100MHz，存儲時間達到5～8ns毫不費力，現在128 MB的SDRAM內存條也是大量上市，SDRAM佔據市場

的主導地位已是不可否認的事實，其價格也在大幅下降。