Классификация современных компьютеров

Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Февраля 2012 в 13:42, доклад

Описание работы

На сегодняшний день сложно представить себе решение сложных вычислительных задач и выполнение операций, которые, на первый взгляд, совсем не связаны с числами, без помощи ЭВМ. Необходимость в расчётах существовала во все времена. В далёком прошлом считали на пальцах или делали насечки на костях. На стадии становления человеческой цивилизации, где-то около 4000 лет назад, были изобретены уже довольно сложные системы счисления, с помощью которых осуществлялись торговые сделки, рассчитывались астрономические циклы и проводились другие вычисления. Первые ручные вычислительные инструменты появились лишь спустя тысячелетия.

Содержание

Введение стр. 3
КПК стр. 4-6
Ноутбуки стр. 7-11
Серверы начального уровня стр. 12-22
Суперкомпьютеры стр. 23-25
Базовые, настольные ПК стр. 26-27
Автоматизация домашнего хозяйства стр. 28-29
Кластерные системы стр. 30-33
Рабочие станции стр. 34-35
Сетевые ПК стр. 36-39
Заключение стр. 40-41
Список используемой литературы стр. 42

Работа содержит 1 файл

Министерство Образования и Науки.docx

— 66.08 Кб (Скачать)

Министерство  Образования и Науки

Российской  Федерации

Восточно-Сибирский  государственный университет технологий и управлен 
 
 
 
 

Реферат на тему:

«Классификация  современных компьютеров» 
 
 
 
 
 
 

Выполнила: студент I курса

группы  511-1

Телятникова Лидия

Проверил:

Цагадаева. Е.Н 
 
 
 

Улан-Удэ

2012 

Содержание

  1. Введение                                                                                 стр. 3
  2. КПК                                                                                        стр. 4-6
  3. Ноутбуки                                                                                 стр. 7-11
  4. Серверы начального уровня                                                  стр. 12-22
  5. Суперкомпьютеры                                                                  стр. 23-25  
  6. Базовые, настольные ПК                                                       стр. 26-27
  7. Автоматизация домашнего хозяйства                                  стр. 28-29
  8. Кластерные системы                                                              стр. 30-33
  9. Рабочие станции                                                                     стр. 34-35
  10. Сетевые ПК                                                                             стр. 36-39
  11. Заключение                                                                             стр. 40-41
  12. Список используемой литературы                                       стр. 42
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  1. Введение

На сегодняшний  день сложно представить себе решение  сложных вычислительных задач и  выполнение операций, которые, на первый взгляд, совсем не связаны с числами, без помощи ЭВМ. Необходимость в  расчётах существовала во все времена. В далёком прошлом считали  на пальцах или делали насечки  на костях. На стадии становления человеческой цивилизации, где-то около 4000 лет назад, были изобретены уже довольно сложные  системы счисления, с помощью  которых осуществлялись торговые сделки, рассчитывались астрономические циклы  и проводились другие вычисления. Первые ручные вычислительные инструменты  появились лишь спустя тысячелетия.

 Следует,  тем не менее, отметить, что  компьютер не способен выполнять  все функции человеческого мозга,  а просто устройство, призванное  облегчить нам жизнь.

По существу главное преимущество компьютера –  способность реагировать с огромной скоростью на импульсы электрического напряжения, а истинное величие заключается  в гении человека, нашедшего способ преобразовывать разнообразную  информацию, которой богат реальный мир, в простую последовательность нулей и единиц. Это изобретение  позволяет переводить все многообразие нашей жизни, которая очень часто  не подчиняется никаким законам, в строгий язык математики, понятный электронным схемам компьютера.

 Сегодня,  несмотря на все предостережения  писателей-фантастов, человек не  превратился в придаток машины. Он получил возможность реализовать  свои способности и совершить  переход от механического труда  к творческому. Следующий век  по праву будет называться  постиндустриальным веком или  веком информатики. 

2. КПК - Карманный Персональный Компьютер

Точной даты изобретения КПК нет, можно только сказать, что идея  карманных компьютеров  окончательно оформилась в период 70 – 90-ых  годов. За это время был  пройден путь от программируемых  калькуляторов  до цветных КПК, которые позволяют смотреть видео и выходить в интернет. Было создано около 10-ти новых операционных систем, около сотни различных устройств КПК.  История развития КПК неразрывно связана с развитием компьютеров и компьютерных технологий.  КПК своим появлением обязан технологическим успехам в разных отраслях, и людям, идеи которых объединили эти успехи в единый продукт.

КПК - это обычный  компьютер только с ограниченными  ресурсами – питание, память, процессор, экран, средства вводы/вывода информации. Но основные требования для таких  устройств это долгосрочность работы без перезарядки батарей, размеры, вес, удобность, надежность и быстрая  обратная реакция на действия пользователя. Также подразумевается,  что  для  нормальной работы с этим устройством  необходимо иметь обычный  настольный компьютер (с операционной системой Windows, MacOS, Unix).  Самый первое название таких устройств PDA ( personal digital assistant ) «персональный цифровой помощник», можно еще встретить название «ручной ПК», «наладонник». Под PDA обычно понимается устройство, которое помещается в кармане, и может работать  продолжительный срок от батарей, также  это устройство должно обладать  хотя бы функциями органайзера.  Органайзер – от слова «organize»  организовывать,планировать, устраивать формировать , приводить в порядок, (перев. с англ.) Органайзер это –  устройство внешне напоминающее  калькулятор, в которое можно вводить номера телефонов и адреса (есть клавиатрура),  в нем есть часы и будильник. В  советских странах такие  устройства назывались Электронные записные книжки .   Существует несколько типов PDA устройств, один из них это карманные  компьютеры. КПК подразделяются на :

1. Palm – или  просто «Палмы» (ударение на  «а»), самые первые из

 всех перечисленных.

2. PPC – ( Palmsize PC ) , это все то, что работает  под

 управлением  WindowsCE 2.0-2.1, выглядят как Palm.

3. HPC – ( Handheld PC ) КПК с маленькой клавиатурой,  бывают с

WindowsCE, EPOC32 .

4. Pocket PC – –  (самые современные) мультимедиа  КПК с

WindowsCE 3.0, от PPC отличаются  увеличенными ресурсами (память, процессор)

Palm являются  самыми популярными и массовыми  КПК, они появились в 1996 году  и основное их назначение - это  органайзер, присоединяемый к настольному  ПК.

 История создания  Палмов восходит к 1992 г., когда  Джефф Хавкинс основал компанию Palm Computing. В 1996 г. выпуск портативной   электронной записной книжки Palm Pilot, “понимающей” рукописные буквы,  начертанные на ней специальным  пером — стилусом. В сентябре 1994 г. Palm Computing была приобретена   корпорацией U.S. Robotics, которая в  свою очередь оказалась съеденной   компанией 3Сom. К 1998 г. в мире  был продан 1 млн. устройств.  Палмы  являются самыми лучшими органайзерами.  Кроме того с Палма можно  выходить в интернет, отсылать  почту, Палм можно использовать  как  словарь и справочник, можно слушать музыку, читать  книги, хранить в  нем массивы  данных, использовать его как  диктофон, и играть в игры.  Некоторые возможности являются  потенциальными – т.е. их нет  в КПК когда вы его приобретаете, но они могут появится если  вы еще  купите дополнительное  устройство.  Например выходить  в интернет или  слушать  музыку можно далеко не на  всех КПК. 

 Несмотря  на то, что у них нет клавиатуры,  ввод информации в них очень  прост – пользователь просто  пишет в нем как в блокноте  маленьким пером (стилус).  Все  модели имеют сенсорный экран  (реагирует на прикосновение)  с  подсветкой, Инфракрасный порт  для обмена данными с другими  Палмами.  Некоторые Палмы оснащены  слотами для дополнительных устройств  – модем, радио, фотоаппарат, MP3 плеер, пейджер. Все Палмы могут  в  среднем неделю работать  без подзарядки батарей. Существует  огромное  количество платных  о и бесплатных программ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1. Ноутбуки

Еще не так давно  признавался скорее предметом роскоши, чем полнофункциональным персональным компьютер. Это происходило главным  образом из-за высокой стоимости, низкого качества жидкокристаллического  дисплея и меньшей, чем у настольных компьютеров, производительности. Но за последние несколько лет ситуация сильно изменилась, и уже сегодня  за 2000-2500 долларов можно приобрести вполне приличный ноутбук, приближающийся по своим возможностям к недорогим  настольным системам. Требования к переносным компьютерам сильно отличаются от требований к настольным персоналкам: они должны быть мобильными, иметь небольшие габариты и вес, а также возможность автономной работы без подключения к сети питания. Кроме того, подобные системы должны обладать устойчивостью к вибрации и сотрясению, причем не только в выключенном состоянии, но и во время работы. Эти требования приводят к необходимости изменения конструкции всех компонентов ноутбуков по сравнению с настольными компьютерами. В первую очередь это касается узлов, содержащих движущиеся детали: флоппи-дисководов, дисководов CD-ROM и жестких дисков.  Самым дорогим узлом ноутбука по-прежнему остается дисплей. В настоящее время практически все дисплеи ноутбуков выполняются на основе жидкокристаллических панелей. С распространением графических операционных систем, прежде всего Windows 95, черно-белые дисплеи постепенно сдают свои позиции. Цветные жидкокристаллические дисплеи бывают двух типов: с активной матрицей и с пассивной, из которых в настоящее время применяются лишь варианты с двойным сканированием. Первые обеспечивают значительно лучшее качество изображения, но их цена намного выше, и при прочих равных условиях они потребляют несколько больше энергии. Если сравнивать изображение экрана блокнотного компьютера с тем, что способен обеспечить настольный монитор с электронно-лучевой трубкой, то в случае пассивной матрицы предпочтение придется отдать настольному варианту: жидкокристаллический дисплей проигрывает буквально по всем показателям, кроме, разумеется, компактности и энергопотребления. Активные матрицы, напротив, при равном разрешении создают более четкое и резкое изображение, чем электронно-лучевые трубки, не страдают характерной для пассивных жидкокристаллических дисплеев инерционностью и свободны от присущего кинескопам мерцания, вызывающего утомление глаз. На сегодняшний день в ноутбуках уже используются активные матрицы, поддерживающие разрешение 1024х768 пикселов, что вполне достаточно для работы с большинством офисных приложений. Они, вне всякого сомнения, были бы реальной угрозой для традиционных мониторов, если бы не их цена, которая пока остается слишком высокой для массового рынка. Дисплеям же с пассивной матрицей присущ еще один недостаток, который, впрочем, в глазах некоторых пользователей превращается в неоценимое достоинство, - весьма ограниченный угол зрения, под которым можно разобрать информацию на экране. Для тех, кто не любит, чтобы ему заглядывали за плечо во время работы за компьютером, пассивно-матричный дисплей - настоящая находка. В качестве источников автономного питания в ноутбуках используются аккумуляторные батареи, имеющие весьма ограниченную энергетическую емкость: обычно время непрерывной работы без подзарядки батарей составляет от полутора до четырех часов. Практически все компоненты, применяемые в переносных компьютерах, отличаются от стандартных пониженным энергопотреблением - это касается в первую очередь накопителей, дисководов и центральных процессоров, которые в последнее время все чаще становятся самыми «прожорливыми» узлами. Модули памяти для ноутбуков также отличаются от тех, что применяются в настольных ПК. Обычно они имеют несколько худшие показатели времени доступа, что сказывается на итоговой производительности, и иногда очень существенно. Габариты и вес ноутбука могут иметь для пользователя очень большое значение. Здесь конструкторы переносных компьютеров сталкиваются с несовместимыми на первый взгляд требованиями. С одной стороны, современный ПК немыслим без таких устройств, как дисковод для гибких дисков, дисковод CD-ROM и достаточно емкий накопитель; с другой - все это должно влезть в компактный корпус, который можно положить в портфель. Кроме совершенно необходимых дисплея, процессорной платы и памяти, нужно предусмотреть еще и место для батареи аккумуляторов, без которой блокнотный компьютер теряет одно из важнейших своих достоинств - автономность. Такие узлы, как привод CD-ROM и флоппи-дисковод, имеют к тому же существенное ограничение уменьшения габаритов, связанное с размерами стандартного носителя информации. Таким образом, в самых компактных ноутбуках места для типичного набора периферии может не хватить, и изготовитель оказывается перед выбором: либо пожертвовать одним из устройств (чаще всего дисководом, сделав его выносным), либо пойти на заметное увеличение габаритов и веса изделия. К очень перспективным способам решения такой проблемы относится использование модульной конструкции. В этом случае при наличии аккумуляторной батареи возможна установка одного из двух периферийных устройств - флоппи-дисковода или привода CD-ROM, а при снятии батареи (что делает невозможной работу вне непосредственной близости от источников питания) - обоих дисководов одновременно. Пользователь получает полную свободу выбора конфигурации, а ее изменение производится за считанные минуты. В последнее время изменилась конструкция манипуляторов курсором мыши для ноутбуков. Раньше самым распространенным таким устройством был трекбол - своего рода перевернутая мышь. Он был довольно удобен, однако его надежность оставляла желать лучшего, особенно в дорожных условиях, где риск загрязнения поверхности шара манипулятора выше, а возможностей прочистить его меньше, чем при стационарной эксплуатации. Это привело к тому, что сейчас трекболы практически не применяются в переносных компьютерах. На смену им пришли сенсорные планшеты touch-pad, представляющие собой почти прямоугольные панели размером приблизительно 5х6 см. Они обладают очень высокой чувствительностью, и при их использовании требуется несколько большее внимание, чем при работе с обычной мышью или трекболом. Навыки взаимодействия с этим на первый взгляд не эргономичным устройством приобретаются на удивление быстро. Клавиатуры ноутбуков всегда менее удобны, чем у настольных компьютеров, - это связано с небольшой площадью рабочей панели компьютера, на которой можно расположить клавиши. Сегодня не существует единого стандарта на раскладку клавиатур в ноутбуках, поэтому разные производители размещают клавиши по-разному. В ряде ноутбуков, и особенно часто в моделях зарубежного производства, применяется так называемая слепая русификация клавиатуры: русские и латинские буквы нарисованы одним цветом и отличаются только своим расположением на клавише. Большинству пользователей это крайне осложняет работу с компьютером. При эксплуатации ноутбука (как и любого другого устройства с автономным питанием) возникает вопрос: много ли энергии осталось в батареях и на какой срок ее хватит? Работая в операционной системе Windows 95, пользователь может просто открыть соответствующее окно и посмотреть на уровень разрядки аккумуляторов. В самых простых моделях диагностика этим и ограничивается. В более совершенных предусмотрен также вывод такой информации на дополнительный миниатюрный жидкокристаллический дисплей или другие средства отображения информации, например светодиоды. Некоторые модели позволяют при необходимости оценить состояние батарей даже без включения компьютера.

Каждый, кто достаточно давно работает с ПК, знает, какими неприятностями грозит внезапное отключение электроэнергии, - работа целого дня  может быть потеряна. Ситуация не стала  лучше с распространением новых  операционных систем с кэшированием файлов системы, в том числе и Windows 95. На самом деле теперь использование  нестабильного питания стало  еще рискованнее, поскольку современные  операционные системы требуют корректного завершения сеанса работы - в противном случае возможны повреждения файловой структуры. При исчерпании запаса энергии в аккумуляторах ноутбуков происходит их аварийное выключение, что можно уподобить неожиданному отключению настольного компьютера от сети. Чтобы сделать это отключение не столь неожиданным и дать пользователю возможность принять превентивные меры, практически во всех компьютерах типа notebook предусмотрены средства своевременного предупреждения об иссякании запасов энергии в батареях. Как правило, это повторяющийся звуковой сигнал, иногда сопровождаемый миганием светодиодов. В ряде компьютеров применяются более радикальные меры для защиты данных пользователя: по достижении определенного уровня разрядки батарей автоматически выполняется принудительное отключение компьютера с предварительным сбросом его состояния на жесткий диск. Когда пользователь вновь зарядит батареи или возобновит работу уже от внешнего источника питания, компьютер в точности восстановит свое состояние на момент отключения. Такая дополнительная защита будет весьма полезна для большинства пользователей. 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1. Серверы начального и высокого уровня

Прикладные многопользовательские  бизнес - системы, включающие системы управления базами данных и обработки транзакций, крупные издательские системы, сетевые приложения и системы обслуживания коммуникаций, разработку программного обеспечения и обработку изображений все более настойчиво требуют перехода к модели вычислений "клиент-сервер" и распределенной обработке. В распределенной модели "клиент-сервер" часть работы выполняет сервер, а часть пользовательский компьютер (в общем случае клиентская и пользовательская части могут работать и на одном компьютере). Существует несколько типов серверов, ориентированных на разные применения: файл-сервер, сервер базы данных, принт-сервер, вычислительный сервер, сервер приложений. Таким образом, тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, база данных, принтеры, процессоры или прикладные пакеты программ).  С другой стороны существует классификация серверов, определяющаяся масштабом сети, в которой они используются: сервер рабочей группы, сервер отдела или сервер масштаба предприятия (корпоративный сервер). Эта классификация весьма условна. Например, размер группы может меняться в диапазоне от нескольких человек до нескольких сотен человек, а сервер отдела обслуживать от 20 до 150 пользователей. Очевидно в зависимости от числа пользователей и характера, решаемых ими задач требования к составу оборудования и программного обеспечения сервера, к его надежности и производительности сильно варьируются. Файловые серверы небольших рабочих групп (не более 20-30 человек) проще всего реализуются на платформе персональных компьютеров и программном обеспечении Novell NetWare. Файл-сервер, в данном случае, выполняет роль центрального хранилища данных. Серверы прикладных систем и высокопроизводительные машины для среды "клиент-сервер" значительно отличаются требованиями к аппаратным и программным средствам.  Типичными для небольших файл-серверов являются: процессор 486DX2/66 или более быстродействующий, 32-Мбайт ОЗУ, 2 Гбайт дискового пространства и один адаптер Ethernet 10BaseT, имеющий быстродействие 10 Мбит/с. В состав таких серверов часто включаются флоппи-дисковод и дисковод компакт-дисков. Графика для большинства серверов несущественна, поэтому достаточно иметь обычный монохромный монитор с разрешением VGA. Скорость процессора для серверов с интенсивным вводом/выводом некритична. Они должны быть оснащены достаточно мощными блоками питания для возможности установки дополнительных плат расширения и дисковых накопителей. Желательно применение устройства бесперебойного питания. Оперативная память обычно имеет объем не менее 32 Мбайт, что позволит операционной системе (например, NetWare) использовать большие дисковые кэши и увеличить производительность сервера. Как правило, для работы с многозадачными операционными системами такие серверы оснащаются интерфейсом SCSI (или Fast SCSI). Распределение данных по нескольким жестким дискам может значительно повысить производительность.  При наличии одного сегмента сети и 10-20 рабочих станций пиковая пропускная способность сервера ограничивается максимальной пропускной способностью сети. В этом случае замена процессоров или дисковых подсистем более мощными не увеличивают производительность, так как узким местом является сама сеть. Поэтому важно использовать хорошую плату сетевого интерфейса. Хотя влияние более быстрого процессора явно на производительности не сказывается, оно заметно снижает коэффициент использования ЦП. Во многих серверах этого класса используется процессоры 486DX2/66, Pentium с тактовой частотой 60 и 90 МГц, microSPARC-II и PowerPC. Аналогично процессорам влияние типа системной шины (EISA со скоростью 33 Мбит/с или PCI со скоростью 132 Мбит/с) также минимально при таком режиме использования.  Однако для файл-серверов общего доступа, с которыми одновременно могут работать несколько десятков, а то и сотен человек, простой однопроцессорной платформы и программного обеспечения Novell может оказаться недостаточно. В этом случае используются мощные многопроцессорные серверы с возможностями наращивания оперативной памяти до нескольких гигабайт, дискового пространства до сотен гигабайт, быстрыми интерфейсами дискового обмена (типа Fast SCSI-2, Fast&Wide SCSI-2 и Fiber Channel) и несколькими сетевыми интерфейсами. Эти серверы используют операционную систему UNIX, сетевые протоколы TCP/IP и NFS. На базе многопроцессорных UNIX-серверов обычно строятся также серверы баз данных крупных информационных систем, так как на них ложится основная нагрузка по обработке информационных запросов. Подобного рода серверы получили название суперсерверов.  По уровню общесистемной производительности, функциональным возможностям отдельных компонентов, отказоустойчивости, а также в поддержке многопроцессорной обработки, системного администрирования и дисковых массивов большой емкости суперсерверы вышли в настоящее время на один уровень с мейнфреймами и мощными миникомпьютерами. Современные суперсерверы характеризуются:

    • наличием двух или более центральных процессоров RISC, либо Pentium, либо Intel 486;
    • многоуровневой шинной архитектурой, в которой запатентованная высокоскоростная системная шина связывает между собой несколько процессоров и оперативную память, а также множество стандартных шин ввода/вывода, размещенных в том же корпусе;
    • поддержкой технологии дисковых массивов RAID;
    • поддержкой режима симметричной многопроцессорной обработки, которая позволяет распределять задания по нескольким центральным процессорам или режима асимметричной многопроцессорной обработки, которая допускает выделение процессоров для выполнения конкретных задач.

 Как правило,  суперсерверы работают под управлением  операционных систем UNIX, а в последнее  время и Windows NT (на Digital 2100 Server Model A500MP), которые обеспечивают многопотоковую  многопроцессорную и многозадачную  обработку. Суперсерверы должны  иметь достаточные возможности  наращивания дискового пространства  и вычислительной мощности, средства  обеспечения надежности хранения  данных и защиты от несанкционированного  доступа. Кроме того, в условиях  быстро растущей организации,  важным условием является возможность  наращивания и расширения уже  существующей системы.

Что же понимается под "серверами начального уровня"!? Вообще, к вопросу классификации серверов можно подойти с разных сторон. Часто в качестве критерия выступает роль, которую они играют в ИС. И тогда различают серверы приложений, почтовые, Web-серверы и т. п. Однако при таком подходе, как правило, трудно что-либо сказать о конфигурации сервера. Другой критерий -- количество обслуживаемых клиентов. Здесь используют такие термины, как серверы для рабочих групп (до 30 пользователей), отделов (до 100) и предприятий (от 500 до 1000). В этом случае также существует некоторая неопределенность, поскольку, например, небольшая группа может работать с очень ресурсоемким приложением. Можно дифференцировать серверы и по их стоимости, что напрямую соотносится с их конфигурацией. Однако цены быстро меняются, и такая классификация зависит от времени. Поэтому для большей определенности в контексте данной публикации серверы будут разделяться в зависимости от количества устанавливаемых в них процессоров. Ну а последующее ограничение на процессоры -- только архитектура IA-32 -- придаст окончательную ясность используемой классификации. Таким образом, в качестве серверов начального уровня мы будем рассматривать одно- и двухпроцессорные Intel-базированные системы, что, впрочем, совпадает с классификацией всех основных производителей. Прежде чем переходить к непосредственному описанию конкретных моделей, призванных проиллюстрировать ситуацию в выбранном сегменте рынка, обратим внимание на роль чипсета в интегральном быстродействии компьютера. Обычно, когда интересуются вычислительными возможностями сервера, основное внимание уделяют центральному процессору, и именно ему достаются все лавры. Однако значительную часть работы выполняет базовая, или системная, логика, и она же играет ключевую роль в формировании большинства заявляемых характеристик вычислительной системы. Так, системная логика (наряду с процессором) определяет количество устанавливаемых процессоров. Современный сервер должен быть способен принимать и обрабатывать данные, поступающие к нему по широкополосным каналам с гигабитными скоростями. Подобная нагрузка требует крайне высокой полосы пропускания шин памяти и каналов ввода/вывода. И именно от чипсета зависят быстродействие и надежность подсистемы памяти, число устанавливаемых сетевых карт и их пропускная способность. Таким образом, архитектура системной логики является основным звеном в цепочке компонентов, определяющих интегральную производительность сервера. Плохо спроектированная логика иногда просто "перекрывает кислород" процессору. Для эффективного выполнения требуемых функций типичный чипсет содержит два различных компонента. Первый, обычно называемый северный мост, соединяет центральный процессор (центральные процессоры -- в случае многопроцессорной системы) с системной памятью. Так как Intel-базированные серверы могут содержать до 4 процессоров на разделяемой шине, северный мост должен распределять трафик справедливо и эффективно. Северный мост в типичном случае выполняет также функции контроллера памяти, а латентность, в частности, оказывает большое влияние на производительность процессора.  Вторым компонентом является южный мост, или мост ввода/вывода (I/O Bridge), подсоединяющий "северного соседа" к подсистеме ввода/вывода. Южный мост обычно включает в себя функции поддержки разнообразных низкопроизводительных и/или унаследованных интерфейсов (Legacy I/O). Для группировки каналов ввода/вывода разработчики частот стремятся объединить в одну систему несколько южных мостов. Для этого северный мост должен обеспечить отдельный канал к каждому из мостов ввода/вывода. Такой подход облегчает реализацию специализированных мостов ввода/вывода, включающих сетевые интерфейсы или интерфейсы подсистем хранения, что улучшает общее быстродействие. Способ, с помощью которого эти мосты взаимодействуют между собой, может оказывать самое непосредственное влияние на расширяемость и производительность вычислительной системы. Проиллюстрируем сказанное на примере чипсета ServerWorks GC-LE (см. схему), который, несмотря на появление продуктов E7500/01 и E7505 от Intel, является одним из наиболее популярных в серверах выбранных классов. Давайте кратко рассмотрим его конфигурацию, чтобы понять, как системная логика выполняет свои задачи. Большая микросхема в центре, обозначенная CMIC-LE (CPU Management Interface Controller LE), -- северный мост. Стрелка, входящая в него сверху, обозначает 64-разрядную шину, часто называемую FSB, по ней осуществляется обмен данными с процессорами. Она поддерживает частоту 400 или 533 MHz, что обеспечивает пиковую скорость передачи данных 4,2 Gbps. Для того чтобы полностью загрузить процессор, память должна поставлять данные с такой же скоростью. К счастью, память стандарта DDR266, или PC2100, и двухканальный контроллер памяти могут гарантировать такую производительность. Контроллер памяти в CMIC-LE поддерживает не только стандартные функции определения и коррекции однобитных ошибок в физической памяти, подобные ECC, но и более сильные средства обеспечения надежности. Например, "чистка" динамического ОЗУ (memory scrubbing) исправляет небольшие ошибки, прежде чем они начнут увеличиваться подобно снежному кому. Такая экзотика, как Chipkill, позволяет поддерживать работоспособность системы в случае неисправности чипа памяти, а резервирование памяти (memory sparing) отключает целый банк отказавшей памяти и подключает резервный. Такая функция прежде имелась только у мэйнфреймов, тогда как сегодня ее можно найти у серверов стоимостью менее 2 тыс. долл. Справа от CMIC-LE располагаются два моста ввода/вывода, обозначенные CIOB-X2 (Champion I/O Bridge for PCI-X) и CIOB-E (Champion I/O Bridge for Ethernet). Первый из них управляет двумя контроллерами шин PCI-X, каждая из которых имеет пропускную способность до 1 Gbps. При полной загрузке CIOB-X2 должен передавать данные северному мосту со скоростью 2 Gbps. Отрадно, что пропускная способность межмодульной шины IMB (Inter-Module Bus), соединяющей CIOB-X2 и CMIC-LE, составляет 3,2 Gbps (в двух направлениях), так что имеется даже некоторый резерв. Второй мост обеспечивает поддержку двух интегрированных контроллеров GbE и еще одной шины PCI-X. Внизу на схеме располагается южный мост CSB6 (Champion South Bridge, v.6). Его основная задача - управление унаследованными функциями, такими, как загрузка системы и обработка мультипроцессорных I/O-прерываний. Он также поддерживает 64-разрядную шину PCI, четыре порта USB и три ATA-интерфейса. После выяснения роли чипсета в интегральной производительности вычислительной системы перейдем к краткому описанию конкретных моделей серверов, выбранных (субъективно) в качестве представителей рассматриваемых классов. Мы ограничились продуктами пяти основных компаний, широко известных на украинском рынке.

Информация о работе Классификация современных компьютеров