Характеристики модулей памяти
За время развития ПК было произведено много разных типов модулей памяти.
Каждый из них подходит к строго определенному классу МП.
В конкретную МП конструктивно и по внутренней архитектуре следует подобрать соответствующие модули.
Не всегда в МП можно установить модули, которые подходят в данный тип разъема. Возможно, потребуется перепрошить BIOS или даже заменить МП, которая не поддерживает выбранный тип памяти.
Данные могут передаваться с большей частотой, чем тактовая частота модуля памяти. Так, например, если тактовая частота ОЗУ – 100 МГц, то данные могут передаваться с частотой 400 МГц. Если используется двухканальный режим работы оперативной памяти, то в итоге рабочая частота возрастает до 800 МГц.
С помощью буферизации данных повышается производительность модулей памяти.
Специальная микросхема хранит данные для сокращения времени чтения-записи из ОЗУ.
Существуют модули оперативной памяти с коррекцией ошибок. Это технология ECC (Error Checking and Correction). В модуль добавляется еще одна микросхема. Байт данных сопровождается дополнительным битом, с помощью которого осуществляется контроль четности в байте. В современных модулях используется технология, позволяющая исправить одиночную ошибку; если выявляется вторая ошибка, то подается сигнал. Подобные модули применяются в системах, для которых важна высокая отказоустойчивость.
Для ноутбуков применяются специальные модули оперативной памяти – SO-DIMM (Small Out-line DIMM). Число контактов у них отличается от модулей для настольных ПК.
Процесс чтения-записи в динамической памяти состоит из нескольких операций. Вначале система определяет адрес нужной ячейки, где хранятся данные. Через определенный промежуток времени выбирается соответствующая ячейка памяти. Затем из нее считывается информация либо она в нее записывается. После этого ячейка переключается в ждущий режим. Каждый этап процесса распределен во времени. Для оперативной динамической памяти указывается цифровая последовательность, называемая таймингом.
В этой последовательности цифр каждая из них соответствует числу тактов шины, которые отмеряют временной промежуток выполнения какой-либо операции. Таким образом, каждый модуль памяти имеет свой временной параметр выполнения операции записи-считывания – тайминг. У каждого производителя модули имеют свои значения тайминга – задержки между отдельными операциями, производимыми контроллером при обращении к памяти.
Пространство памяти можно представить в виде ячеек, которые состоят из строк и столбцов.
Для обращения к ячейке контроллер задаёт номер банка, номер страницы в нём, номер строки и номер столбца, на все запросы тратится время, помимо этого довольно большая затрата уходит на открытие и закрытие банка после самой операции чтения-записи. На каждое действие требуется время, оно и называется таймингом.
Некоторые из таймингов недоступны для настройки в BIOS – время доступа CS# (crystal select), этот сигнал определяет кристалл (чип) на модуле, и данный параметр не может регулироваться.
Временные задержки обозначаются следующим образом:
CAS Latency – CL – задержка между выбором и чтением ряда, задержка между командой чтения и доступностью к чтению первого слова. Введена для набора адресными регистрами гарантированно устойчивого уровня сигнала.
RAS to CAS – Row to Column Delay – TRCD – выбор ряда. Это задержка между сигналами RAS (Row Address Strobe) и CAS (Column Address Strobe), данный параметр характеризует интервал между доступами к шине контроллером памяти сигналов RAS# и CAS#.
Row Precharge Delay (RAS Precharge Delay) tRP/tRCP – деактивация ряда.
Row Activate Delay (RAS Active Delay, time to ready) – tRA/tRD/tRAS – число циклов чтения.
Command Rate – CMD Rate – задержка адресации.
Burst Length – это параметр, который устанавливает размер предвыборки памяти относительно начального адреса обращения. Чем больше его размер, тем выше производительность памяти.
ПО для диагностики оперативной памяти
Для проверки модулей оперативной памяти существуют специальные программы:
Memtest86+ (www.memtest.org). Утилита для тестирования оперативной памяти (RAM). Программа дополнительно может протестировать чипсет, процессор.
Имеется два режима работы: basic и advanced (основной и расширенный), которые различаются временем проведения теста. Основной режим дает возможность определить основные проблемы с памятью, расширенный режим тестирует более глубоко. Для короткого тестирования достаточно минут десяти-двадцати, для тестирования на надежность работы RAM – значительно больше.
Утилиту можно запускать с компакт-диска или дискеты. При загрузке ПК с этого диска основной тест запускается автоматически.
GoldMemory (www.goldmemory.cz). Программа представляет собой комплексный тест для проверки оперативной памяти на предмет наличии ошибок. Поддерживает практически любые типы модулей, а также любые PC-совместимые платформы в различных конфигурациях. Позволяет просканировать все доступные модули и определить наличие ошибок, которые, как правило, сказываются на нестабильности работы системы в целом. Утилита предназначена для работы в среде DOS-совместимых операционных систем, имеется ряд командных параметров для пакетной работы и функции для создания отчетов по итогам тестирования.
Windows Memory Diagnostic (oca.microsoft.com/en/windiag.asp). Утилита предназначена для тестирования оперативной памяти на ошибки. Пользоваться ею удобно и просто. Она определяет наличие ошибок менее чем за полчаса, а в типичных конфигурациях даже менее чем за 10 минут. Утилита инсталлирует себя на дискету или сохраняет ISO-образ для создания загрузочного компакт-диска. После загрузки компьютера с любого из указанных носителей утилита начинает проводить стандартный набор тестов. После первого прохода будет начат второй, и работа по тестированию будет продолжаться до тех пор, пока не будет включена пауза или перезагружен компьютер.
Docmem (www.docmemory.com). Утилита позволяет выбрать режимы тестирования, и подробно информирует о процессе работы. Docmem можно переписать с сайта разработчика бесплатно, для этого следует на нем зарегистрироваться.
Программа Docmem записывается на загрузочную дискету, она предлагает два режима тестирования: быстрый (quick) и основной (burn in).
Поиск и устранение неисправностей модулей памяти
Перед тем как работать с модулями памяти, не забудьте заземлиться, чтобы снять с себя статический заряд.
Если при установке операционной системы (лучше, конечно, с лицензионного дистрибутива) возникают непредвиденные проблемы (зависания, сообщения об ошибках программы установки или памяти, не устанавливаются «родные» драйверы видеокарт и других адаптеров и т. д.), то, скорее всего, они связаны именно с проблемами ОЗУ. Обычно замена модуля DIMM решает возникшие проблемы.
Появление во время работы операционной системы Windows синих экранов с сообщениями об ошибке говорит о том, что наиболее вероятная причина неисправности – модуль памяти. Не исключены сбои в работе программ интенсивно использующих оперативную память: трехмерная графика, системы проектирования, графический редактор Adobe Photoshop и др.
Модуль памяти может быть произведен некачественно или из бракованных микросхем либо с нарушением технологических процессов. Обычно такие модули попадают в продажу от no-name производителя. При установке подобной памяти весьма вероятны зависания и прочие нестабильности в работе ПК.
При покупке памяти следует обратить внимание на производителя ОЗУ. Лучше всего, чтобы модуль был произведен изготовителем микросхем для него же. Когда производитель собирает модуль из собственных микросхем, качество такой продукции на высоте. При выборе памяти обратите внимание на упаковку, маркировку, гарантию. На изделиях от известных фирм наклеены этикетки с указанием серийного номера (PN), производителя, названия модуля, номера контроля качества (QC), даты выпуска. Если нет никакой внятной маркировки, то это говорит о том, что этот модуль лучше не приобретать.
Неисправности модулей памяти встречаются не столь часто, как неисправности видеокарты, БП и материнской платы. Если модуль памяти качественный, правильно установлен и эксплуатируется в нормальных условиях, то срок работы может длиться 7 лет и более.
О неисправности оперативной памяти сообщит BIOS подачей соответствующих сигналов.
При ремонте ПК, если возникли подозрения на модуль оперативной памяти, прежде всего, осмотрите его визуально. Если есть повреждение контактов, отслоение контактных площадок, наличие обгоревших участков, то его однозначно следует заменить новым.
Вообще, первым делом, при возникновении неисправностей необходим визуальный осмотр при хорошем освещении.
Не исключено при этом, что нарушился электрический контакт между модулем памяти и системной платой. Со временем на модулях памяти скапливается много пыли, их следует продуть пылесосом, или прочистить кисточкой, промыть спиртом. Периодическая профилактика – систематическая чистка ПК от пыли позволит избежать подобных неприятностей.
Вообще, первым делом, при возникновении неисправностей необходим визуальный осмотр при хорошем освещении.
Не исключено при этом, что нарушился электрический контакт между модулем памяти и системной платой. Со временем на модулях памяти скапливается много пыли, их следует продуть пылесосом, или прочистить кисточкой, промыть спиртом. Периодическая профилактика – систематическая чистка ПК от пыли позволит избежать подобных неприятностей.
Извлеките модуль памяти, промойте спиртом контакты модуля и верните его обратно. Иногда чистят контакты ластиком, но такой подход не рекомендуется. Небольшой кусочек ластика может случайно попасть в разъем и заизолировать контакт.
Бывает так, что ПК «не видит» полный объем установленной памяти. Это может произойти из-за того, что старая материнская плата не распознает модули памяти большого объема. Для уверенности в совместимости прочтите инструкцию к МП или проконсультируйтесь на сайте производителя. Нередко BIOS распознает полный объем памяти, а операционная система отображает только часть имеющейся памяти. Причина может заключаться как в ограничениях самой операционной системы, так и в том, что установлены разные модули памяти. Лучше устанавливать идентичные модули одной партии одного производителя.
Случается, что модуль памяти не до конца вставлен в слот. При этом ПК может даже заработать, но в дальнейшем с ним возникнут проблемы. Всегда проверяйте правильность установки модулей памяти.
Если у вас возникли неполадки ПК и есть подозрение на модуль памяти, проверьте его на другом – исправном ПК. Также неплохо проверить свой ПК, если есть исправная память.
Не всегда в нестабильной работе памяти виновата обязательно сама оперативная память.
Убедитесь, что в BIOS выставлены правильные настройки, установите значения параметров по умолчанию – заводские настройки BIOS.
К некорректной работе может приводить не только поломка памяти, но и некачественный (неисправный) БП или перегрев системы.
В случае если у вас несколько модулей памяти, то, переставляя или удаляя их, можно определить конкретный неисправный модуль.
Разгон оперативной памяти ничего хорошего, кроме нестабильной ее работы и возможного выхода из строя, не даст. Разгон оперативной памяти не желателен.
Глава 9 Накопитель на жестком магнитном диске
Описание работы накопителя на жестком магнитном диске
Накопитель на жестком магнитном диске представляет собой прочный металлический корпус, практически герметичный, внутри которого расположен носитель информации – диск или несколько дисков (алюминиевые или стеклянные) с магнитным покрытием. Над поверхностью жесткого диска перемещается считывающее устройство – головка. Она не касается поверхности, как игла звукоснимателя в проигрывателе на пластинке, а «висит» над ней. Кроме того, в жестком диске имеется контроллер, управляющий работой накопителя.
Популярны и очень хорошо себя зарекомендовали накопители Western Digital. Это наиболее надежные, нешумные и менее подверженные перегреву накопители. Как показывает практика последних лет накопители Western Digital – наиболее удачный выбор.
Продукция Samsung обладает наилучшими потребительскими качествами: скоростью работы и самым низким уровнем шума.
А вот продукция Seagate несколько ухудшила свои показатели: на фоне конкурентов это самые «горячие» жесткие диски, да и процент выхода из строя накопителей стал заметно выше.
Рис. 9.1. Накопитель на жестком магнитном диске SATA
Рабочие параметры жестких дисков
При выборе накопителя нужно ориентироваться не только на производителя, но и на основные рабочие параметры.
Конечно, если у вас не устаревший ПК, на МП которого нет разъемов SATA, однозначно лучше установить (заменить) HDD с ATA на SATA.
Обратите внимание на жесткий диск с меньшим временем поиска, большим буфером, поддержкой таких функций, как NCQ (Native Command Queuing – собственная очередность команд).
Буфер – кэш-память накопителя сказывается на повышении производительности. У самых простых и недорогих HDD объем кэша – 2 Мбайт, у более производительных – 8 Мбайт, самые высокопроизводительные винчестеры имеют объем встроенного кэша 64 Мбайт. Разумеется, чем больше кэш, тем лучше.
Старайтесь выбрать накопитель, который потребляет меньше электроэнергии и, соответственно, меньше выделяет тепла. Кроме того, более предпочтительны накопители с меньшим уровнем шума.
Объем накопителя также немаловажный параметр. Но если вы не планируете работу с большими объемами информации, то не стоит гнаться за дисками больших объемов.
Определите примерный объем диска, конечно, некоторый запас не помешает.
Выбирать диск следует, ориентируясь по наименьшей стоимости хранения гигабайта информации. По этому параметру оказываются нежелательны диски как малых, так и больших объёмов. На сегодняшний день оптимальным является диск объемом – 1 Тбайт.
Ориентироваться на будущее тоже не стоит, если вы в ближайшее время не воспользуетесь большим объемом диска. Ведь технологии не стоят на месте, да и динамика снижения цен радует.
Все рабочие параметры выбранного накопителя можно узнать у дилеров, распространяющих продукцию, так как на сайте производителя рабочая температура диска под нагрузкой может не указываться.
Интерфейсы накопителей на жестких магнитных дисках
Интерфейс определяет способ соединения с материнской платой ПК. На сегодняшний день используются два основных интерфейса – АТА и SATA. Раньше использовался ещё и интерфейс SCSI, который требовал дополнительно установленный контролер, для настройки контроллера диска нужна была определенная подготовка.
ATA/IDE
Parallel ATA, PATA – параллельный АТА, который также известен как IDE (Integrated Drive Electronics), до недавнего времени был самым распространенным.
Рис. 9.2. Накопитель на жестком магнитном диске ATA
В современных МП часто уже установлен всего лишь один интерфейс АТА. Все реже встречается два или даже четыре интерфейса для IDE-устройств. Если на МП два интерфейса, то из них один главный – основной, или первичный, – primary ATA, а второй – дополнительный, вторичный – secondary ATA. Функционируют они одинаково, электрические схемы у них идентичные. Но первый из них обладает приоритетом. Поэтому главное устройство (накопитель) – Master подключается к первичному каналу. Чаще всего к нему подключается HDD, на котором устанавливается операционная система, а к вторичному каналу – привод компакт-дисков.
К одному каналу допускается подключение одного или двух устройств. На устройстве АТА установлен собственный внутренний контроллер. На одном интерфейсе может быть активизирован лишь контроллер одного АТА-устройства (Master). Если на этот же интерфейс подключается второе устройство, то оно должно устанавливаться в пассивное положение (Slave). Итак, если на МП находится два разъема АТА, то устройство, которое подсоединено к МП, может быть установлено в одно из четырех положений: Первичное – Master, Первичное – Slave, Вторичное – Master, Вторичное – Slave.
На устройствах находятся перемычки, с помощью которых можно установить соответствующую конфигурацию. Обычно на накопителе имеется схема расположения перемычек. Не всегда пальцами удается извлечь перемычку, для этих целей подойдет острый предмет, отвертка, пинцет.
Если на одном канале находится одно устройство или это устройство вы хотите определить как Master, то установите перемычку в соответствующее положение.
Если вы подключаете дополнительное устройство на канал, где уже установлен накопитель в положении Master (MS), то установите его как Slave (SL).
Вне зависимости от подключения устройства к одному из разъемов кабеля – в середине или в конце, при установке перемычки оно будет работать именно в соответствии с тем, в каком положении установлена перемычка.
Для конфигурирования устройств также предусмотрен вариант cable select, что может обозначаться как CS, CSEL. При этом, в зависимости от того, как устройство подключено к кабелю, оно оказывается ведущим или ведомым.
Существует два вида режима передачи данных интерфейса АТА. Это PIO Mode (Programmed I/O Mode, режим программируемого ввода-вывода) и режим DMA (Direct Memory Access Mode, режим прямого доступа к памяти). Первый режим намного медленнее, чем второй, так как для передачи данных он использует ресурсы процессора. Второй режим обходится без использования ЦП. Если в канале одно устройство работает в PIO Mode, то и второе в этом же канале должно работать в том же режиме, что создает сильную нагрузку для ЦП. Современные накопители поддерживают DMA и могут быть сконфигурированы для работы в режиме PIO.
Для подключения АТА существуют специальные кабели – ленточные шлейфы с тремя разъемами.
Разъемы, которые расположены близко, рассчитаны на присоединение накопителей, а дальний разъем подключается к МП.