Рис. 3.2. Планка оперативной памяти
В 1945 году американский математик Джон фон Нейман сформулировал шесть принципов, которые стали основными при создании компьютеров. Один из них гласит, что вся память в компьютере должна быть представлена иерархически. Это означает: чем быстрее память, тем ее должно быть меньше, в ней должны храниться часто используемые данные.
Самая быстрая память находится непосредственно в процессоре. Называется она регистрами. В зависимости от архитектуры ЦП количество регистров может варьироваться. В них хранятся те данные, с которыми процессор производит различные операции. Следующей на иерархической лестнице стоит кэш-память. Там хранится наиболее востребованная информация, которая поступает из оперативной памяти.
Оперативная память устанавливается в компьютер в виде модулей, в просторечии называемых «планками» за характерный внешний вид. В настольном компьютере может быть от одной до четырех таких планок, а в ноутбук можно добавить только одну. Теперь поговорим более подробно о типах ОЗУ.
Примечание
Далее по иерархии следуют жесткие диски (подробнее о них рассказывается ниже в этой главе). Объем памяти у них значительно больше, чем у ОЗУ. Чтобы оценить масштабы различий, приведу примерные цифры для современных компьютеров: сегодня в домашнем ПК или ноутбуке, использующем систему Windows Vista/7, как правило, устанавливают 2–4 Гбайт (о мегабайтах, гигабайтах и т. д. подробнее читайте в гл. 11) оперативной памяти, а жесткие диски вмещают 80-500 Гбайт информации
На момент написания книги в ноутбуках применяется два типа оперативной памяти: DDR2 и DDR3[5]. Ранее широко используемая память DDR уже устарела и вышла из употребления. В технические подробности их различий мы вдаваться не будем. Скажу лишь, что память DDR3 более современна и работает примерно в два раза быстрее DDR2. Однако разница между ноутбуками с памятью DDR2 и DDR3 практически незаметна (конечно, если не сравнивать чистую скорость работы памяти, которая представляет прежде всего теоретический интерес).
Сейчас все больше ноутбуков (как и остальные категории компьютеров) постепенно переходят на использование DDR3. Память DDR2 считается устаревающим типом и через два-три года исчезнет полностью. Однако принципиально выбирать мобильный компьютер с DDR3 не следует. Как уже было сказано, разницы в скорости вы не почувствуете.
По большому счету, все, что вам нужно знать об оперативной памяти, – тип, который установлен в вашем ноутбуке. Это принципиально, потому что вы не сможете использовать планки памяти двух видов в ноутбуке. Они несовместимы по параметрам, и установка не того типа может привести к выходу из строя не только ОЗУ, но и ноутбука в целом.
Чипсет
В этом подразделе мы рассмотрим набор чипов, присутствующих в любом современном компьютере, который называется чипсет[6], или системная логика. Чипсет отвечает за передачу данных от всех подключенных устройств к процессору. Он может включать один или два чипа[7], это зависит от его сложности или желания производителя. Главной составляющей чипсета является микросхема, называемая северным мостом.
Северный мост обычно поделен на несколько значимых блоков, обеспечивающих работу различных устройств. В частности, в него обычно встраиваются следующие компоненты:
• контроллер памяти – отвечает за обмен данными между оперативной памятью и процессором;
• контроллер графической шины – отвечает за обмен данными с видеокартой (о видеокарте рассказывается в следующем подразделе);
• встроенное графическое ядро – присутствует только в специальных чипсетах (подробнее о нем рассказывается в следующем подразделе);
• контроллер межмостовой шины – служит для связи с южным мостом (если таковой присутствует).
Именно от северного моста чипсета зависит, какой тип оперативной памяти поддерживает ваш ноутбук.
Примечание
В сентябре 2003 года компания AMD представила процессор Athlon 64, оснащенный встроенным контроллером памяти. Это позволило упростить устройство северных мостов, а также уменьшить их стоимость. Кроме того, благодаря такой модификации снизились задержки при доступе процессора к оперативной памяти. Если раньше данные поступали из памяти через чипсет к процессору, то теперь путь стал короче и данные поступают напрямую из памяти в процессор.
По этой причине во всех ноутбуках, основанных на ЦП AMD (Mobile Sempron, Mobile Athlon 64, Turion 64, Turion 64 Х2), тип поддерживаемой памяти зависит от процессора, а не северного моста чипсета. Однако последний также присутствует. В нем остался контроллер графической шины, а в специальных версиях есть еще и встроенное графическое ядро.
В дополнение к северному мосту обычно идет вторая микросхема, называемая южным мостом. Эта деталь отвечает за работу с менее важными устройствами и обеспечивает передачу данных от жесткого диска, оптического привода, принтера, сканера, а также к ним. Названные устройства передают информацию через провода в южный мост, который пересылает ее северному мосту. Северный мост отправляет информацию в оперативную память, после чего она может поступить в процессор или видеокарту на обработку.
Поскольку большинство ноутбуков, выпускаемых сегодня, работают на процессорах Intel, знание о том, какой чипсет в них установлен, позволит точно определить тип поддерживаемой оперативной памяти, а также некоторую другую функциональность. На момент написания книги самая современная системная логика от Intel имеет индекс PM55. Оба чипсета поддерживают память DDR2 и DDR3.
Обычно к числу прибавляется одна или две буквы, дополнительно говорящие о функциональности чипсета. Так, существуют версии Intel 945PM (915РМ) и 945GM (915GM). Символ М означает, что чипсеты мобильные, то есть разработаны специально для использования в ноутбуках. Символ G говорит о том, что в чипсет встроено графическое ядро. В версии с символом Р встроенного ядра нет.
В мобильных компьютерах на основе процессоров AMD сегодня чаще используется чипсет ATI Radeon различных типов, например Xpress 1250. На момент написания книги новейшей моделью чипсета является AMD M780G Chipset со встроенным графическим процессором ATI Radeon HD 3200 Graphics. Как говорилось ранее, тип поддерживаемой памяти зависит от процессора. Все мобильные ЦП AMD работают с DDR2 и DDR3.
Видеокарта
За вывод изображения на экран ноутбука (как и настольного компьютера) отвечает устройство под названием видеокарта (рис. 3.3). Процессор отправляет ей информацию о том, какое изображение необходимо показать. Видеокарта преобразует данные в вид, понятный монитору, а затем отправляет их по назначению. Это упрощенная схема работы видеокарты.
Рис. 3.3. Внешняя видеокарта NVIDIA
Современные видеокарты выполняют еще некоторые функции. Их даже можно назвать своеобразным компьютером в компьютере. Каждая видеокарта содержит графический процессор, состоящий из миллионов транзисторов. Их количество даже больше, чем у обычного процессора. Кроме того, видеокарта обычно имеет собственную память, скорость которой может быть в несколько раз выше, чем скорость ОЗУ.
Вероятно, вы слышали о трехмерной компьютерной графике, которую сегодня применяют при проектировании автомобилей, двигателей, зданий и т. д. Трехмерная графика широко используется также в играх. Сложную и ресурсоемкую задачу расчета трехмерного изображения выполняет графический процессор.
Примечание
Графический процессор (или GPU – Graphical Processing Unit) впервые был выпущен компанией NVIDIA в августе 1999 года. До этого все графические чипы умели работать с трехмерной графикой, но в продукте NVIDIA появилась функция поддержки расчета трансформации объектов, а также их освещения. Этот блок получил название T&L (Transform and Lighting – трансформация и освещение).
Третье поколение GPU расширило возможности программирования графических процессоров с помощью небольших программ, именуемых шейдерами. До этого подобные технологии использовались в фильмах для создания спецэффектов. Шейдеры позволили значительно повысить реалистичность трехмерной картинки (опять же преимущественно в играх), и сегодня они используются повсеместно.
Мы не будем углубляться в особенности строения современных графических процессоров, так как это довольно сложные теоретические данные. Скажу лишь, что их выпуском сегодня занимаются две основные компании: ATI, которая объединилась с AMD, и NVIDIA. Доля на рынке мелких производителей, таких как XGI, S3 (подразделение VIA) и Matrox, минимальна.
У компании ATI все семейство видеокарт носит название Radeon, у NVIDIA – GeForce. На момент написания книги последними моделями видеокарт для ноутбуков являются соответственно Mobility Radeon HD 3600 и GeForce 200M. Обычно после основного названия следует числовой индекс с символьным префиксом. Чем больше число, тем быстрее графический процессор. Например, Mobility Radeon HD 2600 медленнее, чем Mobility Radeon HD 3600. То же самое с NVIDIA: GeForce Go 7900 GTX быстрее GeForce Go 7400. Исключения из этого правила бывают крайне редко, поэтому можете смело им руководствоваться.
Не следует задаваться вопросом: «Что быстрее: ATI или NVIDIA?». Если вы покупаете современный ноутбук не только для игр, то, по большому счету, не имеет значения, на основе какого графического процессора в нем установлена видеокарта. Чтобы 5 минут поиграть в «стрелялку» с не самыми высокими настройками качества графики, вам хватит любой видеокарты.
Прежде чем переходить к следующему разделу, необходимо рассказать еще об одной крайне важной особенности. Все видеокарты делятся на два вида: встроенные и внешние. Выше описаны внешние видеокарты. Они всегда устанавливаются на отдельной микросхеме с собственной памятью и графическим процессором.
О встроенных видеокартах мы упоминали в разделе про чипсеты. Графический процессор такой видеокарты встраивается в северный мост (это как раз и есть чипсеты Intel, например GS45/GM45 или вышеупомянутый чипсет AMD M780G Chipset ATI Radeon Xpress 200M). В качестве видеопамяти используется оперативная память компьютера. Несложно догадаться, что такая конструкция будет работать медленнее. Хотя бы из-за использования более медлительной ОЗУ вместо памяти, устанавливаемой на внешние видеокарты.
Производительность современных встроенных графических процессоров примерно в 3–4 раза ниже, чем у внешней видеокарты среднего ценового диапазона. Почему они используются? Это обусловлено меньшей стоимостью компьютера со встроенной графикой, меньшей сложностью установки (особенно если речь идет о ноутбуках), а также меньшим энергопотреблением и тепловыделением.
Таким образом, можно сделать следующий вывод: если вам необходим ноутбук в роли рабочей лошадки на несколько лет, то лучше выбрать модель со встроенной видеокартой. Поскольку она меньше нагревается, компьютер может прослужить дольше. Кроме того, его цена будет ниже (почти во всех бюджетных ноутбуках, как, впрочем, и во многих бизнес-моделях, используются именно встроенные видеокарты).
Некоторые производители оснащают свои мобильные ПК сразу встроенной и внешней видеокартами. В результате вы можете выбрать, какую из них использовать. При выполнении какой-то важной работы (особенно если ноутбук работает от сети, а не от аккумулятора) можно включить встроенную видеокарту. Если же вы захотели поиграть, то можно временно включить внешнюю видеокарту с более быстрым действием. Однако справедливости ради следует отметить, что ноутбуки с двумя видеокартами обычно относятся к бизнес-классу и стоят довольно дорого.
Жесткий диск
Жесткий диск[8] (рис. 3.4) используется для постоянного хранения данных. Этим он отличается от других типов памяти, стоящих выше по иерархии (ОЗУ, кэш-память, регистры). Ведь при выключении компьютера все данные из них удаляются.
Рис. 3.4. Жесткий диск для ноутбука
Примечание
Жесткий диск совсем недавно отметил 50-летие со дня создания (13 сентября 1956 года). Тогда он получил название RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control, метод с произвольной выборкой расчетов и контроля), а разработала его компания IBM. Вес первого жесткого диска составлял 970 кг (то есть почти тонну). Он занимал площадь двухстворчатого шкафа, а его объем составлял 5 Мбайт. Аренда этого творения рук инженеров IBM стоила $35 000 в год.
Со временем технологии совершенствовались, размеры жестких дисков уменьшались, в то время как их емкость продолжала расти. В 1973 году IBM представила жесткий диск 3340. Он имел емкость 30 Мбайт несменной памяти и 30 Мбайт сменной. По марке популярного в то время оружия – винтовки 30–30 Winchester жесткий диск получил свое народное название – винчестер.
В современных компьютерах используются жесткие диски размером 3,5" (в настольных ПК); 2,5 и 1,8" (в ноутбуках); 1,0" (чаще всего устанавливаются в профессиональных фотоаппаратах как сменный носитель).
Внутри жесткого диска находятся несколько пластин (в винчестерах ноутбуков – обычно одна или две). На них записаны данные. Чтение и запись информации производят специальные головки, «парящие» над пластинами. Их количество в два раза превышает число пластин. В связи с особенностями конструкции винчестеры более подвержены повреждениям, нежели другие типы памяти. Ведь при сильной вибрации (например, если уронить жесткий диск) головки могут удариться о пластину, тем самым повредив данные и положив начало разрушению всей ее поверхности. Поэтому ронять ноутбук не рекомендуется. Хотя сильно волноваться по этому поводу не следует. В выключенном состоянии жесткий диск способен выдержать сильное сотрясение, а для рабочего режима производители разработали множество защитных технологий (вроде парковки головок при быстром ускорении).
У жесткого диска есть две характеристики, на которых следует заострить внимание. Первая и самая важная – это его объем. Тут все просто – чем он больше, тем лучше (вы сможете записать на компьютер больше программ, игр, музыки, фильмов, документов, картинок и т. д.). В современных ноутбуках устанавливаются винчестеры емкостью от 80 Гбайт (такие чаще можно встретить в бюджетных моделях) до 500 Гбайт (самые современные, пока применяются в дорогих мобильных ПК). Однако чаще всего используются версии емкостью 160–320 Гбайт.
Вторая характеристика – скорость вращения шпинделя, или скорость вращения пластин. Чем она выше, тем быстрее происходит чтение и запись с жесткого диска. В настольных компьютерах используются винчестеры со скоростью вращения 7200 оборотов в минуту (мин
-1
-1
Сегодня выпуском жестких дисков для ноутбуков занимаются несколько компаний. Все винчестеры в современных мобильных ПК достаточно надежны и быстры. Не буду советовать того или иного производителя. Лучше обращайте внимание на объем (это в первую очередь) и скорость вращения шпинделя.