计算机组成原理2Word下载.docx
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145~400W单电沅和Redundant(冗余热连接电沅)
PIV电沅PV电沅……
ATX主板——芯片组ChipSet
IntelAMDnVidiaVIASiSAli……
传统的芯片组采用北桥和南桥的设计:
北桥提供对显示以及内存等的支持,
南桥提供对PCI、磁盘、网络控制器以及USB接口等的支持。
Intel用GMCHGraphics&
MemoryControllerHub
图形内存控制中心取代北桥,
用ICHI/OControllerHubI/O控制中心取代南桥。
提出AcceleratedHubArchitecture加速中心结构
提供两倍PCI带宽的新专用总线。
这样每种设备包括PCI总线都可以与CPU直接通讯。
固件中心FWHFirmWareHub是一块不少于4Mb的EEPROM
它包含了主板和图形的BIOS,以及一个随机数发生器。
2007年intelX58高速芯片组特性
随着CPU和内存性能之间不断增长的失衡,优化内存控制器设计
以便从内存子系统获得最佳性能变得至关重要。
速度为6.4和4.8GT/秒的intelQuickPath互连
◎1333/1066/800MHz系统总线
支持具有虚拟化技术的intel酷睿2双核和4核处理器,
双核奔腾和赛扬处理器。
◎intel快速内存访问支持三通道DDR3内存
提供高带宽和8
GB的内存寻址能力,支持64位计算。
◎PCIExpress
2.0接口
为每个端口提供16
GB/秒的带宽。
双X16显卡配置。
◎intel高清晰度音频(intelHD音频)intel清晰视频技术
◎intel矩阵存储技术(intelMST)
RAID0、5和10更快速地访问文件;
RAID1、5和10提供数据保护功能。
◎eSATA/端口扩接器
外部SATA设备。
提供3Gb/秒的数据链路。
将端口扩接器、eSATA和intel矩阵存储技术结合,为外部存储提供灵活性和扩展性。
◎串行ATA
(SATA)3Gb/秒intel迅盘技术
◎intel快速恢复技术
提供了恢复点,在硬盘故障或大量数据损坏的情况下快速恢复系统。
该克隆体也可被装入为只读卷以允许用户恢复单独的文件。
◎具有HDCP的高清晰多媒体接口(HDMI)可在一条电缆中传送未压缩的HD视频和未压缩的多通道音频,支持包括720p、1080i和1080p在内的所有HD格式。
◎SATA端口禁用USB端口禁用
高清晰度音频
1996年6月,以Intel为首的五个PC厂商CreativeLabs、NS、AnalogDevice与Yamaha共同提出了
AudioCodec’97内置音频标准简称AC’97
输出信号必须数模转换;
输入信号必须模数转换,由Codec芯片完成。
Codec:
Coder与DECoder组合成的缩写━━编码器及译码器
AC’97,着眼点放在降低成本、可行性上,而非音质音效的好坏。
CODEC数模转换芯片独立,负责模拟/数字声音信号的互转,
音频数据处理则由CPU完成CPU占用率高、音质欠佳
SoundMAX3.0AnalogDevices和Intel。
能使AC’97拥有硬件级的数据处理转换能力和最高94dB的专业音质回放能力。
RealtekALC201/AAC’97效果上,不亚于SoundMAX3.0。
2004年11月高清晰度音频HighDefinitionAudio----HDAudio
⊙提高采样精度⊙增强音效表现⊙提高音频系统的信噪比。
Intel与Dolby实验室制定HDAudio规范
为获得更高品质:
CPU的音频数据运算更为繁重,(CreativeLabs的Audigy
音频芯片的处理能力相当于PentiumMMX处理器)
CODEC的采样精度等参数要求更高:
32bit/192KHz高精度采样
要确保声音不失真,就必须对声信号作高精度的采样。
精度指标:
采样位数越多,对声音的描述越真实
采样频率越高,声音就越细腻流畅
CD音质,采样精度16bit(65536)/44.1KHz
DVD-Audio音质,采样精度达到24bit(16777216)/96KHz;
SACDSuperAudioCD索尼与飞利浦专业音频的技术规范
采样频率高达2.822MHz,用DSD(DirectStreamDigital),直接数字流编码技术,以2.822MHz的频率将模拟音频信号量化为1bit的数字音频信号——重播时,所还原的波型与原先音乐的模拟波型几乎毫无二致。
因此清晰度和信噪比都很高,在20-20khz频率范围内的动态范围达120db。
丰富的杜比音效技术
Intel与Dolby实验室进行合作,让HDAudio的CODEC芯片可在硬件层面上对DolbyHeadphone、DolbyVirtualSpeaker、
DolbyProLogicII、DolbyProLogicIIx
和DolbyDigitalLive提供支持。
三项杜比PC认证
Intel提供不同音效等级的HDAudio,满足高、中、低端用户
普通消费者,分辨各项杜比音效技术的差异几乎是不可能的。
Intel与杜比实验室决定引入“DolbyPCLogo”认证:
HDAudio包含DolbySoundRoom杜比音乐厅
DolbyHomeTheater杜比家庭影院
DolbyMasterStudio杜比专业录音棚
DolbySoundRoom:
支持DolbyDigital,DolbyHeadphone,
DolbyVirtualSpeaker,DolbyProLogicII,不支持5.1声
道系统;
信噪比75dB,入门级用户明显优于现有的AC’97
DolbyHomeTheater:
还支持DolbyDitigalStereoCreator,
提供3D5.1声道家庭影院音效;
信噪比85dB;
主流用户中等音频性能
DolbyMasterStudio:
还支持DolbyDigitalLive,
DolbyProLogicIIx和DolbyDitigal编码,
提供7.1声道3D环绕音效;
信噪比95dB;
高阶用户媲美昂贵的独立声卡
对主板厂商,给产品设计带来更严格的要求。
对用户,只要根据认证的级别就能够判断出系统的音质好坏。
工程学方面的改进
◎并行处理能力,◎可以与客厅的音箱连接、输出DVD音频;
◎同时让PC的多媒体音箱回放游戏中的音乐特效;
◎再用耳机聆听硬盘上的MP3音乐……
◎倘若还用麦克风与远程网上朋友交流,也能够应付自如!
◎内部路由功能,插口自动检测,所有的音频口都可以互相通用——只要接入某个音频口,HDAudio便会自动判断插入的设备,系统再对音频信号的路由做适应性调整,不管插入哪一个接口,都可以正常工作。
◎软件降噪功能,
◎回音消除技术可有效消除麦克风的回音,输入音频的品质明显改善;
◎另外,还支持多拾音器及拾音器阵列,进行视频/语音聊天、视频会议
高清晰视频
2004年6月Intel915G内置图形核心
GMAGraphicsMediaAccelerator
⊙图形显示核心的核心频率为333MHz,
⊙拥有4个渲染管线,
⊙最高可以提供1.3GP/S的数据处理速率,
⊙同时支持几何处理GeometryProcessing
顶点处理Vertexprocessing
纹理应用Textureapplication
光栅线Rasterization四种3D图形计算
⊙支持Direct9.0、OPENGL1.4和PixelShader2.0
动态内存视频分配技术Intel的DMVT3.0
DynamicMemoryVideoTechnology
允许应用程序执行过程中动态分配显存容量,
当显存容量不够的情况下,可以调用更大的内存容量使用
但是,当应用程序关闭或无需求时,会自动释放闲置的共享内存
从而保证了显示性能和系统性能的平衡
DVMT3.0提供了三种显存容量分配模式供用户选择:
⊙1Fixed静态显存容量分配模式,侧重系统性能
⊙2DVMT动态显存容量分配模式,侧重显示性能
⊙3Fixed+DVMT混合模式,兼顾显示性能和系统性能
附加功能GMA900提供
◎高质量视频回放通过视频交错防止技术(De-interlacing),减小了图像回放时出现的锯齿和波纹。
提供标准和高清两种模式供选择。
◎多头显示很方便的使用CRT、LCD、HDTV等显示设备。
内部DAC(数模转换器)400MHz,和
nVidiaGeForceFX5600的DAC频率处于同一个水平,
最大可以提供2048*153685Hz的显示模式。
◎数字视频三种显示模式。
⊙复制Twin模式,显示内容相同,不同显示设备
只允许相同的分辨率、刷新率和色深。
⊙克隆Clone模式,显示内容相同,不同显示设备
可以使用不同的分辨率、刷新率和色深。
⊙桌面延展ExtendedDesktop模式,不同的显示器上
显示不同程序的画面或显示同一程序画面的不同部分
GMA900的性能几乎达到了GeForceFX5200独立显卡的水平
GMA950能够提供与昂贵的主流显卡相媲美的出色性能
总线Bus
是一组信号线,是在多于2个模块(子系统或设备)间,相互通讯的通路,也是微处理器与外部硬件接口的核心。
随着计算机应用领域的扩大,总线技术得到不断创新。
由ISA、MCA、EISA、VESA、PCI、PCI-E到AGP、IEEE1394、USB总线等。
前端总线(FSB)也由66MHz…~800MHz~1066MHz
总线的创新,促进了计算机性能的日益提高。
1975年位于美国新墨西哥镇的小公司MITS,
EdRoberts以8080CPU设计全球第一台━━Altair单板机系统。
Altair在运输过程中不幸丢失,EdRoberts只好重新设计,正是他利用了面向总线的技术,较快地回忆起并重新制作出Altair,
在其结构中,创制了全球第一条PC扩展总线,
当Altair总线被制造商接受后,便有了一个名字——S100总线,
后来得到IEEE的认可,被规范为IEEE696总线标准
PCIPeripheralComponentInterconnect━━外设互联总线
◎32位总线,可升到64位,地址长度可变,可重复突发读写
访问延迟短。
频率33MHz,传输率132Mbps
2.1版规范频率66MHz传输率264Mbps64位总线528Mbps
133MHz64位总线可达1Gbps
◎采用多路复用技术,简化了总线结构,节省了成本。
能够自动配置参数支持即插即用功能。
◎与处理器无关,占用权、仲裁权不由CPU管理。
具有存储器管理功能,CPU访问存储器须经
PCI总线允许,支持多处理器
◎支持5V和3.3V工作电压,直到2.7V。
3GIO(第三代I/O)总线技术
3GIO的连接示意图
为了速度、稳定性以及兼容性之间的平衡,系统架构的进展缓慢。
2001年Intel提出3GIO获得业界广泛支持,
2001年8月PCI-SIG组织通过,成为新一代I/O总线规范。
2002年2月27日3GIO技术规范的第一个初稿的发布
2002年第二季度正式规范2003年底产品2004年初上市
新总线用于计算机、服务器、嵌入式系统、移动设备和通信…
3GIO◎最短生命周期10年
◎带宽很高,是新型的串行通信标准,
大大地减少了总线类型的数量。
数据传输速率至少是PCI-X的12倍。
早期的带宽设计标准2.5GB/s,远景到10GB/s
3GIO从两个方面影响了使用。
首先,加快了CPU与GPU、网卡、其它外设的通信速度。
其次,热驳接功能,使消费者可以像堆积木那样拔插硬件设备。
PCI-EPCIExpressIntel高速串行总线
◎点对点传输技术
交换式(Switch)点对点串行传输技术(Peer-to-Peer),数据传输实体是一组双向单工信道(Lane)由发送端Tx,与接收端Rx共同组成,每组传输信道独立。
不采用并行总线的架构,可以免去数据传输互相干扰的问题,比传统的PCI要快许多。
◎串行连接,多“通道”组成,每通道独立,
PCI-E连接据实际需求被配置成x1、x2、……x32
x1通道可以实现单向312.5MB/s的传输率
x16现用于显卡,可以实现5GB/s传输率,考虑到“握手”约20%的消耗,实际传输率可达到4GB/s左右,双向时,比目前AGP8X的单向2.133GB/s高出了几乎4倍。
◎热驳接功能可大幅减少停机维修,便利使用
◎此外还支持电源管理、错误回报、虚拟信道...等技术。
規格
寬度
速度
頻寬
PCI
32bits
33MHz
133MBytes/s
PCI2.2
64bits
66MHz
533MBytes/s
PCI-X
133MHz
1064MBytes/s
AGP4x
66x4MHz
1066MBytes/s
AGP8x
66x8MHz
2133MBytes/s
PCIex1
250MBytes/s
PCIex8
2GBytes/s
PCIex16
4GBytes/s
HyperTransport高速串行总线AMD
1999年~2001年设计。
Broadcom、Cisco、Sun、NVIDIA、ALi、ATI、Apple、Transmeta等许多企业组建HyperTransport开放联盟。
原理上,与PCIExpress非常相似,都采用点对点的单双工传输线路,引入抗干扰能力强的低压差分信号(LVDS)技术,控制、地址和数据信号共享一个数据路径,支持DDR双沿触发等等。
不同处是HyperTransport则被设计为芯片间的连接,对象可以是处理器、芯片组、路由器控制芯片等,属于系统内部总线。
1.0工作频率在200MHz~800MHz,并允许作步进调节。
可支持2、4、8、16和32bit等五种通道模式,若数据频率为1.6GHz,并采用32bit模式,双向带宽可高达12.8GB/s,远远高于当时任何一种总线技术。
2.0,速度比1.0提升75%,最高带宽20GB/s。
此外,还可对PCIExpress作更好的支持,令两大总线的衔接更为顺畅。
HyperTransport起初为服务器内多个处理器之间数据交换而开发,
但该技术的影响已扩大到了网络及其它应用。
更适用于PC内部芯片间的互连。
有很好的可伸缩性,几乎任何的芯片体系结构都能
实施这种结构简单的数据包总线。
PCIExpress作为计算机的系统总线
更适于计算机上增加附加卡或连接外设,
将与HyperTransport互为补充。
完全串行体系结构,有望实现铜线的理论最大速度。
用两条信号线就能工作,可出现在简单、小巧的设备上。
串行口——
COMXRS232-C接口
老式,8250UART标准,UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter
采用8位缓冲,支持19.2Kbps的传输率。
目前,遵循16550UART标准,
16位缓冲,支持115.2Kbps的传输率,适用于高速的Modem。
USB→COMSecureCRT
PS/2,鼠标、键盘口,也是一种串行口,运行频率比标准串口高
红外型串口InfraredDataAssociation,IrDA
传输率115.2Kbps,用于设备间数据近距离的无线交换。
蓝牙技术Bluetooth
支持设备短距离通信(一般是10m之内)的无线电技术。
IEEE802.15标准,工作在2.4GHz,带宽为1Mb/s。
Bluetooth10世纪一丹麦的国王名,他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。
用Bluetooth命名这种技术标准,含有将四分五裂的局面统一起来的意思。
蓝牙技术使用高速跳频(FH,FrequencyHopping)和时分多址(TDMA,TimeDivesionMuli—access)等技术,近距离内廉价地将数字化设备(移动设备、通信设备、计算机及其终端设备、数字数据系统等,甚至各种家用电器……)呈网状链接无线连接起来。
消除了设备间的连线。
无线网卡WiFi-g传输率54MbpsIEEE802.11g、
向下兼容11Mbps802.11b
并行口━━淘汰转换接口?
通常也称为打印口、LPT口等
老式,采用Centronics并口,传输率约为100Kbps。
目前,遵循EPPEnhancedParallelPort
ECPExtendedCapabilityPort
支持双工通信,传输率1Mbps,ECP还支持多址访问。
USB、IEEE1394━━
USBUniversalSerialBus
1994IntelCompaqDigitalIBMMSNEC……七家成立USB论坛
1995.11USB0.9规范1997外设出现,
USB1.1标准:
低速1.5MbPS(串行100倍,并行10倍)
全速12MbPS
◎安装简单,并可热驳接,提供内置电源5V(500MA)
◎有不同的带宽与连接距离,低速5M,4芯电缆,
◎支持多设备连接,菊花链扩展可127台
◎提供对电话的2路数据支持,可异步或等时数据传输
◎高保真音频传输
1999USB2.0(向前兼容)120MbPS~480MbPS
规定了如何通过硬件来辨别USB1.1还是USB2.0,
480Mbps●传统串行接口COM速度的40000倍,
●USB1.1版本的40倍,
●百兆以太网络的4.8倍,
2008USB3.0传输速度达到USB2.0的10倍
传输25GB的视频资料只需70秒
◎最大数据传输速率达到USB2.0的10倍以上;
◎连接器的形状与现有USB兼容;
◎增加2对铜信号线
◎另外,光传输被当作了未来的增加选项
IEEE1394串行接口又称为FireWire或iLink支持菊花链扩展
树形联接,无需HUB就可连63个设备
(用网桥可连子网),电缆5M
1995年IEEE1394a标准:
Backplane模式12.5Mbps
Cable模式100Mbps200Mbps400Mbps
800Mbps1.6Gbps底层3.2Gbps
400Mbps带宽可支持未压缩的高质量数字化视频信息流
安装简单,向外提供电源,可连接多台设备
IEEE1394b标准4Gbps
比较USB2.0的传输速率与IEEE1394a大致相当,
IEEE1394规范更具有前瞻性。
USB2.0在传输数据时资源占用率是IEEE1394的10倍。
IEEE1394设备应用广泛,普通家电可以直接使用,
而USB则无法脱离计算机
IEEE1394可以连接63个设备,但允许再互连,
实际上可以达到63×
1023个,远远超过了USB。
数字视频接口DVIDigitalVisualInterface
HDMIUDIUnifiedDisplayInterfaceDisplayPort
具有HDCP的高清晰多媒体接口(HDMI)等
显示系统━━3D
显卡:
图形技术的发展,使显卡GPU和CPU相提并论
◎据三维描述快速生成图像
◎当物体或观察者移动时生成的图是实时的
◎能在图像中显示的纹理越多、越复杂、越逼真就越好
*早期的显卡(图形适配器)只起到CPU与显示器之间的接口作用
*早期三维图形加速器多为加速Render处理,(而CPU做几何处理。
)
起到了处理图形数据、加速图形显示等作用。
Render(渲染)的主要功能有三
◎Z-Buffering◎颜色插值◎TextureMapping
图形加速芯片减轻了CPU的负荷,加快了图形操作速度。
※早期图形显示的核心是图形加速芯片,
固化了一定数量常用基本图形程序模块的芯片,包括控制硬件光标、光栅操作、位块传输、画线、绘多边形及多边形填充等。
它从GDIGraphicDeviceInterface图形设备接口,接受指令流与数据,并转变成一幅图画,然后将数据写到帧存储器中
※显存
主要将显示数据暂存,然后再映射到显示屏幕上,分辨率越高,像素点就越多,所需显存也越大。
发展到128MB、128MB……的显
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- 计算机 组成 原理