Помоги проекту - поделись книгой:
Несколько слов о правилах подключения устройств к компьютеру. Неверно, что перед подсоединением какого-либо разъема компьютер следует обязательно выключать – зачем тогда придумывали такие вещи, как
Самое главное требование к соединяемым устройствам: потенциалы «общего провода» («земли», корпуса) у обоих соединяемых устройств должны быть выровнены заранее. При подключении по любому интерфейсу это происходит автоматически в момент соединения, но беда наступает тогда, когда до подключения потенциалы разные. Тогда в момент подключения они выравниваются скачком, и хорошо, если это происходит через металлические обрамления разъемов и оплетку кабеля. По сути все современные интерфейсы и рассчитаны по своей конструкции на такой случай (обрамления разъемов входят в контакт первыми, затем контакты питания, затем только все остальные), но не факт, что до выравнивания потенциалов сигнальные контакты не успеют соприкоснуться. А это значит, что через них потечет большой ток, на который нежные микросхемы, изготовленные с технологическими нормами в десятки нанометров, совершенно не рассчитаны – в результате порт выгорает гарантированно.
Выровнять потенциалы корпусов у соединяемых устройств на самом деле очень просто – надо всегда их включать в сеть проводом, имеющим вилку с третьим заземляющим контактом (причем этот контакт должен не болтаться в воздухе, а быть надежно соединен с корпусом прибора). Но одного этого, конечно, недостаточно – еще надо, чтобы розетки, в которые включаются устройства, были также снабжены заземляющими контактами, надежно соединенными между собой. В идеале эти заземляющие контакты также должны быть подсоединены и к настоящему заземлению, но это необязательно – достаточно лишь, как это называют в официальной документации, потенциаловыравнивающего проводника. Такой проводник всегда связывает между собой розетки в офисных удлинителях типа «Пилот» (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Удлинитель типа «Пилот» – надежный способ защиты от выгорания компьютерных портов
Если для подключения используются настенные стационарные розетки – то проверьте заранее тестером, имеется ли в них соединение заземляющих контактов между собой отдельным проводом. Если такового нет, его абсолютно необходимо протянуть. В идеале все розетки в помещении (офисе, доме, квартире) должны быть связаны между собой достаточно толстым заземляющим проводником («третьим» проводом).
Внимание!
Никогда не используйте для подключения к сети компьютеров, принтеров, сетевых устройств и прочей офисной техники самодельные удлинители!
Есть, впрочем, и исключение – некоторые устройства изначально снабжены простейшими сетевыми вилками с двумя контактами (часто это касается блоков питания ноутбуков или аппаратуры с внешним блоком питания, объединенным с сетевой вилкой). Все такие устройства обладают одним общим свойством – у них «общий» провод изолирован от «земли», поэтому выравнивания потенциалов не требуется. В аппаратуре с питанием от батареек или аккумуляторов это происходит естественным образом, а в остальных устройствах изоляция достигается питанием через изолированную обмотку трансформатора и отсутствием металлических деталей корпуса, находящихся под каким-то потенциалом, связанным с потенциалами схемы прибора.
В общем случае такие устройства тоже нужно защищать – они-то чаще всего и выходят из строя. В связи с этим второе правило:
Внимание!
Никогда не используйте для связи компьютерных устройств самодельные кабели!
В фирменных кабелях, как уже говорилось, металлическое обрамление разъемов всегда входит в соединение раньше основных контактов, и это служит дополнительным эшелоном защиты в случае, если потенциалы по какой-то причине не были выровнены заранее. Если соблюдать эти правила, то безопасно даже включать и выключать в «горячем режиме» совершенно для этого не предназначенные разъемы RS-232[3].
1.4. Корпуса, охлаждение и общая конфигурация
Одно из самых неприятных свойств современных настольных компьютеров и ноутбуков – сопровождающий их работу шум вентиляторов. У ноутбуков тут ничего сделать невозможно – разве только обратить внимание на «шумность» при покупке модели. А для настольных компьютеров (десктопов) правильно сформулированная задача по выбору корпуса, блока питания (который выбирается вместе с корпусом) и систем охлаждения звучит так – обеспечить минимальный шум при достаточном охлаждении.
И уровень шума, и эффективность охлаждения зависят от большого количества параметров: и от конструкции корпуса, и от его размеров, и от «фирменности» радиаторов и вентиляторов, и от времени (со временем разбалтываются опоры подшипников в вентиляторах, а каналы радиатора забиваются пылью), и от того, насколько греются тепловыделяющие компоненты. Скажем, в обычном режиме работы (без обработки трехмерной графики), вентилятор на современной видеокарте, если она не экстремальной мощности, оказывается не очень-то и нужен мне удавалось годами работать с видеокартой, у которой вентилятор был сознательно физически отключен. Но всем рекомендовать такой прием с целью снижения шума, конечно, было бы слишком смело – на всякий случай вентилятор должен работать.
1.4.1. Подбор блока питания
При подборе блока питания учтите, что в первой половине 2000-х (примерно с появлением материнских плат с шиной PCI-Express) произошла смена стандартов, и блок питания от компьютера 2000 года с 20-контактным разъемом не подойдет к современной материнской плате, где контактов 24 (дополнительные четыре контакта от блока питания часто идут отдельным жгутом). Кроме того, были изменены требования по мощности отдельных линий (потому решить проблему простым размножением существующих линий не удастся), а с появлением SATA-дисков еще и изменена конструкция разъемов питания жестких дисков. Потому от старого компьютера при модернизации можно будет оставить разве что корпус, но блок питания придется сменить.
Начнем с расчета необходимой мощности блока питания. Грубая рекомендация звучит так – мощность блока питания среднего офисного или домашнего компьютера должна составлять 300–350 Вт. Не будет большим излишеством выбрать и 400-ваттный блок. Более мощные блоки – для экстремальных игровых конфигураций.
Для тех, кто привык все считать досконально, на множестве сайтов в Интернете есть специальные калькуляторы, как онлайновые, так и в виде отдельной программы. Чтобы их найти, достаточно в «Яндексе» или Google набрать запрос: расчет мощности блока питания. Посчитав с помощью такого калькулятора требуемую мощность для вашей системы, вы, возможно, будете удивлены – в типовом случае вы получите цифру на уровне примерно 120–150 Вт. Откуда тогда требование 350ваттного блока питания? Просто из принципа: «запас карман не тянет» – 300ваттный блок не отличается по габаритам от 200-ваттного и обойдется практически в ту же сумму. При этом надежность системы окажется намного выше, не придется думать о смене блока при модернизации, а если блок позволяет управлять оборотами вентилятора, то их можно еще дополнительно понизить, снизив тем самым и уровень шума.
Из практического опыта следует, что надежность блока питания мало зависит от степени его «фирменности» – если это только не совсем уж какой-нибудь корявый «но-нейм», спаянный на коленке «в трущобах Шанхая». А вот качество и долговечность установленного вентилятора, как и возможность управления им, как раз очень зависит от «брендовости» производителя.
Трудность состоит в том, что для получения заведомо гарантированного качества вам придется заплатить заметно больше среднего – так, блок питания Zalman на 400 Вт обойдется в сумму, приближающуюся к 2 тысячам рублей, тогда как цена «обычного» блока такой мощности, ничуть не хуже «залманского» по всем остальным параметрам, вряд ли будет более рублей 500–700.
Есть, однако, способ аккуратно обойти это требование – выбирать следует блоки питания с большим вентилятором во всю нижнюю сторону корпуса (а не обычным маленьким на задней панели). Пример блока питания с таким вентилятором показан на рис. 1.4. Вентилятор диаметром 120 мм, во-первых, имеет изначально меньше оборотов в минуту (чуть больше 1500, против почти 2500 у «обычных»), и потому шум от него на порядок ниже, во-вторых, из-за этого он меньше изнашивается со временем.
Рис. 1.4. Пример блока питания с вентилятором 120 мм
1.4.2. Выбор источника бесперебойного питания
С мощностью блока питания связан выбор источника бесперебойного питания (ИБП, или, по-английски, UPS). Учтите, что мощность ИБП всегда указывается в вольт-амперах (ВА), и эта цифра примерно на четверть-треть выше реальной отдаваемой мощности в ваттах. То есть минимальная мощность ИБП для блока питания 400 Вт должна составлять 500 ВА. Наилучшим выбором для домашнего компьютера будет ИБП мощностью около 700 ВА – в него вы сможете воткнуть и монитор, и модем со сканером и принтером. Более мощные ИБП относятся уже к профессиональным, и стоят обычно заметно дороже.
Большинство ИБП предоставляют возможность дистанционного управления ими через USB-кабель (в старинных моделях это был СОМ-порт). На самом деле никакой специальной настройки ИБП не требуют, и вы получите лишь еще один собирающий пыль провод, который никогда на практике не понадобится – в крайнем случае, если вы очень захотите, настройки можно разок выполнить через собственный интерфейс ИБП с передней панели. Потому большинство пользователей предпочитает никуда разъем управления ИБП не подсоединять. На функциональность Windows это тоже не повлияет – разве что в случае, если ИБП подключен, вы получите лишний раз «последнее китайское предупреждение» о том, что компьютер вот-вот скончается. Но при отключении сети ИБП и без того изведет вас своими звуковыми сигналами, от которых очень захочется выключить всю систему, даже не дожидаясь полной разрядки аккумулятора.
1.4.3. Вентиляторы и температура внутри корпуса
Вентиляторы для процессоров, к сожалению, не предполагают такого выбора размеров, как в блоках питания – там размер задан конструкцией радиатора. Потому если вы особо чувствительны к шуму, то тут не обойтись без покупки фирменной конструкции, причем желательно сразу в сборе с радиатором. Здесь тоже применимо правило – чем больше размеры вентилятора, тем лучше. Хорошо, если материнская плата позволяет осуществлять регулировку числа оборотов – тогда, постепенно их снижая, можно найти оптимум, когда температура процессора еще не повышается до критической (примерно 50 градусов), а обороты уже достаточно малы. Размеры корпусного вентилятора обычно, к сожалению, нередко заданы еще более жестко (обычный размер: 92x92 мм), потому там тем более приходится выбирать самую фирменную конструкцию или изначально выбирать корпус с большим вентилятором 120 мм.
Программы для измерения температуры процессора и материнской платы и, если это возможно, для регулировки оборотов вентиляторов, должны найтись на диске, прилагаемом к материнской плате. Но опыт показал, что такие утилиты обычно избыточны по функциональности, слишком сложны и нестабильны. Потому лучше воспользоваться одной из сторонних программ. Есть много подобных продуктов, и платных и бесплатных, и их нужно тщательно выбирать. Из бесплатных для чистого контроля параметров я порекомендую HWMonitor – очень простую программу, состоящую из единственного исполняемого файла, и не требующую установки, но весьма информативную (рис. 1.5) – как видите, он показывает даже температуру жесткого диска (см. раздел под заголовком ST3500630AS), правда, только одного из двух, имеющихся в компьютере. Кроме того, программа показывает минимальное и максимальное значение за время, пока она запущена. При желании текущие показания можно сохранить в файл и сравнить их, например, с тем, что было до установки нового вентилятора. Скачать последнюю версию HWMonitor можно с сайта разработчиков cpuid.com.
Рис. 1.5. Контроль параметров настольного компьютера с помощью программы HWMonitor
Большинство программ, показывающих температуру, скорость вращения вентиляторов и прочие параметры компьютера, – англоязычные (включая и фирменные утилиты производителя материнской платы). Для того чтобы проще было разобраться, расшифруем ряд позиций, которые вы можете видеть на рис. 1.5:
• Fans – вентиляторы;
• AUX – сокращение от auxilary (дополнительный);
• CPU – центральное процессорное устройство (процессор);
• Core – ядро;
• соответственно, CPUFANN0 – процессорный вентилятор № 0;
• AUXFANN0 – дополнительный вентилятор, в данном случае корпусной;
• SYSTIN – внутренняя (IN) температура системной платы;
• CPUTIN – внутренняя температура процессора;
• AUXYIN – дополнительный вход измерителя температуры (в данном случае он не подключен никуда, потому показывает «погоду на Марсе»;
• для жесткого диска: Assembly – в сборке (т. е. температура внутри диска), Air Flow – расход воздуха (т. е. температура воздушной среды), в данном случае оба датчика, видимо, объединены.
Померив температуру материнской платы (она не должна превышать 45–50 градусов даже в жаркое летнее время – параметры, которые вы видите на рис. 1.5, были измерены при температуре в помещении 26 °C), вы можете сделать заключение о необходимости дополнительных вентиляторов, установленных на корпусе системного блока (корпусных). Вообще-то, для нормальной работы не слишком «навороченного» компьютера достаточно трех вентиляторов: в блоке питания, на процессоре и на видеокарте (причем последний, как мы видели, не всегда и не для всех пользователей обязателен). Если у вас имеются корпусные вентиляторы, то попробуйте их аккуратно отключить (отсоединив разъем вентилятора от материнской платы), и непрерывно контролируйте температуру материнской платы. Если в комнате жара, а температура через час после включения не превысила указанной ранее величины, то можете смело избавляться от лишних источников шума. Учтите, что имеющийся в некоторых корпусах воздуховод (в виде трубы к вентилятору процессора), снижает температуру процессора, но повышает ее для окружающих компонентов. Поэтому стоит проэкспериментировать, удалив эту трубу, – если температура материнской платы снизится, а процессора – не повысится вовсе или повысится не больше, чем на один-два градуса, то стоит обойтись без нее.
Тут тоже действует правило: «запас карман не тянет». Самые чувствительные к нагреву в современном компьютере компоненты – жесткие диски, которые к тому же охлаждаются хуже всех остальных компонентов. Долговечность жестких дисков напрямую зависит от температуры: 55–60 градусов – уже предельное критическое значение. При нормальной работе диска температура не должна превысить тех же 45–50 градусов (руке горячо, но терпимо), и производители утверждают, что долговечность сильно повысится, если температура будет ниже 40 градусов. Если у вас есть подозрение, что жесткие диски все время греются выше допустимого, то следует принять меры: возможно, подключить-таки корпусные вентиляторы или даже поставить отдельный вентилятор специально для обдува диска (они бывают самых разных конструкций и стоимости).
1.4.4. Общая конфигурация корпуса
При выборе общей конфигурации корпуса следует исходить из следующих соображений. Как минимум, стоит рассчитывать на два отдельных жестких диска в стандарте 3,5 дюйма: как мы еще узнаем, так надежнее – на втором хранится резервная копия основного. 3,5-дюймовый диск будет греться гораздо меньше миниатюрного 2,5-дюймового и, к тому же, окажется заметно дешевле. Неплохо, если эти диски будут разнесены подальше друг от друга – с одним пустым отсеком между ними. Обязательно потребуется и оптический привод, притом достаточно больших габаритов (под пятидюймовый отсек) – они удобнее и надежнее миниатюрных, типа ноутбучных.
Наконец, не мешает иметь на месте бывшего флопии-привода кардридер – набор гнезд под различные типы флэш-карт. Если такое вам не требуется, то на этом месте удобно разместить панель с дополнительными аудиогнездами и USB-портами.
В свободный пятидюймовый или трехдюймовый отсек попробуйте установить панель с регуляторами скорости вращения вентиляторов – она может показаться выпендрежной игрушкой, но на самом деле это ужасно удобная штука, если вы чувствительны к уровню шума. С ней уже можно не обращать внимание на функциональность материнской платы в отношении регулировки оборотов вентиляторов – так, панель Scythe Kaze Master Pro 3.5 стоимостью меньше двух тыс. рублей позволяет управлять скоростью вращения до четырех вентиляторов (вплоть до полной их остановки), непрерывно контролируя на дисплее температуру в соответствующих точках.
Следующий прием здорово способствует установлению оптимальной температуры в корпусе: возьмите заглушку свободного пятидюймового отсека, аккуратно вырежьте в ней прямоугольное отверстие максимально возможного размера и заклейте его с обратной стороны кусочком прочной пластиковой сетки (можно отрезать от той, что вешают на окна от комаров, подобрав ее по желаемому цвету). Такая сетка на месте заглушки существенно улучшит циркуляцию воздуха в корпусе, не нарушив внешнего вида системного блока. Только не забывайте периодически очищать сетку от скапливающейся пыли.
В основном с температурными требованиями и связан выбор размеров корпуса, но может так случиться, сама компонуемая конфигурация уже установит достаточный размер. Очень заманчиво иметь миниатюрный корпус, вроде модного формата Mini-TTX (собственно корпус с размерами 215x230x65, а плата для него – 170x170), однако в такие габариты нормальный компьютер просто не влезет. Но даже если выбранные вами компоненты без натяга упаковываются в miniTower, то выберите все-таки корпус на размер больше – типоразмера midiTower. Там будет больше свободного места и лучше вентиляция, а значит, надежнее работа компонентов и больше возможностей для снижения шума.
Если стоимость вас не лимитирует, то предпочтительно выбрать алюминиевый корпус – охлаждение в нем будет гораздо лучше. И обратите внимание, чтобы достаточно легко снимались по отдельности обе боковые стенки – меньше мучений при необходимости что-то модернизировать.
За компьютером надо ухаживать, очищая материнскую плату и радиаторы от скапливающейся пыли. В обычной городской квартире это приходится делать как минимум раз в полгода, а в начале лета, когда летит тополиный пух, – ежемесячно, в противном случае эффективность охлаждения заметно снижается. Если у вас внезапно и без предупреждения компьютер выключился – значит, дело скорее всего в перегреве процессора или материнской платы (второй причиной может быть плохой контакт в соединении шнура питания с корпусом). При этом бытовой пылесос не всегда справляется с задачей очистки компьютерных внутренностей – между ребер процессорного радиатора и в вентиляторах пыль застревает очень прочно. Для преодоления этой трудности в продаже (например, в радиомагазинах) имеются специальные баллончики со сжатым воздухом для продувки узких мест.
1.5. Жесткие диски
С жесткими дисками пользователь напрямую практически не сталкивается – как правило, все диски всех производителей примерно одинаковы по своим характеристикам, и единственное, что пользователя «колышет», – это доступный ему объем дискового пространства. Тем не менее, уже из предыдущего текста видно, что диски за последние годы претерпели ряд изменений, и здесь мы кратко остановимся на особенностях современных моделей и их правильной эксплуатации.
В 2005–2006 годах компьютерная пресса радостно рапортовала о переходе производителей жестких дисков на новую технологию производства магнитных пластин – перпендикулярную запись. Эта технология позволила перейти порог максимальной плотности информации на пластине жесткого диска, который для старых дисков с параллельной записью составлял около 100–200 Гбит/кв. дюйм (здесь термины «параллельный» и «перпендикулярный» относятся к направлению магнитного поля относительно поверхности пластины диска). Перпендикулярная запись позволила достичь плотностей записи свыше 500 Гбит/кв. дюйм (рекорд пока, видимо, принадлежит Toshiba – 541 Гбит/кв. дюйм). Это привело в 2010 году к появлению винчестеров емкостью в 3 терабайта, а теоретическим пределом для перпендикулярной записи считается 1 Тбит/кв. дюйм, что должно, согласно обещаниям Hitachi, привести в конце 2011 – начале 2012 года к появлению 5-терабайтного «винта».
И на этом возможности перпендикулярной записи будут исчерпаны. Отметим, что именно необъятная единичная емкость устройства в сочетании с экстремально низкой ценой каждого гигабайта (в дисках емкостью 3 Тбайта – не более 5 центов за гигабайт) и позволяет капризным и сложным по устройству магнитным носителям не только выживать, но и продолжать доминировать в качестве устройства долговременной компьютерной памяти. И они имеют шанс сохранить это доминирование еще надолго: Toshiba, в частности, сообщила о скором открытии двух исследовательских центров, где вместе с TDK и Showa Denko будет разрабатывать новые технологии. Это может быть термомагнитная запись (HAMR, от Heat Assistant Magnetic Recording, магнитная запись с помощью тепла), когда к обычным головкам добавляется лазер, точечно прогревающий носитель со специальным покрытием в месте записи, или запись методом упорядоченного битового массива данных (bit-patterned media). Уже изготовленный прототип по последней из этих технологий имеет плотность записи 2,5 Тбит/кв. дюйм, т. е. 10-терабитовые диски уже не за горами.
Основное изменение, которым отмечены последние годы, кроме увеличения емкости дисков – практически все выпускаемые жесткие диски сегодня имеют интерфейс Serial ATA (SATA). Windows Vista и «семерка» распознают его «от рождения», а о том, как с ним справляться при установке Windows XP, мы поговорим в
О надежности жестких дисков ходят разноречивые сведения, но истина заключается в том, что серьезных независимых исследований этого вопроса просто никто не проводил или, по крайней мере, не публиковал результаты в общедоступных СМИ. Единственное найденное мной квалифицированное исследование, результаты которого, кстати, серьезно расходятся с данными производителей дисков, проводилось в 2007 году учеными из университета Карнеги – Меллона. По их данным, среднее время наработки на отказ (mean-time before failure, MTBF), завышается производителями приблизительно в 15 раз, и в среднем (по всем исследованным моделям всех производителей) не превышает 5–7 лет. Причем ожидаемо ярко выражены два пика интенсивности отказов: в течение первого года работы, а также после седьмого. Как выяснилось, характер нагрузки, формируемой спецификой приложений, не оказывает заметного влияния на MTBF.
Более того, вопреки рекомендациям производителей, одинаковые показатели надежности наблюдаются как у дисков, обеспеченных хорошим охлаждением, так и у работающих при повышенных температурах (что, конечно же, не означает возможности греть диски до любой произвольной температуры, потому в этом вопросе лучше все-таки полагаться на рекомендации производителей). Еще одним неожиданным и неприятным для производителей результатом исследования было то, что и ориентированные на массовый рынок жесткие диски с интерфейсами PATA/SATA и позиционируемые как не только высокопроизводительные, но и как обладающие повышенной надежностью накопители с интерфейсами SCST, SAS или Fiber Channel, в действительности демонстрируют сходные показатели MTBF.
Какие практические выводы можно сделать из такого исследования? Во-первых, ничего катастрофического ученые не обнаружили: 5–7 лет вполне приемлемое время жизни для диска. Жесткий диск более этого срока в домашнем или офисном компьютере и не живет – либо устаревает и выбрасывается компьютер, либо, как минимум, переполняется и заменяется диск.
Во-вторых, диски следует для надежности дублировать – так можно застраховаться и от первого пика отказов (в начале эксплуатации), и от постепенного старения в конце срока службы. Самым надежным способом резервирования будет организация дискового массива (RATD1), о котором – во врезке
RAID (redundant array of independent disks, избыточный массив независимых жёстких дисков) – несколько дисков, соединенных друг с другом, управляемых специальным RAID-контроллером и воспринимаемых внешней системой как единое целое. Еще не так давно такой контроллер обошелся бы в приличные деньги, но сейчас большинство материнских плат с SATA-интерфейсом имеют встроенные функции RAID-контроллера.
Для домашнего пользователя имеет смысл лишь конфигурация RAID1 – так называемый
Другой распространенный вариант – RAID0, сам по себе большого смысла для домашнего пользователя он не имеет. Там диски просто объединяются, за счет чего увеличивается скорость записи, зато надежность, наоборот, резко падает. Можно объединить преимущества обоих способов (когда два RAID1 объединяются в RAID0), но это потребует четырех дисков, и в результате конфигурация получается чересчур дорогой и громоздкой – дешевле обойдется просто приобрести диски побольше.
Я настоятельно советую где-то в домашней сети обязательно иметь один RAID1 – для хранения резервных копий. Необязательно это должен быть настольный компьютер – куда удобнее иметь RAID в общем сетевом файловом хранилище (NAS). Они специально рассчитаны на создание именно дисковых массивов, и ничего специально настраивать вам не придется – просто попросить продавца прямо в магазине вставить туда диски и сразу отформатировать их
Устанавливать диски лучше не вплотную друг к другу, а чтобы между ними в корзине оставался свободный отсек (поэтому мы и рекомендовали покупать корпуса на размер больше, чем надо). Крепить диски обязательно всеми четырьмя положенными винтами – в противном случае диск может в процессе работы вибрировать, входя в резонанс со стенкой корпуса. Следует следить и за качеством крепления CD-привода – он будет вибрировать неизбежно (из-за всегда имеющейся некоторой несбалансированности оптических дисков), и плохо, когда его вибрация передается на жесткие диски.
В настройках энергосбережения Windows среди прочих есть пункт «отключение дисков». Так вот, я был рад узнать из статьи одного специалиста по ремонту компьютеров, что ремонтники, оказывается, полностью поддерживают мою позицию по этому вопросу – диски лучше не отключать вовсе, чем отключать их каждые пятнадцать минут. Более того, в рекомендациях этого специалиста так и сказано: «если у Вас есть возможность – не выключайте Ваш ПК вообще». В
Десятилетие назад были распространены мобильные
И если средства вам позволяют, мой совет при первой же возможности перейти на твердотельные жесткие диски, о которых мы будем говорить в
1.6. Память
О различных типах памяти мы упоминали при разговоре о чипсетах, а здесь кратко обобщим сказанное и познакомимся с различными типами памяти. Выбирать тип памяти, вам, как правило, не приходится – он обуславливается чипсетом, а тот, в свою очередь, – типом процессора. Тем не менее, знать хотя бы в общих чертах, что же вам подсовывают, следует, и изучением этого вопроса мы сейчас займемся.
1.6.1. Как устроена оперативная память ПК?
Как вы можете убедиться, взглянув на рис. 1.6, элементарная ячейка динамической памяти (DRAM) устроена крайне просто – схема состоит из одного транзистора и одного конденсатора. Конденсатор на схеме выглядит маленьким, но на самом деле занимает места раза в четыре больше транзистора, только, в основном, в глубине кристалла. Потому ячейки DRAM можно сделать очень малых размеров, а, следовательно, упаковать их много на один кристалл, не теряя быстродействия. Отсюда и распространенность DRAM в качестве компьютерных ОЗУ. За такую простоту и компактность приходится расплачиваться необходимостью постоянной регенерации содержимого – ввиду микроскопических размеров и, соответственно, емкости конденсатора, в ячейке DRAM записанная информация хранится всего лишь десятые-сотые доли секунды.
Рис. 1.6. Схема элементарной ячейки DRAM
В первых образцах персональных компьютеров регенерацией памяти ведал специальный служебный канал системного таймера, который подавал сигнал регенерации каждые 15 мкс на 1/256 часть массива памяти, примерно за 3,8 мс восстанавливая весь доступный объем. Такое решение неудобно и опасно – во-первых, регенерация всей памяти занимает много времени, в течение которого ПК неработоспособен; во-вторых, любая зловредная программа может попросту остановить системный таймер, отчего компьютер уже через несколько миллисекунд обязан впасть в полный ступор. И все современные микросхемы DRAM занимаются восстановлением данных самостоятельно, да еще и так, чтобы не мешать основной задаче, – процессам чтения/записи.
1.6.2. Типы памяти
В настоящее время существует много усовершенствованных модификаций базового типа DRAM, показанного на рис. 1.6. Главное усовершенствование в динамическую память было внесено в начале 1990-х, когда появилась SDRAM (синхронная DRAM). В такой памяти ответ на поступившую команду появляется не сразу (точнее, с неопределенной задержкой, обусловленной быстродействием внутренних схем памяти, иными словами – асинхронно), а лишь с фронтом определенного тактового сигнала, отстоящего от начала команды на строго заданное число тактов. Это позволило точно синхронизировать работу памяти с работой процессора и упорядочить процесс обмена.
Следующим этапом было появление DDR SDRAM (Double Data Rate, с удвоенной скоростью передачи данных). При использовании DDR SDRAM достигается удвоенная скорость работы за счёт считывания команд и данных не только по фронту, как в SDRAM, но и по спаду тактового сигнала. Таким образом, при работе DDR на частоте 100 МГц мы получим эффективную частоту обмена данными 200 МГц. Для DDR SDRAM впервые появились чипсеты, которые позволяли использовать модули памяти в двухканальном, а некоторые чипсеты – и в четырёхканальном режиме. Для работы памяти в двухканальном режиме требуется 2 (или 4) модуля памяти – с тех пор это требование стало общим для всех материнских плат.
В настоящее время простая DDR SDRAM практически вытеснена следующими поколениями: DDR2 и DDR3. Как и DDR SDRAM, DDR2 SDRAM использует передачу данных по обоим срезам тактового сигнала, но отличается вдвое большей частотой работы шины, по которой данные передаются в буфер микросхемы памяти. DDR2 не является обратно совместимой с DDR, для нее нужны специальные контроллеры и число контактов модуля тоже отличается. Потому при покупке нового компьютера память от старого компьютера, скорее всего, придется выбросить (некоторые продавцы на рынках принимают или обменивают такую память на новые типы с доплатой).
Следующее поколение, DDR3 SDRAM, системотехнически не отличается от DDR2, но имеет иные электрические параметры (в частности, сниженное до 1,5 В напряжение питания, в сравнении с 1,8 В для DDR2 и 2,5 В для DDR). Поэтому они также несовместимы с предыдущими поколениями памяти. Иногда еще можно встретить материнские платы, в которых допускается установка либо DDR2, либо DDR3 – на выбор, для чего предусмотрены разные группы разъемов. С 2013 года ожидается появление следующего поколения – DDR4 SDRAM, которая будет поддерживать частоту работы от 2133 до 4266 МГц.
Кроме типа, модули памяти отличаются скоростью работы, и нередко в этом вопросе разобраться очень сложно. В начале главы мы уже отмечали разницу в обозначениях системной шины Intel и AMD, расскажем о ней подробнее. Быстродействие памяти может указываться в величинах эффективной тактовой частоты системной шины: DDR2-800, к примеру, имеет эффективную частоту 800 МГц, хотя сама по себе частота системной шины для нее 400 МГц, а частота, на которой работает память, – вообще 200 МГц. Иногда пользователя запутывают еще больше, указывая максимально возможную скорость передачи данных (такая маркировка начинается с букв PC) – например, модуль памяти на основе DDR2-800 тогда будет называться PC2-6400 (если последнее число поделить на 8, то как раз получится эффективная частота, – процессоры AMD и маркируются примерно таким же образом вместо частоты системной шины). Потому следует очень внимательно смотреть на тип, скорость работы и количество модулей памяти, рекомендуемые для данного процессора, и стараться в этом вопросе не экспериментировать. Один модуль DDR2 объемом 4 гигабайта не заменит двух модулей по 2 гигабайта каждый – может так случиться, что в этом случае материнская плата с данным процессором вовсе не заработает.
В заключение этого краткого обзора памяти приведем рекомендацию, которую часто повторяют специалисты: что лучше, 4 модуля по 1 Гбайт памяти или 2 модуля по 2 Гбайт? Второй вариант предпочтительнее (и, кстати, выгоднее по цене), потому что, чем меньше плат памяти, тем легче их синхронизировать, меньше нагрузка на контроллер памяти, и работа вашего ПК будет стабильнее.
1.7. Применение и особенности мобильных ПК
В недалеком прошлом, всего лет пятнадцать назад, существовало всего две разновидности персональных компьютеров: настольные (десктопы) и переносные (ноутбуки или лэптопы, что в переводе значит «наколенные»). Слабые попытки (например, фирмы Apple в их карманном компьютере Newton) соорудить что-нибудь более компактное, чем ноутбук, разбивались о дороговизну комплектующих – дисплеев и памяти, об отсутствие малопотребляющих и емких накопителей долговременного хранения информации, о примитивность и малое быстродействие внешних интерфейсов, особенно беспроводных. И лишь с появлением устройств флэш-памяти, дешевых беспроводных интерфейсов Wi-Fi и Bluetooth, доступных технологий передачи данных по сотовым сетям, усовершенствованием дисплейных технологий и прочих «плодов прогресса», карманные ПК стали быстро развиваться и совершенствоваться.
Подешевели и ноутбуки – в США количество проданных ноутбуков обогнало количество настольных компьютеров еще в 2005 году, в России ноутбуки резко вырвались вперед в 2010 году, сразу заняв 62 % рынка среди всех «больших» компьютеров. Сейчас типовой компьютерный пользователь имеет настольный компьютер дома (обычно в коллективно-семейном пользовании) и к нему ноутбук для личных и рабочих нужд. Те, кто имеет стационарный компьютер на рабочем месте, обычно дополняют его коммуникатором или нетбуком для мобильности, а самые «продвинутые» – планшетом, вроде iPad или Samsung Galaxy Tab.
Автор этих строк знает одного довольно высокопоставленного менеджера (генерального директора областной компании-оператора сотовой связи), который в личном пользовании имеет лишь коммуникатор и нетбук, перекрывающие почти все его потребности по функциональности компьютерной техники и всегда находящиеся при нем. Коммуникатор служит для оперативной связи и быстрого доступа к электронной почте и мессенджерам, а нетбук – для обстоятельных ответов на послания, финансовых операций и интернет-серфинга. «Большие» компьютеры у этого господина тоже, конечно, имеются, но используются куда менее интенсивно – домашний стационарный предназначен для крупных работ, а в офисе с ним в основном управляется секретарша.
Основной выбор у пользователя в том, какие компьютеры предпочесть – условно говоря, громоздкий десктоп против компактного нетбука или планшета – проходит по водоразделу потребление/производство информации. Если у пользователя доминирует потребление, т. е. его основные занятия: серфинг по Интернету, просмотр видео, получение сообщений от партнеров по социальным сетям, то планшет для него – идеальный выбор. Компания DisplaySearch утверждает, что если в 2010 году во всем мире планшетных ПК было продано меньше, чем нетбуков, то по итогам 2011 года продажи планшетников превысят продажи нетбуков в два раза. Характерно, что, согласно опросу Mail.ru, еще в 2009 году лишь 11 % россиян вообще знали, что такое планшетный компьютер, но уже к концу 2010 года количество осведомленных выросло до 93 %. Причину такого успеха следует усматривать в появлении Apple iPad, который, по выражению представителя фирмы Acer Глеба Мишина, «появился в нужное время, когда распространение получили современные средства связи, прежде всего сотовая связь третьего поколения, т. е. когда у мобильного пользователя появилась возможность быстро получать большие объемы цифровой информации и обмениваться ею».
Другую категорию пользователей представляет, например, автор этих строк. Поскольку он в основном занимается созданием достаточно крупных текстов и другими подобными «глобальными» вещами: обработкой фотографий, программированием, созданием иллюстраций – ему для этого требуется, конечно, стационарный компьютер с достаточно большим монитором (а лучше – двумя). На ноутбуке тоже можно заниматься подобной работой, но тогда ноутбук придется выбирать из ценовой ниши выше среднего – прежде всего, из-за размеров и качества экрана. Такие ноутбуки выходят существенно – примерно в два-три раза – дороже десктопа, при том, что они все-таки менее удобны. В то же время тем, кому важны в первую очередь коммуникационные функции: чтение новостей, социальные сети, мессенджеры, – за глаза хватит функциональности почти любого нетбука ценой в 10–12 тыс. рублей, и приобретать громоздкий настольный компьютер ему совершенно ни к чему.
При этом настольные компьютеры продолжают доминировать в корпоративном секторе, особенно в крупных компаниях и корпорациях, связанных с повышенной секретностью (финансовых, государственных, военных). Это связано с тем, что стационарные компьютеры проще администрировать удаленно и проще для них обеспечить режим безопасности – один украденный ноутбук может принести немало неприятностей целой компании. Более того, есть отрасли (банковский сектор, медицина, сфера социальных услуг, органы безопасности, судебные учреждения), которым запрещено оснащать свои рабочие места мобильными компьютерами по закону – на них невозможно обеспечить сертифицированные средства безопасности надлежащего уровня. А вот мелкий и средний бизнес, особенно торговые представители, страховые агенты, риэтерские организации, наоборот, все больше переходят на мобильные рабочие места.
Кратко рассмотрим особенности и возможности упомянутых типов мобильных компьютеров с точки зрения домашнего пользователя. Хотя некоторые аналитики (например, из компаний IDC и Gartner) отказываются признавать планшетники полноценными компьютерами, пользователи уже сделали это за них, и мы тоже последуем этой тенденции. Карманные компьютеры (смартфоны и коммуникаторы) мы здесь рассматривать не будем, а остановимся на ноутбуках, нетбуках и планшетах, как самых популярных ныне разновидностях.
1.7.1. Ноутбуки
Проектируя ноутбук, инженеры вынуждены решить сложную задачу компромисса – с одной стороны, получить достаточно производительную систему, по крайней мере, сравнимую с настольными компьютерами, с другой – обеспечить мобильность и приемлемое время автономной работы. Из необходимости такого компромисса, к которому следует добавить еще условия привлекательной цены и минимального веса, и вытекают все особенности ноутбуков, отличающие их от настольных систем, и не в лучшую сторону. Приходится применять более дорогие модификации процессоров (которые так и называются – мобильные), отличающиеся пониженным потреблением и «умением» гибко подстраивать свои режимы работы, специальные жесткие диски меньших размеров (2,5") и приспособленные к переноске, – в общем, почти все с эпитетом «специальное». И еще плотно все это упаковывать, следя при этом за тем, чтобы оставалось достаточно свободного места для прохода охлаждающих потоков воздуха, а вентиляторы при этом шумели не слишком громко.
Следует ли удивляться, что ноутбук стоит раза в два-три дороже настольной системы, равной ему по качеству и производительности? Хотя оценивать ноутбук, сравнивая его с настольными системами, будет не совсем корректно – у него несколько другие задачи, и на первый план вылезают те качества, которые у обычных компьютеров иногда даже вовсе отсутствуют.
Самое узкое место во всех мобильных системах – время автономной работы, и на этом вопросе мы остановимся подробнее. Еще в 2003 году Intel проводила опрос, интересуясь у пользователей: каким временем автономной работы должен обладать ноутбук? Результаты показали, что критичное время, которое удовлетворило бы большинство пользователей, – восемь часов. Но эта цифра и сегодня, спустя много лет, не достигнута даже в первом приближении (точнее, относительно достигнута, но лишь в менее мощных, чем ноутбуки, разновидностях мобильных компьютеров, о которых далее).
Прогресс химических источников тока – батарей и аккумуляторов – конечно, не стоит на месте, но примерно за четверть века удалось добиться фактически лишь двукратного повышения удельной энергоемкости аккумуляторов – с 60–65 Вт-ч/кг у никель-кадмиевых аккумуляторов до 120–150 Вт-ч/кг у современных литий-ионных и литий-полимерных. При этом ущербное свойство никель-кадмиевых аккумуляторов портиться при заряде не «с нуля» (так называемый «эффект памяти») с лихвой перекрыто такими недостатками литий-ионных, как способность деградировать при хранении так же, как и при эксплуатации (т. е. стандартное время жизни литий-ионных аккумуляторов, независимо от условий эксплуатации и хранения, – три-четыре года, и покупать их впрок бессмысленно), и иногда даже взрываться – при неправильном заряде или от собственных, внутренних причин. Потому если тут кто и кардинально выиграл, то только экологи: они полагают, что литий – ионные батареи гораздо менее вредны окружающей среде, чем содержащие кадмий (и тем более свинец).
Успокаивает в вопросе недостаточной емкости автономных источников питания только то, что у разработчиков все еще впереди – теоретическая удельная энергоемкость литиевых аккумуляторов наивысшая из реально возможных электрохимических систем и может достигать более 11 кВтч/кг, т. е. современные аккумуляторы используют ее лишь примерно на один-полтора процента. Периодически возникают оптимистические сообщения о разработке новых типов аккумуляторов повышенной энергоемкости и сохранности. Но до прилавка пока доведена лишь одна такая разработка – это литий-железо-фосфатный аккумулятор, причем его преимущество не в емкости, которая остается на прежнем уровне, и даже несколько меньше обычного, а в повышенной долговечности (до 2000 циклов заряд/разряд) и намного большей удельной мощности, достигающей 3 кВт/кг (примерно на порядок больше никель-кадмиевых, считающихся рекордсменами по этому параметру). То есть наших мобильных компьютеров это, увы, мало касается, зато обрадует любителей электротранспорта и электроинструмента. Впрочем, предложенные фирмой A123 Systems еще в середине 2000-х, литий-железо-фосфатные аккумуляторы еще не стали общепризнанными даже в этих областях – они еще слишком дороги.
Зашло в тупик и когда-то много обещавшее направление по использованию для питания мобильной электроники топливных элементов на основе метанола. Предполагалось, что при таком источнике питания достаточно долить горючего (метилового спирта) в бачок, и несколько часов работы ноутбука обеспечены. Но метанольные элементы оказались слишком сложными по устройству, чтобы их можно было просто и дешево упаковать в блок питания переносного устройства. Эту проблему, несомненно, удалось бы решить (был момент, когда этими типами источников питания занимались практически все крупнейшие производители бытовой электроники в мире), если бы не другое препятствие, которое оказалось непреодолимым, – воспротивилась Ассоциация воздушного транспорта. Метанол – сильный яд и к тому же горюч, потому разгерметизация такого элемента в замкнутом пространстве воздушного лайнера (случайная или с умыслом) может привести к катастрофическим последствиям. Американское Федеральное авиационное агентство даже специально подтвердило, что запрещает иметь на борту самолета топливные ячейки с содержанием метилового спирта выше 24 %. А кому нужен ноутбук, который нельзя захватить с собой в путешествие?
По всем этим причинам приобрести производительный и одновременно имеющий достаточно большое время автономной работы ноутбук не получится – характерное время работы от батарей для этого класса компьютеров составляет один-два часа (есть, впрочем, рекордсмены, вытягивающие часа три). Указанное в технических характеристиках время автономной работы бывает и больше указанных величин, но паспортную величину следует делить на два и более – в зависимости от условий работы.
Самый потребляющий компонент ноутбука – экран (30 % и более общего потребления). Причем если с потреблением процессора производители научились как-то справляться (и технологическими приемами, и организацией его работы), то с потреблением экрана ничего не поделаешь, и новые технологии (LED-подсветка, LED-дисплеи и пр. –
Средний ноутбук с 15-дюймовым экраном потребляет от 18 до 50 Вт в зависимости от нагрузки. Обычная емкость батареи такого ноутбука составляет 42–48 ватт-часов[4], что и дает время работы от реального часа до паспортных двух с половиной (в режиме ожидания).
Многие покупатели ноутбуков, кстати, не замечают различий в условиях гарантии на ноутбук и аккумулятор. Хотя срок гарантии на ноутбук меняется от одного производителя к другому (и от одной страны к другой), он обычно составляет от двух до трёх лет. На аккумуляторы же обычно дают намного меньшую гарантию – скажем, всего шесть месяцев. Так что обращайте внимание на эту величину при покупке.
И, в силу указанных особенностей литий-ионных аккумуляторов, не надейтесь приобрести б/у ноутбук с исправной батареей. На практике всегда при покупке или получении в подарок старого ноутбука (который сам по себе может вполне функционален – если он не старше примерно середины 2000-х годов), сразу планируйте приобрести к нему новый аккумулятор. Аккумулятор может стоит порядка 2–3 тыс. рублей, и такое приобретение вполне оправданно.
Остальные же компоненты ноутбука, кроме батареи, могут служить еще долго – некоторые опасения может вызвать разве что жесткий диск
1.7.2. Нетбуки
Появление около 2008 года и сразу же обретение необычайной популярности таким классом компьютеров, как нетбуки, можно было давно предсказать. По сути это просто ноутбук, предельно усеченный во всем (в размерах экрана, в производительности процессора), за исключением коммуникационных портов. Усечение имеет двоякую цель – с одной стороны, уменьшить габариты компьютера до предела (такого, чтобы оставить возможность более-менее удобного набора текста на клавиатуре) и обеспечить ему возможно большее время автономной работы (приблизив его к тем самым пресловутым восьми часам), с другой – удешевить изделие, сделав его доступным каждому, как второй или третий компьютер, который в идеале можно просто засунуть в карман пальто или плаща.
И задумка производителям блестяще удалась – нетбуки в среднем стоят от 10 до 12 тыс. рублей (примерно вдвое дешевле бюджетного ноутбука), имеют время автономной работы реально несколько часов (чего хватает, чтобы, например, развлечься просмотром фильмов во время долгого перелета) и по функциональности находятся на уровне, отвечающей потребностям даже многих «производителей», а не только лишь «потребителей» информации. Например, нетбуки стали популярны среди представителей СМИ – на нем можно набрать текст и отправить его в редакцию прямо во время пресс-конференции. Кроме текстов, на нетбуке удобно, как уже говорилось, смотреть видео в дороге, можно даже простейшим образом обработать фотографии и отправить их на фотохостинг. Монтажом видео или серьезной обработкой изображений, конечно, на них заниматься невозможно. Неудобно на них и набирать длинные тексты. Зато нетбуки идеальны для общения в социальных сетях и ведения своего блога из любого места.
При выборе нетбука стоит сначала обратить внимание на экран – даже если у вас отличное зрение, экран в 7 дюймов по диагонали будет маловат. Следует выбирать не менее чем 9-дюймовый дисплей и с разрешением не менее 1024 точек по длинной стороне. Второй критичный момент – размеры клавиатуры. В большинстве нетбуков она представляет собой уменьшеную (и усеченную) копию ноутбучной, но есть нетбуки, в которых производитель умудрился разместить практически полноразмерные клавиши. Это важно, если вы планируете набирать на нем тексты, тем более обладателям крупных кистей рук.
Третий момент – время автономной работы. Как и для ноутбуков, указываемую изготовителем характеристику следует делить на два – получите примерное время реальной работы, без особых ограничений. Кстати, с временем работы связан и выбор процессора (специально его обращать на его тип внимания не стоит): есть нетбуки на процессорах типа Celeron – этот CPU работает очень медленно и потребляет много энергии. Лучшие нетбуки имеют процессор Intel Atom или Nano от VIA. Учтите, кстати, что дешевые нетбуки с флэш-диском работают медленно из-за качества этого флэш-диска – быстрый SSD недешев, хотя и потребление энергии у них меньше, чем у обычных магнитных накопителей.
И, наконец, рекомендация, которая встречается во многих источниках – нетбук целесообразно приобретать с установленной Linux, а не Windows. Для медленных и слабых компьютеров Linux однозначно предпочтительнее, чем Wndows, а все программы под задачи для таких компьютеров практически равнознозначны «виндусовым» (а браузеры или почтовые клиенты так и вовсе практически не отличаются). И стоит потратить некоторое время на освоение, чтобы сэкономить на скорости работы устройства и его энергопотреблении – в конце концов, для этого нетбук и приобретается.
1.7.3. Планшеты
Вообще-то правильно называть их «планшетные комьпютеры», потому что название «планшет» уже занято – так называют специальные устройства управления курсором, позволяющие рисовать «от руки» с помощью компьютера. Если в поисковой строке «Яндекса» набрать слово планшет, то большая часть ссылок будет вести на описания этого типа манипуляторов. Но пользователи быстро привыкли к новой разновидности компьютеров, и в разговорном языке слово «планшет» уже однозначно «прилипло» к ним.
Поделиться книгой: