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4-Way Coordination: A Method Book for the Development of

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MASSIMO UBERTINI
COME ASSEMBLARE UN PC
WWW.UBERTINI.IT
COME ASSEMBLARE UN PC
1. ATTREZZATURA
TAPPETINO E BRACCIALETTO ANTISTATICI
Le scariche elettrostatiche possono danneggiare la CPU (Central Processing Unit), l’unità
disco, le schede aggiuntive e altri componenti.
Prendere sempre le seguenti precauzioni prima d’installare un componente del sistema.
1. Scollegare sempre il cavo di alimentazione dal PC prima d’iniziare il lavoro.
2. Indossare un braccialetto antistatico che dev’essere collegato con l’apposita pinzetta ad
una parte metallica del case prima di maneggiare un componente; se non si ha un
braccialetto antistatico, mantenersi a contatto con la parte metallica del case durante
ogni procedura che richieda protezione dalle scariche.
3. Non togliere un componente dal suo involucro protettivo (busta antistatica) fino a quando
non si è pronti ad installarlo, quindi posizionarlo sul tappetino antistatico prima
dell’installazione con massa a terra, in questo caso, si deve connettere il cavo del
braccialetto al tappetino e quest’ultimo al case.
4. Tenere i componenti per i bordi e non toccare i circuiti e/o i contatti.
CACCIAVITI
Due cacciaviti, uno a croce e uno a testa piatta.
PINZETTE
Un paio di pinzette di plastica o altro attrezzo simile per sistemare i ponticelli e recuperare
le viti cadute.
BOMBOLETTA ARIA COMPRESSA
Serve più per la manutenzione che per la costruzione ma è utile per pulire e rimuovere
residui da componenti di seconda mano.
ILLUMINAZIONE ADEGUATA
Una lampada riposizionabile si rivela davvero utile, una piccola torcia è invece essenziale.
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2. CASE
È il contenitore all’interno del quale sono montati i diversi componenti, i parametri da
considerare all’atto della scelta.
1. Formato: definisce le specifiche meccaniche, elettriche e termiche, AT (Advanced
Technology 1984), Baby AT (1990), ATX (AT eXtended 1995); PicoBTX (Balance
Technology eXtended) sistemi ultra compatti, MicroBTX sistemi compatti e BTX
piattaforme desktop.
2. Dimensione (Lunghezza*Larghezza*Altezza): compatto, slimline (tra 7 e 12 cm), all in
one, desktop, micro-tower (tra 33 e 38 cm), mini-tower (tra 38 e 48 cm), mid-tower (43
cm), full-tower (tra 53 e 66 cm).
3. Materiale.
4. I/O frontale.
È un investimento a lungo termine, poiché il suo ciclo di vita è più lungo di quello di tutti gli
altri componenti di un PC.
A questi segue una serie di criteri che devono essere presi in considerazione per una
corretta scelta del case: funzionalità, estetica, robustezza, spazio interno, la presenza di
numerosi vani di espansione: minimo 4 da 5”¼ esterni e 3 da 3”½ interni, chiusura tramite
serratura, in modo da evitare intrusioni non autorizzate.
Alcuni case integrano anche un sensore di rilevamento antintrusione a contatto con il
pannello laterale.
Il fattore raffreddamento è determinante per la durata nel tempo dei vari componenti del
sistema.
Lo studio del flusso termico all’interno del telaio conduce all’adozione di almeno 3 ventole,
perché tre sono le zone del case.
1. Frontale (immissione): 80/92/120 mm da cui entra l’aria fresca sia tramite una ventola
sia per depressione, le ventole possono essere anche più di una.
2. Superiore (emissione): 80/120 mm dell’alimentatore e ventola posta sul tetto del case.
3. Posteriore (emissione): ventola di espulsione da 80/90/120 mm che estrae l’aria calda.
Per avere delle temperature ottimali, è indispensabile che la quantità d’aria in uscita sia
maggiore rispetto quella in entrata, evitando così un ristagno d’aria calda all’interno del case.
Le tre soluzioni più diffuse.
1. Dissipatori (resistenza termica C°/W, minore è il valore maggiore è la quantità di calore
estratto per conduttività).
2. Ventilazione forzata.
I dati che interessano per la ventilazione forzata sono i seguenti.
1. Assorbimento di corrente (volt).
2. CFM (Cubic Feet per Minute): di aria che la ventola riesce a muovere.
3. DB/A: non è in decibel l’unità di misura, “corregge” il valore misurato in base alla
frequenza del suono.
4. RPM (Revolutions Per Minute).
5. Supporto di rotazione.
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5.1. Bronzine (Sleeve Bearing) richiede una lubrificazione periodica, costa meno e dura
di meno;
5.2. Cuscinetti a sfere (Ball Bearing), vibra di meno ma è più costosa.
Dimensioni e numero di giri delle ventole influiscono sulla rumorosità; dispositivi di
termoregolazione provocano ronzii dovuti all’accelerazione delle ventole.
Per questo motivo è consigliabile ricoprire le paratie di materiale fonoassorbente.
Attenzione che il materiale fonoassorbente potrebbe alterare lo scambio termico del vostro
case, compromettendo le temperature.
3. Raffreddamento ad acqua
Al posto dell’aria, dissipatore passivo, si usa l’acqua capace di trasportare meglio il calore.
Infatti, il coefficiente di conducibilità termica dell’aria (watt su metro per grado Kelvin) è pari
a 0,026, mentre quello dell’acqua ha un valore di 0,62.
L’unità di raffreddamento dev’essere in alluminio, materiale che agevola la dissipazione del
calore e può essere posizionata all’esterno del case, oppure all’interno in due slot liberi da
5”¼.
La CPU non può essere a diretto contatto con l’acqua, per questo motivo si utilizzano degli
scambiatori di calore: waterblock.
Questi dispositivi sono fissati sulla CPU con una staffa.
Ci sono diversi tipi di staffe che variano in base al tipo di socket della CPU.
La CPU, funzionando, si riscalda e trasmette per contatto il proprio calore allo scambiatore;
quest’ultimo è percorso al suo interno da acqua e quindi cede il calore accumulato al fluido.
Di waterblock ve ne sono di diversi tipi; in rame, oppure la parte superiore in plexiglas e
quella a contatto con la CPU in rame, soluzione adottata nei sistemi modding.
Attenzione al sensore termico che può essere posizionato sia sulla parte inferiore del
waterblock sia sulla CPU ma non sul core.
Una scheda PCI (Peripheral Component Interconnect) serve per trasferire le informazioni
sul display.
Sul retro del case dovranno essere collegate le altre estremità dei tubi dell’acqua.
Versare il refrigerante nell’unità di raffreddamento.
Nel BIOS (Basic Input Output System), nella sezione Hardware Monitor, disabilitare la voce
CPU Fan Speed, altrimenti sarà segnalato un errore perché non trova la ventola.
Accendere il PC, il livello del liquido refrigerante diminuirà perché defluirà nei tubi, per
questo si dovrà rabboccare per ripristinare il livello precedente.
L’acqua è da una parte introdotta nel waterblock, dall’altra espulsa: una volta riscaldata è
inviata ad una tanica di raccolta, dalla quale sarà nuovamente prelevata per essere
introdotta nel waterblock a raffreddare la CPU.
Il circuito di raffreddamento è chiuso: l’acqua è spostata per mezzo di una pompa e
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raffreddata da un radiatore.
Vantaggi: rumore contenuto.
Svantaggi: la temperatura esterna dell’ambiente in cui si trova il radiatore.
Il raffreddamento a liquido può essere integrato nel case.
Esistono due tipologie di kit: quelli già completi, per esempio CoolerMaster, destinati ad
utenti che cercano solo la stabilità del PC e quelli da assemblare in cui l’utente sceglie tutti
i componenti del proprio raffreddamento a liquido (waterblock, radiatore, pompa), per
esempio Lunasio e Ybris, destinati ad utenti che desiderano overclockare il PC.
4. Heat pipe
È un circuito di raffreddamento a liquido completamente sigillato che, per raffreddare un
componente o un flusso d’aria, non necessita di una pompa meccanica per la
movimentazione del liquido interno.
Le pareti del heat pipe sono, infatti, rivestite di un materiale capillare saturo di fluido, come
ad esempio lo stoppino di una lampada a petrolio e quando sono a contatto con una massa
calda ne assorbono il calore tramite il cambiamento di stato del liquido stesso. Nella parte
calda, chiamata evaporatore, il liquido si riscalda ed evapora dal materiale capillare
assorbendo il calore latente fornito dalla fonte di calore.
Successivamente questo vapore si trasferisce nella parte fredda (condensatore), in cui,
ritornato allo stato liquido, è assorbito dal materiale presente sulle pareti del heat pipe.
A questo punto il liquido, per gravità o per capillarità, ritorna nell’evaporatore dove il ciclo
ricomincia.
Grazie a questo meccanismo risulta quindi possibile raffreddare in maniera efficiente una
qualsiasi fonte calda senza la necessità di utilizzare componenti con parti in movimento,
massimizzando così la silenziosità del sistema.
Ogni flusso di corrente elettrica genera un campo elettromagnetico di largo spettro: il case
deve funzionare anche come schermo elettromagnetico.
La possibilità di poter operare in adeguate condizioni di sicurezza: il telaio del case non deve
avere né bordi affilati né spigoli acuminati.
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Esistono varie tipologie di case.
Tipologia
Descrizione
Case orizzontale, da scrivania, il video
può esservi appoggiato sopra, sono
disponibili case micro desktop delle
dimensioni di un foglio di carta A4 per
Desktop
client aziendali, poco espandibili ma
molto interessanti dal punto di vista
ergonomico, possono essere sistemati,
in verticale, accanto al monitor e
occupano pochissimo spazio.
Il case corrisponde alla base e/o al retro
del monitor LCD (Liquid Crystal
LCD/PC
Display), sono poco espandibili ma
permettono di ridurre al minimo lo spazio
utilizzato.
Mini Tower Case verticale, da scrivania o da
pavimento, le due tipologie differiscono
Tower
principalmente per altezza.
Case orizzontale con staffe laterali per il
Rack
montaggio in armadi attrezzati (rack).
Motherboard
per PC-AT
Alimentatore
BABY-AT
LPX
ATX
MICRO-ATX
NLX
BTX
LPX
LPX
ATX
ATX
ATX
ATX
MICRO-ATX
NLX
MICRO-BTX
ATX
ATX
ATX
BABY-AT
LPX
ATX, BTX
ATX
ATX
ATX
MODDING
Si vuole indicare quel settore dedicato alla personalizzazione del proprio PC.
Tutto ciò è possibile grazie all’utilizzo di neon, cavi round, ventole luminose, LED (Light
Emitting Diode), griglie accattivanti, oppure modifiche riguardanti il proprio H/W.
Il modder, persona che si dedica alla personalizzazione del PC, può disporre di un case
totalmente in plexiglas che però non risponde alla normative per le emissioni
elettromagnetiche, quindi completamente trasparente, può modificare il proprio con la
realizzazione di finestre trasparenti.
MANUTENZIONE
La sporcizia è il nemico numero uno dei PC.
 Ostacola il flusso dell’aria facendo sì che il sistema si surriscaldi.
 Fa da isolamento termico.
 Fa girare più velocemente le ventole e quindi le rende più rumorose.
 Aumenta la resistenza elettrica e diminuisce l’affidabilità dei connettori.
 Corrode la superficie dei contatti.
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3. ALIMENTATORE
Le prese elettriche a muro sono da 220 Volt in corrente alternata AC (Alternate Current) e
frequenza 50 Hz (la corrente cambia direzione 50 volte al secondo), le componenti
elettroniche del PC funzionano in corrente continua con tensione da 3.3 a 5 e a 12 Volt DC
(Direct Current).
Il ruolo dell’alimentatore è quindi quello di trasformare la corrente alternata in continua e di
distribuirla alle varie componenti del PC.
Oltre a questo, l’alimentatore provvede a stabilizzare eventuali cambiamenti di tensione in
ingresso per cercare di fornire una tensione costante alle componenti interne del PC.
Negli Stati Uniti la tensione è di 110 Volt alternata a 60 Hz.
Molti alimentatori hanno posto dietro uno switch (deviatore o commutatore) per permettere
di essere utilizzati sia in Europa sia negli Stati Uniti; è bene fare molta attenzione che lo
switch sia impostato correttamente, soprattutto nel caso in cui il PC sia stato acquistato
direttamente da un fornitore estero.
L’alimentatore è erronaemente il componente più trascurato nell’acquisto un PC; da esso
dipende la completa stabilità del sistema.
Uno dei parametri caratterizzanti un alimentatore è la potenza erogabile (watt).
Gli alimentatori sono montati tramite 4 viti, i fori sono posizionati in modo che l’alimentatore
possa essere montato con un unico orientamento.
È un componente massiccio, per cui appoggia su una sporgenza o su un supporto all’interno
del case, avvitare le 4 viti di fissaggio senza stringerle eccessivamente. Verificare che tutti i
cavetti dell’alimentatore siano liberi e che non vi sia nulla di aggrovigliato o nascosto.
L’attività dell’alimentatore sviluppa una notevole quantità di calore ed è per questo che gli
alimentatori sono dotati di una o più ventole di raffreddamento, di cui è importante verificare
periodicamente il corretto funzionamento: problema della rumorosità.
Per esempio, dopo lo spegnimento del PC, l’alimentatore mantiene in funzione la ventola
fino a quando la temperatura interna non diminuisce.
Non aprire mai un alimentatore
Il condensatore all’interno mantiene una carica elettrostatica per molto tempo anche se
l’alimentatore non funziona ed è scollegato.
Calcolare la potenza
Prima di acquistare un alimentatore è bene valutare la potenza necessaria alla
configurazione e verificare i diversi assorbimenti delle periferiche installate, sommarli e
aggiungere un margine di sicurezza del 10% sul totale ottenuto.
Motherboard = 30 W
CPU = 100 W
Scheda grafica = 75 W
8 W per ogni modulo di memoria
25 W per ogni disco rigido e unità ottica
3 W per ogni ventola.
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L’alimentatore ideale è un modello con potenza fino a 650 watt (s’intende la potenza
complessiva che l’alimentatore è in grado di erogare sommando tutte le linee di uscita),
dotato di linee di alimentazione indipendenti, rimovibili (s’installano solo le linee di
alimentazione necessarie) e schermate, connettori placcati oro per migliorare la
conducibilità, di controllo attivo del fattore di correzione della potenza e dev’essere in grado
di fornire elevate intensità di corrente (40 A – 46 A) alle tensioni nominali di alimentazione
di +3.3, +5 e +12 V.
Gli alimentatori comuni, chiamati anche OEM (Original Equipment Manufacturer),
forniscono le varie tensioni partendo da un’unica linea e le correnti erogabili non sono
effettive ma sono i picchi massimi che l’alimentatore è in grado di raggiungere per pochi
secondi; i più costosi usano invece un circuito di conversione separato per ognuna delle
tensioni richieste e, quindi, le correnti erogabili sono reali e continue.
Equipaggiato con il connettore di alimentazione principale con 20 poli (specifiche ATX 2.0),
connettori di alimentazione AUX con 6 poli per alimentare le schede PCI Express, connettori
per l’alimentazione con 4 poli +12 V, connettori molex, connettori SATA (Serial Advanced
Technology Attachment), da 6 a 8 collegamenti di alimentazione per periferiche con 4 poli
e 1 o 2 connettori per l’alimentazione di floppy drive a 4 poli, doppio connettore ATX 12V, in
grado di soddisfare anche le esigenze di alimentazione dei nuovi processori.
20+4 pin
Connettore di alimentazione della
motherboard, molti alimentatori utilizzano
una versione sdoppiabile, in grado di
alimentare sia le vecchie motherboard a 20
pin sia le nuove a 24 pin.
P4
Vecchio connettore per l’alimentazione a
12 V della motherboard; oggi gli è quasi
sempre preferita la versione P8.
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P8
Connettore di alimentazione a 12 V per la
motherboard, necessario su tutti i modelli
più recenti; spesso è presente in versione
sdoppiabile in 4+P4.
6+2 pin
Utilizzato per alimentare le schede grafiche
PCI Express è disponibile nelle versioni a 6
o a 8 pin, oltre che nella più versatile 6+2
pin, adattabile al tipo di scheda utilizzato.
Floppy
Particolare connettore adatto ai lettori di
floppy disk.
Molex
Connettore a 4 poli, utilizzato solitamente
dalle unità ottiche e dai vecchi dischi rigidi
EIDE (Extended Integrated Drive
Electronics).
SATA
Connettore dedicato ai dischi rigidi di tipo
SATA.
Il primo collegamento da effettuare è quello del cavo di alimentazione principale che si
collega alla presa di alimentazione principale sulla motherboard.
Il connettore prevede un verso obbligato di inserimento in modo da prevenire eventuali errori
di montaggio.
Ring Core
Cavi di alimentazione ritorti e schermati per diminuire le emissioni elettromagnetiche, una
messa a terra aggiuntiva, un coperchio plastico per proteggere l’interruttore di accensione.
Il circuito PFC (Power Factor Correction), rende più efficiente l’utilizzo della corrente
elettrica.
La corrente alternata può fornire la piena potenza solo quando tensione e corrente sono in
fase.
In caso di disallineamento delle due componenti (la cui misura è definita da un angolo) il
circuito PFC esegue la correzione mediante circuiti passivi o attivi.
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Circuiti passivi: è una bobina avvolta su un nucleo di ferrite, semplice ma poco efficiente.
Circuiti attivi: sono diodi, integrati e FET (Field Effect Transistor), alta efficienza.
EFFICIENZA
Un alimentatore non è in grado di trasformare tutta la potenza che entra attraverso la linea
a 220 V in potenza continua sulle linee interne.
Il processo elettromagnetico di trasformazione, oltre alla suddivisione delle linee elettriche
introduce una perdita, spesso anche considerevole.
L’efficienza è il parametro che permette di misurare questa perdita, in rapporto alla potenza
entrante.
Il rendimento di un alimentatore indica la quantità di energia assorbita che arriva
direttamente ai componenti del PC, il rendimento minimo è dell’80%.
Le specifiche Energy Star 4.0 prevedono l’assegnamento di un bollino di qualità, chiamato
80 PLUS, ai prodotti che in tutto l’arco di funzionamento mantengono un’efficienza superiore
all’80%; sono in grado di trasferire in uscita più dell’80% della potenza entrante. L’efficienza
è calcolabile misurando la potenza in uscita sulle linee a corrente continua e dividendola per
la potenza assorbita dalla rete elettrica.
Esempio, se un alimentatore è in grado di erogare 350 W in corrente continua e per fare ciò
assorbe 430 W di corrente alternata, la sua efficienza è 350/430, ovvero l’81%.
Superare l’85% di efficienza è abbastanza difficile in quanto dal 15% al 20% dell’elettricità
assorbita è dispersa sotto forma di calore durante le operazioni di trasformazione.
80 Plus Bronze: rendimento 82%.
80 Plus Silver: rendimento 85%.
80 Plus Gold: rendimento 88%.
Come leggere i dati di targa
Per legge su tutti gli alimentatori in commercio è presente una targhetta contenente tutte le
informazioni più importanti.
La sezione AC INPUT indica in ordine il range di tensione di alimentazione, in questo caso
230 V, la frequenza alternata che accetta in ingresso 50 Hz o 60 Hz e la massima corrente
in entrata: 3.5 A.
La sezione DC OUTPUT indica i valori principali delle tensioni fornite dall’alimentatore, le
correnti e le relative potenze massime offerte.
In questo caso si vede una linea per i canali +3.3 V e +5 V, tre linee a +12 V e indicazioni
sui -12V e i +5 VSB (Volt Stand by).
La corrente massima erogata è indicata nella riga inferiore, sotto alla quale trova posto la
potenza massima.
Da notare come in questo caso siano accomunate varie linee, proprio per indicare che la
somma totale della potenza non può eccedere tale valore.
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UPS (UNIT POWER SUPPLY)
I gruppi di continuità hanno due funzioni distinte.
1. Garantire una fonte di alimentazione secondaria in caso di blackout.
2. Correggere le anomalie nell’alimentazione grazie al filtro per le instabilità delle rete
elettrica, infatti, erogano una tensione sempre costante grazie all’AVR (Automatic
Voltage Regulator).
Classificazione delle anomalie elettriche
Le caratteristiche della tensione fornita dalle reti pubbliche di distribuzione in media è bassa
tensione per condizioni normali di esercizio.
Sono definite dalla norma CEI EN (Commissione Elettrotecnica Internazionale) 50160,
relativamente a:
 frequenza,
 ampiezza,
 forma d’onda.
Variazioni di frequenza
Scostamenti dal valore di frequenza nominale (50 Hz), dipendono essenzialmente da eventi
riguardanti il sistema di generazione e trasmissione, come il distacco di grossi gruppi
generatori o la commutazione di carichi.
Possono provocare il malfunzionamento di apparecchi elettronici che utilizzano la frequenza
come riferimento per generare la scala dei tempi.
Per sistemi con connessione sincrona, il valore medio misurato in un intervallo di 10 secondi
non deve scostarsi dal valore nominale per più dell’1% durante il 95% di un anno e non più
del +4% - -6% per tutto il tempo.
Variazioni di ampiezza
Nell’utilizzo quotidiano, variazioni del carico sulla rete portano a leggere fluttuazioni della
tensione media che sono compensate dai meccanismi di regolazione automatica in qualche
decina di secondi.
I limiti previsti sono: durante qualsiasi periodo di una settimana il 95% dei valori efficaci della
tensione di alimentazione, mediato nei 10 minuti, dev’essere compreso tra il valore nominale
Vn ± 10%; tutti i valori efficaci della tensione di alimentazione, mediati nei 10 minuti, devono
essere compresi in Vn +10%/-15%.
Sottotensioni (buchi di tensione)
il buco di tensione, generalmente dovuto a guasti o, in qualche caso, alla commutazione di
grossi carichi, è definito come una riduzione improvvisa del valore efficace della tensione
tra il 90% e l’1% del valore dichiarato, seguito dal ritorno a condizioni normali.
Convenzionalmente la durata di un buco di tensione varia tra10 ms (tempo minimo di
valutazione del valore efficace) e 1 minuto (per includere gli effetti della commutazione in
rete di grossi carichi induttivi, motori e l’inserzione dei trasformatori).
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La maggior parte dei buchi ha una durata inferiore al secondo e una profondità inferiore al
60%, ragion per cui, spesso, l’utente non si accorge del verificarsi dell’episodio ma
rappresenta uno dei rischi maggiori per !’integrità dei PC ed è molto frequente.
Interruzioni
Le interruzioni brevi, blackout di brevissima durata (pochi decimi di secondo), sono
assimilabili a buchi di tensione.
Normalmente, non provocano lo spegnimento del PC ma possono causarne il blocco.
Le interruzioni di lunga durata, in pratica il vero e proprio blackout, ha invece conseguenze
note a tutti: spegnimento del PC con possibile perdita di dati e una possibilità non remota di
danneggiamento del disco rigido, se questo è in uso al momento del blackout.
Sovratensioni
Le sovratensioni transitorie, caratterizzate da un picco di tensione con seguente oscillazione
smorzata, hanno una durata temporale ridotta (da meno di un micro secondo ad alcune
centinaia di micro secondi) e valori di picco molto elevati.
Le sovratensioni di maggiore durata possono essere causate da trasferimenti dalla rete a
media tensione, a raggiungere 1-2 KV di picco; quelle di media durata possono essere
causate da eventi atmosferici (fulminazioni) e raggiungere 10 KV di picco; quelle di durata
inferiore, causate ad esempio da manovre sulla linea, raggiungono tipicamente picchi di 12 KV.
L’energia totale del picco, influenzata dal tipo di evento che l’ha generato, dalla tensione di
picco e dalla durata determina la gravità delle conseguenze che va dal blocco di sistema al
danneggiamento fisico dell’H/W per i casi più gravi.
Distorsioni
Le distorsioni della forma d’onda sono causate dall’insinuarsi nella rete di disturbi
elettromagnetici, forme d’onda di frequenza multipla di quella base (armoniche) o non
multipla (interarmoniche) e sono provocate da diverse categorie di utilizzatori presenti sulla
rete (dagli elettrodomestici a motori, trasformatori e saldatrici).
Hanno effetto soprattutto sui sistemi di comunicazione.
Potenza reale, nominale, apparente
La potenza reale, misurata in watt, data come noto dal prodotto tra tensione, corrente e
coefficiente di sfasamento (coseno dell’angolo tra i vettori V e I, sempre minore di 1).
La variabilità del coefficiente di sfasamento che dipende dai tipi di carico applicato, rende
poco pratico il confronto in termini di watt, dato che il coefficiente di sfasamento andrebbe
ipotizzato a priori dal costruttore e che costruttori diversi potrebbero utilizzare valori differenti
per questo temine.
Per maggior chiarezza e uniformità si utilizza dunque la cosiddetta potenza apparente,
misurata in Volt-Ampere (VA) che non tiene conto del termine di sfasamento.
Qualsiasi altra unità di misura per la potenza di un UPS è da considerare non attendibile.
Per un dimensionamento dell’UPS, si può ipotizzare un coefficiente di sfasamento pari a
0,7.
1000 VA sono pari, in questa ipotesi, a 700 Watt reali.
Volt-Ampere (VA)
Nei circuiti in corrente continua (DC) per calcolare la potenza consumata da un carico
occorre moltiplicare la tensione di alimentazione (V) per la corrente assorbita (I) e si misura
il risultato in watt (W).
Nei circuiti DC un watt equivale ad un voltampere (VA).
Nei circuiti in corrente alternata una parte della potenza che è fornita ad un carico è rispedita
alla fonte (potenza reattiva) se all’interno del carico sono presenti elementi attivi
(condensatori o induttori).
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La potenza realmente assorbita è espressa sempre in watt e si calcola come (V*I*cosj),
mentre la potenza reattiva si calcola come (V*I*sinj) ed è espressa in volt ampere reattivi
(VAR).
Facendo il prodotto vettoriale tra la potenza assorbita attiva a quella reattiva si ottiene la
potenza apparente che si esprime in voltampere ed è (V*I), volt moltiplicati per ampere.
Il valore di cosj indica il fattore di potenza o il rapporto tra potenza apparente (VA) e potenza
attiva (W).
Tipologie
UPS statici, usati in ambito IT (Information Technology) si arriva a potenze fino al migliaio
di KVA, si possono classificare nelle seguenti categorie.
1. UPS di soccorso, detti anche in stand-by o offline
Nelle normali condizioni di funzionamento, in altre parole con tensione di rete entro i limiti
delle tolleranze, il carico è alimentato direttamente dalla rete elettrica e la batteria, non
usata, è tenuta sotto carica; dato che quest’ultima è tipicamente un accumulatore al piombo
a corrente continua, sono necessarie due trasformazioni (da alternata a continua e
viceversa), cui provvedono il raddrizzatore e l’inverter.
L’inverter dev’essere dimensionato in modo tale da garantire la potenza di uscita nominale
per tutta la durata della batteria.
In caso di emergenza, in pratica quando la tensione di rete esce dai limiti delle tolleranze,
un commutatore (un relè) esclude la rete passando all’alimentazione da batteria.
L’operazione richiede qualche millisecondo (tipicamente il tempo di commutazione è
inferiore ai 10 ms), durante il quale il carico non è alimentato.
Questo è uno degli svantaggi della tecnologia stand-by: per quanto breve, il tempo di
commutazione non può essere nullo, quindi in caso di blackout il sistema subisce in ogni
caso un’interruzione di qualche millisecondo; se per un PC può essere ritenuto tollerabile in
funzione del risparmio economico che questa tecnologia consente, per operazioni particolarmente critiche come la trasmissione dati ad alta velocità anche pochi millisecondi
d’interruzione possono essere fatali.
Secondo svantaggio: questa tecnologia protegge efficacemente dai blackout e dalle
sovra/sotto tensioni più gravi ma, dato che normalmente il carico è collegato direttamente
alla rete elettrica, tutti i disturbi entro i limiti delle tolleranze raggiungono comunque il PC.
Tra questi, variazioni di tensione, picchi, variazioni di frequenza e distorsioni armoniche della
forma d’onda.
Risultano per questo molto importanti, per la categoria degli UPS stand-by, la presenza e la
qualità dei dispositivi ausiliari di regolazione, filtri e/o regolatori di tensione che migliorano la
qualità del segnale proveniente dalla rete.
Naturalmente, economici dispositivi passivi come i filtri potranno solo ridurre o eliminare
picchi di tensione, mentre con regolatori attivi si potrà ottenere una stabilizzazione del
segnale di uscita.
L’ampiezza dell’intervallo di tensioni ammissibili in ingresso senza la commutazione su
batteria (dato che dev’essere riportato dalla scheda tecnica di ogni UPS) è un buon indice
dell’efficacia dei regolatori di tensione.
Infine, c’è un ultimo aspetto da considerare: dato che normalmente l’inverter non è in
funzione, ci si accorge di un suo eventuale malfunzionamento solo in caso di blackout,
quando ormai è troppo tardi.
È auspicabile, quindi che UPS di questo tipo siano dotati di strumenti autodiagnostici.
A fronte di questi svantaggi, gli UPS stand-by sono semplici ed economici e possono quindi
essere utilmente impiegati per la protezione di sistemi non critici, PC stand-alone e
periferiche.
La potenza erogabile arriva tipicamente a 1-2 KVA, ampiamente sufficienti per la maggior
parte delle applicazioni IT.
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2. UPS a singola conversione, detti anche line interactive
In condizioni di funzionamento normali il carico è connesso alla rete di alimentazione, come
nel caso precedente.
In questo caso, però, è presente un solo elemento di conversione che si comporta da
raddrizzatore o inverter in funzione della qualità della tensione di rete, il che porta due
vantaggi sostanziali.
Il primo è che, anche per tensione variabile entro le tolleranze, quando si ha un
funzionamento da raddrizzatore, si ha un’azione di regolazione della tensione fornita al
carico: mediante un controllo del sistema di conversione, è assorbita una corrente tale da
determinare, componendosi vettorialmente con quella assorbita dal carico, una caduta di
tensione sull’induttanza L che produce un effetto stabilizzante (contemporaneamente la
batteria è mantenuta in carica).
Il secondo vantaggio è che, essendo l’elemento di conversione sempre in uso, un eventuale
malfunzionamento può essere rilevato anche durante il normale funzionamento e non solo
in caso di emergenza come nel caso degli stand-by.
Nel caso in cui la tensione di rete esca dalle tolleranze il convertitore è comandato per un
funzionamento da inverter e la batteria fornisce l’energia necessaria al carico.
Per evitare ritorni di energia verso la rete è normalmente comandata l’apertura di un
interruttore.
Il limite di potenza di questi gruppi è di qualche decina di KVA, poiché l’induttanza risulta
normalmente percorsa dalla corrente di carico e non ne è consigliabile l’utilizzo per potenze
superiori.
3. UPS a doppia conversione, detti anche online
Durante il funzionamento normale l’energia è fornita al carico dal gruppo di continuità
attraverso la serie rete - raddrizzatore - inverter e la batteria è mantenuta in carica.
ln caso di mancanza o anomalia della tensione di rete la batteria, tramite l’inverter, provvede
a fornire l’energia al carico; al rientro nelle tolleranze della tensione di rete si ripristina
automaticamente il funzionamento normale.
ln caso di sovraccarichi eccedenti i limiti dell’inverter, nel caso di guasti dello stesso inverter
o per operazioni di manutenzione preventiva il commutatore provvede a garantire
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l’alimentazione del carico commutandolo su una rete di soccorso (se presente) o sulla
stessa rete di alimentazione primaria.
Il by-pass opzionale consente anche di risparmiare sul dimensionamento dell’unità ed è
frequentemente adottato a questo scopo: all’accensione, infatti, molti componenti richiedono
una corrente di spunto nettamente maggiore di quella richiesta durante il normale
funzionamento; prelevando questa corrente direttamente dalla rete per i primi istanti si evita
di dover sovradimensionare l’unità.
Dato che, in condizioni normali, ingresso e uscita sono completamente disaccoppiati (in ogni
caso il segnale d’ingresso è trasformato da alternato a continuo e successivamente
"ricostruito" dall’inverter) nessun disturbo può raggiungere il PC.
Inoltre, l’alimentazione non è mai a mancare, nemmeno per brevissimi periodi di tempo.
I vantaggi rispetto alle due tecnologie precedenti sono quindi sostanziali.
Di contro, la doppia conversione richiede un’elettronica più sofisticata (quindi più costosa) e
produce perdite maggiori, per cui l’efficienza di questi dispositivi è inferiore a quella dei
modelli stand-by o line interactive (80-90% tipicamente).
Gli UPS online sono la scelta di riferimento per la protezione di server o altre macchine che
eseguono applicazioni critiche.
4. UPS delta conversion
Utilizzano uno schema analogo con una modifica per aumentare l’efficienza.
Delta sta per differenza, il convertitore da alternata a continua è sostituito da un convertitore
delta, dal quale escono due flussi distinti di corrente.
Il primo, continuo, va ad alimentare la batteria mentre il secondo non è convertito ed è
inviato, dopo essere stato filtrato, all’inverter.
Questo riceve quindi costantemente energia da entrambe le linee, assorbendo più o meno
corrente non trasformata in base alla sua qualità.
In questo modo solo una piccola parte della corrente è costantemente convertita due volte,
guadagnando in efficienza.
Purtroppo questo vantaggio scende rapidamente con l’allontanarsi della corrente dal valore
ideale, tanto che in situazioni reali gli UPS delta sono analoghi a quelli online a doppia
conversione per quanto riguarda i consumi e rimangono convenienti solo per i minori costi
di realizzazione.
Dati
Il primo è la potenza nominale in uscita che dev’essere adeguata alla potenza assorbita
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dagli elementi che si desidera proteggere.
Per quanto riguarda i PC, la potenza nominale dell’alimentatore può essere considerata la
potenza limite, di fatto mai raggiunta nelle normali condizioni di utilizzo ma utile per un
dimensionamento di massima dell’UPS (un leggero sovradimensionamento gioca in questo
caso a favore della sicurezza, ed è quindi consigliabile).
Si tenga però presente che, all’aumentare della potenza, aumenta in genere anche la
rumorosità dell’UPS.
Una stampante LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) può
richiedere da sola un migliaio di VA, ragion per cui è preferibile non includerla negli elementi
da proteggere, collegandola eventualmente alle prese "filtrate" ma non sotto backup della
batteria di cui l’UPS dispone.
Un altro fattore molto importante da considerare è la forma d’onda di uscita.
La forma d’onda ideale è ovviamente quella sinusoidale, identica alla forma d’onda del
segnale di rete.
Altri tipi di forme d’onda, come l’onda quadra, sono più facili da ottenere ma non del tutto
equivalenti: per esempio, la tensione efficace (definita come la tensione continua che
provocherebbe gli stessi effetti termici) è superiore del 40% circa rispetto ad un’onda
sinusoidale; inoltre questo tipo di segnale genera disturbi che possono infiltrarsi all’interno
dei PC.
Qualitativamente migliori dell’onda quadra le forme d’onda triangolari o “sinusoidali
approssimate” che tendono ad approssimare la forma d’onda ideale.
Un UPS stand-by o line interactive che alimentano normalmente il PC con la tensione di rete
ci si può accontentare di una forma d’onda non sinusoidale ma nel caso degli UPS a doppia
conversione, questo è un requisito fondamentale per non sottoporre la macchina ad un
continuo stress elettrico che ne ridurrebbe la vita utile.
Ultimo parametro tra i principali è l’autonomia garantita durante il funzionamento a batterie:
maggiore l’autonomia e meglio è, tenendo conto che i gruppi di continuità statici difficilmente
possono superare i 20/25 minuti.
L’autonomia dipende naturalmente dal carico applicato, in pratica da quanto consuma in
quel momento il PC collegato ed è solitamente espressa in minuti a pieno carico o in minuti
per un carico pari alla metà del carico massimo.
Un leggero sovradimensionamento della potenza è un modo per ottenere anche una
maggiore autonomia.
Altre caratteristiche secondarie sono il numero di linee protette in uscita, l’eventuale
presenza di uscite non protette, in altre parole non sotto batteria ma filtrate, per la
connessione di stampanti LASER o periferiche analoghe, la presenza di connettori filtrati
RJ-11 per la protezione dei picchi provenienti dalla linea telefonica o RJ-45 per la protezione
dai picchi provenienti dalla rete Ethernet e la presenza di un’interfaccia di gestione che
permetterà di effettuare uno shutdown automatico e sicuro di macchine non presidiate (caso
tipico dei server).
Per prolungare la vita dell’UPS, è infine utile che l’UPS utilizzi batterie sostituibili, specie per
i modelli di fascia più alta per cui il costo della batteria diventa una voce progressivamente
sempre meno importante.
Le batterie di un normale UPS sono in grado di mantenere in funzione un PC per circa 15/30
minuti tempo, in genere sufficiente per salvare il lavoro e compiere un corretto spegnimento
del PC.
Per PC usati come server e quindi in funzione senza un operatore, è consigliabile scegliere
UPS che abbiano interfacce (generalmente seriali) da collegare al PC stesso per
comunicare lo stato di tensione e procedere automaticamente alle procedure di
spegnimento.
Potenza nominale
VA/W.
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Tecnologia, Dimensioni, Peso
Tensione nominale d’ingresso
V.
Limiti di frequenza
Hz.
Forma d’onda di uscita
Non dev’essere un’onda di seno modificata: problemi di PFC.
Tipo di batteria
Sostituibile.
Autonomia
Minuti.
Tempo di ricarica
Prese
Alimentate (stampanti, scanner), filtrate e alimentate (PC, router, switch).
Connessione
Seriale, USB (Universal Serial Bus), proprietaria.
Un buon UPS non dev’essere considerato un optional ma una periferica standard.
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Sul mercato si tovano UPS con due possibili standard di uscita.
1. La CEE 7/4 conosciuta più comunemente come schuko.
2. La IEC (International Electrotechnical Commission) C14 di forma trapezoidale, questo
connettore è presente su tutti i sistemi desktop e su molti monitor.
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4. MOTHERBOARD
La motherboard (scheda madre) è la scheda principale di un PC sulla quale si trovano la
CPU e tutti i circuiti integrati indispensabili al funzionamento della macchina.
È provvista di connettori (slot) che consentono di aggiungere altre schede per l’esecuzione
di funzioni speciali e di connettori standard per l’utilizzo delle periferiche esterne.
Una CPU con frequenza più alta fa pensare ad un PC più veloce: dipende dall’architettura
impiegata perché a parità di clock è diverso il numero di IPC (Istruzioni Per Clock) che può
essere eseguito.
L’obiettivo del progettista è quello di realizzare un sistema bilanciato, dove la capacità della
banda dati da e verso la CPU corrisponda a quella della banda dati da e verso la memoria.
La motherboard ha componenti che funzionano a diverse frequenze: il clock può essere sia
sincrono sia asincrono.
Due segnali di clock sono detti sincroni se uno può essere derivato dall’altro, per esempio
una CPU a 1 GHz avrà un moltiplicatore pari a 10 e funzionerà in modo sincrono con il bus
di sistema a 100 MHz.
La maschera connettori è fornita con la motherboard e agganciata a pressione sul case e
riproduce la sagoma dei connettori integrati.
Formato
ATX
MicroATX (max)
MicroATX (min)
FlexATX
DTX
Mini-DTX
Mini-ITX
Nano-ITX
Pico-ITX
Dimensioni PCB
12” * 9,6” (30,48 cm * 24,38 cm)
24,38 cm * 20,32 cm
17,1 cm * 17,1 cm
22,9 cm * 19,1 cm
24,4 cm * 20,3 cm
20,3 cm * 17,0 cm
17,0 cm * 17,0 cm
12,0 cm * 12,0 cm
10,0 cm * 7,2 cm
Formato micro ATX
Max (24,38 cm * 20,32 cm), min (17,1 cm * 17,1 cm).
Formato BTX
È suddivisa in zone ciascuna delle quali definisce le specifiche dei componenti da installare:
CPU e modulo di dissipazione (A), chipset (B), memoria (C), slot di espansione PCI Express
(D), di aggancio al telaio (G, G, H).
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Generalità
Costruttore
Modello
Il nome si trova nell’angolo superiore sinistro della prima schermata di avvio.
BIOS
Costruttore, versione e data
Tipo Flash, PnP (Plug and Play) capacità di riconfigurarsi con l’introduzione di nuovo H/W.
Configurazione
Formato/Interfaccia CPU
Micro ATX, ATX, socket.
CPU supportate
Cache memory installata/installabile
Chipset
La CPU comunica con il resto delle componenti mediante una rete articolata di piste e di
bus che fanno capo ad alcuni nodi principali, questi determinano sia la struttura sia
l’efficienza del sistema.
Clock di memoria asincrono
Sì.
Controller dischi
PCI integrato ULTRA DMA (Direct Memory Access) 133/100/66/33 Bus Master IDE
(Integrated Development Environment), IDE RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks),
SATA 1-2.
Audio
AC ‘97 a 7.1 canali.
Funzionalità ACPI (Advanced Configuration and Power Interface)
Sì, permette al sistema di gestire in modo automatico l’accessione e lo spegnimento.
Memoria
Numero e formato zoccoli
DIMM (Dual In line Memory Module), RIMM (Rambus IMM).
Tipo
Due canali indipendenti.
Quantità massima
GB.
Connettori interni
PS/2, PCI, PCI Express X16, PCI Express X1, AMR, CNR, ACR.
EIDE/Floppy.
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394.
WOL/WOM (Wake On LAN/Wake On Modem).
IrDA (Infrared Data Association).
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Connettori esterni
Seriale UART (Universal Asyncronous Receiver Transmitter) 16550.
Parallelo ECP/EPP/SPP (Extended Parallel Port/Enhanced PP/Standard and bidirection
PP) DTR (Data Terminal Ready) 2 MBps compatibili Centronics DTR 150 KBps, si possono
collegare altre apparecchiature in cascata sulla stessa porta, distanza massima 30 metri,
IEEE 1284.
USB.
IEEE 1394 (iLINK, FireWire).
Rete: RJ-45 di classe Gigabit e wireless.
Settaggi
Clock FSB (Front Side Bus) 200 MHz (QDR 800 MHz)
È la frequenza del bus di sistema tra CPU e chipset.
Clock di memoria
Moltiplicatore di CPU
Da 8 a 24.
Riconoscimento del Vcore
Automatico, CPU Overheating Protection tecnologia che permette di proteggere la CPU
quando raggiunge una soglia critica di temperatura.
Overvolt Vcore
Moduli di regolazione del voltaggio VRM (Voltage Regulator Module), da 1,1 a 1,85 a passi
di 0,025 V.
Impostazione della frequenza del bus
BIOS, jumper, dip switch.
Impostazione dei moltiplicatori
BIOS, jumper, dip switch.
Sicurezza dati sensibili
Chip di cifratura interposto tra il connettore IDE della motherboard e quello del disco:
permette di cifrare e decifrare in tempo reale i dati R/W dall’unità.
Dotazione
Cavo IDE
Uno da 40 fili, uno da 80 fili.
Cavo SATA
Un cavo dati, un cavo alimentazione.
Cavo floppy
Manuale
Software
Driver e utility.
Codici
Sono stampati sull’etichetta col codice a barre, all’esterno della confezione.
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Codice prodotto (P/N): 91.88110.201
Codice seriale (S/N): 91949378KN73
Tracciato (Barriera ad isolamento di frequenza)
Per il funzionamento ad alta frequenza, specialmente nell’overclocking, il tracciato è il fattore
più importante per la stabilità di funzionamento di chipset e CPU: consiste nel dividere ogni
zona critica della motherboard in regioni, dove ogni regione opera in un intervallo di
frequenza uguale o simile, per evitare interferenze tra le attività e condizioni operative delle
varie regioni.
La lunghezza e il percorso della traccia devono essere calcolati attentamente.
Ad esempio, la traccia di clock dev’essere della lunghezza giusta (non necessariamente il
più corta possibile) in modo che l’asimmetria del clock sia limitata a pochi pico secondi
(1/1012 sec).
Batteria a lunga durata
La motherboard deve implementare uno speciale circuito che consente di conservare le
configurazioni correnti di CPU e CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Setup
senza bisogno di batterie.
Il RTC (Real Time Clock) orologio “tempo reale”, continua a funzionare finché il cavo di
alimentazione è inserito.
Passa automaticamente alla corrente di standby ATX finché il cavo di alimentazione AC è
inserito, questo design allunga la vita della batteria.
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Protezione dalle sovra tensioni
Era stata ampiamente implementata sugli alimentatori ATX commutanti 3.3 V, 5 V, 12 V.
Però, la nuova generazione di CPU usa un voltaggio differente e impiega un regolatore per
trasformare la 5 V nel voltaggio della CPU (per esempio, 2.0 V) e rende inutile la protezione
dalle sovra tensioni sulla 5 V.
La motherboard supporta la protezione dalle sovratensioni della CPU grazie ad un
regolatore di tensione integrato e insieme all’alimentatore per 3.3 V, 5 V, 12 V, fornisce una
protezione completa dalle sovra tensioni.
ANNO 2000: Y2K (YEAR 2 KILO)
Y2K è il problema d’identificazione dell’anno, per risparmiare spazio in memoria, il S/W
tradizionale usa solo due cifre per identificare l’anno.
Per esempio, 98 per 1998 e 99 per 1999 ma 00 può essere confuso tra 1900 e 2000.
C’è un circuito RTC associato a 128 bytes di dati nella CMOS RAM (Random Access
Memory) nel chipset della motherboard, RTC ha solo due cifre e la CMOS ne ha altre due.
Sfortunatamente, questo circuito funziona come: 1997, 1998, 1999, 1900, ciò significa che
può presentare il problema Y2K.
La figura indica come le applicazioni interagiscono con il SO (Sistema Operativo), BIOS e
RTC.
Per assicurare la massima compatibilità, nell’industria dei PC si segue un principio: gli
applicativi devono richiedere al SO tali servizi, il SO deve ricorrere al BIOS e, inoltre, solo al
BIOS è concesso di accedere all’H/W RTC direttamente.
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C’è una routine che si ripete ogni 50 msec nel BIOS che registra le informazioni riguardanti
data e ora ma non aggiorna la CMOS ogni volta perché la CMOS è un dispositivo molto
lento che diminuisce le prestazioni del sistema.
La routine periodica del BIOS generalmente utilizza 4 cifre per codificare l’anno, finché gli
applicativi e il SO seguono la regola per ottenere informazioni su data e ora non ci saranno
problemi Y2K.
Purtroppo, alcune applicazioni accedono al RTC/CMOS direttamente.
La motherboard deve integrare un sistema di controllo e protezione H/W per il Y2K che
assicura un funzionamento privo di rischi.
ARCHITETTURA DEL SISTEMA
L’architettura del sistema è raggruppata in due soli componenti: il NB (NorthBridge) e il SB
(SouthBridge).
Il termine bridge si riferisce alla funzione che svolge il componente, in altre parole quello di
connettere tra loro bus differenti.
I termini North e South si riferiscono alla posizione che i due componenti assumono
all’interno di uno schema a blocchi.
Il NB gestisce il bus PCI Express con 16 linee per l’interfaccia grafica e 4 linee per le
periferiche di sistema, collega la CPU al resto del sistema.
Tutte le periferiche veloci convivono all’interno del NB.
Il SB gestisce tre aree: il chip audio HDA (High Definition Audio) con supporto per i canali e
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interfaccia PCI; la connettività USB, Firewire, legacy (vecchie), rete e bus PCI e ISA
(Industry Standard Architecture); la gestione dei drive paralleli e seriali.
Due differenti chip ricoprono ruoli diversi all’interno del chipset: perché i progettisti non
integrano tutto in un unico componente?
Poiché gli standard delle interfacce mutano rapidamente per un aggiornamento delle stesse
o per l’introduzione di nuove i costruttori mantengono invariati il NB ed aggiornano il SB.
Il collegamento che unisce i due componenti è un collo di bottiglia.
Soluzione con bus condiviso da tutte le unità
Il bus PCI si è rilevato insufficiente.
Soluzione con bus non condiviso da tutte le unità
Si è passati ad una connessione punto punto ma proprietaria.
Intel
Intel ha deciso di riferirsi ai componenti dei propri chipset con il termine Hub (266 MBps,
architettura asincrona); il NB è identificato con la dicitura MCH (Memory Controller Hub),
mentre il SB con la dicitura ICH (I/O Controller Hub).
Architettura Hyper-Threading ad hub: connessione Hub Link
Numero di bit (8), frequenza (133 MHz DDR, 266 MHz), banda passante (266 MBps). CSA
(Communication Streaming Architecture) modifica dell’MCH con un collegamento diretto
con la scheda di rete (svincolandola dal bus PCI!) a 266 MBps.
DMI (Direction Media Interface) canale di comunicazione tra NB e SB.
HDAL (High Definition Audio Link): bus seriale dedicato a uno o più CODEC (COding and
DECoding) esterni.
nVIDIA
Progetta chipset per motherboard, la serie Nforce e VPU (Visual Processing Unit) sempre
più competitive per il settore delle schede video.
ATI
Progetta VPU e chipset per motherboad, la serie Xpress.
Via
Architettura V-MAP (VIA Modular Architecture Platform)
Numero di bit (8), frequenza (66 MHz Quad DR, 264 MHz), banda passante (264 MBps).
Numero di bit (16), frequenza (133 MHz Quad DR, 532 MHz), banda passante (1064 MBps).
SiS
Architettura MuTIOL (Multi Threaded I/O Link)
Numero di bit (16), frequenza (66 MHz Quad DR, 264 MHz), banda passante (528 MBps).
Numero di bit (16), frequenza (133 MHz Quad DR, 532 MHz), banda passante (1,04 GBps).
AMD (Advanced Micro Devices)
Architettura HyperTransport, è la più innovativa!
Ogni connessione è costituita da 2 link unidirezionali.
Numero di bit (32), frequenza (1,6 GHz DDR, 264 MHz), banda passante (12,8 GBps).
Standard per tutte le piattaforme AMD, usata da nVidia e dalla console Xbox.
Alte prestazioni di una macchina si ottengono bilanciando la capacità della banda dati da e
verso la memoria con quella da e verso la CPU. Per esempio, la tecnologia MIB (Memory
Intelligent Booster).
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TIPI DI BUS
Bus ISA
Interfaccia a 16 bit, 8 MHz, banda passante di 16 MBps.
Il bus dell’originale PC/AT IBM (International Business Machines) 1984 basato su CPU Intel
80286 ma non proprietario, obsoleto.
Bus EISA (Extended ISA)
Interfaccia a 32 bit, 8 MHz, banda passante 32 MBps.
Vincente rispetto al proprietario Microchannel di IBM.
Bus PCI
PCI clock = Frequenza bus / Moltiplicatore) a 32 bit, architettura sincrona.
Interfaccia a 32/64 bit, 33/66 MHz, banda passante 132/264/528 MBps.
Proprietario Intel ma disponibile gratuitamente, bus sincrono, non appropriato per la
memoria; non compatibile ISA.
Ora che alcuni SB hanno connessioni dedicate verso il NB, il bus PCI è diventato uno dei
tanti bus gestiti dal SB.
Sgravata del carico di lavoro legato all’interconnessione tra i componenti del chipset, le
periferiche PCI sono divenute più utili.
Bus IEEE 1394 (iLINK, FireWire)
Sviluppato da Apple, è uno standard per un bus di periferica seriale ad alta velocità di tipo
peer to peer: non richiede un PC per gestire il canale di trasmissione.
Lunghezza cavo 4,5 metri senza ripetitore; a tale distanza è dato il nome di hop e ve ne
possono essere fino ad un massimo di 16 tra due periferiche, per una lunghezza totale di
72 metri.
Alimentazione da 8 a 40 V, con una corrente fino a 1,5 A.
Un massimo di 63 periferiche può essere direttamente connesso in un unico gruppo, un
bridge collega 1.023 gruppi.
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Data transfer rate 400 Mbps, può essere usato per la videocamera, il disco e la rete, è hotpluggable.
Supporta dispositivi con velocità di trasferimento differenti su un singolo cavo, supporta
collegamenti sia a catena sia in parallelo, supporta la trasmissione asincrona e isocrona (i
nodi prenotano una banda proporzionale ai dati da inviare).
AGP (Accelerated Graphic Port)
L’AGP (AGP clock = PCI clock * 2) è un bus progettato per la grafica 3D ad alte prestazioni
e supporta solo le operazioni di lettura e scrittura in memoria, connessione punto punto tra
adattatore grafico e chipset, singolo master, singolo slave, massima potenza disponibile 40
W.
Una motherboard può avere un solo slot AGP con 66 pin.
L’AGP X2 utilizza entrambi le fasi, ascendente e discendente, del segnale di clock a 66
MHz, la velocità di trasferimento dati è 66 MHz * 4 bytes * 2 = 528 MBps.
L’AGP X4 utilizza ancora il clock AGP a 66 MHz ma compie 4 trasferimenti di dati in un ciclo
di 66 MHz, la velocità di trasferimento dati è 66 MHz * 4 bytes * 4 = 1.056 MBps.
L’AGP X8 utilizza ancora il clock AGP a 66 MHz ma compie 8 trasferimenti di dati in un ciclo
di 66 MHz, la velocità di trasferimento dati è 66 MHz * 4 bytes * 8 = 2.1 GBps.
A livello elettrico due tipologie di schede: 1,5 V e 3,3 V.
I connettori sono di tre tipi: AGP 1,5 V, AGP 3,3 V, AGP universale.
Oggi i motori grafici sono progettati per immagazzinare i dati relativi alla texture nel frame
buffer della scheda grafica che dispone di memoria molto più veloce ed efficiente
dell’abbinamento tra AGP e memoria di sistema.
PCI Express X16– 3GIO (3rd Generation Input Output)
Soppianta nei sistemi desktop il bus PCI e l’interfaccia AGP.
Le specifiche sono suddivise su un modello a strati a 5 livelli.
Livello Fisico – Elettrico – Meccanico
2 coppie di segnali differenziali una per ogni direzione, segnale di clock integrato 8/10,
collegamento seriale con connessioni punto a punto commutate, hot pluggable.
La comunicazione è gestita tramite canali che possono essere aggregati per aumentare la
banda passante.
Un singolo canale fornisce una banda di 250 MBps (1X), il numero massimo di canali
aggregati è 1, 2, 4, 8, 12, 16 e 32, massima potenza disponibile 75 W, 82 pin.
Livello data Link
Trasmissione a pacchetti con controllo CRC (Ciclyc Redundancy Cheek), inoltre un
pacchetto è trasmesso solo se si ha la garanzia che vi sia un buffer disponibile a riceverlo.
Livello di Transizione
Ogni pacchetto ha un identificatore che consente d’indirizzare la trasmissione alla corretta
destinazione.
Livello S/W
Driver.
Livello di SO e configurazione
Il SO rileva tutte le periferiche e alloca la memoria, lo spazio di I/O e gli interrupt.
Lo switch regola di volta in volta i flussi di trasmissione tra i terminali, in modo che il traffico
non transiti attraverso il bridge.
Una scheda PCI Express ha una sola fila di connettori, mentre una scheda AGP presenta
due file di connettori.
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Le motherboard PCI Express hanno un connettore di alimentazione ATX 2.0 (bianco) e
anche le schede video PCI Express usano un nuovo connettore a 6 pin (nero).
Rosso: connettore PCI Express X16.
Blu: due connettori PCI Express X1.
Arancio: connettore AGP X8.
Bianco: connettore PCI.
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5. INSTALLAZIONE MOTHERBOARD
Sistemare il tappetino antistatico sulla superficie di lavoro, toccare un oggetto metallico per
scaricare l’elettricità statica che si sta trasportando, collegare e indossare il braccialetto e
rimuovere con attenzione la motherboard dalla busta protettiva, prendendola solo per i bordi
e adagiarla sul tappetino.
LPC (Low Pin Count interface)
Si tratta di un bus con interfaccia a 4 bit utilizzato per connettere prevalentemente porte
seriali, porte parallele, porte giochi, porte PS/2 per mouse e tastiera, infrarosso e controllo
per lettore floppy.
Ogni motherboard è fornita insieme alla sua placca di supporto che si adatta alle
connessioni disponibili; per esempio, le porte della tastiera e del mouse sono poste in alto,
vicino all’alimentatore.
Rimuovere i coperchi laterali del case che sono fissati con viti.
Pensando ad un case di tipo mini tower o tower, la motherboard è montata sul pannello di
destra per mezzo di alcune viti di fissaggio; la prima cosa da fare è quella di svitare il
pannello dalla struttura portante del case e poggiarlo su un tavolo, oppure se si possiede un
case con slitta interna sfilare quest’ultima dalle guide all’interno del case.
Se il case dispone di un supporto rimovibile, si deve fissare la motherboard prima d’installare
qualsiasi altro componente.
Il vantaggio di questa soluzione è che non si deve armeggiare con viti e dispositivi di
fissaggio all’interno del case.
Lavorare sempre con il case adagiato su un lato, in modo da fissare la motherboard
orizzontalmente e prestare sempre attenzione per non danneggiare un condensatore a
causa di un cacciavite che scivola di mano.
Qualora il case sia di tipo desktop non è possibile sfilare il pannello dalla struttura portante
e il montaggio della motherboard dev’essere effettuato direttamente all’interno del case.
Una volta terminata l’installazione di motherboard, memorie e CPU sarà necessario prestare
attenzione ai cablaggi, sia delle periferiche EIDE installate sia del floppy, facendo in modo
che non vaghino eccessivamente nel case e non impediscano l’ottimale ricircolo dell’aria: lo
studio del flusso termico all’interno del telaio è fondamentale.
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È necessario prestare massima attenzione al serraggio delle viti, non stringerle
eccessivamente e soprattutto che non vi sia qualche sostegno metallico a contatto con una
delle piste della motherboard, onde evitare possibili corto circuiti e quindi la mancata
accensione del PC.
Installare la mascherina metallica
per il pannello d’I/O in dotazione
con la motherboard prima di
procedere al fissaggio della
motherboard stessa; questa
mascherina scatta in posizione e
non dev’essere avvitata; può
essere necessario usare una
notevole forza per rimuovere o
fissare la mascherina: dati i bordi
affilati, è facile tagliarsi.
Tenendo la motherboard sui
bordi posizionarla all’interno del
case sui supporti di montaggio e,
usando le viti corrette, assicurare
la motherboard; usando un telaio
nuovo potrebbe capitare che non
tutti i distanziali per il fissaggio
della scheda, tipicamente in
ottone o plastica, siano già
posizionati in sede e bisogna
quindi aggiungerne altri fino a
eguagliare il numero di fori di
montaggio della motherboard.
Questi sostegni servono per
alzare la motherboard dal
pannello così da evitare possibili
contatti tra quest’ultimo e le piste
della motherboard.
Allineare gli ingressi e le uscite
della motherboard con quelli della
mascherina.
Collegare i connettori del
pannello frontale, alimentazione,
LED del disco, reset, e così via,
al pettine presente sulla
motherboard.
Fissare i connettori per l’alimentazione: quello molex (quadrato) si occupa
dell’alimentazione della CPU, mentre per tutto il resto basta collegare il connettore ATX
rettangolare, plastico e di colore bianco, con due file di 10 connettori sagomati in modo
particolare, in modo da poter essere inserito solo per un verso.
Se, invece, l’alimentatore è in formato AT il connettore di alimentazione è formato da due
coppie di 6 cavi, di diverso colore, terminanti con il medesimo innesto in plastica; è
necessario inserire i 2 connettori uno di fianco all’altro, con i cavi di colore nero delle due
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coppie al centro del gruppo di cavi.
Attenzione a non inserire i cavi al contrario, altrimenti si rischia di causare un corto circuito
che danneggerebbe irrimediabilmente la motherboard e l’alimentatore.
Cancellazione CMOS
Nella CMOS, 64 byte, sono registrate informazioni sulla configurazione del sistema e
sull’ora, mantiene queste informazioni con un basso consumo di corrente, per questo motivo
la motherboard è dotata di una batteria che ha il compito di conservare il contenuto di questa
memoria.
È possibile cancellare la CMOS per ripristinare le impostazioni predefinite (avvio fallito a
causa di overclocking, parola d’ordine dimenticata, risoluzione dei problemi), con la
seguente procedura.
1. Spegnere il sistema e staccare il cavo di alimentazione AC.
2. Staccare il cavo di alimentazione ATX dal connettore.
3. Spostare il ponticello per pochi secondi.
4. Riportarlo alla condizione normale.
5. Reinserire il cavo di alimentazione ATX nel connettore.
La soluzione drastica è quella di rimuovere la pila a bottone, CR2032, presente sulla
motherboard per un tempo sufficiente (10 minuti) a far perdere il contenuto della CMOS. Se
l’operazione è andata a buon fine, al successivo riavvio si ha il messaggio CMOS Cheksum
Error, perché il BIOS, per sicurezza, fa un controllo checksum sul contenuto della CMOS,
salvando il byte meno significativo della somma dei dati in una cella apposita.
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6. CPU E E VENTOLA
Costruttore
Modello
Interfaccia (Packaging)
AMD socket 754
Sempron: 128 KB L1, 128 o 256 KB L2, controller di memoria a 64 bit con 1 canale.
Athlon 64: 128 KB L1, 512 o 1 MB L2, controller di memoria a 64 bit con 1 canale.
AMD socket 939
Athlon 64: 128 KB L1, 512 o 1 MB L2, controller di memoria a 128 bit con 2 canali.
Athlon 64 FX: 128 KB L1, 1 MB L2, controller di memoria a 128 bit con 2 canali.
Athlon 64 X2: 2X128 KB L1, 2X512 KB o 2X1MB L2, controller di memoria a 128 bit con 2
canali.
AMD socket 940
Opteron (workstation e server): 128 KB L1, 1 MB L2, controller di memoria a 128 bit con 2
canali, memoria DDR Registered.
Opteron (workstation e server) dual core: 2X128 KB L1, 2X1 MB L2, controller di memoria
a 128 bit con 2 canali, memoria DDR Registered.
AMD socket AM2, AM2+, AM3
Sempron: 128 KB L1, 128 o 256 KB L2
Athlon 64 FX, Athlon 64 X2
Phenom, Phenom II.
Intel socket 478, 479
Celeron D EM64T: 16 KB L1, 256 KB L2.
Pentium 4: 16 KB L1, 1 MB L2.
Intel socket PAC418, PAC611
Itanium.
Intel LGA (Land Grid Array) 775
Celeron D EM64T: 16 KB L1, 256 KB L2.
Pentium 4: 16 KB L1, 1 o 2 MB L2.
Pentium 4 EM64T: 16 KB L1, 1 MB L2.
Pentium 4 HT EM64T: 16 KB L1, 2 MB L2.
Pentium Extreme Edition (2 core ma indipendenti): 2X16 KB L1, 2X1 MB L2.
Pentium D EM64T: 2X16 KB L1, 2X1 MB L2.
Conroe 2 Duo: E6300, E6400 (2x64 KB L1, 2 MB L2) – E6600, E6700 (2x64 KB L1, 4 MB
L2).
Conroe 2 Extreme: X6800 (2x64 KB L1, 4 MB L2).
Kentsfield: Q6600, QX6700 (4x64 KB L1, 2x4 MB L2).
Intel socket 603, 604, LGA 771
Xeon.
Frequenza massima (GHz)
È data dal prodotto tra l’FSB e un fattore di moltiplicazione proprio della CPU.
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Occorre ridurre i colli di bottiglia: ampiezza di banda e latenza.
Dimensione e tipo di cache
L1, L2 e L3.
Pipeline
Numero di stadi.
Controller di memoria integrato all’interno della CPU
A 64 (128) bit, la latenza nell’accesso ai dati è più che dimezzata, riduce drasticamente
l’importanza del NB.
Istruzioni multimediali
Processo produttivo
0,13 micron SOI (Silicon On Insulator); 90 nanometri (0,09 micron), 65 nanometri (2005), 22
nanometri (2011).
Diminuendo il processo produttivo, i transistor richiedono una tensione di alimentazione più
bassa e producono, quindi, meno calore.
Numero di transistor
Milioni.
Dimensioni del DIE(area del core)
mm2.
Tensione Vcore
Volt.
Massimo consumo
Watt.
Wafer
Di tipo Strained Silicon.
Tecnologia SpeedStep - Cool’n’Quiet
Di AMD, la CPU è in grado di variare la frequenza operativa e la tensione di alimentazione
del core in base al carico di lavoro: permette di ridurre i consumi e di contenere il
riscaldamento della CPU.
Montaggio di CPU: socket
Zoccolo LGA 775
I pin della CPU risiedono sulla motherboard, quindi
la vita media di un socket di questo tipo non supera
le 20 installazioni.
Sollevare la levetta a fianco del socket.
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Rimuovere la basetta in plastica protettiva e
accedere ai pin dello zoccolo.
Lasciare la levetta in posizione verticale con il telaio
metallico aperto e sollevato.
Tenere la CPU con attenzione toccandola solo sui
bordi.
Cercare sulla parte inferiore il triangolino dorato su
un angolo.
Si tratta della posizione del pin 1.
Sullo zoccolo è presente un segno corrispondente.
Fare combaciare le posizioni del pin 1 e inserire
delicatamente la CPU.
Fare molta attenzione a non porre la CPU in modo
obliquo o distorto: se si piegano o si spezzano i pin
della motherboard, questa diventerà inutilizzabile.
La CPU deve collocarsi facilmente in posizione.
Quando si è sicuri che i pin e i fori combaciano,
esercitare una leggera pressione per inserire la
CPU.
Riposizionare il telaio metallico nel socket.
Coprirà i bordi della CPU e la manterrà in posizione.
A questo punto abbassa la leva per bloccare lo
zoccolo.
Riagganciare in posizione la leva lungo lo zoccolo.
Preparazione conclusa.
In ogni caso, se si provasse ad alimentare la
motherboard in questa situazione, la CPU si
surriscalderebbe in pochi secondi.
L’unità di raffreddamento fornita con la CPU che
consiste di un dissipatore con ventola integrata.
Notare il cuscinetto di sostanza appiccicosa e grigia
posto sulla base.
Si tratta del materiale termico per assicurare un
buon contatto tra il dissipatore e la CPU: non
toccarlo.
Se il dissipatore non ha questo materiale pre
applicato occorre applicarlo.
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L’unità di raffreddamento presenta 4 gambe con
una linguetta in plastica a pressione su ciascuna.
La motherboard ha 4 fori corrispondenti per queste
linguette intorno allo zoccolo della CPU.
Allineare gli angoli dell’unità di raffreddamento con
questi fori.
Premere le linguette per bloccarle sulla
motherboard in modo deciso finché non si
agganciano ai fori.
Connettere il cavo di alimentazione dell’unità di
raffreddamento alla presa appropriata sulla
motherboard.
Questo cavetto alimenta la ventola ogni volta che il
PC è acceso.
La presa deve riportare la dicitura CPU FAN o
simile e sarà sicuramente situata accanto al
processore. Accertarsi che il cavo non ostacoli il
movimento della ventola o altri componenti della
motherboard.
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Zoccolo ZIF (Zero Insertion Force) socket tipo PPGA (Plastic Pin Grid Array)
Tirare su la leva del socket CPU, fino ad
un angolo di 90°, si trova nella parte
sinistra (di colore marrone, in plastica);
così facendo i piedini della CPU
entreranno senza sforzo all’interno dei fori
del socket e saranno a questi ultimi serrati
solo dopo che la leva sarà stata
abbassata.
Individuare il pin 1 sul socket e cercare un
punto nero o un angolo tagliato
sull’interfaccia superiore della CPU,
appaiare il pin 1 e l’angolo tagliato, quindi
inserire la CPU nel socket.
Spingere fino in fondo la leva del socket
CPU e completare l’installazione della
CPU.
I piedini sono molto fragili pertanto è
necessario fare attenzione che siano ben
allineati e che nessuno di essi entri storto
nei fori del socket, in quanto oltre che
impedire il corretto funzionamento della
CPU potrebbero rompersi rendendola così
inutilizzabile.
Spalmare una piccola dose di pasta
termica finemente su tutta la superficie
metallica che copre il core (alcuni
dissipatori hanno già un nastro termico
attaccato).
Adesso si deve posizionare il dissipatore
con relativa ventola di raffreddamento sulla
CPU facendolo aderire su di essa in modo
che si blocchi incastrandosi.
Nel fare ciò ci si deve assicurare che la
superficie metallica del dissipatore
combaci perfettamente con quella della
CPU: in tal modo quest’ultimo cederà ad
esso la maggiore quantità di calore
possibile evitando di scaldarsi troppo.
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Assicurarsi che da entrambi i lati il
dissipatore sia correttamente agganciato al
castello della CPU.
Fornire alla ventola di raffreddamento la
giusta alimentazione: CPUFAN1.
Il connettore può essere di due tipi:
identico a quello utilizzato per alimentare
disco fisso e DVD-ROM, oppure di tipo
tachimetrico; nel primo caso è necessario
collegare il connettore di alimentazione
della ventola ad uno dei connettori che
fuoriescono dall’alimentatore del case,
mentre nel secondo caso è necessario
utilizzare uno degli appositi connettori di
alimentazione presenti sulla motherboard.
Il connettore di alimentazione per ventola presente sulla motherboard; noto anche con il
nome di tachimetrico, perché la ventola che ad esso è collegata dispone di 3 fili, 2 di
alimentazione e 1 per segnalarne la velocità di rotazione al sistema di monitoraggio H/W
eventualmente presente sulla motherboard.
Il vantaggio di questo tipo di connettori, oltre alla possibilità di sfruttare l’indicazione
tachimetrica, è quella di non occupare uno dei connettori di alimentazione che fuoriescono
dall’alimentatore del case.
Impostazione della frequenza della CPU
Dopo aver installato il processore è necessario impostarne le caratteristiche, in altre parole
la frequenza di bus e il moltiplicatore di frequenza; tali parametri possono essere
selezionati per tre vie.
1. jumper: si tratta di ponticelli metallici che devono essere coperti con un cappuccetto
plastico (di colore nero, rosso o blu) oppure lasciati scoperti.
2. dip switch: il principio è simile a quello dei jumper solo che al posto di utilizzare dei
cappuccetti plastici si spostano dei micro interruttori.
3. menu jumperless: alcune motherboard permettono di configurare le caratteristiche della
CPU via S/W per mezzo di un apposito menu, con il quale è possibile procedere
all’autoriconoscimento da parte della motherboard della CPU installata; eventualmente
si potranno configurare le impostazioni tramite il BIOS della scheda.
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Il segnale CPU VID e il generatore di clock SMBus (System Management Bus) è anche
chiamato bus I2C, è un bus a due fili sviluppato per la comunicazione tra componenti,
specialmente per IC semiconduttori.
Ad esempio, impostare il clock del generatore di clock per le motherboard senza ponticelli.
La velocità di trasferimento dati del SMBus è di soli 100 Kbps; esso consente ad un host di
comunicare con la CPU e molti master e slave per inviare/ricevere messaggi.
Provvedono al rilevamento automatico del voltaggio della CPU e consentono all’utente
d’impostare la frequenza della CPU dal BIOS setup, perciò non sono utilizzati ponticelli o
interruttori.
Non ci sarà più la preoccupazione di un’errata selezione del voltaggio della CPU.
La velocità della CPU è espressa in GigaHertz (GHz) ed è data dal seguente prodotto.
Frequenza Interna = clock del bus esterno della CPU * Moltiplicatore
Core Frequency = CPU FSB Clock * CPU Ratio
Moltiplicatore (CPU Ratio) = per esempio, da 9,5X a 19,5X step 0,5X
Clock del bus esterno della CPU (CPU FSB Clock) tramite BIOS: per esempio, 200, 202,
205, 208, 210, 213, …, 224, 233, 236, 238, 240, 242, 244, 247, 252, 254 e 256 MHz.
Clock del bus esterno della CPU (CPU FSB Clock) tramite jumper, per esempio, FSB uguale
233, 230 – 348 step 1 MHz.
La frequenza di bus è un valore che dipende dalla motherboard, per molti anni lo standard
era il bus a 66 MHz; successivamente si passò alle schede con bus a 100 MHz. Attualmente
il bus utilizza QDR del segnale di clock per trasferire i dati, in maniera simile alla DDR
SDRAM o al bus ATA/66 IDE.
Velocità Bus = clock del bus esterno della CPU * 4
Per esempio, il bus a 800 MHz utilizza attualmente un clock del bus esterno a 200 MHz ma
la velocità equivalente è di 800 MHz.
Supponendo di avere una CPU dotata di bus a 1,8 GHz dovremo impostare tale frequenza
esterna mediante i ponticelli della motherboard o tramite BIOS moltiplicandola per il fattore
9: infatti il prodotto 200 x 9 dà 1.800 come risultato.
Le altre frequenze dovrebbero essere impostate solo da persone esperte perché superano
le specifiche in base a cui sono costruiti i processori.
Nel caso si stesse assemblando un Pentium non c’è da preoccuparsi.
Le motherboard per questo processore impostano quasi sempre tutti i voltaggi necessari da
sole.
Tutte le motherboard per i processori di cui stiamo parlando dispongono di due serie di
jumper per la regolazione del voltaggio.
La prima si riferisce alla tensione all’interno della CPU detta Core Voltage (Vcore); la
seconda riguarda la tensione in uscita dal processore chiamata I/O Voltage.
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CPUID Freq. CPU Vel. Bus Moltiplicatore Vcore Watt Die °C
Sempron
1.800
800
9
1,5
62
90
Athlon 64
2.400
800
12
1,5
89
70
Celeron
3.060
533
23
1,4
73
67
Pentium 4
3.400
800
17
1,55 103
73
Pentium 4
3.800
800
19
1,425 115 72,8
OVERCLOCKING
Ci sono utenti avanzati, chiamati overclocker che cercano sempre di spingere oltre il limite
le prestazioni del sistema ma occorrono impostazioni adeguate e componenti di qualità.
Il bus è la “strada” che mette in comunicazione le varie parti del PC.
È chiaro dunque che tanto più rapidamente i dati la percorrono, tanto maggiore sarà la
velocità del sistema stesso, a parità di frequenza delle altre componenti.
Il bus è molto importante anche per un altro fattore: per “risparmiare” e per non utilizzare
diversi generatori di clock, ne esiste uno solo che lega tutta la macchina in un funzionamento
derivato dallo stesso valore, attraverso moltiplicatori e divisori, sia la frequenza del bus della
memoria che del PCI, del controller EIDE, dell’AGP e della CPU sono dunque legati alla
frequenza di bus attraverso una serie di “fattori moltiplicativi”.
Il termine overclock significa “oltre la temporizzazione” in pratica, oltre la frequenza
operativa dei processori, si può aumentare la frequenza di clock della CPU agendo sul
fattore di moltiplicazione o sulla frequenza di bus o su entrambi.
È vero che le prestazioni aumentano ma non dimentichiamo che ci sono diversi fattori che
rischiano di compromettere la stabilità e la vita del PC.
Assicurarsi che la ventola di raffreddamento e il dissipatore siano in grado di dissipare
adeguatamente il calore in eccesso dovuto all’overclocking della CPU.
CPUID
XXXX
Settaggi nominali
Settaggi per overclock
Freq. CPU Freq. Bus Freq. CPU
Freq. Bus
1.800 MHz 9X200 MHz 1.917 MHz 9X213 MHz
Moltiplicatore
9
Overclock via S/W: si può effettuare tramite un’apposita applicazione di Windows che agisce
direttamente sul clock di sistema modificando la frequenza del bus e della CPU. Utile il CPR
(CPU Parameter Recall), in caso di blocco per parametri troppo spinti, ripristina
automaticamente le impostazioni al riavvio, senza resettare il CMOS.
Per quanto riguarda le memorie, il discorso è diverso, poiché esse sono caratterizzate da
parametri quali tempi di accesso, timings (valori numerici che rappresentano in cicli di clock
il tempo minimo necessario per effettuare un’operazione) e tecnologia produttiva.
In generale e per semplificare, il settaggio fondamentale, per la memoria, è il RAS (Row
Access Strobe) to CAS (Column Access Strobe) delay, in pratica i cicli di clock che sono
“sprecati” nella conversione da righe a colonne.
Tuttavia, le periferiche hanno tolleranze fisiche, il che significa che per funzionare
correttamente alla frequenza prestabilita, esse sono testate con successo anche a
frequenze leggermente maggiori.
Ovviamente questa tolleranza varia da componente a componente, per cui è possibile avere
due dischi identici, uno dei quali non avrà problemi con un bus, mentre l’altro si rifiuterà
totalmente di funzionare o, peggio, farà perdere tutti i dati, o nella più tetra delle ipotesi, si
danneggerà irrimediabilmente.
OVERVOLT
Una CPU certificata con una data frequenza funzionerà con una frequenza più alta se
alimentata con una tensione maggiore.
In tutti i processori o quasi, vi è una doppia alimentazione: l’alimentazione del core (i
microcircuiti della CPU) e l’alimentazione d’I/O (bus di sistema e memoria).
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L’overvolt consiste nell’aumentare gradualmente (a step di + 0,1 Volt) la tensione di
alimentazione del core per facilitare il passaggio dei segnali elettrici all’interno dei
microcircuiti della CPU.
Di solito, per overclock normali, l’overvolt non è necessario, mentre per overclock al limite
l’overvolt è indispensabile, in quanto avremmo altrimenti dei frequenti blocchi di sistema.
Non aumentare la tensione del core più di 0,3 Volt, il calore generato può danneggiare la
CPU in modo irreversibile.
Inizialmente tutti i circuiti digitali funzionavano con la stessa tensione di alimentazione, ora
le tensioni si sono abbassate per risparmiare potenza, per esempio una CPU andrà più
veloce a tensioni di alimentazione più alte e più lenta ad alte temperature.
Il consumo di potenza aumenta con il quadrato della tensione di alimentazione.
Il VRM è un circuito che ha per ingresso una tensione con un valore, mentre in uscita si
ottiene un valore differente; è programmabile in grado di ricevere cinque differenti segnali
VID (Voltage IDentification) per generare una precisa tensione di alimentazione.
Questi 5 pin VID sono pilotati dalla CPU, il che consente alla CPU stessa di richiedere una
tensione di alimentazione superiore per operare a frequenza maggiori: ecco il segreto
dell’overvolt.
CONTROLLO H/W
La motherboard deve implementare un sistema di controllo H/W.
Dal momento in cui si avvia il sistema, deve controllare continuamente la tensione di
funzionamento, lo stato della ventola e la temperatura della CPU del sistema.
Se uno di questi indicatori va fuori limite, un allarme avvertirà l’utente attraverso l’utility di
controllo H/W Hardware Monitor implementata tramite il BIOS.
Condensatori a bassa ESR (Condensatori Serie Equivalenti)
La qualità dei condensatori a bassa ESR è molto importante per la stabilità
dell’alimentazione della CPU nel funzionamento a frequenze elevate.
Il posizionamento di questi condensatori richiede esperienza e precisione nei calcoli.
Oltre a tutto ciò, la motherboard deve impiegare condensatori da 1500 uF che sono molto
più capaci dei normali da 1000 uF e garantiscono una maggiore stabilità dell’alimentazione
della CPU.
Il circuito di alimentazione del voltaggio interno della CPU dev’essere controllato per
assicurare la stabilità del sistema con CPU ad alta velocità.
Un tipico voltaggio interno di CPU è 2.0 V, ciò significa che un design efficiente dovrebbe
fornire un voltaggio compreso tra 1.860 V e 2.140 V.
In breve, l’oscillazione deve essere minore di 280 mV.
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7. MEMORIA
Il tipo di memoria è un elemento da non trascurare perché influenza le prestazioni, il costo
e la possibilità di upgrade.
La memoria è organizzata secondo livelli gerarchici: ogni livello è caratterizzato da un
prezzo decrescente e da una dimensione crescente.
Dopo che la CPU ha inviato una richiesta alla RAM, la parola che serve non arriverà che
dopo molti cicli clock.
Due modi per affrontare il problema.
1. Fermare la CPU se un’istruzione cerca di usare la parola della memoria prima che questa
sia arrivata: stallo H/W.
2. Il compilatore genera codice NOP (No OPeration) che non usa il risultato della lettura
finché non arriva: stallo S/W.
In realtà non si tratta di un problema di tecnologia ma di economia.
I progettisti sanno costruire memorie veloci quanto una CPU ma devono trovarsi sullo stesso
chip.
Allora si combina una piccola memoria veloce (cache dal francese cacher che significa
nascondere) con una grossa quantità di memoria lenta.
I principi fondamentali alla base delle architetture delle cache sono i seguenti.
1. Localizzazione temporale: quando un’applicazione si appoggia ad una locazione di
memoria è probabile che farà riferimento ad essa anche in un momento successivo.
2. Localizzazione spaziale: un’applicazione tende a utilizzare e fare riferimento a locazioni
di memoria contigue.
Quando la cache riceve una richiesta per dati che non sono disponibili al suo interno si parla
di cache miss (mancato hit nella cache) e accade la prima volta che si richiede il codice di
un’applicazione, conosciuto come mancato hit per partenza a freddo o per primo riferimento.
Invece quando la CPU richiede una quantità di dati che non possono essere contenuti
all’interno della cache, si parla di mancato hit per capacità.
Le memorie cache on chip con la CPU sono più potenti e veloci della versione integrata
sulla motherboard, mantengono separati dati e istruzioni (architettura Harvard), per un
accesso simultaneo.
Altri fattori responsabili delle prestazioni della memoria sono i seguenti.
1. Latenza: è il tempo necessario a completare un’operazione sulla memoria, è stimabile
nell’ordine di X cicli del FSB per la lettura della prima cella e di un ciclo per la lettura delle
successive; moltiplicando il numero di cicli della latenza per il moltiplicatore della CPU,
si ottiene il numero di cicli CPU che intercorrono prima che il dato richiesto divenga
disponibile.
2. Banda di trasferimento dati: è la misura della quantità d’informazioni che possono fluire
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al secondo attraverso il canale da e verso la memoria, la capacità massima teorica può
essere calcolata moltiplicando il numero di bit trasferiti a ogni ciclo di clock per la
frequenza di funzionamento della memoria.
3. Frequenza di funzionamento: il divisore tra FSB e memoria permette d’impostare
frequenze differenti tra il bus della CPU e quello delle memorie.
Nelle DRAM (Dynamic RAM) i dati sono immagazzinati, sotto forma di carica elettrica, in
celle costituite da un transistor e da un condensatore.
Le celle sono ordinate secondo uno schema matriciale, righe (Row Line, collegate al gate
del transistor) e colonne (Bit Line) e, a loro volta, sono organizzate in banchi.
Poiché i condensatori perdono nel tempo il loro stato di carica è necessario effettuare
un’operazione di ricarica periodica: refresh.
Inoltre, ogni volta che è letto un dato il condensatore perde la sua carica, per questo motivo
i chip sono dotati di un circuito chiamato amplificatore di stato che identifica il dato in lettura
e lo riporta allo stato originale dopo la fase di accesso.
La memoria DRAM standard, quando riceve una richiesta dati dal controller, identifica la
riga in cui si trova il dato, dopo questa fase deve essere attivato l’amplificatore di stato
relativo a questa riga: questo intervallo di tempo è il tRP (Time Row Precharge, tempo di
attivazione della riga).
Intercorre un piccolo lasso di tempo durante il quale il segnale di riga si stabilizza prima di
poter impostare la colonna: questo intervallo di tempo è il tRCD (Time RAS To CAS Delay).
A questo punto può essere effettuato l’accesso alla colonna tCAC (Time Column Access) e
dopo un intervallo ti tempo tAC (Time Access) il dato richiesto è inviato ai pin di uscita della
DRAM, la lunghezza del ciclo di clock è indicata con t CLK.
Schema di accesso alla RAM.
Una delle tecniche per ottenere una maggiore efficienza nel recupero dei dati è la modalità
burst che, mediante la lettura anticipata delle colonne adiacenti a quella appena letta, riesce
a ridurre il tempo di latenza e la cache carica i dati secondo il principio della localizzazione
spaziale.
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CAS
Indica il numero di cicli, basati sul tempo t CAC, necessari perché il segnale di CAS attivi la
colonna desiderata all’interno della griglia della memoria.
Un modulo CAS2 è più veloce di uno CAS3 ed è preferibile per operazioni di overclock.
I timimg dei moduli DRAM sono indicati con 3 cifre sull’etichetta applicata al modulo stesso,
la prima cifra indica la latenza CAS, la seconda il numero di cicli per il tRCD, la terza indica il
tRP.
I moduli SDRAM (Synchronous DRAM) tipicamente hanno timing di tipo 3-2-2 (moduli
CAS3) o 2-2-2 (moduli CAS2).
Si può definire la latenza di CAS di un modulo di memoria come: >= (t CAC / tCLK).
Per esempio, un modulo con tCAC =20 ns e F = 100 MHz, per cui tCLK = 10 ns, CAS = 2.
Questi valori dipendono dalla frequenza del bus, quindi il modulo 2-2-2 dell’esempio
precedente, se la frequenza del bus sale a 133 MHz, il t CLK = 7,5 ns e quindi il modulo
diventa 3-3-3.
Parametri per incrementare le prestazioni della memoria di sistema.
1. Aumentare la frequenza del FSB.
2. Ottimizzare l’architettura del controller della memoria.
3. Aumentare la frequenza di lavoro delle memorie.
4. Diminuire i tempi di latenza delle memorie.
Le prestazioni non variano cambiando la memoria con moduli più veloci.
Aumentare la quantità di memoria installata.
Il produttore immagazzina tutti i dati necessari al corretto funzionamento delle memorie
DIMM (i connettori si trovano su entrambi i lati della scheda) o RIMM in una EPROM
(Erasable PROM Read Only Memory) chiamata SPD (Serial Presence Detect) che presenta
8 pin e una singola linea dati a lettura seriale.
Contiene informazioni sul modulo di memoria come: tipo di memoria, numero di banchi fisici,
volt, clock, latenze di CAS supportate, RAS Precharge, RAS to CAS Delay, numero di
banchi, ID del produttore, luogo di produzione, numero seriale del modulo.
Può essere utilizzato dal BIOS per stabilire la migliore sincronizzazione.
Installando 4 moduli di memoria, le temporizzazioni di accesso applicate saranno quelle
contenute nel chip SPD del modulo più lento.
Il moduli DIMM possono fornire la loro capacità di memorizzazione attraverso un unico
banco o due banchi di memoria.
Questa caratteristica agevola i produttori perché consente di realizzare moduli di
dimensione diversa utilizzando gli stessi integrati.
Per esempio, un modulo da 256 MB a banco singolo (Single Side) oppure, raddoppiando il
numero di chip, un modulo da 512 MB a banco doppio (Double Side).
Il circuito stampato sul quale sono saldati gli integrati prevede che tutti i chip che
compongono un banco siano posizionati sullo stesso lato.
Il chipset è in grado di amministrare in modo separato i due banchi.
Per esempio, la capacità di 1 GB si può ottenere:
2 moduli a banco singolo da 512 MB (ogni banco è di 512 MB).
2 moduli a banco doppio da 512 MB (ogni banco è di 256 MB).
4 moduli a banco singolo (ogni banco è di 256 MB).
4 moduli a banco doppio (ogni banco è di 128 MB).
Difficile reperire moduli esattamente identici che utilizzano gli stessi integrati di memoria e
le stesse temporizzazioni.
TIPI DI MEMORIA
SIMM
Nel periodo dei 386-486 era abbastanza comune trovare basette a 30 contatti che andavano
montate due alla volta al fine di creare il percorso a 32 bit richiesto dalla CPU, ogni basetta
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accettava 16 bit di dati alla volta.
Gran parte di queste SIMM erano prive del nono bit di parità.
Con l’affermarsi dei 486 ad alta velocità e con l’arrivo dei Pentium si passò alle SIMM con
72 contatti già prima in uso su alcune motherboard, come quelle dei PS/2 IBM.
In questo modo, una macchina 486 poteva accettare anche una SIMM per volta
mescolandone le capacità, visto che ogni modulo forniva in maniera autonoma i 32 bit
richiesti dalla CPU, passando al Pentium i moduli sono ridiventati accoppiati visto che usa
un bus di memoria a 64 bit.
Tutte le motherboard avevano 4 banchi e questo portava a configurazioni tipiche di 16 MB,
con 4 SIMM da 4 MB, oppure 32 MB con 2 SIMM da 16 M per arrivare a 64 MB con quattro
SIMM 64 MB.
DIMM
Moduli da 168 contatti che colloquiano a 64 bit con la CPU.
Il taglio tipico era da 32 MB, lasciando al contempo 3 banchi liberi per arrivare a 128 MB,
erano disponibili anche DIMM da 64 e da 128 MB, per un totale di 256 MB di RAM.
Non possono essere usate contemporaneamente DIMM e SIMM.
DRAM
Funziona come una matrice di bit suddivisi in righe e colonne.
L’informazione è volatile, in pratica non può essere mantenuta in mancanza di
alimentazione, si tratta di una tecnologia nata nel 1980.
Ogni bit è registrato in una cella che è composta da un condensatore e da un transistor.
Poiché il condensatore può trattenere la carica solo per pochi millisecondi, il contenuto della
DRAM deve essere continuamente “rinfrescato” o rigenerato, vale a dire che il
condensatore deve essere ricaricato frequentemente in modo da non perdere
l’informazione, bit che vi è registrata.
A ciascun bit si può accedere solo conoscendo il relativo indirizzo di riga e di colonna che è
ricavato dall’indirizzo binario specificato dalla CPU.
Il tempo di accesso tipico di un chip di DRAM è di 60 nanosecondi.
Tuttavia, ci vuole un tempo più lungo prima che questi dati siano effettivamente disponibili:
l’accesso alla riga e alla colonna deve essere predisposto, i dati devono essere trasferiti
all’esterno della memoria e quest’ultima dev’essere quindi preparata per il successivo ciclo
di lettura.
La somma di queste varie operazioni può richiedere dagli 85 ai 120 nanosecondi.
FPM (Fast Page Mode)
La DRAM di tipo FPM è stato il primo sistema adottato dai fabbricanti di PC per ridurre
questo tempo complessivo.
Il principio su cui si basa è quello di consentire l’accesso a diversi bit che si trovano tutti
sulla stessa riga di memoria, fornendoli uno dopo l’altro senza pause.
Gli accessi in lettura della memoria FPM iniziano con l’attivazione di una riga nella matrice
della DRAM e continuano con l’attivazione della prima colonna di una locazione di memoria
che contiene i dati desiderati.
Ogni pezzo d’informazione deve essere validato prima di essere trasferito al sistema.
Una volta che il pezzo corretto d’informazione è stato trovato, la colonna si disattiva ed è
attivata quella immediatamente successiva in previsione del fatto che il dato richiesto si trovi
nella locazione di memoria adiacente a quella appena consultata.
Nel momento in cui la colonna è disattivata si verifica uno stato di attesa visto che la CPU
deve attendere che la memoria completi il ciclo.
Il buffer dei dati in uscita è spento e rimane in tale condizione fino a quando ha inizio il ciclo
successivo oppure fino a quando è richiesto il prossimo pezzo d’informazione. Questo
meccanismo funziona ragionevolmente bene solo con letture sequenziali della memoria in
una data riga ed è stato per anni la base di funzionamento di tutti i PC in circolazione.
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A 66 MHz, la lettura di una memoria FPM da 60 nanosecondi richiede un ciclo burst di 6-33-3, 6 cicli di clock di sistema per il primo elemento dei dati, seguito da 3 cicli di clock ognuno
per i tre elementi successivi.
La prima fase include l’overhead, tempo perso in cicli di gestione interni, generato
dall’attivazione della riga e della colonna, una volta attivata, la memoria può trasferire i dati
alla velocità di 3 cicli di clock per elemento.
Se la memoria è invece da 70 nanosecondi il ciclo diventa 6-4-4-4.
Queste cifre si riferiscono al clock di sistema, in altre parole a quello che governa il bus di
collegamento tra CPU e memoria.
Non hanno nulla a che vedere con gli stati di attesa e con il clock della CPU la cui frequenza
è sempre un multiplo di quella di sistema.
Ad esempio un Pentium a 133 MHz ha una frequenza doppia rispetto al bus della memoria
e perciò un ciclo di tale bus corrisponde a due cicli del processore.
ECC (Error Checking and Correction)
Questa modalità necessita di 8 bit ECC per dati a 64 bit.
Ogni volta che si accede alla memoria, i bit ECC sono aggiornati e controllati da uno speciale
algoritmo che possiede la capacità di rilevare errori a doppio bit e correggere
automaticamente errori a singolo bit, mentre la modalità “parità” può solo rilevare errori a
singolo bit.
Costo aggiuntivo, impiegate nei server e per H/W destinati ad applicazioni mission critical.
EDO DRAM (Extended Data Output)
La DRAM di tipo EDO perfeziona il funzionamento della FPM permettendo di accedere alla
successiva colonna mentre il PC sta ancora prelevando dalla memoria il dato appena letto
nella colonna precedente.
L’EDO DRAM funziona in modo simile alla FPM DRAM: è attivata una riga di memoria e poi
è attivata la colonna.
Ma quando si trova il pezzo d’informazione, invece di disattivare la colonna e spegnere il
buffer di output come avviene nella FPM DRAM, la memoria EDO mantiene acceso il buffer
dei dati in uscita finché inizia l’accesso alla colonna seguente oppure il ciclo di lettura
successivo, il segnale di accessibilità dei dati in uscita dura più a lungo, vale a dire è esteso,
da cui il nome di questa particolare versione di DRAM.
Mantenendo acceso il buffer più a lungo, si acquista una maggiore flessibilità nella
temporizzazione della motherboard; inoltre, potendo abilitare immediatamente il successivo
ciclo di lettura, si eliminano o si riducono gli stati d’attesa e si velocizzano i trasferimenti
burst, a raffica.
L’EDO DRAM permette idealmente un ciclo di lettura burst più veloce della FPM DRAM.
Alla frequenza di 66 MHz una memoria EDO con un tempo di accesso di 50, 60 o addirittura
70 nanosecondi produce un ciclo di 6-2-2-2 contro 6-3-3-3, perciò si risparmiano 3 cicli di
clock in una lettura a raffica, burst, di quattro elementi.
Se il PC dispone di una dotazione adeguata di cache di secondo livello, si notano in realtà
poche differenze di prestazioni tra una RAM di tipo EDO e una FPM.
Il salto è invece molto significativo nelle macchine prive o povere di cache.
Sono asincrone, in pratica significa che le linee d’indirizzo e di dati non sono controllate dallo
stesso clock, sono simili alla PBSRAM (Pipelined Burst Static RAM) nell’utilizzo della
modalità di trasferimento burst.
BEDO (Burst EDO)
La DRAM di tipo BEDO costituisce una variante della DRAM EDO e aumenta ancora di più
la durata del ciclo di lettura.
Poiché molte applicazioni per PC accedono alla memoria in raffiche di 4 cicli per riempire
la cache, una volta conosciuto il primo indirizzo, è possibile fornire rapidamente alla
memoria i tre successivi.
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Il trucco consiste nell’aggiungere sul chip un contatore d’indirizzi così da ricavare l’indirizzo
successivo senza attendere che questo arrivi dal processore.
La DRAM di tipo BEDO dispone anche di uno stadio a pipeline che permette di dividere in
due componenti il ciclo di accesso alla pagina.
L’operazione di lettura inizia con il primo componente che accede ai dati dalla matrice
righe/colonne e li trasferisce allo stadio di output, il secondo componente prende i dati dallo
stadio di output e li trasmette sul bus di sistema.
Poiché i dati sono già nel buffer di output, si raggiunge un tempo di accesso più veloce.
La memoria BEDO può raggiungere un tempo massimo di 5-1-1-1 con BEDO DRAM di 52
nanosecondi e un bus a 66 MHz, risparmiando 3 ulteriori cicli di clock rispetto ad una
memoria EDO.
SDRAM
La DRAM di tipo SDRAM ha la caratteristica fondamentale di sincronizzare tutte le
operazioni con il segnale di clock proveniente dalla CPU.
Questo rende più semplice l’implementazione delle interfacce di controllo e riduce il tempo
di accesso alle colonne, non alle righe.
La SDRAM integra sul chip un contatore che può essere usato per incrementare
automaticamente gli indirizzi di colonna per accessi a raffica, in modo analogo a quel che
succede nella memoria BEDO.
Questo significa che la SDRAM permette d’iniziare nuovi accessi alla memoria prima che
l’accesso precedente sia stato completato.
La SDRAM può eseguire letture burst con cadenza di 5-1-1-1 su un bus a 66 MHz, a
condizione che il PC sia ben progettato e ben configurato.
La lunghezza e la latenza di un ciclo di lettura burst della SDRAM sono completamente
programmabili attraverso un registro integrato nel chip.
Laddove esteriormente EDO e FPM sono fatte nello stesso modo, la DRAM sincrona si
differenzia per il fatto che incorpora piedini aggiuntivi che servono appunto alla
sincronizzazione.
Al proprio interno, inoltre, ogni singolo banco è suddiviso in banchi multipli così da creare
un meccanismo d’interleave, sovrapposizione degli accessi, analogo a quello ottenibile con
banchi multipli di DRAM convenzionale.
Questo serve ad accelerare gli accessi quando si riferiscono a diverse righe di memoria.
Utilizza il FSB della CPU come segnale di clock per le operazioni di R/W della memoria
(sincrona), in un registro speciale memorizza gli indirizzi di riga e colonna del dato richiesto,
così che la CPU possa proseguire l’esecuzione delle istruzioni nella pipeline mentre attende
l’arrivo dell’informazione.
Poiché questa arriva sincronizzata sul fronte del FSB, la CPU può programmare il rendez
vous dei dati con le istruzioni all’interno degli stadi di esecuzione della pipeline.
SDRAM è disponibile come DIMM da 168 pin a 64 bit, 2 clock o 4 clock (per identificare
DIMM a 2 clock o 4 clock, controllate se ci sono tracce connesse ai pin 79 e 163 del modulo
SDRAM, se ci sono tracce, la SDRAM è a 4 clock; in caso contrario, è a 2 clock), può essere
a faccia singola o doppia (per identificare DIMM a faccia singola o doppia, controllate i pin
114 e 129, se ci sono tracce connesse ai pin 114 e 129, il modulo DIMM è a doppia faccia;
in caso contrario, è a faccia singola), i segnali dei contatti dorati su ogni faccia del PCB sono
differenti, perciò è chiamato “Dual In Line”.
Quasi tutti i moduli DIMM sono fatti con SDRAM che opera a 3.3 V.
Notare che alcuni vecchi DIMM sono fatti con FPM/EDO e funzionano solo a 5 V.
Non confonderli con i SDRAM DIMM.
SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM)
L’architettura è costituita da tre elementi.
1. Il core centrale.
2. Il buffer d’I/O o DQ (Data Queue, coda di dati).
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3. Il circuito di alimentazione.
Nella memoria SDR SDRAM e DDR SDRAM il core centrale e il DQ funzionano alla stessa
frequenza e solo una differenza di protocollo permette alla seconda di essere più efficiente
della prima.
Opera in modo sincrono con la frequenza di bus di sistema FSB della motherboard.
Trasferisce un singolo dato per ogni ciclo di clock, sul fronte di salita, è disponibile in tre
tipologie: PC66, PC100 (SDR 100, 100 MHz, 800 MBps), PC133 (SDR 133, 133 MHz, 1066
MBps).
Due tacche, 168 pin, 64 bit e alimentazione 3,3 V.
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)
Le DDR sono in grado d’inviare 2 dati, a parità di frequenza del FSB, per ogni ciclo di clock
(sul fronte di salita e su quello di discesa) per questo motivo il protocollo è stato chiamato
Double Data Rate.
PC1600 (200 MHz, 64 bit, 1,6 GBps), PC2100 (DDR 266, 133 MHz, 64 bit, 2,1 GBps),
PC2700 (DDR 333, 166 MHz, 64 bit, 2,7 GBps), PC3200 (DDR 400, 200 MHz, 64 bit, 3,2
GBps). Cicli di latenza: CL3, CL2.5, CL2.
Packaging di tipo TSOP (Thin Small Outline Package) 184 pin e alimentazione 2,6 V.
DDR2
A parità di frequenza della cella di memoria ha un data rate doppio rispetto alle DDR, perchè
è effettuato il prefetch di 4 dati anziché di 2 che, una volta immagazzinati nel buffer di I/O o
DQ, funzionante a frequenza doppia rispetto alle celle di memoria, sono inviati al controller
tramite il protocollo DDR.
PC2 3200 (DDR2 400, 100 MHz, 64 bit, 3,2 GBps), PC2 4300 (DDR2 533, 133 MHz, 64 bit,
4,26 GBps), PC2 5300 (DDR2 667, 166 MHz, 64 bit, 5,3 GBps), PC2 6400 (DDR2 800, 200
MHz, 64 bit, 6,4 GBps).
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um 46 di 119
Cicli di latenza: CL3.
Packaging di tipo FBGA (Fine-Pitch Ball Grid Array) 240 pin e alimentazione 1,8 V.
Per evitare problemi d’installazione, gli slot DDR e DDR2 sono colorati in maniera da
evidenziare gli accoppiamenti duali.
All’interno dei chip è stato inserito un terminatore di segnale ODT (On Die Termination). Con
questo tipo di chip non è possibile inviare un comando d’inizializzazione del banco di
memoria successivo contemporaneamente al comando di lettura del banco
precedentemente aperto: si forma un buco nel flusso dati dal modulo al controller che si
traduce in una perdita di prestazioni.
L’AL (Additive Latency) dei moduli DDR2 permette alla logica di controllo, in caso di richieste
simultanee non eseguibili, d’inviare il secondo comando con un numero di cicli di clock di
ritardo pari al valore di AL.
La WL (Write Latency), fissa a 1T per i moduli DDR è variabile (RL-1) in quelli DDR2.
Package
Tensione
Densità
Velocità
Latenza in lettura
Latenza in scrittura
Moduli
DDR
TSOP 66 pin
2,5 V – 2,5 V I/O
128 MB – 2 GB
…, 400 MHz
2 2,5 3 clock
1 clock
172, 184, 200 pin
DDR2
FBGA
1,8 V – 1,8 V I/O
256 MB – 4 GB
…, 800 MHz
CL + AL (CL = 3,4,5)
Latenza in lettura -1
200, 214, 240, 244 pin
Vantaggi DDR2
Maggior velocità
Minor potenza
Maggiore densità
Più veloce
Più veloce
Più veloce
Si devono riempire gli slot di memoria nell’ordine corretto.
Se, ad esempio, la motherboard ha 4 DIMM, questi saranno numerati DIMM 1, DIMM 2 e
così via.
Se ha 3 moduli di memoria, installare il primo nel DIMM 1, seguito dal DIMM 2, quindi DIMM
3.
Non lasciare slot intermedi vuoti.
Inoltre, controllare con attenzione il manuale della motherboard per eventuali requisiti per i
moduli di memoria single-sided o double-sided.
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Comprare la RAM adatta al
proprio sistema e
assicurarsi che il sistema
possa sfruttarla.
Localizzare gli slot per la
memoria.
Sbloccare lo slot premendo
i fermi che lo trattengono
verso l’esterno.
Allineare una DIMM sullo
slot così che il pettine della
DIMM combaci con la sua
sede sullo slot.
Inserire la DIMM nello slot
finché i clip che la
trattengono ritornano al loro
posto.
DDR3
Elettricamente e meccanicamente incompatibili con le DDR2, le DDR3 si riconoscono per
la diversa disposizione della tacca sulla basetta dei contatti.
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Vantaggi delle DDR3.
1. Il doppio dei bit letti/scritti da ogni cella per ogni comando di R/W permettono parametri
tCK più stretti.
2. Riduce la potenza richiesta al sistema.
3. Più velocità per le operazioni d’I/O.
4. All’aumentare della densità e frequenza permette t CK più bassi.
5. Latenze più lunghe permettono di avere t CK più veloci.
6. Più opzioni di latenza addizionale per la sincronizzazione dei comandi.
7. Migliora l’efficienza del bus dei comandi.
8. Latenze di accesso più basse.
9. Variabile tra letture e non letture.
10. Calibrazione dinamica automatica dei ritardi da parte del controller.
Le principali differenze tra DDR2 e DDR3.
DDR2
Architettura
DDR/4n bit prefetch
Tensione di alimentazione
1,8 ± 0,1
(Vdd/Vddq)
Interfaccia
SSTL_18
Velocità
400, 533, 667 e 800 MHz
Numero di banchi per chip
4
Latenza (5)
3, 4, 5, 6
Latenza addizionale
opzionali 0, 1, 2, 3, 4
Latenza in scrittura
latenza in lettura -1
CL / tRCD / tRP (ns)
15 / 15 / 15
Sensore di temperatura
No
Terminazione
ODT statica
Calibrazione
OCD trim
Livellazione segnale
No
Reset
No
DDR3
DDR/8n bit prefetch
1,5 ± 0,075
SSTL_15
800, 1.066, 1.333 e 1.600 MHz
8
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
0, CL-1, CL-2
programmabile
12 / 12 / 12
Sì
ODT dinamica
ZQ Calibration (self driver)
Sì
Sì
Configurazione di memoria a doppio canale (Dual channel)
L’accesso in R/W avviene simultaneamente e in modo indipendente, consentendo di
raddoppiare la larghezza di banda disponibile, il canale a 64 bit è raddoppiato a 128 bit.
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Le temporizzazioni delle memorie diventano un fattore critico: i tempi di latenza ottimali si
raggiungono solo utilizzando coppie di moduli gemelli per tipo e capacità, conformità sia del
circuito stampato sia degli integrati di memoria.
Se la motherboard supporta la memoria dual channel, si deve prestare particolare
attenzione a installare moduli identici (stessa velocità, stessa capacità, idealmente stesso
produttore) in coppie corrispondenti e nei DIMM corretti.
Nell’esempio seguente, i DIMM sono organizzati in 2 coppie, ciascuna rappresentante un
canale.
DIMM 1 e DIMM 2 insieme sono il canale A e DIMM 3 e DIMM 4 sono il canale B.
Per il funzionamento dual channel, si deve installare un modulo nel DIMM 1 (canale A) e un
modulo corrispondente nel DIMM 3 (canale B).
Gli slot sono spesso codificati con un colore.
Gli slot DIMM possono essere numerati sulla motherboard ma possono anche essere
altrimenti identificati con l’aiuto di un diagramma schematico riportato nel manuale della
motherboard.
Su entrambe le estremità di ogni slot sono previste delle linguette di blocco in plastica. Aprire
quelle dello slot DIMM 1 ed estrarre il primo modulo di memoria dalla busta antistatica.
Tenerlo dalle estremità per evitare il contatto con i chip di memoria o con il bordo dei contatti.
Allineare con attenzione il modulo allo slot DIMM. Il modulo e lo slot presentano entrambi
una tacca per assicurare l’orientamento corretto.
Premere sul modulo con entrambi i pollici finché le linguette in plastica non scattano in
posizione, assicurarsi che il modulo sia verticale e sia allineato correttamente con lo slot.
Installare il secondo modulo nello slot appropriato per il funzionamento dualchannel.
In questo caso è il DIMM 3, codificato con il colore giallo corrispondente al DIMM 1.
DDR4
Packaging: FBGA.
Densità moduli.
Frequenza: 2133 MHz.
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Consumi: 1.0 V.
I/O: SSTL15 (Stub Series Terminated Logic).
Tempi di latenza: nanosecondi.
Fully buffered: canale seriale point-to-point, permette di aumentare la quantità di RAM
installabile e semplifica il layout delle matherboard.
DRDRAM (Direct RDRAM)
Assicurarsi di utilizzare i banchi corretti, di solito indicati con A e B.
Inserire negli eventuali zoccoli vuoti i moduli di continuità.
Non ci possono essere alloggiamenti vuoti perché ci dev’essere continuità elettrica, per
questo sono stati progettati dei moduli speciali C-RIMM che servono solo da collegamento
elettrico.
Questo tipo di memoria favorisce accessi che possono essere predetti: lettura anticipata e
predizione dei salti, per questo è importante l’accoppiata CPU - DRDRAM.
È una tecnologia di memoria che utilizza una modalità di trasferimento dati burst, invece
d’impiegare differenti linee per trasferire i segnali elettrici relativi agli indirizzi di riga e
colonna e dati, usa un protocollo di trasmissione che consente di far viaggiare tutte le
comunicazioni e i dati tra il chipset e la memoria sullo stesso canale.
Teoricamente, la velocità di trasferimento dati dovrebbe essere più alta della SDRAM.
Funziona a cascata nel canale.
Nell’Intel 820, solo un canale RDRAM è supportato, con dati a 16 bit per canale e questo
canale può avere al massimo 32 dispositivi RDRAM, non importa quanti socket RIMM ci
siano.
Installata in moduli RIMM (un modulo di memoria può contenere fino ad un massimo di 16
dispositivi RDRAM), due tacche, 184 contatti, il chip ha a bordo un dissipatore di colore
metallico che lo protegge dal surriscaldamento.
È una memoria indipendente dal bus di sistema: funziona ad una frequenza di 800 MHz, la
sua frequenza reale è di 400 MHz ma i dati sono trasferiti su entrambi i fronti del segnale di
clock (PC800, 16 bit, 1,6 GBps).
PC1000 a 1 GHz, PBSRAM.
Nelle CPU socket 7, una lettura di dati burst richiede 4 QWord (Quad word, 4*16=64 bits).
La PBSRAM necessita solamente del tempo di decodifica di un indirizzo e invia
automaticamente le QWords rimanenti alla CPU secondo una sequenza predefinita.
Normalmente, essa è 3-1-1-1, in totale 6 clock che è più veloce della DRAM asincrona.
La PBSRAM è spesso usata nella cache L2 delle CPU socket 7.
Le CPU slot 1 e socket 370 non necessitano di PBSRAM.
Incrementare le prestazioni
Esistono tre strade per incrementare la banda di trasmissione dati della memoria.
1. Incrementare la frequenza operativa: è ciò che fa l’overclock (domestico o di fabbrica).
2. Aumentare l’ampiezza del bus di trasmissione: comporta una maggiore difficoltà
costruttiva dei chip poichè è necessario realizzare un maggior numero di pin, questo si
contrappone alla tendenza di realizzare chip sempre più piccoli per risparmiare durante
Come assemblare un PC
um 51 di 119
la fase di produzione del silicio
3. Innalzare il numero di dati trasmessi su ogni pin di collegamento: è la soluzione ideale
in quanto permette d’incrementare la banda di trasferimento dati mantenendo un basso
numero di pin.
XDR (eXtreme Data Rate) DRAM di Rambus
L’architettura è costituita da 5 elementi.
1. Il core centrale.
2. L’I/O cell (XIO Cell), integrato in un chip ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
3. Il controller della memoria, XMC.
4. Il bus di collegamento XDR Interconnect.
5. Il generatore di clock, XCG.
Il protocollo di trasmissione di tipo ODR (Octal Data Rate), trasferisce 8 bit per ogni ciclo di
clock, lavora a 400 MHz.
I SIMM (Single IMM, 72 pin, la fila di connettori si trova da un lato della scheda) sono stati
eliminati nella progettazione delle motherboard attuali, i segnali dei contatti dorati su
ciascuna faccia del PCB sono identici, per questo era stata chiamata “Single In line”.
I moduli SIMM devono essere sempre un numero pari (2 banchi da 16 MB, o 2 da 32, o 4
da 16 MB).
I connettori sono bianchi e in numero variabile da 2 a 4, con piccole alette plastiche ai lati
che servono per fissare i moduli.
Nel caso delle SIMM il modulo va inserito tenendolo inizialmente inclinato a 45° rispetto
all’asse dello slot, quindi va portato in posizione verticale in modo che si agganci alle due
linguette laterali del banco.
Tutte le motherboard oggi utilizzano moduli di memoria di tipo DIMM, se ne può inserire
anche solo uno.
I connettori, noti come banchi memoria, sono in genere di colore nero.
OVERCLOCK
I parametri di latenza sono solitamente indicati sulla confezione esterna o, con un’etichetta,
sul modulo stesso, mediante una stringa numerica da sinistra a destra.
4-4-4-8
Valori programmati nell’SPD.
4-4-4-12
Valori da inserire a mano.
5-5-5-15
Valori da inserire a mano.
La latenza di CAS.
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um 52 di 119
Il ritardo tra un comando RAS e uno CAS (tRCD).
Il ritardo dovuto alla precarica della riga (tRP).
Il ritardo dovuto alla precarica della colonna (tCAC).
Alcune volte è riportato il CR (Command Rate) 1T, 2T, o superiore; indica il ritardo minimo,
in cicli di clock, tra il segnale di selezione del chip di memoria e il successivo comando.
OVERVOLT
Se si aumenta il voltaggio di alimentazione delle memorie, si riescono a raggiungere
frequenze più elevate senza pagare nulla in termini di latenza o, viceversa, si possono
impostare timing spinti senza diminuire la frequenza del bus.
Le motherboard permettono d’impostare l’alimentazione della RAM nell’intervallo 2.5-2.9
volts: problemi di surriscaldamento.
DISTRIBUTORI
Prima di acquistare la memoria per il PC, si deve analizzare quale sia l’utilizzo di questa
risorsa da parte delle applicazioni usate maggiormente.
Prodotti con data rate elevati possono ridurre i tempi di latenza per l’acquisizione di un
grosso blocco di dati nonostante i timing del modulo siano superiori a quelli di un prodotto
dalla frequenza inferiore.
Per S/W con numerosi accessi ma con piccole quantità di dati occorrono RAM con bassa
latenza piuttosto che elevate velocità.
RAFFREDDAMENTO
Molti distributori progettano già le loro memorie dotate di dissipatori passivi, in modo da
evitare che nelle situazioni di grande stress dei chip si scaldino parecchio.
Nel caso in cui i banchi di memoria ne fossero sprovvisti è possibile acquistare a parte i
dissipatori; questi ci sono sia in rame sia in alluminio.
SRAM
Quando si parla di cache, si fa normalmente riferimento alla cache di secondo livello L2,
chiamata anche cache esterna.
La cache L2 è da sempre composta da SRAM, un tipo di memoria molto veloce e costosa.
Il tempo di accesso medio va dai 10 ai 25 nanosecondi.
La maggiore velocità è dovuta al fatto che non è necessario rigenerare periodicamente il
contenuto della cella visto che quest’ultima è composta da due transistor collegati in modo
da ritenere lo stato fintantoché l’alimentazione esterna è mantenuta.
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um 53 di 119
Essendo più complessa da costruire della DRAM, la SRAM occupa più spazio su silicio,
consuma più corrente e dissipa più calore.
La cache funge da memoria di transito fra la RAM centrale e la CPU.
Ogni volta che quest’ultima preleva informazioni dalla DRAM, ne è riprodotta una copia che
finisce nella cache per essere immediatamente reperibile per qualsiasi accesso successivo,
nella cache sono copiate inoltre le informazioni che in memoria sono adiacenti al dato
appena richiesto così che nelle successive operazioni la CPU non debba più accedere alla
DRAM ma possa servirsi direttamente dalla cache, ben più veloce.
Il tipo più semplice di SRAM utilizza un design asincrono, in pratica la CPU trasmette un
indirizzo, la cache lo riceve e restituisce i dati qualora siano a sua disposizione.
Un ciclo extra è richiesto all’inizio di ogni accesso per la ricerca del TAG, indicatore che
segnala alla CPU se i dati cercati si trovano effettivamente nella cache, così che in caso
negativo non si perda tempo nell’eseguire un accesso a vuoto ma si dirotti la richiesta
direttamente alla memoria centrale.
Su un bus a 66 MHz, il tempo di risposta della cache asincrona può essere di 3-2-2-2 in
lettura e di 4-2-2-2 in scrittura.
La cache di tipo sincrono immagazzina gli indirizzi in ingresso per eseguire la routine di
ricerca in due o più cicli di clock.
Durante il primo ciclo di clock l’indirizzo richiesto è memorizzato in un registro.
Durante il secondo ciclo, la cache recupera il dato e lo consegna.
Poiché l’indirizzo è immagazzinato nel registro, la cache sincrona può ricevere l’indirizzo
successivo mentre ancora la CPU sta leggendo i dati della precedente richiesta.
La SRAM sincrona riesce a fornire una raffica di dati successivi senza dover ricevere e
decodificare ulteriori indirizzi.
Su un bus a 66 MHz il tempo di risposta può essere ridotto a 2-1-1-1.
Nel caso fortuito in cui l’accesso colpisca la cache nella stessa riga in cui si era verificata la
lettura precedente si ha un eccezionale ciclo 1-1-1-1.
Si sta parlando di clock di sistema e che perciò anche nella condizione migliore di un singolo
ciclo di bus per accesso, la CPU sta comunque sprecando da due a tre dei propri cicli per
accedere alla cache esterna in virtù della differenza nelle rispettive frequenze.
È pertanto altamente preferibile poter recuperare il dato dalla cache interna del processore,
L1, oppure da una cache di secondo livello che vada alla stessa frequenza della CPU, come
nel caso del Pentium Pro.
Esiste anche un altro tipo di SRAM sincrona che si chiama pipelined burst.
L’uso della pipeline aggiunge essenzialmente uno stadio di output dove immagazzinare i
dati letti dalle locazioni di memoria in modo che le letture successive siano accessibili più
velocemente, senza la latenza indotta dalla ricerca nella matrice della memoria per ottenere
il dato successivo.
Questo tipo di tecnologia funziona più efficacemente quando l’accesso è sequenziale, come
nel riempimento lineare della cache dove si copia il dato dall’indirizzo richiesto e poi il
contenuto in sequenza di tutti gli indirizzi consecutivi.
I progettisti sanno costruire memorie veloci quanto una CPU ma devono trovarsi sullo stesso
chip.
Da anni si sa che le applicazioni non accedono alle loro memorie in modo completamente
casuale.
Se un dato riferimento di memoria è all’indirizzo A è molto probabile che il riferimento
successivo sia nelle vicinanze di A.
A eccezione dei JMP e delle CALL, le istruzioni sono prelevate da locazioni consecutive di
memoria.
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8. CONNESSIONE DEI CAVI DEL PANNELLO FRONTALE
Oltre ai comuni LED che indicano il funzionamento del PC, i case sono dotati d’ingressi
frontali, come ad esempio quelli USB e per le cuffie per permettere un inserimento più
comodo delle periferiche senza dover necessariamente andare sempre a trovare tali
ingressi sul retro del PC.
Con motherboard ASUS, il collegamento dei LED frontali è semplice, infatti questa casa
produttrice mette a disposizione un modulo chiamato ASUS Q Connector sul quale vanno
collegati i vari cavetti, eliminando così il problema del dover ogni volta collegare e scollegare
i singoli cavi del pannello, rendendo così le connessioni precise ed evitando eventuali errori.
Per effettuare il collegamento basta fare riferimento alle indicazioni sul lato del modulo Q
Connector, i cavetti sono relativi ai seguenti LED, tasti e speaker.
1. LED dell’hard disk: è il cavetto a 2 pin di colore rosso e bianco che permette di capire se
l’hard disk sta lavorando o meno; va collegato ai connettori denominati IDE LED+ e IDE
LED-; è riconoscibile in quanto all’ estremità vi è stampato il nominativo HDD (Hard Disk
Drive) LED.
2. LED dell’accensione: è il cavetto a 2 pin separati di colore verde e bianco che permette
di capire se il PC è acceso o no; va collegato ai connettori PLED+ e PLED-; i 2 connettori
sono distinti dai simboli + e –.
3. Tasto per l’accensione: è il cavetto a 2 pin di colore blu e bianco che permette
l’accensione del PC; va collegato ai connettori PWR e Ground; è riconoscibile dalla
dicitura POWER SW stampata.
4. Tasto per resettare: è il cavetto a 2 pin di colore grigio che permette il riavvio forzato del
sistema in caso di necessità; va collegato ai connettori Reset e Gound ed è riconoscibile
dalla dicitura RESET SW.
5. Speaker del case: è il cavetto a 4 pin di colore nero e giallo che permette allo speaker di
emettere suoni; va collegato ai connettori Speaker, Ground, Ground e +5V ed è
distinguibile attraverso la scritta SPEAKER.
Si procede al suo inserimento sui connettori posti sulla motherboard.
Connessione del cavo di alimentazione ATX
Inserire i connettori power LED, speaker e reset switch sui rispettivi pin.
Trovare il power switch del case ATX, è un connettore femmina a 2 pin del pannello frontale
del case.
Inserire questo connettore nel connettore soft-power switch contrassegnato con SPWR.
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L’alimentatore ATX utilizza il connettore a 20 pin.
Assicurarsi d’inserirlo per il verso giusto.
In un sistema ATX, una corrente di “standby” è sempre presente nella motherboard.
Assicurarsi di aver staccato il cavo di alimentazione ATX prima d’inserire o togliere ogni
CPU, DIMM, scheda PCI o AGP, altrimenti, il componente potrebbe subire gravi danni.
Spia alimentazione ATX
Questo LED indica che il cavo di alimentazione ATX è connesso alla motherboard, non
inserire o togliere alcun componente installato nel sistema mentre questo LED è acceso.
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9. CONNESSIONE PORTE AGGIUNTIVE
Vista del pannello posteriore del case.
1
13
12
2
11
10
3, 4, 5, 6 ,7 ,8
9
1 Porta Parallela stampante LPT1 (Line Printer Terminal).
2 Porta RJ-45 LAN (Local Area Network).
3 Uscita per gli altoparlanti laterali utilizzata nei sistemi surround (Gray).
4 Uscita per gli altoparlanti posteriori utilizzata nei sistemi surround (Black).
5 Uscita digitale S/PDIF utilizzata come uscita analogica per subwoofer (Orange).
6 Entrata analogica (Light Blue).
7 Uscita stereo principale per cuffie o altoparlanti frontali (Lime).
8 Entrata analogica per il microfono (Pink).
9 Due Porte USB 2.0, 10 Due Porte USB 2.0.
11 Porta VGA (Video Graphics Array).
12 Porta PS/2 tastiera (Purple).
13 Porta PS/2 Mouse (Green).
Porta seriale COM1, Porta IEEE 1394, Porta Game.
Supporto per porte USB
È un bus di periferica seriale a 4 pin, +5 V, fornisce potenza direttamente dall’host minimo
0, 5 W e massimo 2,5 W, capace di connettere in cascata periferiche a bassa e media
velocità con un DTR di 1,5 - 12 - 480 MBitps, come tastiera, mouse, joystick, scanner e
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um 57 di 119
stampante.
I dispositivi USB sono di due tipi: terminali e hub (una porta di upstream verso l’host e più
porte di downstream verso altri hub o dispositivi per un massimo di 7 livelli).
Il protocollo di comunicazione, di tipo token, gestisce collegamenti multipli e in cascata, per
un massimo di 127 dispositivi per host.
Rilevazione degli errori a livello di bit con tecnica CRC.
Grazie all’USB, il tradizionale groviglio di cavi del pannello posteriore del PC può essere
eliminato. In generale il SB possiede due controller USB (USB 1.1 e USB 2.0), ciascuno in
grado di gestire 2 porte, quindi le motherboard supportano 4 porte USB.
Due di esse si trovano sul pannello posteriore, le altre due nell’area in basso a sinistra della
motherboard, con un cavo specifico, si connettono al pannello frontale.
Le periferiche USB 3.0 funzionano correttamente anche se collegate a porte USB 2.0.
Non vale però il viceversa.
Per i dispositivi che occorre collegare e scollegare di frequente è consigliabile usare le porte
USB frontali.
Le periferiche che, invece, si scollegano raramente è consigliabile usare le porte USB sul
retro del PC.
AMR (AUDIO MODEM RISER)
Il circuito CODEC della soluzione audio/modem può essere collocato sulla motherboard o
su di una scheda “riser” (scheda AMR) che s’inserisce sulla motherboard tramite un
connettore AMR.
Dato che la potenza di calcolo delle CPU sta aumentando, il lavoro di calcolo digitale può
essere implementato nel chipset e utilizzare la potenza della CPU.
Il circuito per la conversione analogica (CODEC) richiede un design differente e separato,
quindi è messo sulla scheda AMR.
La motherboard implementa un CODEC audio integrato (può essere disabilitato) ma
conserva lo slot AMR per l’opzione della funzione modem ma è possibile usare una scheda
modem PCI.
Intel ha sviluppato le specifiche AC Link, è un’interfaccia a 5 segnali verso un CODEC
esterno.
Per l’audio si connette ad un chip che integra un CODEC, un convertitore digitale/analogico
per pilotare i diffusori audio, un CODEC analogico/digitale per pilotare i segnali analogici
d’input.
Per la telefonia integra un’interfaccia per la connessione alla linea telefonica.
SCHEDE RISER
Sono schede a basso costo da inserire in specifici connettori, sono di due tipi.
1. CNR (Communication and Networking Riser): soluzione Intel.
2. ACR (Advanced Communication Riser).
CONNETTORE IRDA
Può essere configurato per supportare un modulo a infrarossi senza fili (sfrutta lo stesso
sistema utilizzato per il telecomando della TV unidirezionale; per il PC è bidirezionale);
grazie a questo modulo e ad applicativi S/W come LapLink o Direct Cable Connection,
l’utente può trasferire file da o verso laptop, notebook, dispositivi PDA (Personal Digital
Assistant) e stampanti.
Questo connettore supporta da 9,6 Kbps a 4 Mbps, 2 metri.
Installare il modulo a infrarossi sul connettore IrDA e abilitare la funzione infrarossi dal BIOS
Setup, UART 2 Mode; quando s’inserisce il connettore IrDA, assicurarsi di orientarlo
correttamente perché i dispositivi devono essere in linea e non ci devono essere ostacoli.
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WOM
La motherboard implementa uno speciale circuito per il supporto accensione da modem,
sono supportate sia le schede modem interne sia modem esterni.
Dato che la scheda modem interna non consuma energia quando il sistema è spento, è
consigliabile l’uso di un modem interno.
Per utilizzare un modem interno, connettere il cavo a 4 pin dal connettore RING della scheda
modem al connettore WOM della motherboard.
WOL
Questa caratteristica è molto simile all’accensione da modem ma utilizza la LAN.
Quando il sistema è spento, l’adattatore si pone in uno stato a basso consumo e attende
l’arrivo di un pacchetto speciale (magic packet) dalla console remota.
Quando quest’ultimo arriva, la scheda di rete comanda all’alimentatore di accendere il
sistema.
Per usare questa funzione si deve avere una scheda di rete con un chipset che supporti
questa caratteristica e collegare un cavo dalla scheda di rete al connettore WOL sulla
motherboard.
Il codice identificativo del sistema, un indirizzo IP (Internet Protocol) si trova nella scheda di
rete e a causa dell’elevato traffico sulla rete Ethernet, si deve installare un S/W di gestione
della rete, come ad esempio ADM, per controllare la modalità di accensione del sistema.
Notare che è necessaria una corrente ATX di “Standby” di almeno 600 mA per supportare
questa funzione della scheda di rete LAN.
SCHEDA DI RETE NIC (NETWORK INTERFACE CARD)
Esistono diverse tipologie di schede di rete: direttamente integrate sulla motherboard o
schede aggiuntive su bus PCI.
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10. SCHEDA VIDEO
Lo slot AGP o PCI Express sulla motherboard è il connettore di espansione più vicino alla
CPU e maggiormente distanziato dal retro del telaio rispetto ai connettori PCI.
1. Prima d’installare, leggere le istruzioni della scheda e impostare i settaggi corretti.
2. Rimuovere i ganci sullo slot e tenere a portata di mano le viti.
3. Allineare il connettore della scheda con lo slot e premere con decisione finché la scheda
è completamente inserita nello slot.
4. Agganciare la scheda con le viti.
Alcune schede grafiche richiedono un connettore di alimentazione separato a 4 pin come
quello del disco rigido o il connettore più piccolo usato per il floppy, in quanto assorbono più
potenza di quanta lo slot AGP o PCI Express sia in grado di fornire; inoltre a causa
dell’elevato spazio richiesto per alloggiare il dissipatore esiste l’impossibilità d’installare
schede nel primo slot PCI sottostante quello della VGA.
L’AGP 8X (sopra) e il PCI Express X16 (sotto) differiscono a livello meccanico, elettrico e
architetturale.
L’AGP 8X garantisce una banda passante di 4 GBps, mentre quella PCI Express raggiunge
gli 8 GBps in full duplex.
Costruttore
ATI (Catalyst), nVidia (ForceWare).
Modello
Ludico, OpenGL (Open Graphics Library) professionale, applicazioni 3D, animazione e
simulazione.
Senza la scheda grafica il sistema non può essere avviato.
L’inserimento della scheda grafica, come per ogni altra scheda, è un’operazione abbastanza
semplice, in quanto basta allineare i connettori presenti sulla stessa con la fessura dello slot
e inserirla con decisione (il più delle volte è necessario premere con tutta la mano), fissando
quindi con una vite l’aletta di fissaggio all’intelaiatura del case.
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DVI-I
DVI-D (DVI-Digital).
Risoluzione
VGA è lo standard 640*480*16 colori.
Chip grafico, tipo e frequenza di GPU (Graphic Processing Unit)
Bus di memoria e frequenza chip/memoria
Processo produttivo
Nanometri.
Numero di transistor
Milioni.
Numero delle pipeline, Vertex Shader/Versione, Pixel Shader/versione
Interfaccia AGP, DirectX supportate, OpenGL
Alimentazione ausiliaria
Architettura
Parallela MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) e superscalare.
Velocità di refresh verticale
La frequenza del sincronismo verticale generabile dalla scheda e accettabile dal monitor
80Hz.
Uscita
VGA, S-Video (TV), DVI-I (Digital Video Interface-Integrated, veicola anche il segnale
analogico), DVI-D.
RAMDAC (RAM Digital to Analog Converter)
Convertitore digitale analogico che trasforma l’immagine presente nella RAM video in
impulsi che possono essere visualizzati sul monitor.
Tipo, interfaccia (bit) e quantità di RAM video installata installabile
La memoria a bordo di una scheda video può essere suddivisa nei seguenti modi.
1. MDRAM (Multibank RAM): una sola porta di R/W, il controller della VGA e la CPU
devono contendersi l’uso della risorsa.
2. VRAM (Video RAM): memoria “dedicata” alle applicazioni video e in particolare di tipo
dual port, in quanto da un lato il RAMDAC che pilota il monitor necessita di accedere alla
memoria per l’aggiornamento dello schermo e dall’altro il controller grafico deve
aggiornare i dati in memoria secondo le istruzioni provenienti dal bus principale; le
memorie che combinano un array di DRAM e una memoria ad accesso seriale SAM
sono denominate VRAM e trovano impiego come “field memory” e “display buffer”; in
queste memorie i bus di rinfresco e di rendering sono separati in modo da non rallentare
il flusso di dati grafici o video.
3. WRAM (Windows RAM): è una versione modificata di VRAM di produzione Samsung,
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ottimizzata per le applicazioni grafiche; mentre, infatti, l’area ad accesso seriale SAM
contenuta in una VRAM risulta strettamente legata alla porzione di DRAM, nelle WRAM
vi è un ampio bus interno fra l’array di DRAM e la più ridotta SAM, totalmente separata
dalla memoria dinamica; questa soluzione consente di ridurre di circa un 20% l’area di
silicio richiesta (minor costo) e raddoppia di fatto la velocità di accesso rispetto alle
soluzioni VRAM; consentono, inoltre, di operare in modalità “block write” e si dimostrano
in grado di gestire le operazioni necessarie al video full motion che richiedono
un’animazione veloce a doppio buffering, oltre ad accelerare le funzioni di “pattern fill” a
due colori e BitBlts allineate.
4. SGRAM (Synchronous Graphic RAM): la struttura delle DRAM di tipo sincrono è stata
ulteriormente modificata per le applicazioni grafiche, introducendo la possibilità di “block
write” (scrittura simultanea di più indirizzi di colonna consecutivi nel medesimo ciclo) e
di “write per bit” (mascheratura selettiva di alcuni bit in fase di scrittura) al fine
d’incrementare le prestazioni di rendering; architettura ad elevata ampiezza d’I/O
consente, inoltre, d’incrementarne significativamente l’ampiezza di banda, fino a
raggiungere i 125 MHz in modalità burst con un’architettura interna dual bank; sono
programmabili la latenza di CAS (2 o 3 cicli), la lunghezza di burst (1, 2, 4, 8 o pagina
intera) e il tipo di burst (sequenziale o interleave).
5. CVRAM (Cache VRAM): integrano una VRAM, un’ALU (Arithmetic Logic Unit) da 400
MIPS (Milioni di Istruzioni Per Secondo), due buffer SAM da 640 bit (capaci di supportare
un video refresh da 85 KHz) e una cache da 2 Kbit; il chip è gestito dall’unità ALU interna,
in grado di effettuare le operazioni di rastering, di “z-compare” e di “alpha-blending”.
6. SGRAMDDR.
7. GDDR5 (Graphics DDR5).
Aumentando la risoluzione (2.048*1.536) e il numero di colori è indispensabile una maggiore
quantità di memoria che è data dalla formula seguente.
(640*480*profondità del colore)
Le profondità (numero di byte per pixel) di colore usate sono le seguenti.
8 bit pixel (1 byte) = profondità di 256 colori.
16 bit pixel (2 byte) = profondità di 65.536 (64 K) colori.
24 bit pixel (3 byte) = profondità di 16.772.216 (16,7 M) colori.
32bit pixel (4 byte) = profondità di 4.294.967.296 (429 G) colori.
Dual slot - SLI (Scalable Link Interface) di nVIDIA
Nuova tecnologia che permette di gestire due schede grafiche in parallelo sullo stesso PC.
I dati sono trasferiti da una scheda all’altra tramite un bus proprietario alla velocità di 10
Gbps.
Per questioni di accoppiamento meccanico la motherboard integra 2 connettori PCI Express
X16 che, quando sono attivi simultaneamente, operano come due PCI Express X8 (2 GBps),
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la banda di trasferimento a disposizione di ogni singola scheda grafica risulta pari a quella
dell’AGP X8.
Le modalità di funzionamento sono tre.
1. Compatibility mode: utilizza solo una delle 2 schede.
2. AFR (Alternate Frame Rendering) mode: le schede renderizzano un fotogramma per
volta alternandosi.
3. SFR (Split FR) mode: ogni fotogramma è suddiviso in due parti e ciascuna scheda si
occupa dell’elaborazione di una metà.
Un selettore mono/dual card permette di commutare il secondo PCI Express X16 in uno del
tipo X1 quando nel sistema è presente una sola scheda grafica.
Le due schede grafiche devono essere gemelle: medesime frequenze operative, stessa
quantità di memoria, stessa versione del BIOS.
Inserire le VGA negli slot PCIEXP1 e
PCIEXP2 della motherboard.
Ci sono dei pin sulla scheda video
riservati per il Bridge SLI.
Bridge SLI.
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Inserire il Bridge SLI nei connettori di
ogni scheda video.
Il supporto SLI incluso nella scatola è
utilizzato per tener saldo il Bridge SLI.
Inserire il supporto SLI nello slot di
mezzo tra le due schede grafiche e
avvitarlo al case con una vite in modo
tale che tenga ben saldo il Bridge SLI.
TurboCache (nVIDIA) – HyperMemory (ATI)
Scheda equipaggiata con un quantitativo ridotto di memoria grafica, in grado di utilizzare
memoria di sistema per tutte le fasi di rendering degli scenari 3D.
PureVideo (nVIDIA)
Tecnologia composta da una GPU e uno strato S/W che comprende i driver e un CODEC
di decodifica video che opera da ponte tra l’API (Application Program Interface) DXVA
(DirectX Video Acceleration) e i driver.
Crossfire di ATI
Tecnologia simile a quella di nVIDIA, solo che le due schede video non sono più collegate
tramite un ponticello ma attraverso un cavo.
Questa nuova funzionalità di ATI non è fattibile su tutte le motherboard progettate per due
VGA ma solo per quelle che dispongono del chipset ATI.
WMV
Windows Media Player
API - DXVA
Microsoft CODEC
nVidia Driver
Scheda video
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APPLICAZIONE
API
CODEC
DRIVER
GPU
MPEG-2
Windows Media Player
API - DXVA
NvDVD DEC
nVidia Driver
Scheda video
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Risoluzione
(pixel)
1280*1024
1024*768
800*600
640*480
RAM
Numero di colori visualizzabili (PALETTE)
256 (300 KB)
256 (300 KB)
256 (300 KB)
1 MB
16 (640 KB)
256 (768 KB)
65.536 (937,5 KB)
16.772.216 (900 KB)
1 MB
256 (1280 KB)
65.536 (1536 KB)
16.772.200 (1406,3 KB)
16.772.216 (900 KB)
2 MB
Per esempio, con colori a 24 bit e alla risoluzione di 800*600*3 = 1.440.000 byte.
Z-Buffer
Parte della RAM video usata per memorizzare la distanza dei modelli 3D rispetto
all’osservatore, in questo modo non sono visualizzati gli oggetti “nascosti” dietro ad altri
oggetti e così si risparmia lavoro al coprocessore.
Texture
La superficie di un modello 3D è ricoperto da immagini che simulano il materiale di cui è
fatto l’oggetto; per esempio, un cilindro può essere un albero o una colonna di marmo
secondo la texture applicata, grandissima occupazione di RAM.
Vertex shader
Permettono di applicare variazioni di colore sulle punte dei triangoli che compongono i
modelli 3D, così da ottenere maggiore qualità nella resa di materiali porosi o ruvidi.
Pixel shader
Permettono di regolare le variazioni di colore, luminosità e ombreggiatura su un singolo pixel
di una texture; in pratica, sono dei punti sensibili presenti sui modelli 3D (vertex) e sulle
texture (pixel).
ROPs (Rastering Operations)
Operazioni svolte dalla GPU o dalle unità di vertex shader, per disegnare la texture sui
modelli 3D.
Rendering
È la fase in cui ad un’immagine 3D sono applicate le texture.
Il sottosistema grafico è il più sensibile alla configurazione S/W del PC: è importante che
siano installati i driver AGP e le librerie DirectX (sono un insieme di API che permette di
accedere alle risorse del PC: grafica 2D, 3D, audio, input e servizi per giochi in rete) più
aggiornate.
Anche la scheda grafica dispone di un BIOS, per aggiornarlo assicurarsi che siano
disabilitate le voci Video BIOS Cacheable e Video BIOS Shadowing.
Driver WDDM: (Windows Vista Display Driver Mode).
Il G80 (681 milioni di transistor) di nVidia è costruito con un processo produttivo a 90 nm.
Per esempio, GeForce 8800 GTX, lavora ad una frequenza di clock pari a 575 MHz e la
memoria ad una di 900 MHz.
Le memorie montate sono di tipo DDR3, con un’interfaccia a 384 bit e un quantitativo di 768
MB.
Le principali novità, rispetto al chip (G71), risiedono nella nuova architettura unificata che
non fa più distinzione tra vertex o pixel shaker; quindi le nuove soluzioni proposte da nVidia
saranno in grado di gestire indistintamente programmi vertex, pixel, geometry shaker e
operazioni fisiche.
Come assemblare un PC
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nVidia ha iniziato lo sviluppo di G80 nell’estate 2002, collaborando con Microsoft nella
definizione delle caratteristiche chiave delle DirectX 10 e delle istruzioni Shaker Model 4.0.
In questo chip, nVidia ha implementato, inoltre, la tecnologia nVidia Lumenex che si occupa
della gestione dell’antialiasing, del filtro anisotropico e dell’HDR (High Dynamic Range).
La GeForce 8800 GTX è in grado di elaborare 64 texture per ciclo di clock e può raggiungere
i 36.8 miliardi di texture al secondo.
Inoltre, integra 24 Raster Operation Unit e quando la scheda lavora alla frequenza di default
raggiunge un throughput dei pixel massimo di 13.8 Gpixels/sec.
Come assemblare un PC
um 66 di 119
Processo
produttivo (nm)
Core
Numero di core
Numero di
transistor per
processore
(milioni)
Frequenza vertex
(MHz)
Frequenza del
core (MHz)
Frequenza della
memoria (MHz)
DDR Rate (MHz)
Vertex Shaders
(#)
Pixel Shaders
(#)
ROPs (#)
Interfaccia di
memoria (bit)
Grandezza del
frame Buffer per
processore (MB)
Banda di
memoria
(GB/sec) per
processore
Vertici/Secondo
(milioni)
Pixel Fill Rate (#
ROPs x clk) in
miliardi/sec
Texture Fill Rate
(# pixel pipeline x
clk) in
miliardi/sec
RAMDACs
(MHz)
Bus
Come assemblare un PC
8800GTX 8800GTS 7950GX2 7900GTX 7800GTX 7800GTX
512 MB
90
90
90
90
110
110
G80
1
G80
1
G71
2
G71
1
G70
1
G70
1
681
681
278
278
302
302
1350
1200
500
700
550
470
575
500
500
650
550
430
900
800
600
800
850
600
1800
128
1600
96
1200
16
1600
8
1700
8
1200
8
128
96
48
24
24
24
24
384
20
320
32
256
16
256
16
256
16
256
768
640
512
512
512
256
86.4
48
38.4
51.2
54.4
38.4
10800
7200
2000
1400
1100
940
13.8
10
16
10.4
8.8
6.88
36.8
32
24
15.6
13.2
10.32
400
400
400
400
400
400
PCI
Express
PCI
Express
PCI
Express
PCI
Express
PCI
Express
PCI
Express
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L’R580 (384 milioni di transistor) di ATI ha un processo produttivo a 90 nm.
Questo cambiamento porta due principali vantaggi.
Primo, è possibile utilizzare meno silicio per produrre le stesse identiche parti e
implementare il doppio dei componenti nella stessa area.
Secondo, il circuito copre una distanza minore e la frequenza impostabile è più alta.
Al suo interno integra 16 pipeline.
La X1900 XTX lavora alle frequenze di 650 MHz per il core, e 1,55 GHz per le memorie; il
bus di memoria è di 256 bit.
Ha un fill rate di 1 Gpixel e 1 Gtexel e la banda passante è di 48 GB.
Le pixel processor sono 48.
Ognuno può gestire da 1 a 5 istruzioni per clock, in base al tipo di ALU di cui è dotato.
ATI ha aggiunto un 50% in più di cache per l’Hi-Z.
Questa cache addizionale permette all’R580 di accelerare l’applicazione dello Z testing.
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um 68 di 119
11. DISCHI
Collegare il monitor, la tastiera e verificare che sia visualizzato il BIOS della motherboard.
Meglio controllare ora che dopo aver montato il tutto.
Prima di montare i dischi assicurarsi di aver configurato i jumper in modo corretto.
Una volta montati motherboard, CPU e memoria è possibile passare alle periferiche
collegate alla motherboard e alle connessioni con il disco fisso, floppy e DVD-ROM.
Tutte le unità andranno inserite in un alloggiamento, detto bay del case.
Per fare ciò vanno rimosse inizialmente tutte le coperture in plastica che si trovano sulla
parte frontale del contenitore.
In questo modo si possono inserire le periferiche introducendole più agevolmente dal
davanti.
Quando saranno tutte nei rispettivi alloggiamenti è possibile rimettere a posto le coperture
dei vani non utilizzati.
Dei componenti andranno ad occupare altrettanti alloggiamenti piccoli 3”½, il DVD-ROM,
invece, andrà posto in uno dei vani più grandi dalla dimensione di 5”¼.
Prestiamo attenzione che vi sia sufficiente spazio tra floppy, DVD-ROM e disco fisso e che
attorno al disco fisso in particolare non vi siano troppi componenti e che sia possibile avere
una certa circolazione d’aria, mai montare uno o più hard disk a contatto con il floppy o con
altra periferica, soprattutto se si tratta di un masterizzatore.
IL DVD-ROM va installato direttamente nel telaio
senza utilizzare slitte.
Semplicemente facendolo scivolare all’interno del
vano, quindi fissarlo mediante le viti fornite.
Collegare l’alimentazione e il connettore IDE, oltre
ai cavi audio e S/PDF, alla parte posteriore del
DVD-ROM.
Unire il connettore IDE al connettore secondario
presente sulla motherboard.
Non usare il connettore primario in quanto in questo
caso il sistema potrebbe cercare di fare il boot
proprio da questa periferica.
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Il lettore floppy è installato direttamente dentro il
telaio e fissato mediante viti.
Collegare il piccolo connettore di alimentazione e il
cavo dati del floppy FDC1.
Normalmente il cavo attorcigliato dev’essere
connesso al disco, se il cavo fosse rotondo seguire,
invece, le indicazioni del manuale.
Il lato opposto va inserito nel connettore per il
lettore floppy presente sulla motherboard.
Si noti come tra disco fisso e floppy sia stato lasciato un vano da 3”½ libero; questo per fare
in modo che il disco fisso non si surriscaldi durante il funzionamento.
Controllare il jumper sul retro del disco fisso,
dev’essere impostato per la configurazione
desiderata: MS (MaSter), SL (SLave).
In fabbrica è impostato su CS (Cable Select)
in modo che sia la sua posizione sul cavo a
determinare la priorità.
Rimuovere il vano dal telaio e inserire il disco
fisso in modo tale che i connettori siano rivolti
verso l’interno.
Allineare i fori laterali del vano con quelli di
montaggio del disco e fissarlo con le viti in
dotazione al telaio.
Installare, quindi, il vano del disco fisso nel
telaio.
Collegare l’alimentazione e i cavi al disco
fisso, con l’estremità nera della piattina al
disco rigido master, il connettore grigio nel
mezzo è per lo slave.
Collegare l’alimentazione e i cavi SATA al
disco fisso: ciascun disco dispone del proprio
cavo.
Come assemblare un PC
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Collegare l’estremità colorata (azzurra) della
piattina al connettore IDE primario della
motherboard o alla scheda di controllo ATA.
Sia il cavo del floppy sia i cavi IDE presentano una striscia rossa che li percorre da un solo
lato in tutta la loro lunghezza: quando s’inserisce l’estremità nera (azzurra) nelle varie porte
IDE1, IDE2 e floppy della motherboard si deve fare attenzione che la linea rossa combaci
con la parte del connettore segnata con il pin 1 (sia nella motherboard sia nelle periferiche).
Le più recenti periferiche IDE sono dotate di guide d’innesto che impediscono di sbagliare i
collegamenti, pertanto inserire i cavi al contrario è pressoché impossibile e anche se
succedesse l’unica conseguenza sarebbe il mancato riconoscimento da parte del sistema
della periferica.
Dato che due periferiche su uno stesso canale IDE non possono trasferire dati
contemporaneamente, è importante ottimizzare la collocazione delle proprie unità cercando
di riservare a ognuna la maggiore banda passante.
Collegare il disco fisso come unica unità su IDE1 e il lettore DVD-ROM su IDE2.
Entrambi andranno configurati come master e potranno leggere e
contemporaneamente con il controller: prestazioni ottime.
scrivere
L’impostazione della modalità master o slave dipende dal ponticello posto generalmente sul
retro del disco fisso tra l’alimentazione e la porta per il collegamento al cavo dati, seguire le
indicazioni del produttore (in genere serigrafate sul prodotto o su un’etichetta), oppure
seguire le istruzioni del manuale del disco fisso o DVD-ROM.
Collegare il disco fisso come master e il DVD-ROM come slave su IDE1, il masterizzatore
sarà la periferica master su IDE2.
In questo modo è possibile masterizzare dati presenti sul disco fisso o fare delle copie di
DVD-ROM sfruttando tutta la velocità messa a disposizione dal controller.
Non impostare mai una periferica slave senza che ci sia il master e non tenere sullo stesso
canale IDE periferiche troppo lente e periferiche veloci.
Qualora si opti per un sistema SCSI la procedura da seguire è molto simile a quella adottata
per le periferiche IDE, anche se in questo caso i cavi dovranno essere collegati direttamente
al controller SCSI che può essere direttamente integrato nella motherboard o, più
facilmente, su scheda PCI.
Collegare il cavo floppy a 34 pin al connettore floppy FDC e il cavo IDE a 40 pin (16 per i
dati, 8 fili di terra e il resto per indirizzi e segnali di controllo) al connettore IDE.
Il connettore azzurro è IDE1.
Come assemblare un PC
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FDC supporta due floppy drive da 3”½ oppure da 5”¼.
IDE1 è detto anche canale primario e IDE2 canale secondario.
Ogni canale supporta 2 dispositivi IDE, per un totale di 4.
Per funzionare insieme, i 2 dispositivi di ciascun canale devono essere impostati uno come
master e l’altro come slave.
Sia il disco fisso sia il DVD-ROM possono esserlo, indifferentemente.
La lunghezza massima raccomandata per un cavo IDE è di 46 cm, tensione 5 V.
Per una migliore qualità del segnale, è consigliabile impostare il dispositivo connesso al lato
più lontano (del cavo) come master e seguire la sequenza suggerita per installare il nuovo
dispositivo.
ATA Bus (AT Bus Attachment)
1989 collegamento parallelo con 26 segnali, nome ufficiale assegnato dall’ANSI (American
National Standards Institute) all’interfaccia dei dischi IDE, evoluta poi in EIDE.
ATA/66
Utilizza entrambe le fasi ascendente e discendente del segnale e raddoppia la velocità di
trasferimento dati dell’UDMA/33.
La velocità di trasferimento dati è 4 volte quella della modalità PIO (Programmed Input
Output) 4 o DMA 2, in pratica 16.6 MBps * 4 = 66 MBps.
Per utilizzare l’ATA/66, è necessario uno speciale cavo IDE ATA/66 a 80 pin (26 per i
segnali, 64 per la schermatura).
ATA/100
Come nell’ATA/ 66 ma la durata del ciclo di clock è ridotta a 40 ns.
La velocità di trasferimento dati è (1/40 ns) * 2 bytes * 2 = 100 MBps.
Cavo IDE ATA/100 a 80 pin.
ATA/133
133MBps, lunghezza 40 cm.
Ultra DMA/33
Diversamente dalla modalità PIO/DMA classica che usa solo la fase ascendente del segnale
di comando IDE per trasferire dati, l’UDMA/33 usa sia la fase ascendente sia discendente
e la velocità di trasferimento dati è il doppio delle modalità PIO 4 o DMA 2 16.6 MBps * 2 =
33 MBps.
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um 72 di 119
Bus Master IDE (DMA Mode)
Il tradizionale PIO IDE richiede il coinvolgimento della CPU in tutte le attività dell’accesso
IDE, incluse le attese per gli eventi meccanici.
Per ridurre il carico di lavoro della CPU, il dispositivo bus master IDE trasferisce i dati da e
verso la memoria senza interrompere la CPU e la rende libera di operare mentre i dati sono
trasferiti tra la memoria ed il dispositivo IDE.
Sono necessari il driver bus master IDE e un HDD bus master IDE per supportare la
modalità bus master IDE.
La tabella elenca gli indici di trasferimento delle modalità IDE PIO e DMA.
Il bus IDE è a 16-bit, il che vuol dire 2 byte per trasferimento.
Modalità
PIO mode 0
PIO mode 1
PIO mode 2
PIO mode 3
PIO mode 4
DMA mode 0
DMA mode 1
DMA mode 2
UDMA/33
UDMA/66
UDMA/100
Intervallo
di Clock
30 ns
30 ns
30 ns
30 ns
30 ns
30 ns
30 ns
30 ns
30 ns
30 ns
20 ns
Numero
di Clock
20
13
8
6
4
16
5
4
4
2
2
Durata
del Ciclo
600 ns
383 ns
240 ns
180 ns
120 ns
480 ns
150 ns
120 ns
120 ns
60 ns
40 ns
Velocità Trasferimento Dati
(1/600 ns) * 2 byte = 3.3 MBps
(1/383 ns) * 2 byte = 5.2 MBps
(1/240 ns) * 2 byte = 8.3 MBps
(1/180 ns) * 2 byte = 11.1 MBps
(1/120 ns) * 2 byte = 16.6 MBps
(1/480 ns) * 2 byte = 4.16 MBps
(1/150 ns) * 2 byte = 13.3 MBps
(1/120 ns) * 2 byte = 16.6 MBps
(1/120 ns) * 2 byte * 2 = 33 MBps
(1/60 ns) * 2 byte * 2 = 66 MBps
(1/40 ns) * 2 byte * 2 = 100 MBps
SCSI (SMALL COMPUTER SYSTEM INTERFACE)
È un’interfaccia standard progettata per realizzare il trasferimento di dati fra diversi
dispositivi interni di un PC, detti devices, collegati fra di loro tramite un bus.
Terminatore esterno SCSI
Interfaccia ad alta affidabilità e prestazioni, è una piccola rete nel PC: ogni dispositivo ha un
numero identificativo univoco (ID) e ciascuno comunica con gli altri tramite il controller.
Velocità del bus: 40 MHz.
Tipo di trasmissione elettrica del segnale: single-ended, differenziale, LVD (Low Voltage
Differential).
La catena dei dispositivi collegati ad uno stesso bus SCSI deve avere ai due capi una
terminazione.
Se il controller è alla fine della catena deve avere la terminazione abilitata, se è a metà della
catena la terminazione dev’essere disabilitata e ai due termini del bus devono essere posti
dispositivi con terminazione abilitata o terminatori per bus SCSI.
Come assemblare un PC
um 73 di 119
Standard
SCSI-1
Wide
SCSI-2
Fast
SCSI-2
Ultra
SCSI-3/
SPI
Ultra/Wide
SCSI-3/
SPI
Ultra 2
SCSI-3/
SPI-2
Ultra 2/Wide
SCSI-3/
SPI-2
SCSI 3/
SPI-3
SCSI 3/
SPI-4
Larghezza
Bus (bit)
Velocità di
trasferimento
(MBps)
8
5
16
10
8
10
8
20
16
Connettore
50 pin
cavo A
68 pin
cavo P
50 pin
cavo A
Numero
massimo
dispositivi
Lunghezza
massima
cavo (m)
8
6
16
6
8
3
50 pin
cavo A
8
1,5
40
68 pin
cavo P
8
1,5
8
40
50 pin
cavo A
8
12
16
80
68 pin
cavo P
16
12
16
160
16
12
16
320
16
12
68 pin
cavo P
68 pin
cavo P
SATA
Connessione di tipo punto punto seriale perché è molto più facile trasportare un bit alla volta
ad altissime frequenze di clock che diversi byte in parallelo a frequenze comunque alte,
elimina le piattine a vantaggio di cavetti compatti, 7 contatti: 2 coppie (4) di conduttori una
per trasmettere e una per ricevere, 3 masse; tensione di 250 mV, lunghezza 1 m, si aggancia
una sola unità per canale, connettore di alimentazione piatto a 15 pin, CRC, hot-plug.
I dati sono trasmessi con un clock che di 1,5 GHz.
Dato che è usata la codifica detta 8B/10B che impiega 10 bit per ogni byte trasmesso, la
larghezza di banda della connessione è di 150 MBps.
Questa versione di SATA si chiama quindi SATA-150; in seguito il SATA-300 e poi il SATA600.
La codifica 8B/10B usata dal SATA e da altre interfacce tra cui Gigabit Ethernet, Fibre
Channel e Firewire, garantisce che non siano mai trasmessi più di 4 bit consecutivi in
ciascun carattere di 10 bit.
Dato che 0 e 1 sono trasmessi come variazioni di tensione, questa codifica assicura un buon
bilanciamento elettrico a vantaggio dell’uniformità di carico sui circuiti e dell’affidabilità.
La conversione dei caratteri da 8 a 10 bit lascia libere diverse combinazioni di bit che sono
utilizzate per controllare il flusso dei dati, delimitare i pacchetti, eseguire controlli di errore e
altri usi speciali.
I segnali sono di tipo differenziale, sono cioè trasmessi come differenze di tensione tra due
fili (una coppia in trasmissione e una in ricezione), così da eliminare il rumore elettrico
comune ai due conduttori.
La codifica è di tipo NRZ (Non Return to Zero): tra i due fili di ogni coppia c’è sempre 0,5 V
di differenza e i dati sono trasmessi scambiando le polarità; quando un filo è a +0,25 V,
l’altro è a -0,25V e viceversa.
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um 74 di 119
Nel progetto del SATA, un hard disk deve avere due connettori affiancati.
1. Quello del segnale, a 7 pin.
2. Quello dell’alimentazione a 15 pin.
Questi ultimi comprendono 3 pin per 5 V, 3 per 12 V, 3 (di uso opzionale) per 3,3 V e 6 per
la terra.
Gli alimentatori forniscono i cavetti con i connettori a 15 pin.
Con 3 pin per ciascun livello di tensione, nonostante le piccole dimensioni, il nuovo
connettore assicura fino a 4,5 ampere di corrente per ogni tensione, sufficienti anche per il
più famelico dei drive.
Cavi più sottili e lunghi migliorano il flusso d’aria e permettono d’installare i dischi rigidi in
maniera più libera.
Sulla motherboard c’è un numero di porte SATA variabile da 2 a 8.
Se ci sono due gruppi, il primo è SATA I (150 MBps) e il secondo SATA II (300 MBps). Dato
l’attuale livello di prestazioni dei dischi fissi nessuna di esse, a meno d’implementare
configurazioni RAID, supera i 150 MBps.
Impostazioni dei dischi
Se 2 pin, per esempio i pin 5 e 6 nei dischi Western Digital, sono cortocircuitati è abilitato il
SATA 1, diversamente è abilitato il SATA 2.
Installazione del SO senza funzioni RAID
Non è necessario creare un floppy e neppure modificare le impostazioni del BIOS.
Se il disco è usato per avviare il SO dev’essere collegato alla porta SATA1 ma se si collega
un disco su IDE1 come master, il BIOS avvia il SO da questo.
Per far sì che l’avvio avvenga da SATA1, occorre dare la priorità al controller SATA con
l’opzione del BIOS contenuta nella sezione Integrated Peripherals, Controller
Priority/Option.
ESATA (EXTERNAL SATA)
La velocità massima è di 3 Gbps e il collegamento diretto con la motherboard permette di
ottenere le massime prestazioni possibili, paragonabili all’utilizzo di un disco interno.
La lunghezza massima dei cavi è ridotta, è infatti possibile trasmettere segnali di questo tipo
per un massimo di 2 metri e non implementa la capacità di trasporto dell’alimentazione.
Hard disk esterno dotato della connessione eSATA ma, a differenza dei dischi esterni USB,
il PC non lo riconosce automaticamente, se non dopo aver riavviato il PC.
Il protocollo eSATA offre la funzione hot-plug, ovvero il SO dovrebbe riconoscerlo e
integrarlo nel sistema non appena è collegato e acceso.
Questa funzione però non è operativa nelle prime motherboard dotate di connettori eSATA
e anche in alcune motherboard moderne il disco eSATA appare in Esplora risorse solo
dopo aver riavviato il PC.
La colpa è del driver, del BIOS o dell’integrazione scorretta dei connettori eSATA nel
sistema.
Spesso la porta eSATA che si trova all’esterno del PC è collegata da un cavetto ad un
Come assemblare un PC
um 75 di 119
connettore SATA presente sulla mother board che è invece adatto solo al collegamento dei
dischi fissi SATA interni e non supporta la funzione hot-plug, invece che ad un controller
eSATA separato, come sarebbe corretto.
Quando si connette un disco eSATA, Windows non avvia la procedura di riconoscimento
automatico H/W perché il BIOS della motherboard non comunica la presenza di nuovo H/W,
dunque basta avviare manualmente il riconoscimento.
Nel Pannello di controllo/Hardware e suoni/Aggiungi un dispositivo, è possibile avviare
il riconoscimento.
Entrambi i SO sono già dotati dei driver, dunque l’installazione funzionerà in tutti i casi.
Al termine della procedura il dispositivo sarà pronto a funzionare anche senza un riavvio del
PC.
Unico problema: Windows non salva i dati della periferica, dunque la procedura dovrà
essere ripetuta dopo ogni riavvio.
L’alimentazione SATA richiede un connettore specifico.
Se l’alimentatore non dispone di questo connettore si deve acquistare un convertitore.
RAID
Idea di David Patterson (Evergreen Park, 16 novembre 1947), Garth Gibson e Randy Katz
(Berkeley California, 1987) per migliorare le prestazioni dei dischi.
Un sistema di memorizzazione basato su più dischi offre prestazioni superiori rispetto ad un
unico disco di grandi capacità.
Usare più dischi però è pericoloso, da questa considerazione nasce la tecnologia RAID:
soluzione architetturale numerata: livello 0, 1, 2, 3, 4 e 5 che varia secondo il tipo di
ridondanza e di come sono distribuiti i dati sui dischi che costituiscono l’array.
Un RAID è fisicamente costituito da un insieme di unità disco convenzionali operanti in
parallelo, gestiti da un unico controller.
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um 76 di 119
Il SO tratta un RAID come un singolo disco convenzionale.
JBOD (Just a Bunch of Disk)
Permette di accorpare tra loro dischi rigidi di diversa capacità e di renderli disponibili al
sistema come un unico volume con capacità pari alla somma dei singoli dischi.
RAID di livello 0: striping
Un tale RAID è logicamente costituito da un insieme di strisce (stripe), ognuna di k settori.
I primi k settori formano la striscia 0, i secondi k la striscia 1 e così via.
I dischi sono combinati in un unico disco virtuale detto stripe set.
È compito del controller mappare la struttura logica nella struttura fisica, ossia distribuire le
strisce sulle unità disponibili.
Tale mappatura è detta strisciatura.
Il controller è poi in grado di accedere in parallelo a questi dati nelle successive fasi di lettura.
Il RAID 0 è rivolto all’aumento del transfer rate, però non protegge i dati, è fragile: nel caso
di guasto di un disco tutti i dati presenti nelle restanti unità diventano inutilizzabili.
Prestazioni: il controller RAID deve risiedere nel chipset della motherboard e i dischi fissi
devono essere identici (il più lento definisce la velocità, il più piccolo definisce la capacità).
Ideale per elaborare file di grandi dimensioni: video, musica, immagini, videogame.
Distribuisce strisce consecutive su unità consecutive.
Se il SO richiede/trasmette un blocco di dati di 4 strisce, il controller R/W una striscia per
unità: ecco realizzato l’I/O parallelo.
Se la R/W richiede un numero di strisce superiore al numero di unità, il controller interpella
certe unità più di una volta, gestendo i risultati.
Con SO che richiedono un settore per volta, le prestazioni non sono superiori a quelle di un
disco convenzionale.
Installazione di uno strip set con due dischi
1. Scelta del controller RAID: è preferibile quello integrato nel chipset perché consente un
accesso diretto al bus di sistema.
2. Collegamento dischi fissi: collegare il primo disco alla porta SATA N° 1, il secondo alla
porta SATA N° 2.
3. Impostazioni del BIOS di sistema:
IDE Function Setup: SATA1/SATA2 DMA transfer = Enabled;
On board Device: SATA1/SATA2 = Enabled;
RAID Config: IDE RAID = Enabled, SATA1 RAID = Enabled, SATA2 RAID = Enabled.
4. Impostazioni del BIOS RAID:
RAID Mode = Stripe set;
Si deve fissare la dimensione degli Striping Blocks (da 4 a 128 KB)= 64 KB.
5. Installazione del SO: prima installare i driver RAID e poi il SO.
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RAID di livello 1: mirroring
Rispetto al livello 0, tutti i dischi sono duplicati.
Ciascuna striscia è scritta due volte, quindi può essere letta da una delle due copie.
Prestazioni: uguali in scrittura, doppie in lettura.
Se si guasta un’unità, si può usare la copia. Il 50% dello spazio su disco è ridondante.
Duplexing: la ridondanza è spostata sul controller; per esempio, due unità due controller.
RAID di livello 01 (0+1): mirrorig + striping
Unisce le prestazioni del RAID 0 alla sicurezza del RAID 1.
Occorrono 4 dischi fissi: uno strip set a 2 dischi con un duplicato, inoltre si ha un maggior
assorbimento di potenza, un notevole calore e maggiore rumorosità.
Ideale per workstation usate per lavori professionali.
Intel RAID Matrix: mirrorig + striping
Combina strip set e mirroring con solo 2 dischi fissi, ovviamente suddivisi in 2 partizioni,
funziona solo su moherboard Intel con SB ICH6R.
Impone una distinzione dei dati da scrivere: SO e documenti in RAID 1, file di swap, giochi
e applicazioni pesanti in RAID 0.
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um 78 di 119
RAID di livello 2
Un tale RAID è logicamente costituito da un insieme di nibbles: è una parola di x + y bit,
essendo x i bit di dati e y i bit di un codice di Hamming per gli x bit.
Un tale RAID è fisicamente costituito da x + y unità.
Se ruotano in sincronia e le testine si muovono in sincronia, è utile scrivere un bit per unità.
Esempio, x = 4; y = 3
Tale RAID legge/scrive 4 settori nel tempo di lettura/scrittura di 1 settore.
Nessun costruttore propone soluzioni basate su RAID 2.
RAID di livello 3
Come il livello 2 ma ogni nibble è lungo x + 1 bit, ossia si usa 1 bit di parità per ciascuna
parola di dati di x bit.
I bit di parità sono scritti su un’apposita unità.
Anche qui è necessaria la sincronizzazione.
Esempio, x = 4
Se si guasta un’unità, il bit di parità corregge l’errore.
RAID di livello 4: striping con parity disk
Come il livello 0 ma con strisce di parità su unità dedicata: che diventa inevitabilmente un
collo di bottiglia.
Se un’unità si guasta, le strisce di parità permettono di ricalcolare le strisce perse.
Non serve la sincronizzazione delle unità.
Aggiornare un singolo settore causa lettura delle strisce adiacenti e calcolo della parità.
È simile al livello 0 con parità associata a ciascuna striscia e scritta su un’unità
supplementare.
Raramente implementato, inoltre richiede almeno 3 dischi e uno speciale controller RAID.
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um 79 di 119
Ideale per i server di DB (DataBase).
La parità non è nient’altro che un’operazione di OR esclusivo tra bit, in pratica si calcola lo
XOR tra tutti i blocchi scritti sugli altri dischi.
La ricostruzione di un RAID dallo stato degradato ad uno perfettamente operativo avviene
in maniera molto semplice, dopo la sostituzione del disco guasto con un nuovo modello il
controller calcola la parità dei dati presenti sugli altri ed estrapola le informazioni da inserire
sul nuovo disco, creando una copia perfetta del precedente danneggiato.
RAID di livello 5: striping con parity stripes
La quantità di lavoro cui è sottoposta l’unità di parità è un limite.
Come il livello 4 ma con strisce di parità distribuite sulle unità con metodo round robin.
Se un’unità si guasta, è molto complicato ricostruire le sue strisce.
Ideale per i server.
Creare un dischetto di driver per HDD SATA
Se si desidera installare sui dischi rigidi SATA Windows con funzioni RAID, sarà necessario
creare un dischetto driver SATA prima d’iniziare l’installazione del SO.
1° PASSO
Inserire il CD di supporto nel lettore ottico prima di accendere il sistema.
Non inserire alcun dischetto floppy nel drive in questo momento.
2° PASSO
Durante la fase di POST (Power-On Self-Test), all’inzio del boot del sistema, premere il
tasto F11.
Apparirà una finestra per la selezione dei dispositivi boot.
Scegliere DVD-ROM come dispositivo di boot.
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um 80 di 119
3° PASSO
Quando sullo schermo compare il messaggio: Do you want to generate Serial ATA driver
diskette [Y/N], letteralmente vuoi creare un dischetto di driver Serial ATA [Y/N]?), premere
Y.
4° PASSO
Di seguito ci sarà questo messaggio.
Please insert a diskette into the floppy drive.
WARNING! Formatting the floppy diskette will lose ALL data in it!
Start to format and copy files [Y/N]?
(Inserire un dischetto nel floppy drive.
ATTENZIONE! La formattazione del dischetto floppy comporterà la perdita di TUTTI i
dati in esso contenuti!
Iniziare a formattare e copiare i file [Y/N]?)
Inserire un dischetto floppy nel floppy drive e premere Y.
5° PASSO
Il sistema inizierà a formattare il floppy disk e a copiare i driver SATA su di esso.
Una volta preparato il dischetto driver SATA, sarà possibile installare Windows sul sistema
direttamente senza impostare la configurazione RAID.
Precauzioni da adottare prima configurazione RAID
1. Utilizzare due nuove unità se si sta creando una matrice RAID 0 per le prestazioni; si
raccomanda di utilizzare due unità SATA delle stesse dimensioni; se si utilizzano due
unità di dimensioni diverse, la capacità del disco rigido di dimensioni inferiori, sarà la
dimensione d’archiviazione di base di ciascuna unità.
2. È possibile utilizzare due nuovi drive o uno esistente insieme a uno nuovo per creare un
RAID 1 impostazione, per la massima protezione (il nuovo drive deve avere la stessa
dimensione o essere più grande del drive esistente); se si utilizzano due drive di
dimensioni diverse, quello con la capienza inferiore sarà considerato la dimensione di
immagazzinamento di base.
3. Verificare lo stato del proprio hard disk prima di predisporre il nuovo array RAID.
Eseguire un backup dei dati prima di creare le funzioni RAID.
Durante la procedura di creazione RAID, il sistema chiederà se si vogliono cancellare i dati
del disco: Clear Disk Data.
Si raccomanda di selezionare Yes in modo che la nuova creazione dei dati funzioni in un
ambiente pulito.
Creare un array di dischi
Creare RAID 0
Dopo aver acceso il sistema, entrare nell’utilità di impostazione del BIOS.
Selezionare Avanzate e premere <INVIO>, a questo punto apparirà l’interfaccia principale
dell’utilità di impostazione del BIOS.
Impostare l’opzione modalità SATA come [RAID].
OnBoard IDE Controller [Both]
OnBoard SATA Controller [Enabled]
SATA Operation Mode [RAID]
Premere F10 per entrare nelle utilità NVIDIA RAID.
Copyright (C) 2004 NVIDIA Corp.
Detecting array…
0 Healthy NVIDIA RAID 0 74.54G
Press F10 to enter RAID setup utility…
Come assemblare un PC
um 81 di 119
Dopo aver riavviato il PC, attendere finché non sarà possibile vedere il S/W RAID che
chiederà di premere F10, apparirà il prompt RAID come parte del POST del sistema e del
processo di avvio prima di caricare il SO.
Si hanno pochi secondi per premere F10 prima che la finestra scompaia.
Dopo aver premuto F10, apparirà l’utilità NVIDIA RAID Definisci un nuovo array.
La modalità predefinita RAID è mirroring ma se si volesse creare un RAID 0 è necessario
passare alla modalità striping e come impostazione predefinita, il blocco striping è impostato
su ottimale.
La dimensione del blocco striping è espressa in KB e influenza il modo in cui i dati sono
sistemati nel disco, si consiglia di lasciare questo valore su ottimale predefinito, ossia 64KB
ma i valori possono essere tra 8 KB e 128 KB (8, 16, 32, 64 e 128 KB).
Quindi sarà necessario assegnare i dischi.
I dischi precedentemente abilitati dalla pagina di configurazione RAID del BIOS appariranno
nel blocco dei dischi liberi.
Queste sono le unità disponibili da usare come dischi array RAID.
1. Entrare nella sezione dei dischi liberi; è selezionato il primo disco della lista.
2. Spostarlo dal blocco dei dischi liberi nel blocco dei dischi array premendo la freccia a
destra.
3. Continuare a premere la freccia a destra finché tutti i dischi che si desidera usare come
dischi array RAID non appariranno nel blocco dei dischi array.
Come assemblare un PC
um 82 di 119
Dopo aver assegnato i dischi array RAID, premere F7 per salvare le modifiche.
A seconda della piattaforma usata, il sistema può avere uno o più canali.
In un sistema tipico, generalmente, c’è un adattatore e dei canali multipli e ogni canale ha
uno slave e un master.
Lo stato di adattatore/canale/master/slave di ciascun disco rigido è dato nella colonna Loc
(posizione) delle liste dei dischi liberi e dei dischi array.
Esempio.
Alla fine apparirà la finestra della lista array, dov’è possibile rivedere gli array RAID
impostati.
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Creare RAID 1
Dopo aver acceso il sistema, entrare nell’utilità di impostazione del BIOS.
Selezionare Avanzate e premere <INVIO>, a questo punto apparirà l’interfaccia principale
dell’utilità di impostazione del BIOS.
Impostare l’opzione modalità SATA come [RAID].
OnBoard IDE Controller [Both]
OnBoard SATA Controller [Enabled]
SATA Operation Mode [RAID]
Premere F10 per entrare nelle utilità NVIDIA RAID.
Copyright (C) 2004 NVIDIA Corp.
Detecting array…
0 Healthy NVIDIA RAID 0 74.54G
Press F10 to enter RAID setup utility…
Dopo aver riavviato il PC, attendere finché non sarà possibile vedere il S/W RAID che
chiederà di premere F10.
Apparirà il prompt RAID come parte del POST del sistema e del processo di avvio prima di
caricare il SO.
Si hanno pochi secondi per premere F10 prima che la finestra scompaia.
Dopo aver premuto F10, apparirà l’utilità NVIDIA RAID Definisci un nuovo array.
Come impostazione predefinita, la modalità RAID è impostata su mirroring, quindi non sarà
necessario cambiarla quando si imposta la RAID 1 e il blocco striping è impostato su ottimale
come impostazione predefinita.
Quindi per le seguenti fasi, fare riferimento alla descrizione dettagliata del RAID 0.
Creare JBOD
Dopo aver acceso il sistema, entrare nell’utilità di impostazione del BIOS.
Selezionare Avanzate e premere <INVIO>, a questo punto apparirà l’interfaccia principale
dell’utilità di impostazione del BIOS.
Impostare l’opzione modalità SATA come [RAID].
OnBoard IDE Controller [Both]
OnBoard SATA Controller [Enabled]
SATA Operation Mode [RAID]
Premere F10 per entrare nelle utilità NVIDIA RAID.
NVIDIA RAID IDE ROM BIOS 4.81
Copyright (C) 2004 NVIDIA Corp.
Detecting array…
0 Healthy NVIDIA JBOD 74.54G
Press F10 to enter RAID setup utility…
Come assemblare un PC
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Dopo aver riavviato il PC, attendere finché non sarà possibile vedere il S/W RAID che
chiederà di premere F10.
Apparirà il prompt RAID come parte del POST del sistema e del processo di avvio prima di
caricare il SO.
Si hanno pochi secondi per premere F10 prima che la finestra scompaia.
Dopo aver premuto F10, apparirà l’utilità RAID NVIDIA Definisci un nuovo array.
Come impostazione predefinita, la modalità RAID è su mirroring, metterla su spanning se si
desidera creare RAID JBOD e il blocco striping è impostato su ottimale come impostazione
predefinita.
Quindi per le seguenti fasi, fare riferimento alla descrizione dettagliata del RAID 0.
Costruttore
Modello
Interfaccia
SCSI, Ultra DMA/33, Ultra DMA/66 funziona anche con il sistema 33 ma perde il suo DTR
e acquisisce quello a 33, ATA66/100/133, SATA, IEEE 1394/Firewire (10-50 MBps) molto
più flessibile di SCSI, è hot-pluggable, in pratica si rimuove la periferica a canale attivo.
Capacità formattata
TByte.
Numero di piatti
Capacità per piatto
GByte.
Densità di registrazione
Gbit per pollice quadrato.
Cache
TB, le dimensioni influenzano le prestazioni del disco.
Numero delle testine
Velocità di rotazione RPM (Rotation Per Minute)
7.200, 10.000, 15.000
Vantaggi: dischi che ruotano più velocemente hanno prestazioni più elevate.
Come assemblare un PC
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Svantaggi: maggiore rumorosità, maggiore surriscaldamento.
Velocità dei piatti
RPM.
DTR
MBps.
Tempo nominale medio di ricerca (ms)
Latenza nominale media (ms)
Transfer rate massimo (MBps)
MTBF (migliaia di ore)
Rumorosità (dB)
Temperatura operativa
°C.
Tempo medio di accesso
Seek + latency + R/W.
TCQ (Tagged Command Queuing)
È un sistema di gestione delle richieste multiple di dati tra il controller e il disco in modo da
ottimizzare il tempo di risposta.
AHCI (Advanced Host Controller Interface)
Comandi inviati al controller.
NCQ (Native Command Queuing)
Presente fin dagli anni ‘90 nei dischi SCSI, si tratta di un protocollo che permette all’H/W del
disco di mantenere in sospeso più comandi allo stesso tempo.
I comandi pervenuti possono essere accodati, riordinati ed essere eseguiti in modo dinamico
per ottimizzare i tempi di R/W tenendo conto della posizione delle testine sui dischi, in modo
da ridurre il numero di rotazioni e di spostamenti delle testine.
Motore elettrico per la rotazione dei piattelli
Elemento critico per le vibrazioni sull’asse di rotazione che provoca il disallineamento della
testina, soluzione.
1. Cuscinetti a sfera: piccole sfere di metallo.
2. FDB (Fluid Dynamic Bearing, con bronzine in bagno d’olio) che assicurano una maggiore
precisione nel movimento, un minor consumo e una minore rumorosità.
Tecnologia per generare una ridotta quantità di calore
Watt.
Tecnologia che previene la fuoriuscita delle testine dalla zona di parcheggio
Limiti del BIOS per dischi
Due metodi.
Il primo, di tipo S/W, usa la tecnologia Maxtor Big Drive permette capacità superiori a 128
GB con sistema d’indirizzamento LBA (Logical Block Address), a 48 bit (28 bit interfaccia
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ATA), in termini matematici si traduce in un massimo di 281474976710656 (268435456)
settori indirizzabili, poiché ogni settore contiene 512 byte si deduce che la capacità massima
indirizzabile è di 128 PB 1015 (128 GB).
I blocchi di dati sono identificati mediante un numero sequenziale.
Inizialmente si usava l’indirizzamento CHS dove ogni blocco era individuato da tre
coordinate: cilindro, testina e settore.
La LBA è adesso considerata una caratteristica standard degli hard disk IDE, notare che se
un HDD è formattato con LBA On, esso non funzionerà in modalità LBA Off.
Una soluzione alternativa è IAA (Intel Application Accellerator).
Il secondo, di tipo H/W, consiste nell’installare un controller EIDE aggiuntivo su PCI diverso
da quello integrato nel SB.
Interleaving 1:1 la testina è in grado di leggere i dati alla velocità dell’hard disk.
Modalità di trasferimento dati: PIO Mode, e DMA.
TECNOLOGIA
Nel 1956 IBM sviluppa il sistema RAMAC composto da 50 dischi da 24 pollici ciascuno da
5 MB con densità di registrazione di 2 Mbit per pollice quadrato.
Nel 1973 IBM sviluppa il sistema 3340 conosciuto con il soprannome Winchester, il primo
disco rigido dotato di testine fluttuanti appoggiate ad un cuscino d’aria.
L’involucro di un disco è realizzato in due parti.
1. Il basamento ospita l’elettronica e tutte le parti meccaniche.
2. Il coperchio dissipa il calore.
Elettronica di controllo: elemento chiave, compiti.
1. Gestione parti meccaniche in movimento durante le fasi di lettura e scrittura.
2. Diagnostica.
3. Traffico dati.
4. Gestione buffer.
Attraverso una speciale valvola ricavata nel coperchio e dotata di spessi filtri, l’aria all’interno
dell’unità è virtualmente priva di polvere; la presenza della valvola fa sì che la pressione
interna sia in equilibrio con quella esterna.
Per quanto riguarda i piattelli che assolvono la funzione di supporto al film magnetico, il
materiale più comune è l’alluminio e il vetro.
Quest’ultimo può vantare maggiore rigidezza e soprattutto superfici più levigate che
facilitano le operazioni di stesura del materiale magnetico.
I piattelli, forati al centro, sono impilati sull’albero di un sofisticato motore elettrico che ha il
compito di mantenere il corretto regime di rotazione e impedire al tempo stesso oscillazioni
anche minime dell’asse di moto in quanto determinerebbero un disallineamento tra la testina
e la traccia con la compromissione delle operazioni di lettura e scrittura dei dati.
L’organizzazione logica delle due superfici di registrazione di ciascun piatto consiste in una
struttura realizzata da tracce, ovvero cerchi concentrici con origine nell’asse del piatto e
settori derivati dall’intersezione delle tracce con un determinato numero di diametri del
piatto.
Il settore è l’unità di base di memorizzazione e contiene, di norma, 512 byte; è evidente che
le dimensioni delle tracce e dei settori dipendono intimamente dalla densità areale. Questo
valore caratteristico che descrive la quantità d’informazioni che possono essere contenute
in un pollice quadrato di superficie e che dipende dalla tecnologia costruttiva, è legato anche
alla tecnologia impiegata per le testine di scrittura lettura.
L’incremento della densità di registrazione permette da una parte di aumentare la capacità
complessiva delle unità e dall’altro di produrre, a parità di capacità, dischi con un minor
numero di piatti e conseguentemente di testine.
Questo si traduce in molteplici vantaggi: una maggiore facilità nell’ingegnerizzare del
prodotto in virtù delle minori masse in movimento e di un più semplice controllo delle
vibrazioni.
Come assemblare un PC
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Tuttavia esiste anche un problema legato alla densità areale; al crescere di questo
parametro (limite fisico 150 Gbit) aumenta infatti l’interferenza tra i singoli bit; questo
fenomeno dipende dal fatto che minore è l’area di registrazione e minore è la quantità di
energia magnetica immagazzinata.
Bit molto piccoli, infatti, subiscono un effetto noto come superparamagnetismo che
consiste nel mutamento casuale della direzione del campo a causa della temperatura o di
elementi perturbanti circostanti.
IBM ha sviluppato la tecnologia AFC (AntiFerromagnetically Couplet, coppia
antiferromagnetica).
Seagate, la tecnologia HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) utilizza un LASER
termico per coadiuvare la testina durante la scrittura.
Le moderne testine sono divise in due componenti, ciascuno dei quali ottimizzato per la
lettura o la scrittura delle informazioni.
L’elemento deputato alla scrittura si basa, come in passato, sulla generazione di un campo
magnetico da parte di un conduttore percorso da una corrente elettrica.
Le testine di lettura sono in grado d’individuare il microscopico campo magnetico generato
localmente sulla superficie del disco dalle aree che rappresentano i bit.
Le prime,di tipo ferromagnetico, operavano attraverso il fenomeno delle correnti indotte in
un conduttore che attraversa un campo magnetico.
Quelle odierne sono basate sull’effetto resistivo prodotto da un campo magnetico su
determinati materiali, da cui il termine magnetoresistivo GMR (Giant Magneto-Resistence).
Le testine sono fissate su appositi supporti, bracci che fanno parte dell’attuatore, ovvero del
dispositivo meccanico che ha il compito di spostare e posizionare gli organi di scrittura e
lettura sopra la superficie del disco.
Gli attuatori utilizzati nei moderni dischi rigidi sono del tipo voice coil (realizzati con un
avvolgimento immerso in un campo magnetico fisso) e muovono con continuità le testine
sulla superficie del disco.
Le informazioni necessarie alla corretta gestione di questi servosistemi sono contenute su
apposite tracce del disco registrate in fase di fabbricazione e lette dalle testine durante il
Come assemblare un PC
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loro movimento per permettere la calibrazione dinamica degli organi di posizionamento.
Tecnologia a registrazione perpendicolare
Progettata da Toshiba per il Gigabeat, lettore Mp3 portatile; con disco da 1,8” e 40 GB.
1 TB su singolo disco, studiata fin dal 1975, questa tecnologia prevede che i bit siano
memorizzati sul disco perpendicolarmente al piattello e non longitudinalmente: a parità di
area, aumenta il numero di informazioni archiviate.
Questa modalità di registrazione richiede però un massiccio impiego di nanotecnologie,
soprattutto per quanto riguarda componenti fondamentali del disco quali le testine.
SSD (Solid State Disk)
Nei dischi basati su memoria flash non c’è invece una distinzione di questo tipo; la velocità
massima di conseguenza è la stessa per qualunque operazione, sia casuale sia
sequenziale; inoltre sono più leggeri, assorbono meno potenza, assenza di rumore.
Il tempo di trasferimento totale si può scomporre come somma del tempo di trasferimento
necessario all’interfaccia di collegamento, del tempo effettivo di copia dei dati e del ritardo
meccanico e/o elettrico introdotto dal dispositivo di archiviazione.
In un disco magnetico il ritardo introdotto dalla meccanica, inteso come il solo movimento
del piatto e della testina, tralasciando dunque il ben più importante avvio della rotazione a
freddo, rappresenta ben il 95% del totale; il trasferimento dei dati occupa circa il 4% (23
Come assemblare un PC
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volte inferiore), mentre l’interfaccia solo l’1% del totale.
In un SSD il tempo totale non risente di alcun ritardo meccanico e quello elettrico introdotto
dai circuiti è basso da essere insignificante rispetto alle altre grandezze in gioco. Di
conseguenza gli unici tempi che prendono parte al computo totale sono il trasferimento dei
dati, con il 75% e l’interfaccia, con il 25%.
Il tempo totale di accesso e trasferimento può essere quantificato in circa 0,1 ms nei dischi
allo stato solido e in 10 ms in quelli tradizionali.
I dati qui specificati sono però quelli di riferimento medi e mentre in un SSD la caratteristica
conformazione delle celle identifica il valore medio con quello di ogni singolo settore, lo
stesso non vale per i dischi magnetici.
I dati presenti nella parte più esterna del disco sono infatti letti a velocità superiore rispetto
a quelli nella parte centrale, per via della uguale velocità angolare di ogni porzione del piatto
dovuta alla rotazione costante del disco che si traduce in una minore velocità lineare nelle
zone più interne.
SSD
GB
g
R/W MBps
Watt
Hz
dB
Ore
Capacità
Peso
Prestazioni
Consumo
Resistenza massima alle vibrazioni
Rumore
Durata
HDD
TB
g
R/W
Watt
Hz
L’utilizzo di dimensioni identiche ai dischi tradizionali 1,8”, 2,5” e 3,5”, delle stesse interfacce
e di una suddivisione logica in blocchi molto simile, permette agli SSD di essere installati su
qualunque sistema dotato delle normali connessioni SATA o IDE.
Negli SSD non esiste la frammentazione in quanto i dati sono letti alla stessa velocità
senza considerare in quale posizione le singole porzioni dei dati sono memorizzate.
Limiti degli hard disk tradizionali
In un disco tradizionale la massima velocità di lettura o scrittura dei file si ottiene quando
questa operazione è eseguita in maniera sequenziale e nei settori più esterni del disco. Data
la latenza meccanica di spostamento della testina le velocità di trasferimento dei file variano,
infatti, di molto se eseguite su blocchi adiacenti o su porzioni di disco distanti tra di loro.
Nei dischi tradizionali il tempo maggiore è, infatti, speso per il posizionamento meccanico
della testina sul piatto.
Come assemblare un PC
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Questo è il più grande limite prestazionale dei dischi basati sulla tecnologia magnetica a
piatti rotanti e in nessun modo può essere tralasciata nel computo delle prestazioni globali
dei prodotti di questo tipo.
Tecnologia
Gli SSD operano utilizzando come cella base dei transistor costruiti in maniera particolare
che si differenziano da quelli tradizionali per l’adozione di due gate distinti: tra il gate vero e
proprio e la zona di source e drain è posto un secondo gate, chiamato gate flottante, isolato
elettricamente dal resto del sistema e, proprio per questo, salva le informazioni e le rende
disponibili per la lettura, mantenendole in memoria finché condizioni esterne non le
modificano.
Il funzionamento in lettura è semplice; la presenza di carica nel gate flottante crea un campo
elettrico intorno a sé, modificando l’equilibrio elettromagnetico dell’intera area tra source e
drain.
Applicando una determinata tensione positiva al gate si hanno due possibilità, in base alla
quantità di carica presente nel gate flottante: se sono presenti numerosi elettroni (quindi
gate flottante carico e 0 logico), il campo elettrico generato dal gate sarà ampiamente
disturbato da quello del floating gate e non sarà sufficiente ad aprire il canale di conduzione
tra source e drain.
Se, invece, la carica nel gate flottante non è molto elevata (quindi 1 logico) la tensione
applicata al gate sarà sufficiente ad aprire il canale di conduzione e sarà possibile inviare
una corrente elettrica tra le due connessioni inferiori.
Il processo di lettura consiste proprio nell’applicazione di quanto appena esposto: inviata
una determinata tensione al gate, si valuta il passaggio o meno di carica tra source e drain;
se non si ha conduzione si considera letto un bit 0, se invece vi è passaggio di corrente il
bit letto sarà un 1.
LETTURA DI UN BIT 0
Come assemblare un PC
LETTURA DI UN BIT 1
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Processo di scrittura: un bit 0 comporta il riempimento del gate flottante di elettroni, processo
che secondo la fisica classica sarebbe impossibile, data l’assenza di un collegamento
elettrico tra gli elementi esterni e la piccola porzione di materiale semiconduttore centrale.
La scrittura avviene tramite un processo quantistico chiamato hot carrier injection che
permette il passaggio degli elettroni attraverso un materiale normalmente non conduttore.
L’applicazione di una tensione elevata, tipicamente 12 V, tra source e drain è in grado di
creare un campo elettrico potente tale da accelerare notevolmente gli elettroni che
compongono la corrente.
Alcuni di essi raggiungono quindi un’energia cinetica sufficiente per entrare nella banda di
conduzione esterna del silicio posto come isolante, riuscendo (grazie anche alla tensione
applicata al gate che fa da guida) a superare la barriera e caricare il gate flottante.
La scrittura di un bit 1 funziona in maniera simile: applicando una tensione elevata tra gate
e drain si riesce a caricare a sufficienza gli elettroni presenti nel gate flottante e permettere
loro di superare il materiale isolante e scaricarsi all’esterno, riducendo la carica presente nel
gate flottante.
SCRITTUA DI UN BIT 0
SCRITTURA DI UN BIT 1
I transistor con gate flottante sopra descritti sono infatti di tipo SLC (Single Level Cell), sono
capaci di valutare un singolo livello di carica presente all’interno del gate flottante.
La lettura dell’informazione presente è, infatti, eseguita valutando il passaggio o meno di
corrente tra source e drain in concomitanza con l’applicazione di una sola tensione sul gate.
In questo modo è possibile leggere il bit contenuto nella cella, valutando la corrente
risultante tra source e drain.
La tecnologia MLC (Multi Level Cell), è in grado d’immagazzinare diversi valori di carica
all’interno del gate flottante.
Tramite il processo di scrittura è possibile applicare una diversa tensione tra source e drain,
facendo in modo che nel gate flottante sia iniettata una determinata quantità di carica.
Definendo per esempio 4 distinti livelli è possibile associare a ciascuno di essi una coppia
di bit (00, 01, 10 e 11), facendo in modo che ogni singolo transistor memorizzi il doppio delle
informazioni rispetto ad una memoria SLC.
In questo caso il processo di lettura avviene in due fasi distinte.
Il controller invia inizialmente al gate la tensione intermedia e valuta il passaggio o meno di
corrente tra source e drain; dopo aver ricevuto questa informazione si passa ad una
selezione successiva, inviando al gate una delle due tensioni intermedie in base alla risposta
ottenuta in precedenza e ricavando, a seconda del passaggio o meno di corrente tra i due
poli inferiori, la coppia di bit memorizzata nella cella.
Le memorie MLC sono di conseguenza molto più capienti delle SLC ma pagano nella
velocità di lettura e scrittura dei dati.
Se in una memoria SLC il bit è letto in un solo passaggio, nelle MLC ne servono almeno
due, con conseguente riduzione delle prestazioni massime.
Come assemblare un PC
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Il processo di scrittura è più complicato; nelle MLC non è, infatti, possibile passare da uno
stato all’altro istantaneamente, ogni volta che il dato deve essere modificato è necessario
l’azzeramento della carica presente nel gate flottante e una carica successiva al livello
desiderato.
Nelle memorie MLC è limitato il numero di scritture eseguibili su una singola cella, data la
particolare modalità di scrittura dei bit nel gate flottante, con l’hot carrier injection, il materiale
dielettrico che è attraversato dagli elettroni perde le proprie proprietà isolanti dopo un certo
numero di cicli di scrittura.
Per prevenire situazioni di questo tipo il controller, durante le richieste di scrittura dei file,
distribuisce uniformemente i dati in modo che tutte le singole celle mantengano lo stesso
numero di scritture successive, senza che nessuna di esse sia stressata in misura maggiore
delle altre.
Nel caso, inoltre che una singola cella si usuri a tal punto da compromettere il normale
funzionamento del sistema, il controller provvede a eliminarla dall’array logico diminuendo
(seppur di pochissimo e in maniera ininfluente per l’utente) la capacità effettiva del disco.
Il numero di scritture necessario al malfunzionamento è naturalmente molto elevato e
permette ai dischi SLC una durata di molti anni con un utilizzo medio prima d’incorrere in
qualunque problema.
Le memorie MLC soffrono invece in misura maggiore del difetto, data la particolarità del
processo di scrittura che prevede una cancellazione totale e riscrittura dei bit a ogni
cambiamento di stato.
HARD DISK IBRIDI
La tecnologia ibrida consiste nel combinare i vantaggi prestazionali di una memoria SSD e
quelli di capienza di un hard disk tradizionale HDD.
Vedono la luce nel 2007 grazie a Samsung e Seagate che introducono sul mercato i primi
modelli, il quantitativo di SSD installato era di 128/256 MB.
La svolta avviene nel 2010 con la nascita del modello Seagate Momentus XT che è per la
prima volta definito “solid-state hybrid drive”: 500 GB di HDD e 4 GB di SSD.
Esistono tre tecnologie.
1. DDHS (Dual-Drive Hybrid Systems): combina due differenti device, un SSD e un HDD.
Le prestazioni sono gestite o in modo manuale dall’utente che sceglierà come utilizzare
i due drive (C e D) o in modo automatico e invisibile dal SO con un’unica lettera
Come assemblare un PC
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assegnata. Svantaggi: necessità dello spazio fisico per l’installazione di due dischi
separati.
2. SSHD (Solid State Hybrid Drives): consiste in un singolo supporto, la tecnologia
identifica gli elementi associati alle prestazioni (avvio, dati più utilizzati…) e li memorizza
nella SSD, lasciando tutto il resto nell’HDD. Svantaggi: la quantità di SSD installata è
minima 4/8 GB ed è gestita solo a livello di cache.
3. WD (Western Digital) Black2: non è un disco ibrido ma un dual drive senza però funzioni
di cache; in pratica con un solo disco fisico si possono gestire indipendentemente sia il
modulo SSD sia quello HDD. Vantaggi: la quantità di SSD installata è 120 GB.
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12. ALTRE SCHEDE
SCHEDA AUDIO
Ha la funzione di trasformare un flusso audio digitale elaborato dal PC in un segnale
analogico o anche digitale nelle configurazioni più recenti che può essere riprodotto da un
set di altoparlanti.
La maggior parte delle schede audio è anche in grado di ricevere input da microfoni o
strumenti musicali, i quali saranno inviati al PC dove potranno essere elaborati a piacimento
dell’utente.
Una scheda audio tipica comprende un chip sonoro per convertire un segnale digitale in uno
analogico; tuttavia le schede più avanzate includono più di uno di questi chip, in modo da
generare suoni in tempo reale senza sovraccaricare troppo l’utilizzo della CPU.
Tra queste schede audio avanzate vi sono dei modelli, come ad esempio le X-Fi di Creative
Labs che possiedono addirittura un processore proprio al fine di migliorare l’elaborazione
del suono.
Sono due le più importanti caratteristiche di una scheda audio.
Polifonia
Il numero di suoni e voci distinti che possono essere riprodotti indipendentemente e
simultaneamente.
Numero di canali
I segnali audio elettrici distinti corrispondenti alla configurazione degli altoparlanti, come ad
esempio 1 (mono), 2.0 (stereo), 2.1 (stereo e subwoofer), 5.1 e così via.
Le schede più datate avevano una polifonia di 3 voci ma un solo canale audio in cui erano
mixate le voci.
Più avanti si sono sviluppate schede audio con un numero da 9 a 18 voci, usate
principalmente per la riproduzione di musica MIDI ma solo una (mono) o due (stereo) voci
e canali per la riproduzione di suoni digitali.
Quando dovevano essere riprodotti due o più suoni, essi erano mixati a livello S/W. Gran
parte delle schede audio integrate ed economiche, pur avendo diversi canali audio, non
hanno alcuna polifonia a livello H/W.
Una scheda che fornisce una polifonia H/W è definita un acceleratore audio e include
funzioni avanzate per il calcolo del suono 3D o effetti DSP (Digital Signal Processor) in
tempo reale.
Connettore CD audio
Questo connettore è utilizzato per connettere il cavo CD Audio dal lettore DVD-ROM
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all’audio integrato.
Chip audio integrato
Nei PC di fascia medio bassa, per contenere i costi e i consumi, la scheda audio è integrata
in un chip della motherboard.
Queste schede, pur non avendo funzionalità di elaborazione avanzate, sono in grado di
riprodurre suoni ad alta qualità e dispongono di uscite per sistemi di altoparlanti surround
fino a 9.1.
La motherboard può integrare l’audio AC ‘97: è possibile abilitare o disabilitare il chip
CODEC integrato AD1885.
Per disabilitare l’audio integrato, si deve spostare un ponticello e disabilitare l’opzione BIOS
relativa prima d’installare la scheda audio PCI.
La specifica AC ‘97 separa il circuito audio/modem in due parti.
1. Un processore digitale.
2. Un CODEC per I/O analogici.
Essi sono collegati tramite il bus di collegamento AC ‘97.
Dato che un processore digitale può essere incluso nel chipset principale della motherboard,
il costo della soluzione audio/modem integrata può essere ridotto.
Una volta installata la scheda video possono essere montate diverse periferiche, secondo
la configurazione scelta; in genere sono presenti una scheda audio e, se la macchina è
pensata anche per giocare, un ulteriore acceleratore 3D (sempre che questo tipo di
accelerazione non sia già fornita dalla scheda video AGP).
Con tutte le periferiche la procedura d’installazione, sia con slot PCI (di colore bianco e
lungo poco più di quello AGP) sia ISA (di colore nero, più lungo e posto nella parte inferiore
della motherboard), è simile a quell’illustrata per la scheda video AGP: si allineano i contatti
dorati con la fessura dello slot utilizzato, s’inserisce la scheda nello slot (le schede ISA sono
particolarmente dure da inserire ed è necessario imprimere una notevole pressione) e si
avvita l’aletta di fissaggio all’intelaiatura del case, facendo attenzione che con quest’ultima
operazione la scheda non si sfili leggermente dallo slot. Una volta terminate le operazioni di
connessione di schede AGP, PCI e ISA e dei controller EIDE e SCSI è necessario collegare
tutti i cablaggi che comandano LED, spie e pulsanti del case: in genere questi cavi sono
raccolti in un fascio e dotati di pratiche e chiare serigrafie, così che il loro collegamento sia
più facile.
I connettori ai quali questi cavi devono essere connessi sono posti sulla motherboard, in
genere nella parte inferiore a destra, e dotati di indicazioni chiare sul manuale.
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Se si dispone di un alimentatore in formato ATX è indispensabile collegate il connettore del
case ATX power, altrimenti sarà impossibile avviare il sistema.
A questo punto il case può essere chiuso; si prenda il pannello e lo si faccia incastrare
perfettamente, facendo attenzione che le guide di scorrimento s’inseriscano correttamente;
si può anche evitare di avvitare subito il pannello, così da non dover svitare nuovamente le
viti qualora vi sia qualche problema e sia necessario rimettere le mani all’interno del case.
HDA: 24 bit, 192 KHz, surround multicanale (7.1 canali a 24 bit e 96 KHz).
SENSORE DI TEMPERATURA
Insieme a prestazioni aumentate, componenti come processore, scheda grafica, hard disk
e altri, generano sempre un’enorme quantità di calore all’interno del sistema.
Allo stesso tempo, essi sono i componenti più importanti per quanto riguarda la stabilità del
sistema.
Il sensore termico offre agli utenti un modo conveniente e flessibile, grazie ad un sensore
estensibile, di misurare la temperatura di qualunque componente.
Ad esempio, potete semplicemente inserire il sottile sensore nel ridotto spazio tra il
Processore ed il Dissipatore per controllare accuratamente la temperatura.
FUSIBILE SOSTITUIBILE
Una motherboard tradizionale usa un fusibile per la tastiera e le porte USB per prevenire
sovra tensioni e cortocircuiti.
Questi fusibili sono saldati sulla motherboard, cosicché una volta rotti, l’utente non può
sostituirli e la motherboard risulta inutilizzabile.
Con l’impiego di fusibili sostituibili, la motherboard può tornare allo stato normale di
funzionamento dopo che il fusibile ha assolto il suo compito di protezione.
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13. DRIVER E UTILITY
Verificare che tutto sia connesso all’alimentatore e soprattutto le ventole.
Nel DVD allegato alla motherboard sono inclusi driver e utility.
Non si deve necessariamente installarli tutti per avviare il sistema.
Dopo aver installato l’H/W, bisogna installare il SO prima di poter installare qualunque driver
o utility.
Per esempio, se si utilizza Windows, non c’è bisogno d’installare i driver perché il Driver IRQ
Routing , IDE Bus master ed il Registro ACPI sono già incorporati nel SO.
Se la motherboard integra un chip AD1885 AC97 CODEC e il controller audio si trova nel
chipset SB, si deve installare il driver per l’audio.
È possibile installare l’Utility di Controllo Hardware (Hardware Monitor) per controllare la
temperatura della CPU, le ventole e il voltaggio del sistema.
Driver sempre aggiornati
Il costante aggiornamento fa guadagnare diversi punti percentuali in prestazioni.
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14. CONFIGURAZIONE BIOS
Il BIOS è un insieme di routine (firmware) che forniscono accesso a basso livello all’H/W di
sistema, utilizzano una memoria Flash che permette di mantenere le impostazioni e di
aggiornare il S/W.
In generale, per fornire una portabilità indipendente dall’H/W, è richiesto al SO e ai driver di
accedere al BIOS, senza accedere direttamente ai dispositivi H/W.
Firmware deriva da firm (fermo, stabile) e S/W: s’intende un codice eseguibile non
modificabile, memorizzato in modo permanente o semi permanente in un chip di memoria
non volatile e specificamente sviluppato per il componente H/W al quale appartiene.
Le funzioni principali del BIOS sono le seguenti.
1. Subito dopo l’accensione si attiva il POST-Test che esegue una diagnostica per
verificare che non ci siano problemi o conflitti H/W.
2. Reset della CPU, reset del controller della tastiera.
3. Test sul BIOS, calcola il checksum di tutti i bit del chip.
4. Test sul chip CMOS dove si trovano le impostazioni del BIOS definite dall’utente; il chip
mantiene le impostazioni solo finché la batteria è connessa; calcola, infine, il checksum
del chip.
5. Verifica la funzione dell’interrupt timer che serve per lo svolgimento corretto delle
interruzioni; genera la tabella dei vettori d’interrupt; carica le impostazioni utente del
BIOS nella memoria CMOS.
6. Verifica la RAM, la scheda grafica e il monitor.
7. Verifica il controller DMA.
8. Verifica dei drive presenti nel sistema: floppy, DVD, dischi fissi.
9. Passa il controllo al boot loader che carica il SO.
Il progetto EFI (Extensible Firmware Interface) stabilisce nuove caratteristiche per
un’architettura modulare del BIOS.
È possibile identificare le motherboard che fanno uso di BIOS AMI guardando la schermata
che PC subito dopo l’accensione, in alto a sinistra c’è il logo di American Megatrends, in
basso comparirà una sigla di riferimento del tipo: 51-0102-005123-00111111-101094AMIS123-P.
Ogni carattere nella sua posizione ha un preciso significato.
AB-CCCC-DDDDDD-EFGHIJKL-mmddyy-MMMMMMM-N.
A = tipo di CPU (0:8086/8088, 2:80286, 3:80386, 4:80486, 5:Pentium, 6:Pentium Pro,…).
B = dimensione del BIOS (0:64 KB, 1:128 KB, 2:256 KB).
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CCCC = versione e revisione del BIOS.
DDDDDD = riferimento della licenza BIOS assegnata al produttore.
E = 1:arresto del boot in caso di errore del POST.
F = 1:azzera CMOS ad ogni boot.
G = 1:blocca i pin 22 e 23 del controller della tastiera.
H = 1:supporto mouse nel setup del BIOS.
I = 1:attendi tasto F1 in caso di errore del POST.
J = 1:mostra errori del floppy durante il POST.
K = 1:mostra errori della scheda grafica durante il POST.
L = 1:mostra errori della tastiera durante il POST.
mmddyy= data del BIOS mese, giorno, anno.
MMMMMMM = identificativo del BIOS.
N = versione del controller della tastiera.
Anche le motherboard che utilizzano BIOS Award (Phoenix Technologies) sono identificabili
da codici presenti alla schermata iniziale all’accensione del PC.
La stringa che identifica un BIOS Award è: 2A59GA1EC-3R.
Oltre ai codici di riferimento alla schermata di boot, esistono almeno altri due modi di
identificare il tipo di BIOS del proprio PC.
1. Utilizzare strumenti del SO installato, ad esempio con Windows è possibile identificare il
tipo di BIOS utilizzando Regedit e cercando la parola BIOS; oppure è possibile utilizzare
Microsoft System Information.
2. Non sempre però il SO è in grado di riconoscere il tipo di BIOS, utilizzare applicazioni
d’identificazione della motherboard.
ROM
Per cambiare il programma bisogna sostituire tutto il chip.
PROM (Programmable ROM)
Può essere programmata dall’utente una volta sola.
EPROM
Può essere non solo programmata dall’utente ma anche cancellata; ha una finestra di
quarzo a contatto con il chip, se la finestra è esposta ad una forte luce ultravioletta (UV) per
un quarto d’ora, tutti i bit sono messi a 1, se si deve aggiornare il BIOS, è necessario
rimuovere la EPROM dalla motherboard, cancellarla, riprogrammarla, e quindi reinserirla.
EEPROM (Electronic EPROM) E2PROM
Può essere cancellata con impulsi elettrici un byte alla volta e riprogrammata sul posto,
svantaggi: velocità dimezzata rispetto alla EPROM.
FLASH
Tecnologia sviluppata da Toshiba (1984), cancellabile elettricamente a blocchi, interi
banchi.
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Risulta più facile aggiornare il BIOS con un applicativo di riprogrammazione ma è anche più
facilmente infettabile.
All’avvio il PC dovrà scegliere quale device (disco fisso IDE, floppy disk, DVD-ROM, rete)
utilizzare per caricare il SO e come comportarsi se il device non è disponibile.
Ad esempio, supponiamo che il BIOS sia configurato per utilizzare prima il floppy disk, poi il
DVD-ROM e infine il disco fisso, supponiamo, inoltre che la nostra macchina abbia installato
correttamente un SO, se alla partenza non abbiamo inserito nei drive né un floppy disk né
un DVD-ROM, il sistema partirà correttamente, se, invece, avessimo lasciato inserito un
floppy, allora all’avvio il BIOS cercherà di utilizzare il floppy disk presente come disco di
boot; se il disco non contiene le informazioni necessarie per avviare il sistema avremmo una
schermata che ci segnala che non c’è un programma per avviare il SO (boot loader).
Oppure, ancora peggio, il floppy potrebbe contenere un virus, in questo caso il programma
sarebbe eseguito al boot senza alcun controllo da parte del SO o del programma di antivirus.
Supponiamo, invece, di avere il BIOS configurato per utilizzare l’hard disk come primo
device di boot, in questo caso non avremmo avuto l’incidente descritto in precedenza.
A quale scopo quindi bisogna impostare il floppy o il DVD-ROM come device per il boot
prima dell’hard disk?
È necessario avere impostati il floppy o il DVD-ROM come device di boot, ad esempio, per
installare sul disco fisso il SO, per aggiornare il BIOS, per effettuare una diagnostica del
sistema o ripristinare un’installazione corrotta.
In generale, anche per motivi di sicurezza si suggerisce, in condizioni normali, d’impostare
l’hard disk come unico device di boot e, soprattutto se il PC è in una postazione pubblica,
d’impostare una password di accesso al setup del BIOS.
I parametri del sistema possono essere modificati entrando nel menu di Setup del BIOS;
questo menu consente di configurare i parametri del sistema e di salvare la configurazione
nella CMOS, normalmente nel chip RTC o nel chipset principale in modo che siano rese
disponibili al sistema ad ogni accensione.
Scopo di tale tecnologia è quello di offrire al SO che sarà installato una sorta di elenco già
compilato delle periferiche presenti.
Il carattere comune a tutti i BIOS, a prescindere dalla motherboard, è la possibilità d’incidere
su molti parametri al fine di configurare in modo ottimale ogni componente del PC.
Per entrare nel menu di Setup del BIOS, premere CANC alla schermata del POST, la
procedura di auto test del BIOS dopo l’accensione, a volte, è la prima o la seconda
schermata che appare sul monitor durante l’avvio del sistema.
Dopo aver finito d’impostare i ponticelli e di connettere i cavi giusti, accendere ed entrare
nel Setup del BIOS e scegliere Load Setup Defaults per prestazioni ottimali.
STANDARD CMOS FEATURES
Le caratteristiche standard della CMOS regolano i parametri di base del sistema come la
data, l’ora e il tipo di hard disk e di floppy disk, si usano i tasti freccia per evidenziare una
voce e <PAGUP> o <PAGDN> per scegliere il valore di ogni voce.
Date
Premete <PAGUP> o <PAGDN> per scegliere la data corrente.
Il formato della data è mese, giorno, anno.
Time
Premete <PAGUP> o <PAGDN> per scegliere l’ora corrente nel formato ore, minuti,
secondi.
IDE Primary (Secondary) Master (Slave) Type
Questi parametri sono: dimensione, numero di cilindri, numero di testine, cilindro di partenza
per precompensazione, numero del cilindro della zona atterraggio testina e numero di settori
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per traccia.
L’impostazione standard è Auto che abilita il BIOS al rilevamento automatico dei parametri
degli HDD (Hard Disk Drive) installati, durante il POST.
Se invece si preferisce impostare i parametri degli HDD manualmente, scegliere User.
Scegliere None in assenza di HDD connesso al sistema.
Il DVD-ROM IDE è sempre rilevato automaticamente.
Se si utilizzano dischi SCSI, le periferiche SCSI sono riconosciute e correttamente impostate
attraverso il BIOS del controller SCSI.
IDE Primary (Secondary) Master (Slave) Mode
Questa caratteristica consente al sistema di utilizzare un hard disk.
Drive A
Questa voce seleziona il tipo di lettore floppy.
Video
Questa voce specifica il tipo di scheda video utilizzata.
L’impostazione standard è EGA/VGA.
Siccome i PC odierni utilizzano solo VGA, questa funzionalità è di fatto inutile e potrà essere
ignorata in futuro.
Halt On
Consente di stabilire per quali errori, durante l’auto test all’accensione POST, il sistema
deve fermarsi, ad esempio il mancato collegamento della tastiera o l’assenza del driver
floppy che, se si verificano, fanno bloccare il PC e visualizzare un messaggio di errore.
ADVANCED BIOS FEATURES
Questa schermata appare quando si sceglie l’opzione Advanced BIOS Features
(Caratteristiche Avanzate del BIOS) dal menu principale.
Virus Warning
Impostare questo parametro su Enabled per attivare il messaggio di avviso.
Questa caratteristica protegge il settore di avvio e la tabella della partizione dell’hard disk
da un attacco virale.
Durante la fase di avvio, ogni tentativo di scrittura sul settore di avvio dell’hard disk blocca il
sistema e il seguente messaggio di avviso appare sullo schermo.
Eseguire un programma antivirus per individuare il problema.
CPU Internal Cache
L’abilitazione di questo parametro attiva la cache interna della CPU (L1).
La disabilitazione del parametro rallenta il sistema.
External Cache
L’abilitazione di questo parametro attiva la cache secondaria (L2) presente sulla
motherboard.
La disabilitazione del parametro rallenta il sistema.
CPU L2 Cache ECC Checking
Questa voce consente di abilitare o disabilitare il controllo ECC della cache L2.
Quick Power On Self Test
Questo parametro velocizza il POST, tralasciando alcune voci che normalmente sono
controllate.
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First (Second, Third) Boot Device
Questo parametro consente di specificare la sequenza della ricerca dell’avvio del SO.
Gli ID (identificativi) degli hard disk sono i seguenti.
 A: DVD-ROM, SCSI.
 C: Master Primario.
 D: Slave Primario.
 E: Master Secondario.
 F: Slave Secondario.
 LS: LS120.
 Zip: IOMEGA ZIP Drive.
 LAN: scheda LAN con ROM di avvio.
Boot Other Device
Questo parametro consente di abilitare altri dispositivi per l’avvio del SO.
Boot Up Floppy Seek
Abilitare questa voce per forzare il sistema ad esaminare e scoprire eventuali errori nel
funzionamento dei floppy durante il POST.
Per esempio, il floppy drive collegato è a 40/80 tracce, il lettore a 360 KB è a 40 tracce,
mentre quelli a 720 KB, 1.2 MB e 1.44 MB sono a 80 tracce.
Boot Up NumLock Status
L’impostazione di questo parametro su On abilita la funzionalità numerica del tastierino
numerico.
Impostare questo parametro su Off per tralasciare tale funzione.
La disabilitazione della funzione numerica consente di utilizzare il tastierino numerico per il
controllo del cursore.
Gate A20 Option
Scegliete se il gate A20 dev’essere controllato dal chipset (più efficiente) o dal controller
della tastiera, per accedere alla memoria estesa (in modalità protetta), quella al di sopra di
1 MB.
Typematic Rate Setting
Impostare questo parametro per abilitare/disabilitare la funzione di ripetizione della tastiera.
Se abilitato, tenere premuto un tasto sulla tastiera genererà ripetutamente battute.
Typematic Rate (Chars/Sec)
Consente di controllare la velocità di ripetizione delle battute.
Lo standard è 30 caratteri per secondo.
Typematic Delay (Msec)
Consente di controllare l’intervallo di tempo, numero di millisecondi, tra la prima e la seconda
battuta sulla tastiera, quando iniziano le battute ripetute.
Video BIOS Shadow
VGA BIOS Shadowing significa copiare il BIOS della scheda video nell’area della DRAM.
Security Option
L’opzione System limita l’accesso sia all’avvio del sistema sia al BIOS setup.
Una finestra che chiede la password appare sullo schermo ogni volta che si avvia il sistema.
L’opzione Setup limita l’accesso solo al setup del BIOS.
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Per disabilitare l’opzione Sicurezza, selezionare Password Setting dal menu principale, non
scrivere nulla e premere semplicemente <INVIO>.
C800-CBFF Shadow, CC00-CFFF Shadow, D000-D3FF Shadow, D400-D7FF Shadow,
D800-DBFF Shadow, DC00-DFFF Shadow
Queste voci servono per la copia di codice ROM su altre schede di espansione.
Prima d’impostare questi parametri, si devono conoscere gli indirizzi specifici di quel codice
ROM.
Se non si dispone di questa informazione, abilitare tutte le impostazioni per la copia della
ROM.
I segmenti F000 e E000 sono sempre copiati altrove perché il codice del BIOS occupa
queste aree.
Quest’operazione è inutile in Windows poiché bypassa il BIOS.
ADVANCED CHIPSET FEATURES
Questa schermata appare quando si sceglie l’opzione Advanced Chipset Features
(Caratteristiche Avanzate del Chipset) che include le impostazioni per le caratteristiche
dipendenti dal chipset.
Queste caratteristiche influenzano le prestazioni del sistema.
Bank 0/1 (2/3, 4/5) DRAM Timing
Modificare questa voce per controllare la sincronizzazione della DRAM.
Il valore standard è Normal, a valori più bassi corrispondono migliori prestazioni.
Non modificare il valore standard se non si hanno conoscenze d’ingegneria.
SDRAM Cycle Length
Questa sincronizzazione della SDRAM si calcola in cicli di clock.
La regolazione di tale valore influenza le prestazioni della SDRAM, l’impostazione standard
è 2 clock.
Se il sistema ha problemi d’instabilità, cambiare 2T in 3T.
DRAM Clock
Per essere facilmente compreso dagli utenti che non fanno overclock, è mostrato qui come
Host CLK e HCLK+33M.
Attualmente, esso è CPU CLK e CPU + PCI CLK.
L’impostazione standard è Auto.
Fast RAS To CAS Delay
Specifica il delay che è inserito tra i segnali CAS e RAS quando la memoria è riaggiornata,
scritta o letta; a valori inferiori corrispondono prestazioni superiori.
SDRAM (CAS Lat/RAS-To-CAS)
È possibile selezionare una combinazione di latenza CAS e di delay RAS-To-CAS in cicli di
clock di 2/2 o 3/3; a valori inferiori corrispondono prestazioni migliori; se la memoria non
supporta i valori impostati il sistema va in crash.
SDRAM Speculative Read
Abilita lo Speculative Read permettendo di ridurre le latenze e migliorando le prestazioni;
non tutte le memorie SDRAM supportano tale parametro, sopratutto all’aumentare della
frequenza di bus.
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16 (8) bit I/O Recovery Time
Specifica la velocità delle periferiche ISA a 16 bit (8 bit); a valori maggiori corrispondono
prestazioni inferiori ma molte volte questa è l’unica via per utilizzare periferiche ISA con bus
oltre i 66 MHz.
Memory Hole
Consente di riservare un’area della memoria di sistema per particolari schede ISA.
Il chipset accede a codice dati di queste aree direttamente dal bus ISA.
Normalmente, queste aree sono riservate per la scheda d’I/O tracciata in memoria.
PCI Master Pipeline Req
Abilitare questa voce per aumentare le prestazioni del bus PCI.
P2C/C2P Concurrency
Abilita la modalità simultanea PCI verso CPU e CPU verso PCI.
Essa consente alla CPU ed al master AGP/PCI di attivarsi contemporaneamente.
Fast R-W Turn Around
Aumentare il tempo d’inversione in R/W della CPU, per aumentare le prestazioni della
DRAM.
System BIOS Cacheable
Selezionando Enabled si consente la copia dei dati del BIOS di sistema in F0000H-FFFFFH
(nella memoria principale) per migliorare le prestazioni del sistema.
Tuttavia, se un qualsiasi programma scrive in questo intervallo di memoria, può causare un
errore di sistema.
Video RAM Cacheable
Consente di copiare la Video RAM in A000 e B000.
In generale, ciò dovrebbe aumentare le prestazioni del VGA BIOS.
Dato che il VGA BIOS è stato copiato nella video RAM, l’aumento di prestazioni può non
essere così evidente.
AGP Aperture Size
Consente di definire la dimensione effettiva dell’apertura grafica dell’AGP che è un’area di
memoria, utilizzata per trasferire dati da e verso la scheda AGP.
La regola prevede che vada impostato un valore uguale o superiore al doppio della memoria
locale della scheda grafica più 12 MB per la tabella degli indirizzi virtuali.
AGP 8X Mode
Consente di abilitare la modalità AGP 8X che offre maggiori prestazioni grafiche ma può
presentare maggiori problemi di compatibilità.
AGP Driving Control
Controlla la forza della trasmissione AGP.
Auto: imposta la forza della trasmissione AGP al valore standard.
Manual: imposta la forza della trasmissione AGP al valore scelto manualmente.
AGP Driving Value
Inserire un numero Min = 000H Max = 00FFH. Bit 7-4: comando N della forza di trasmissione
del buffer di uscita AGP.
Bit 3-0: comando P della forza di trasmissione del buffer di uscita AGP.
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On Chip USB
Abilita o disabilita il controller USB.
USB keyboard Support
Abilita o disabilita il driver per tastiera USB del BIOS integrato.
Il driver per tastiera simula comandi tastiera legacy e consente di utilizzare la tastiera USB
durante il POST o dopo l’avvio nel caso il SO non abbia un driver USB.
Non si può utilizzare entrambi i driver USB e USB legacy keyboard contemporaneamente.
Disabilitare USB Keyboard Support se nel SO è presente un driver USB.
USB Mouse Support
Abilita o disabilita il driver per il mouse USB del BIOS integrato.
On Chip Sound
Abilita o disabilita l’audio integrato.
CPU to PCI Write Buffer
Abilita o disabilita il buffer scrittura CPU verso PCI.
Il buffer di scrittura conserva temporaneamente i dati da CPU verso PCI e libera la CPU per
altri compiti; aumenta le prestazioni della CPU ma a volte genera problemi di compatibilità.
PCI Dynamic Bursting
Migliora le prestazioni del bus PCI e può essere regolata per risolvere problemi di
compatibilità PCI.
Se abilitata, qualunque scrittura PCI (a raffica o non) va nel buffer scrittura PCI.
In caso contrario, la scrittura PCI non a raffica va direttamente nel bus PCI.
PCI Master 0 WS Write
Controlla il ciclo di scrittura del PCI master.
Se abilitata, non ci sarà alcun stato di attesa.
Se disabilitata, ci sarà uno stato di attesa per la scrittura del PCI master.
PCI Delay Transaction
Controlla la funzione Delayed Transaction del chipset (PCI to ISA bridge).
Questa funzione è utilizzata per venire incontro alla latenza dei cicli PCI da o verso il bus
ISA; si provi ad abilitarla o disabilitarla per verificare se ci sono problemi di compatibilità con
schede ISA.
PCI#2 Access #1 Retry
Abilita o disabilita la disconnessione dell’AGP master dopo tentativi ripetuti.
Se abilitata, l’AGP master sarà disconnesso dopo un numero max di tentativi falliti.
PCI#2 significa AGP.
AGP Master 1 WS Write
Abilita o disabilita uno stato di attesa in scrittura dell’AGP master.
Lo stato di attesa può essere usato per ritardare l’operazione AGP e migliorare la
compatibilità.
Se è instabile il funzionamento dell’AGP, si provi ad abilitare questo stato di attesa.
AGP Master 1 WS Read
Abilita o disabilita uno stato di attesa in lettura dell’AGP master.
Lo stato di attesa può essere usato per ritardare l’operazione AGP e migliorare la
compatibilità.
Se è instabile il funzionamento dell’AGP, si provi ad abilitare questo stato di attesa.
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Memory Parity ECC Check
Abilita o disabilita la funzionalità ECC della memoria.
L’algoritmo ECC possiede la capacità di rilevare gli errori a doppio bit e correggere
automaticamente gli errori a singolo bit.
INTEGRATED PERIPHERALS
La schermata seguente appare quando si seleziona l’opzione Integrated Peripherals
(Periferiche Integrate) dal menu principale.
Questa opzione consente di configurare le caratteristiche d’I/O.
OnChip IDE Channel0 (Channel1)
Abilita o disabilita il canale IDE0.
Se s’installa una scheda IDE ad alte prestazioni nel sistema, si deve prima disabilitare
questa voce.
IDE Prefetch Mode
Abilita o disabilita la modalità IDE prefetch.
Serve a migliorare le prestazioni del sistema.
Primary (Secondary) Master (Slave) PIO
L’impostazione di questa voce su Auto attiva la funzione di auto rilevamento della velocità
dell’HDD.
La modalità PIO specifica la velocità di trasferimento dati dell’HDD.
Per esempio: la velocità di trasferimento dati in modalità 0 è 3.3 MBps, in modalità 1 è 5.2
MBps, in modalità 2 è 8.3 MBps, in modalità 3 è 11.1 MBps ed in modalità 4 è 16.6 MBps.
Se la prestazione dell’hard disk diventa instabile, potete provare a scegliere manualmente
una velocità più lenta.
Primary (Secondary) Master (Slave) UDMA
Imposta la modalità ATA/66 supportata dall’hard disk connesso al connettore IDE primario.
Init Display First
Se sono installate contemporaneamente una scheda PCI VGA e una scheda AGP, questa
voce consente di stabilire la scheda video iniziale.
IDE HDD Block Mode
Aumenta le prestazioni del disco consentendo i trasferimenti multi settore dei dati ed
eliminando il tempo di gestione interrupt per ogni settore.
La maggior parte dei dischi IDE, eccetto quelli più vecchi, possono supportare questa
caratteristica.
Onboard FDD Controller
L’impostazione di questo parametro su Enabled consente di connettere i lettori di floppy disk
al connettore floppy disk integrato, invece che ad una scheda controller separata. Impostare
il parametro su Disabled nel caso si voglia utilizzare una scheda controller separata.
Onboard Serial Port 1 (2): 3F8/IRQ4, 2F8/IRQ3, 3E8/IRQ4, 2E8/IRQ3
Assegna indirizzi e IRQ per la porta seriale integrata.
L’impostazione standard è Auto.
Se si usa una motherboard, assicurarsi che non ci siano conflitti di IRQ.
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UART 2 Mode
Questa voce è configurabile solo se la Onboard Serial Port 2 è abilitata.
Ciò consente di specificare la modalità della porta seriale 2.
Le modalità disponibili tra cui scegliere sono le seguenti.
 Standard: imposta la porta seriale 2 per il funzionamento in modalità normale, questa è
l’impostazione standard.
 HPSIR: consente la comunicazione seriale infrarossa ad una velocità massima di 115
Kbaud.
 ASKIR: consente la comunicazione seriale infrarossa ad una velocità massima di 19.2
Kbaud.
IR Function Duplex
Seleziona il funzionamento IR in modalità Full Duplex o Half Duplex.
Generalmente, la FullDuplex è più veloce, perché trasmette i dati bidirezionalmente in
contemporanea.
TX, RX Inverting Enable
Seleziona la modalità RxD (Ricezione Dati) e TxD (Trasmissione Dati) per l’UART2, quando
usata con funzionalità IR.
Onboard Parallel Port: 3BC/IRQ7, 378/IRQ7, 278/IRQ5
Controlla indirizzi e IRQ della porta parallela integrata.
Se si sta usando una scheda d’I/O dotata di porta parallela, assicurarsi che non ci siano
conflitti d’indirizzi o IRQ.
Onboard Parallel Mode
Consente d’impostare la modalità della porta parallela.
Le modalità disponibili sono le seguenti.
 Normal (SPP) è la modalità compatibile IBM AT e PS/2.
 EPP aumenta il flusso attraverso la porta parallela scrivendo e leggendo i dati
direttamente da e verso la porta parallela senza ritardo.
 ECP supporta il DMA e la compressione e decompressione RLE (Run Length Encoded).
ECP Mode Use DMA
Imposta il canale DMA della modalità ECP.
Parallel Port EPP Type
Consente di selezionare il protocollo della modalità EPP.
Onboard Legacy Audio
La motherboard possiede un audio integrato Sound Blaster Pro compatibile.
Legacy significa modalità DOS, alcuni vecchi programmi supportano solamente la modalità
DOS; abilitare questa voce se si vuole eseguire tali programmi in modalità DOS.
Sound Blaster
La motherboard dispone di un audio integrato compatibile Sound Blaster Pro, è possibile
abilitare questa voce per forzare l’audio integrato a simulare una Sound Blaster.
SB I/O Base Address: 220H, 240H, 260H
Seleziona un indirizzo I/O di base, compatibile Sound Blaster, per l’audio integrato.
SB IRQ Select: IRQ5, IRQ7, IRQ9
Seleziona un IRQ, compatibile Sound Blaster, per l’audio integrato.
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SB DMA Select: DMA0, DMA1
Seleziona un DMA, compatibile Sound Blaster, per l’audio integrato.
MPU 401
Abilita un indirizzo I/O di base per la porta MIDI.
MP 401 I/O Address: 300-303H, 310-313H, 320-323H, 330-333H
Seleziona un indirizzo I/O di base per la porta MIDI.
Game Port: 200-207H
Assegnazione di un indirizzo alla porta game.
POWER MANAGEMENT SETUP
La schermata Power Management Setup permette di controllare le caratteristiche di
risparmio energetico della motherboard.
ACPI Function
Se il SO è abilitato ACPI si deve impostare questa voce su Enabled o potrebbero verificarsi
errori inattesi.
Se il SO è in modalità APM, si deve lasciare la voce su Disabled.
Power Management
Imposta i parametri standard delle modalità di risparmio energetico.
Impostare su User Define per immettere parametri scelti dall’utente o per annullare la
funzione di risparmio energetico.
Max Saving (settaggi che massimizzano il risparmio energetico) e Min Saving (settaggi che
provvedono il minimo risparmio energetico), se si desidera intervenire manualmente sui
parametri di risparmio energetico sotto elencati è necessario impostare User Define,
viceversa ci si può affidare alle due voci preimpostate Max Saving e Min Saving.
Mode
Min Saving
Max Saving
Suspend
1 ora
1 minuto
HDD Power Down
15 minuti
1 minuto
HDD Power Down
Specifica il tempo d’inutilizzo dell’HDD IDE trascorso il quale il dispositivo passa allo stato
di spegnimento.
Questa voce è indipendente dagli stati di attivazione precedentemente descritti in questa
sezione (Standby e Suspend).
Doze Mode
Specifica il tempo d’inutilizzo trascorso il quale il sistema passa in modalità Doze (Sonno),
solo la frequenza della CPU è ridotta.
Suspend Mode
Imposta il periodo di tempo trascorso il quale il sistema passa in modalità Sospensione.
La modalità Sospensione può essere Sospensione all’Accensione o Sospensione su Hard
Disk, scelta tramite Suspend Type.
Suspend Type
Questa funzione consente di scegliere il tipo di sospensione: sospensione all’Accensione e
sospensione in RAM.
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Standby Mode
Specifica il tempo trascorso il quale il sistema entra nella modalità Standby; il video e l’hard
disk sono spenti mentre tutte le altre periferiche restano in funzione.
PM Controlled by APM
Se si è scelto Max Saving, si può attivare questa voce, trasferire la gestione del risparmio
energia all’APM e migliorare la funzionalità di risparmio energia.
Ad esempio, arrestare il clock interno della CPU.
L’APM è uno standard di risparmio energetico precedente all’ACPI e che lascia al BIOS il
compito di gestire la modalità a basso consumo.
Video Off Option
Questa è un’opzione specifica per la modifica della modalità risparmio energia e
spegnimento video ed è utilizzata per stabilire se il video sia spento durante la modalità
sospensione.
Video Off Method
Questa voce determina il modo in cui il video risulta spento.
Blank Screen scrive a vuoto nel buffer video.
V/H SYNC + Blank consente al BIOS di controllare i segnali VSYNC e HSYNC.
Questa funzione è applicabile solo ai monitor DPMS (Display Power Management
Standard).
La modalità DPMS utilizza le funzionalità DPMS fornite dalla scheda VGA.
Modem Use IRQ
Imposta un IRQ per il modem.
Soft Off by PWRBTN
Questa è una specifica dell’ACPI e supportata dall’H/W.
Quando Delay 4 sec è selezionato, il pulsante di accensione sul pannello frontale può
essere utilizzato per controllare l’accensione, la sospensione e lo spegnimento.
Se il pulsante è premuto per meno di 4 sec mentre è acceso, il sistema passerà in modalità
sospensione.
Se il pulsante è premuto per più di 4 sec, il sistema sarà spento.
L’impostazione standard è Instant Off, il pulsante di accensione è utilizzato solo per
accensione e spegnimento, non c’è bisogno di premere per 4 sec e non c’è sospensione.
Wake up Events VGA
Questa voce abilita o disabilita il rilevamento di attività VGA per il passaggio alla modalità
spegnimento.
Wake up Events LPT & COM (HDD & FDD, PCI Master)
Queste voci abilitano o disabilitano il rilevamento di attività delle porte LPT & COM (HDD &
FDD, PCI Master) per il passaggio alla modalità spegnimento.
Wake up Events PowerON by PCI Card
Consente di avviare il sistema con un comando a distanza attraverso una scheda PCI, come
ad esempio una scheda LAN.
Wake up Events Modem Ring Resume
Abilita o disabilita la funzione Risveglio da Modem.
Wake up Events RTC Alarm Resume
Il Wake Up Timer è simile ad un segnale di sveglia che risveglia e accende il sistema, ad un
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tempo prestabilito, per una specifica applicazione.
Può essere impostato per svegliarsi ogni giorno o in una data specifica entro un mese.
La data/ora è precisa al secondo.
Questa opzione consente di abilitare o disabilitare la funzione Risveglio da RTC.
Wake up Events Date of Month
Questa voce è mostrata quando è abilitata l’opzione Accensione da Timer RTC.
È possibile specificare la data in cui si vuole risvegliare il sistema.
Ad Esempio, impostando su 15 il sistema si risveglierà il 15° giorno di ogni mese.
L’impostazione di questa voce su 0 risveglierà il sistema all’ora stabilita che può essere
impostata nel Wake On RTC Timer, ogni giorno.
Wake up Events Resume Time
Questa voce è mostrata quando si abilita l’opzione Accensione da Timer RTC.
È possibile visualizzare l’orario in cui si vuole risvegliare il sistema.
Wake up Events Primary INTR
Questa voce è utilizzata per abilitare o disabilitare il rilevamento di attività degli IRQ3-15 o
NMI IRQ per il passaggio alla modalità spegnimento.
Normalmente, questo si applica alla scheda di rete.
PNP/PCI CONFIGURATIONS
La specifica PnP propone un’interfaccia di registro standard sia per il BIOS sia per il SO.
Questi registri sono usati dal BIOS e dal SO per configurare le risorse di sistema ed evitare
ogni conflitto.
Gli IRQ/DMA/Memoria saranno allocati automaticamente dal BIOS o SO PnP.
Il menu PnP/PCI Configurations (Configurazione PnP/PCI) consente di configurare i
dispositivi ISA e PCI installati nel sistema.
PnP OS Installed
Normalmente, le risorse PnP sono allocate dal BIOS durante il POST.
Se si utilizza un SO PnP, impostare questa voce su Yes per dire al BIOS di configurare solo
le risorse necessarie all’avvio (VGA/IDE o SCSI).
Le rimanenti risorse di sistema saranno allocate dal SO PnP.
Reset Configuration Data
Nel caso si verifichi un conflitto dopo l’assegnazione d’IRQ o dopo aver configurato il
sistema, è possibile abilitare questa funzione, consentendo al sistema di rimettere a posto
la configurazione e riassegnare IRQ, DMA e indirizzi d’I/O.
Resources Controlled By
L’impostazione di quest’opzione su Manual consente di assegnare individualmente gli IRQ
e DMA ai dispositivi ISA e PCI.
Impostarla su Auto per abilitare la funzione di auto configurazione.
IRQ Resources
Quando le risorse sono controllate manualmente, assegnare ad ogni IRQ un tipo, a seconda
del tipo di dispositivo che sta usando l’IRQ.
Gli IRQ disponibili sono: IRQ3 (COM2), IRQ4 (COM1), IRQ5 (Rete/Audio o Altri), IRQ7
(Stampante o Altri), IRQ9 (Video o Altri), IRQ10 (SCSI o Altri), IRQ11 (SCSI o Altri), IRQ12
(Mouse PS/2), IRQ14 (IDE1), IRQ15 (IDE2).
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DMA Resources
Quando le risorse sono controllate manualmente, assegnare ad ogni canale DMA un tipo,
a seconda del tipo di dispositivo che sta usando il canale DMA.
PCI/VGA Palette Snoop
L’abilitazione di questa voce comunica alla scheda PCI VGA di restare “in silenzio” (per
prevenire un conflitto) quando il “registro di tavolozza” è aggiornato (ad esempio, accetta i
dati senza inviare alcun segnale in risposta).
Ciò risulta utile solo quando due schede video usano lo stesso indirizzo di tavolozza e sono
inserite nel bus PCI contemporaneamente (come MPEQ o acquisizione Video).
In questo caso, la PCI VGA è silente mentre la MPEQ/acquisizione Video è impostata per
funzionare normalmente.
Assign IRQ for VGA
Nel caso si verifichi un conflitto dopo l’assegnazione d’IRQ o dopo aver configurato il
sistema, è possibile abilitare questa funzione, consentendo al sistema di rimettere a posto
la configurazione e riassegnare IRQ, DMA e indirizzi d’I/O.
Assign IRQ for USB
Nel caso si verifichi un conflitto dopo l’assegnazione d’IRQ o dopo aver configurato il
sistema, è possibile abilitare questa funzione, consentendo al sistema di rimettere a posto
la configurazione e riassegnare IRQ, DMA e indirizzi d’I/O.
PC HEALTH STATUS
Questo menu (Stato di Salute del PC) mostra lo stato del controllo H/W e fornisce una
funzione di controllo di base.
FREQUENCY/VOLTAGE CONTROL
CPU Voltage Setting
CPU Speed Setting
LOAD SETUP DEFAULTS
Carica impostazioni ottimizzate per una performance ottimale del sistema.
Le impostazioni ottimali sono relativamente più sicure delle impostazioni Turbo.
Tutte le verifiche sul prodotto, i rapporti sui test di compatibilità, affidabilità e i controlli sulla
qualità di fabbricazione sono effettuati utilizzando le impostazioni del Load Setup Defaults.
Consigliato l’utilizzo di queste impostazioni per un funzionamento normale e non è
l’impostazione più lenta.
LOAD TURBO DEFAULTS
Offre migliori prestazioni di Load Setup Defaults, è fornito a vantaggio dell’utente avanzato
che vuole spingere al massimo la motherboard per ottenere migliori prestazioni.
L’impostazione Turbo, tuttavia, non passa attraverso tutti i test dettagliati di compatibilità e
affidabilità; è testata solamente con una configurazione ed un carico limitati (ad esempio,
un sistema che include solo una scheda VGA e due DIMM).
Usare l’impostazione Turbo solo se si comprendono perfettamente le voci del menu Chipset
Setup.
L’aumento di prestazioni dovuto all’impostazione Turbo, generalmente, va dal 3% al 5%
circa, a seconda del chipset e dell’applicativo.
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SET PASSWORD
La parola d’ordine impedisce l’utilizzo non autorizzato del PC.
Se si assegna una parola d’ordine utente, il sistema chiederà la parola d’ordine corretta
prima dell’avvio o dell’accesso al Setup.
SAVE & EXIT SETUP
Questa funzione salva automaticamente tutti i valori della CMOS prima dell’uscita dal Setup.
Exit Without Saving
Utilizzare questa funzione per uscire dal Setup senza salvare le modifiche ai valori della
CMOS.
Non utilizzare questa opzione se si vuole salvare la nuova configurazione.
Aggiornamento (BIOS upgrade)
Se la motherboard funziona ed è stabile e in una revisione successiva del BIOS non sono
presenti correzioni per grossi errori di programmazione (bug), non è consigliabile aggiornare
il BIOS.
Talora si rende necessario aggiornare il BIOS del PC affinché la motherboard possa
supportare un nuovo componente o magari la frequenza maggiore di una nuova CPU; il sito
della casa produttrice della motherboard mette sempre a disposizione i nuovi BIOS, non
appena questi sono stati ultimati.
L’aggiornamento del BIOS può essere eseguito in tre modi.
1. Tramite floppy DOS auto avviante, obsoleta.
1.1. Provvedere al salvataggio dei dati e della configurazione attuale del BIOS.
1.2. Creare un floppy disk di avvio.
1.3. Scaricare il BIOS aggiornato (*.BIN) l’utility per l’aggiornamento del BIOS (*.EXE)
dal sito del produttore.
1.4. Copiare il BIOS e l’utility di aggiornamento sul floppy.
1.5. Configurare il BIOS per utilizzare il floppy come primo device di boot.
1.6. Aggiornare il BIOS: è importante che durante il processo di aggiornamento il PC non
sia spento; l’operazione è da compiersi con estrema cautela; si deve tenere presente
che anche un semplice abbassamento della tensione nel PC durante
l’aggiornamento, con conseguente reset della macchina, potrebbe danneggiare
seriamente la motherboard.
1.7. Reimpostare la configurazione precedente del BIOS.
2. Da Windows tramite un’utility specifica, consigliata.
3. Tramite la Flash utility integrata nel BIOS stesso.
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15. RISOLUZIONE DEI PROBLEMI
Spegnere e staccare il cavo di alimentazione AC, quindi rimuovere tutte le schede
aggiuntive e i cavi, inclusi VGA, IDE, FDD, COM1, COM2 e stampante.
Assicurarsi che tutte le impostazioni dei ponticelli siano corrette.
Cancellare la CMOS, installare la scheda VGA, poi connettere il monitor e la tastiera.
Accendere e controllare: l’alimentatore e la ventola della CPU funzionano correttamente?
No.
Il problema è causato dall’alimentatore o da un difetto della motherboard.
Sì.
Controllare, c’è immagine?
No.
La scheda VGA o il monitor sono difettosi.
Sì.
Premere contemporaneamente i tasti <CTRL +ALT+CANC> per riavviare il sistema.
Il sistema si riavvia?
No.
La tastiera è difettosa.
Sì.
Durante il riavvio del sistema, premere CANC per entrare nel setup del BIOS, scegliere
Load Setup Default.
Spegnere il sistema e riconnettere il cavo IDE.
Il sistema si riavvia correttamente?
No.
Il problema dovrebbe essere causato dal cavo IDE o dall’HDD stesso.
Sì.
Reinstallare il SO.
Sul pannello posteriore del case sono presenti diversi connettori; per far funzionare il PC è
necessario collegare almeno monitor e tastiera, anche se nulla vieta di collegare subito
anche il mouse e la stampante.
Fatto questo, collegare il cavo di alimentazione sul retro dell’alimentatore e il cavo di
alimentazione del monitor e accendere sia monitor sia PC; dopo qualche secondo lo
schermo dovrebbe accendersi (nei monitor digitali, è presente un LED che ha colore
arancione/rosso quando il monitor è in standby, in pratica non riceve segnale e verde
quando, invece, riceve segnale dalla scheda video) e dovrebbero essere visualizzate le
prime schermate di avvio del sistema, quelle della fase di POST.
Se si osserva con attenzione questa schermata si vedranno indicati il quantitativo di
memoria e il tipo di processore installati; se la procedura d’installazione è stata corretta
noteremo come la frequenza di clock indicata per il processore sia quella di default e il
quantitativo di memoria indicato pari a quella installata.
Premendo, durante la fase di POST, il tasto CANC, oppure un altro tasto indicato sullo
schermo, si può entrare nel setup della motherboard; alla voce Standard Cmos Setup è
possibile impostare l’ora corretta e il tipo di floppy drive installato, mentre a quella IDE HDD
Auto Detection far riconoscere in automatico al sistema l’hard disk (o gli hard disk) collegati
ai canali EIDE; se non è riconosciuta la presenza di alcun hard disk significa che si sono
sbagliati dei collegamenti, in altre parole o sono rovesciati i cavi oppure il connettore di
alimentazione è inserito malamente.
Se il LED del floppy drive è sempre acceso vuol dire che il cavo di segnale è stato inserito
al contrario, un errore piuttosto comune.
Durante la fase di POST, quando avviene la verifica dell’hardware installato, possono
essere riportati dal sistema diversi tipi di errori; per comunicare un determinato errore il BIOS
emette una serie di bip.
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1 bip: DRAM refresh failure
Si verifica il tempo necessario per eseguire un’operazione di refresh.
Il test si basa sulla differenza di due tempi presi con una sorta di cronometro.
Se la differenza di questi tempi è minore di 6, allora il test è andato a buon fine.
2 bip: Parity circuit failure
3 bip: Base 64k RAM failure
Per i primi 64 KByte della RAM, il test è effettuato con una R/W sequenziale di ogni singola
cella utilizzando un valore noto.
4 bip: System timer failure
Se il test non termina correttamente è emessa la sequenza di bip e si blocca; se invece
l’esito negativo del test non è particolarmente allarmante, allora il sistema memorizza l’esito
della prova in memoria e l’utente sarà avvertito con dei messaggi sul video.
5 bip: Processor failure
È fatta eseguire alla CPU una semplice procedura che si concretizza col copiare un numero
in tutti i registri macchina; dopodiché è controllato se il contenuto dei registri è effettivamente
quello impostato dal BIOS.
6 bip: Keyboard controller gate A20 error
Il BIOS spedisce al controller della tastiera il comando esadecimale AA.
In risposta è atteso il valore esadecimale 55.
7 bip: Virtual mode exception error
Tramite l’interrupt 15H del BIOS, si esegue lo switch del processore in modalità protetta. Se
il processore non ci riesce, un opportuno messaggio a video informa l’utente dell’esito. Se
invece si ottiene un’eccezione, il BIOS emette la serie di bip.
8 bip: Display memory R/W test failure
È verificato il tipo di scheda video installata e successivamente è eseguita una R/W sulla
RAM del dispositivo, inoltre sono eseguiti ulteriori test sulla scheda video.
9 bip: ROM-BIOS checksum failure
Questo test deve assicurarsi della consistenza del contenuto del BIOS; perciò un’apposita
procedura calcola una sorta di CRC del contenuto del BIOS, confrontandolo con quello che
è stato precalcolato in fase di memorizzazione della ROM.
Oltre a questi sono svolti anche altri test, come il calcolo della quantità di memoria
disponibile, la verifica dei controller, la corretta installazione delle periferiche all’interno degli
slot della motherboard, il controllo del contenuto del CMOS ed il test di validità della batteria
CMOS.
Terminata la fase di POST, se il sistema non ha riscontrato errori si prosegue con il
caricamento del SO: per innescare questa fase, detta di BootStrap, il BIOS usa l’interrupt
19H, al quale è legata la lettura dei primi 512 KB di una periferica di memorizzazione (questi
512 KB saranno copiati nell’area di memoria il cui segmento reale è all’indirizzo 0000:7C00).
Il sistema cercherà quest’ultimo prima dal lettore floppy, dal lettore DVD (dipende dai
settaggi del BIOS) poi dall’hard disk; non trovandolo in nessuno dei due (perchè non è stato
inserito nessun floppy disk e l’hard disk dev’essere ancora formattato) si fermerà
visualizzando la scritta: No system disk; press enter to reboot.
Questo accade perché è necessario fornire al sistema un dischetto di avvio, meglio noto
come dischetto di boot, dal quale caricare i comandi necessari per l’avviamento del SO.
Alla schermata No system disk; press enter to reboot è possibile vedere, nella parte
superiore dello schermo, quali IRQ della motherboard siano utilizzati e da quali periferiche;
Come assemblare un PC
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un modo semplice per capire se vi siano conflitti tra le periferiche installate (eventualità non
così remota se queste sono numerose) è quello di leggere tutti gli IRQ occupati e vedere se
due o più periferiche abbiano lo stesso IRQ (se è indicato N/A vuol dire che la periferica in
questione non necessita di un IRQ).
Qualora vi sia un conflitto di qualsiasi natura è necessario cambiare manualmente gli IRQ
utilizzati, entrando nel setup del BIOS alla voce PnP/PCI Configuration o simile e
lavorando sulle diverse voci.
Sempre da setup è possibile intervenire su altri parametri di funzionamento del sistema,
come ad esempio i timings della memoria ma si tratta di operazioni non indispensabili per
far funzionare il sistema correttamente.
Test oggettivi
Controllo motherboard: anomalie, condensatori esplosi.
Eliminazione polvere: aspirapolvere, compressore, spazzolino morbido per gli slot.
Pulitura contatti RAM.
Controllo alimentattore: tester ATX.
Controllo voltaggio CMOS.
Controllo CPU: usare S/W ad hoc.
Controllo RAM: usare S/W ad hoc, per esempio memtest.
Controllo hard disk: usare S/W ad hoc per i blocchi difettosi.
Posizionamento del PC




Non vicino ad una fonte di calore.
Lasciare uno spazio attorno per far circolare l’aria.
La polvere potrebbe intasare le ventole.
L’umidità eccessiva crea danni seri ai componenti elettronici.
Come assemblare un PC
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16. OTTIMIZZARE IL PC
CPU: verificare il corretto funzionamento
Le moderne CPU dispongono di meccanismi di protezione che in caso di eccessivo
surriscaldamento limitano i cicli di clock, questa verifica può aiutare a determinare il corretto
montaggio del dissipatore senza la necessità di rimuoverlo.
CPU: sfruttare al meglio la cache L2
[h_l_m\system\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement]
Modificare l’impostazione del valore DWORD SecondLevelDataCache: valore 200 per
cache L2 da 512 KB e 400 per quella da 1 MB.
CPU: risparmio energetico per AMD
Con l’Athlon 64, tecnologia Cool&Quiet si deve abilitare questa funzione nelle impostazioni
del BIOS, fatto ciò procedere all’installazione del driver specifico.
Motherboard: disabilitare le periferiche integrate non utilizzate
Se sulla motherboard sono presenti periferiche aggiuntive che non si usano, ad esempio un
secondo controller per i dischi o un chip di rete, disabilitarle attraverso il menu del BIOS,
questo permetterà sia di liberare risorse sia di evitare eventuali conflitti H/W.
Motherboard: abilitare menu nascosti
Se si possiede una motherboard Gigabyte con funzionalità MIB o MIB2 (Memory Intelligent
Booster) è possibile configurare manualmente i parametri delle memorie abilitando,
all’interno del BIOS, l’apposito menu nascosto, nel BIOS usare la combinazione di tasti
CTRL+F1 per attivare il menu.
Memoria: verificare il dual channel
Per ottenere il massimo dalle moderne piattaforme è sempre bene verificare la corretta
installazione dei moduli di memoria.
Se il sistema supporta un doppio canale di memoria verificare sul manuale l’effettiva
assegnazione degli zoccoli presenti sulla motherboard.
Se si effettua correttamente l’installazione durante la fase di POST comparirà il messaggio:
Dual Channel Memory.
Memorie: impostare il timing
Timing ridotti molto spesso garantiscono prestazioni superiori rispetto ad un aumento delle
frequenze di lavoro.
Se non si dispone di una piattaforma predisposta all’overclock, agire dal BIOS sui parametri
di latenza delle memorie, avendo l’accortezza di procedere per gradi e verificando sempre
la stabilità del sistema.
I timing più bassi che le migliori memorie supportano sono 2-2-2-5.
Scheda grafica: abilitare funzioni nascoste nei driver grafici
Se si possiede una scheda grafica nVidia è possibile abilitare all’interno dei driver Forceware
il menu di modifica delle frequenze operative nel seguente modo.
[h_l_m\software\nvidia Corporation\Global\NVTweak];
A questo punto inserire il nuovo valore DWORD CoolBits e assegnargli il valore esadecimale
FFFFFFFF.
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Disco rigido: SATA I e SATA II
Per motivi di compatibilità tutte le nuove unità disco Hitachi con interfaccia SATA II escono
di fabbrica preimpostate come SATA I.
Per attivare l’interfaccia SATA II è necessario utilizzare un apposito strumento diagnostico.
Disco rigido: RAID 5
Gli ultimi chipset per piattaforma Intel sono in grado di supportare architetture RAID 5, un
livello in cui i dati di parità sono distribuiti su tutti i dischi.
Questo livello garantisce un ottimo compromesso tra la sicurezza dei dati e la capacità
disponibile che in questo caso è pari a n-1 dischi ma richiede un processore dedicato per il
calcolo dei dati di parità.
Un RAID 5 integrato sul chipset può assorbire fino al 20% della potenza di calcolo di un
moderno processore.
Per questo motivo si sconsiglia di adottare il RAID 5 integrato sulla motherboard ed,
eventualmente, utilizzare un controller RAID H/W su scheda separata.
Disco rigido: RAID e vibrazioni
Non bisogna sottovalutare che ogni unità produce vibrazioni e, se accoppiate, possono
entrare in risonanza con incidenze negative sulla vita dei dischi rigidi.
Per questo motivo scegliere un telaio che disponga di supporti gommati (damper) per i dischi
oppure, acquistare gli appositi kit.
Manutenzione: file di paging
Normalmente Windows alloca il file di paging in maniera dinamica, selezionando di volta in
volta il quantitativo necessario.
Questo approccio è ottimale dal punto di vista dello spazio occupato ma è poco efficiente
dal punto di vista delle prestazioni poiché i dati possono finire su spezzoni non contigui del
disco.
Impostare un file di paging fisso (con valore identico per la lunghezza minima e per quella
massima) selezionando un valore pari al doppio della memoria fisica di sistema.
Manutenzione: aggiornare un PC di marca
Le grosse case produttrici spesso utilizzano componentistica che non è standard ma è
realizzata sulla base delle loro specifiche.
Il formato della motherboard è sicuramente l’esempio più eclatante ma anche le soluzioni di
raffreddamento o i formati dell’alimentatore sono tutti particolari che le case internazionali
possono personalizzare.
Per questo, prima di effettuare un aggiornamento su un sistema di marca, verificare
accuratamente che possa supportarlo.
Come assemblare un PC
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17. SICUREZZA
Il PC dev’essere utilizzato solamente in ambienti con temperature
comprese fra 5 °C (41 °F) e 35 °C (95 °F).
Consultare l’etichetta indicante la potenza posta sul lato inferiore del
PC e assicurarsi che l’adattatore di alimentazione sia compatibile con
tale potenza.
Evitare disagi o lesioni derivanti da esposizione al calore non lasciare
il notebook sul grembo e su nessun’altra parte del corpo.
Non utilizzare cavi di alimentazione, accessori o periferiche
danneggiate.
Quando il PC è acceso non coprirlo con materiale che possa ridurne
la circolazione dell’aria.
Non collocare il PC su superfici irregolari o instabili.
È possibile esporre il notebook a controlli tramite macchine a raggi X
usate con nastri trasportatori ma non a rilevatori magnetici e metal
detector.
Spegnere il notebook quando si è in aereo.
Scollegare il cavo di alimentazione prima di effettuare la pulizia del
PC; usare una spugna pulita o un panno antistatico, bagnati con una
soluzione composta da un detergente non abrasivo e alcune gocce di
acqua tiepida, quindi asciugare con un panno asciutto.
Non usare solventi come diluenti, benzina o altri prodotti chimici simili
sul o nelle vicinanze del PC.
Non posare oggetti sul PC.
Non esporre il PC a liquidi, pioggia o umidità.
Non tenere il PC in ambienti polverosi.
Non usare il PC nelle vicinanze di fughe di gas.
Come assemblare un PC
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UBERTINI MASSIMO
http://www.ubertini.it
massimo@ubertini.it
Dip. Informatica Industriale
I.T.I.S. "Giacomo Fauser"
Via Ricci, 14
28100 Novara Italy
tel. +39 0321482411
fax +39 0321482444
http://www.fauser.edu
massimo@fauser.edu
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