Діагностика й обслуговування флэш - накопичувачів

 

Флэш-Пам'ять - різновид ЭСППЗУ, її повна назва - Flash Erase EEPROM

(Electronically Erasable Programmable ROM) - можна перевести як стираєтьсяэлектрически програмувальний постійний запам'ятовувальний пристрій. Інакше кажучи, флэш-пам'ять - це енергонезалежна (тобто не споживаючої енергії при зберіганні даних) перезаписувана (т.е. дані можна стерти й записати заново за допомогою електричного струму) пам'ять, уміст якої можна швидко стерти (Flash Erase).

Флэш-Пам'ять - це напівпровідникова пам'ять. Її елементарний осередок, у якій зберігається один біт інформації, являє собою не конденсатор, а польовий транзистор з спеціальною электрически ізольованою областю, що називають "плаваючим затвором" (floating gate). Електричний заряд, поміщений у цю область, здатний зберігатися в плин багатьох лет. При записі одного біта даних осередок заряджається - заряд міститься на плаваючий затвор, при стиранні - заряд знімається із плаваючого затвора й осередок розряджається. Переваги флэш-пам'яті в порівнянні з іншими засобами переносу й зберігання даних очевидні: висока надійність і ударопрочность (результат відсутності що рухаються компонентів і простоти механічної конструкції носіїв і накопичувачів), мале енергоспоживання, компактність. Однак у неї є недоліки - обмежена кількість циклів перезапису (від 10 тис. до 1 млн.) і відносно повільна робота.

Флэш-Пам'ять має кілька типів організації масиву. Найбільше поширення одержала пам'ять типів І-НЕ (NAND), АБО-НЕ (NOR). По архітектурі ці

два типи мають істотні розходження.

Тип АБО-НЕ (NOR) містить осередку, включені паралельно один одному й

забезпечує відносно швидкий довільний доступ до даних, можливість побайтной запису інформації. однак, цей тип архітектури має осередку щодо великого розміру, тому погано масштабується. Час стирання або запису набагато більше, ніж в інших типів флэш-памяти.

 

Ідеально підходить для зберігання програм (BIOS, ПЗУ стільникових телефонів і т.д.), а так же для заміни мікросхем EEPROM.

 

Тип І-НЕ (NAND), містить осередку, включені послідовно (гірляндою), між двома лініями вибірки. Групи осередків поєднуються в сторінки. Сторінки в блоки. Стоки різних транзисторів такої гірлянди перебувають на різних сторінках. Тому довільний доступ до осередків не можливий. Читання, запис здійснюються одночасно тільки в межах однієї сторінки, а стирання, здійснюються одночасно тільки в межах одного або декількох блоків. Однак, здійснюється швидше, ніж у типу АБО-НЕ. Стирання/запис блоку відбуваються так само досить швидко. Пристрій

 

Основні елементи ФЛЭШ - установлені на багатошаровій платі PCB (див. Малюнок81):

USB разъ.м тип А;

стабілізатор живлення контролера й флэш із 5 в 3,3 вольт;

мікросхема контролера;

мікросхема енергонезалежної NAND пам'яті;

кварцовий резонатор, звичайно на 12 Mhz.

Малюнок 82 - Розташування основних елементів флеш накопичувача

 

 

Малюнок 83 - Блок-схема флеш накопичувача

Елементи флэш-пам'яті призначення й симптоми їхньої несправності PCB - багатошарова друкована плата, на якій установлюються всі елементи флэш. Типові несправності: неякісна пайка, внутрішні обриви провідників при механічному ушкодженні, удар, вигин. Симптоми: нестабільна робота флэш. USB разъ.м - неякісна пайка контактів. Симптоми: флэш періодично не визначається. Стабілізатор - конвертує й стабілізує напруга вступники з комп'ютера

у напругу необхідне для роботи контролера й флэш пам'яті. Симптоми: флэш не визначається зовсім, або видно в системі як непізнаний пристрій. Часто виходить із ладу при переполюсовке USB разъ.ма.

NAND мікросхема - енергонезалежна пам'ять. Симптоми: ушкодження окремих блоків пам'яті (лих блоки) у зв'язку зі старінням або з інших причин, неможливість записи або читання, лікується переформатуванням фірмовою утилітою зі зменшенням загального розміру флэш.

Контролер - мікросхема керування NAND пам'яттю й передачі даних. У ній

зберігаються дані про тип мікросхеми NAND, виробнику й іншій службовій інформації необхідна для функціонування флэш накопичувача. Симптоми: флэш визначається як невідомий пристрій, нульовий або занижений объ.м флеш пам'яті. Часто виходить із ладу при «гарячому» добуванні флэш. Звичайно допомагає перепрошивання контролера фірмовими утилітами.

Кварцовий резонатор - формує опорну частоту для функціонування логіки

контролера й флэш пам'яті. При поломці (що буває вкрай рідко), флэш не визначається в системі.

 

Всі несправності флэш накопичувачів діляться на дві групи:.

апаратні

програмні

 

Апаратні представлені як правило двома основними видами:

 

Найбільше часто зустрічаються несправності, пов'язані з механічними або

електричними ушкодженнями, викликаними порушенням правил експлуатації пристрою. Установивши флэшку в рознімання на корпусі системного блоку, користувач по необережності зачепивши її рукою ламає рознімання, найчастіше разом із друкованою платою на якій розпаяні мікросхеми контролера й властиво пам'яті. Друкована плата, незважаючи на свою мініатюрність, четырехслойная й відновити ушкоджені доріжки у внутрішніх шарах неможливо.

Малюнок 84 - Зовнішній вигляд флеш накопичувача зі зламаним розніманням

 

 

Друга несправність, що часто зустрічається - це вигоряння запобіжника або

мікросхеми стабілізатора живлення. Відбувається це найчастіше тоді, коли накопичувач підключають до неправильно підключеного на материнську плату USB-Розніманню, що перебуває на передній панелі корпуса. Якщо ви не впевнені в працездатності цього рознімання (на чужому комп'ютері, наприклад), те краще не полінуватися й підключити накопичувач до розніманню, розпаяному безпосередньо на материнську плату позад системного блоку.

 

Малюнок 85 - Зовнішній вигляд флеш накопичувача зі стабілізатором, що горів

 

 

Програмні несправності або так звані «софтовые» проблеми. Це коли на

накопичувачі немає видимих механічних або електричних ушкоджень, але флеш визначається як невідомий пристрій, комп'ютер зависає при звертанні до диска, неправильно визначається обсяг. Тут знову, у першу чергу, треба визначитися що важливіше - справність накопичувача або дані на ньому. Якщо система визначає накопичувач як USB Storage device, але показує, що його обсяг дорівнює нулю або диск невідформатований, або замість списку файлів ви бачите мішанину із символів, має сенс спочатку скористатися

програмами відновлення даних, які застосовуються для жорстких дисків. Такими як R-Studio, Get Data Back або аналогічних. Як правило, якщо неприємність пов'язана з некоректна таблицею розділів або помилками файлової системи, ці програми дозволяють скопіювати інформацію. Якщо ж такий спосіб не дав результатів, а дані життєво необхідні, то має сенс задуматися про пересадження мікросхеми пам'яті на інший справний

носій. Неправильний запис (логічні порушення) відбувається через збої комп'ютера, неправильного добування пристрою або вичерпання ресурсу на запис мікросхеми flash.

 

 

3.5. Пошук несправності мережного встаткування

 

Локальна обчислювальна мережа - це розподілена система, побудована на базі локальної мережі зв'язку й призначена для забезпечення фізичної связности всіх компонентів системи, розташованих на відстані, що не перевищує максимальне для даної технології.

У реальності типова «середньостатистична мала ЛВС» складається із трьох умовних класів пристроїв:

 

• комп'ютерів із установленими в них мережними адаптерами;

• «кабельного господарства», до якого ставляться мережні кабелі, патчи, патч-панелі й

(опционально) шафи або стійки;

• активного мережного встаткування, що також може бути розміщене в шафах або стійках, у тому числі в тих же, що й патч-панелі (як правило, це комутатори й/або концентратори).

 

Сучасні провідні ЛВС реалізуються на базі кручених пар і оптоволоконных

кабелів.

 

Основні правила прокладки кабелю:

 

Щоб уникнути розтягання сила натягу для 4-парних кабелів не повинна перевищувати 110 Н (зусилля приблизно в 12 кг). Як правило, зусилля понад 250 Н приводить до необоротних змінам параметрів UTP-Кабелю;

 

• Радіуси вигину встановлених кабелів не повинні бути менш чотирьох (деякі

виробники наполягають на вісьмох) діаметрів для кабелів UTP горизонтальної системи. Припустимий вигин у ході монтажу не менш 3.4 діаметрів;

• Варто уникати зайвого навантаження на кабелі, звичайно викликуваної їх

перекручуванням (утворення «баранчиків») під час протягання або монтажу,

надмірним натягом на підвісних ділянках трас, туго затягнутими вузькими

кабельними хомутами (або «пристріленими» скобами);

• Кабелі горизонтальної системи повинні використовуватися в сполученні з

комутаційним устаткуванням і патч-кордами (або перемичками) тієї ж або

більше високої категорії робочих характеристик;

• І, мабуть, головне, про що варто пам'ятати протягом всіх інсталяційних

робіт, - якість зібраної кабельної системи в цілому визначається по

компоненту лінії з найгіршими робочими характеристиками.

 

Під діагностикою прийнято розуміти вимір характеристик і моніторинг

показників роботи мережі в процесі її експлуатації, без зупинки роботи користувачів.

Діагностикою мережі є, зокрема, вимір числа помилок передачі даних,

ступеня завантаження (утилізації) її ресурсів або часу реакції прикладного ПО.

Тестування - це процес активного впливу на мережу з метою перевірки її

працездатності й визначення потенційних можливостей по передачі мережного трафика.

Як правило, воно проводиться з метою перевірити стан кабельної системи (відповідність

якості вимогам стандартів), з'ясувати максимальну пропускну здатність або

оцінити час реакції прикладного ПО при зміні параметрів настроювання мережного

устаткування або фізичний сетевой конфігурації.

Пошук несправностей у мережі апаратними засобами.

Умовно, устаткування для діагностики, пошуку несправностей і сертифікації

кабельних систем можна поділити на чотири основні групи:

• прилади для сертифікації кабельних систем;

• мережні аналізатори;

• кабельні сканери;

• тестери (мультиметры).

Прилади для сертифікації кабельних систем - проводять всі необхідні тести для сертифікації кабельних мереж, включаючи визначення загасання, відносини сигнал-шум, імпедансу, ємності й активного опору.

 

Малюнок 86 - Зовнішній приладів для тестування ЛВС

 

а) мережний аналізатор, б) кабельний сканер

 

Мережні аналізатори -це еталонні вимірювальні інструменти для діагностики й сертифікації кабелів і кабельних систем. Мережні аналізатори містять високоточний частотний генератор і узкополосный приймач. Передаючи сигнали різних частот в передавальну пару й вимірюючи сигнал у прийомній парі, можна виміряти загасання в лінії і її характеристики.

 

Кабельні сканери дозволяють визначити довжину кабелю, загасання, імпеданс, схему розведення, рівень електричних шумів і оцінити отримані результати. Для визначення місця розташування несправності кабельної системи (обриву, короткого замикання й т.д.) використовується метод.кабельного радара., або Time Domain Reflectometry (TDR). Суть эго

полягає в тому, що сканер випромінює в кабель короткий електричний імпульс і вимірює час затримки до приходу відбитого сигналу. По полярності відбитого імпульсу визначається характер ушкодження кабелю (коротке замикання або обрив). У правильно встановленому й підключеному кабелі відбитий імпульс відсутній.

Тестери (омметри) - найбільш прості й дешеві прилади для діагностики кабелю. Вони дозволяють визначити безперервність кабелю, однак, на відміну від кабельних сканерів, не позначають, де відбувся збій. Перевірка цілісності ліній зв'язку виконується шляхом послідовної «прозвонки» кручених пар за допомогою омметра.

 

Пошук несправностей у мережі програмними засобами.

 

Для пошуку несправності використовують убудовані засоби тестування (утиліт) операційної системи Windows.

Утиліти TCP/IP

Перевірка з'єднання з комп'ютером робочої станції за допомогою утиліти ping.

Ping - діагностична утиліта, що перевіряє можливість з'єднання з вилученим комп'ютером.

Приклад:

Ping 192.168.0.11

Ping cn.dn.fio.ru

 

Перевірка з'єднання з комп'ютером робочої станції за допомогою утиліти Pathping.

Pathping - удосконалена утиліта ping, що також відбиває маршрут

проходження й надає статистикові втрати пакетів на проміжних

маршрутизаторах.

Приклад:

Перевірити з'єднання із сусідніми комп'ютерами й сервером spb.fio.ru.

Pathping 192.168.1.11

Pathping spb.fio.ru

 

Переглянути таблицю маршрутизації сервера за допомогою утиліти Route.

Route - показує й дозволяє змінювати конфігурацію локальної таблицю

маршрутизації.

Приклад:

Route print

 

Перегляд маршруту до сервера й сусідньої робочої станції за допомогою утиліти Tracert.

Tracert - відслідковує маршрут, по якому пакети перемішаються на шляху до пункту призначення.

Приклад:

tracert sn.dn.fio.ru

tracert spb.fio.ru

 

Перегляд поточної інформації мережного з'єднання TCP/IP за допомогою утиліти Netstat. Netstat - показує інформацію про підключений хосте й номера використовуваних портів.

Утиліта Ipconfig - показує поточну конфігурацію TCP/IP на локальному

комп'ютері.

 

Ключі утиліти:

/release - звільняє отриманий від DHCP IP - адреса.

/renew - одержує від DHCP новий IP - адреса.

/all - показує всю інформацію про TCP/IP конфігурації.

/flushdns - очищає кэш локального распознавателя DNS.

/regsiterdns - обновляє адреса в DHCP і перереєструє його в DNS.

/displaydns - показує зміст кэша распознавателя DNS.

Приклади застосування:

На робочій станції звільнити отриману адресу від DHCP - сервера.

Ipconfig /release

Перевірити IP-Адреса машини

ipconfig /all

Одержати нову адресу

Ipconfig /renew

Переглянути на сервері зміст кэша DNS

Ipconfig /displaydns

Hostname - показує локально настроєне ім'я вузла TCP/IP.

hostname

 

Устаткування для тестування ВОЛС

 

Передача інформації з оптоволоконным кабелів переживає бурхливий ріст. Спочатку оптоволоконная зв'язок захопив область телекомунікацій, витиснула мідні кабелі на магістральних каналах і сьогодні пробирається у великі локальні мережі й горезвісну "останню милю" між провайдером і "домашньою" мережею Ethernet.

 

Стабілізовані оптичні випромінювачі застосовуються для уведення в оптичну лінію сигналу, що буде обмірюваний на виході лінії. Тому сигнал повинен бути стабільним і, по можливості, монохроматичним (мати певну довжину хвилі й вузький спектр). Потужність сигналу встановлюють регулюванням сили струму через випромінювач.

 

Оптичний випромінювач Photom

Малюнок 87 - Зовнішній вигляд стабілізованого оптичного випромінювача

 

Вимірники оптичної потужності використовуються для виміру оптичної потужності сигналу й, у парі з стабілізованим оптичним випромінювачем, для виміру загасання в кабелі. Основним показником якості вимірника оптичної потужності є тип застосованого в ньому фотодіода.

 

НАБІР 882

Вимірник оптичної потужності Photom

Малюнок 88 - Зовнішній вигляд имерителя оптичної потужності

 

Оптичні аттенюаторы

Використовуються для моделювання втрат в оптичній лінії, що застосовується для стресового тестування лінії, при вимірі коефіцієнта помилок (BER), калібруванню й перевірці вимірників потужності, тестуванні оптоэлектронных і электро-оптичних перетворювачів, аналізі оптичного бюджету лінії.

 

Оптичний аттенюатор Photom 780ZA

Малюнок 89 - Зовнішній вигляд оптичного аттенюатора

 

Візуальні дефектоскопи

Такий дефектоскоп складається із простого джерела світла для подачі в кабель добре видимого червоного сигналу в безперервному або імпульсному режимі. Дефектоскоп може використовуватися для візуального виявлення ушкоджень у кабелях і інтерфейсах,виявлення неоднородностей і оцінки якості зварених швів. Світло буде проникати назовні у тих місцях, де в оболонці волокна в результаті перегину, розриву або поганого зварювання є

ділянка підвищеного розсіювання, тому для його виявлення залишається тільки оглянути кабель на наявність постійної або мерехтливої червоної плями.

 

 

 

Розділ 4.

Утилізація несправних елементів СВТ

4.1. Типова система утилізації несправних елементів

Добування дорогоцінних металів із вторинної сировини є частиною проблеми використання зворотних ресурсів, що містить у собі наступні аспекти:

• нормативно-правовий;

• організаційний;

• сертифікаційний;

• технологічний;

• екологічний;

• економіко^-фінансовий.

 

Проблема використання вторинної сировини, що містить дорогоцінні матеріали з комп'ютерів, периферійного встаткування й інших засобів обчислювальної техніки (СВТ) актуальна у зв'язку з технічним переозброєнням галузей промисловості.

До дорогоцінних металів ставляться: золото, срібло, платина, палладій,

родій, іридій, рутеній, осмій, а також будь-які хімічні сполуки й сплави

кожного із цих металів.

Стаття 2 п. 4 "Федеральні закони про дорогоцінні метали й дорогоцінних

каменях" від 26 березня 1998 року №1463 говорить: "Лом і відходи дорогоцінних металів підлягають збору у всіх організаціях, у яких утворяться зазначені лом і відходи. Зібрані лом і відходи підлягають обов'язковому уч.ту й можуть перероблятися їхніми організаціями, що збирають, для вторинного

використання або реалізовуватися організаціям, що мають ліцензії на даний вид діяльності, для подальшого виробництва й аффинажа дорогоцінних металів".

 

Структурна модель проведення робіт з добування вторинних

дорогоцінних металів з відпрацьованих виробів СВТ, включає наступні

етапи:

• Інформаційне забезпечення;

• Створення умов;

• Розбирання виробів;

• Реалізація партій.

 

На етапі "Інформаційне забезпечення" здійснюється збір інформації про конкретний об'єкт із якого планується утилізувати дорогоцінні метали. На цьому етапі необхідно дотримуватися послідовності дій, зазначених на Малюнок85. www.nist.ru/hr/doc/gtk/img/util-2.gif

 

Малюнок 90 - Оснавные напрямку діяльності на етапі «Інформаційне забезпечення»

Як видно з наведеної на Малюнок85 схеми, основні дії на етапі "Інформаційне забезпечення" являють собою безперервну послідовність дій, що підготовляють основу для успішного виконання етапу "Створення умов".

На етапі "Створення умов" створюють умови для проведення робіт з розбиранню виробів СВТ. Здобувається й транспортується встаткування підмет розбиранню, виробляється підготовка інструмента й робочих місць.

На цьому етапі необхідно, дотримуватися послідовності дій, зазначених на Малюнок86.

http://www.nist.ru/hr/doc/gtk/img/util-3.gif

 

Малюнок 91 - Оснавные напрямку діяльності на етапі «Створення умов»

Як видно із привед.нной на Малюнок86 схеми, основні дії на етапі "Створення умов" являють собою безперервну послідовність дій, що підготовляють основу для успішного виконання етапу "Розбирання виробів".

Послідовність розбирання визначається типом виробу СВТ, його конструкційними особливостями й комплектацією. Як правило, процес розбирання повинен виконується в послідовності, зворотної процесу складання виробу. Основні напрямки діяльності на етапі "Розбирання виробів" представлені на Малюнок87.

http://www.nist.ru/hr/doc/gtk/img/util-4.gif

 

Малюнок 92 - Оснавные напрямку діяльності на етапі «Розбирання виробів СВТ»

Як видно з наведеної на Малюнок87 схеми, основні дії на етапі "Розбирання виробів" являють собою безперервну послідовність дій, що підготовляють основу для успішного виконання етапу "Реалізація партій".

Основні напрямки діяльності на етапі "Реалізація партій" представлені на Малюнок88.

http://www.nist.ru/hr/doc/gtk/img/util-8.gif

 

Малюнок 93 - Оснавные напрямку діяльності на етапі «Реалізація партії»

 

Як видно з наведеної на Малюнок88 схеми, основні дії на етапі "Реалізація партій" являють собою послідовність дій, создающих основу для успішного виконання процедур завершального етапу утилізації СВТ.

 

4.2. Ресурсо- і енергозберігаючі технології використання СВТ.

 

4.2.1. Енергозберігаючі технології

На початку 90-х років компанія EPA (Environmental Protection Agency- Агентство по захисту навколишнього середовища) початок проводити кампанію по сертифікації енергозберігаючих персональних комп'ютерів і периферійного встаткування. Комп'ютер або монітор під час тривалого простою повинен знизити енергоспоживання до 30 Вт і більше. Система,

задовольняючим цим вимогам, може одержати сертифікат Energy Star.

У цей час у ПК знайшли застосування наступні енергозберігаючі технології:

Стандарт удосконаленої системи керування живленням (Advanced Power

Management-APM) розроблений фірмою Intel разом з Microsoft і визначає ряд

інтерфейсів між апаратними засобами керування живленням і операційною системою комп'ютера. Повністю реалізований стандарт APM дозволяє автоматично перемикати комп'ютер між п'ятьма станами залежно від поточного стану системи. Кожне наступний стан у наведеному нижче списку характеризується зменшенням споживання енергії.

Full On. Система повністю включена..

APM Enabled. Система працює, деякі пристрої є об'єктами керування для системи керування живленням. Невикористовувані пристрої можуть бути виключені, може бути також зупинена або вповільнена (тобто знижено тактову частоту) роботу тактового генератора центрального процесора..

APM Standby (резервний режим). Система не працює, більшість пристроїв

перебувають у стані споживання малої потужності. Робота тактового

генератора центрального процесора може бути вповільнена або зупинена, але

необхідні параметри функціонування зберігаються в пам'яті. Користувач або

операційна система можуть запустити комп'ютер із цього стану майже

миттєво.

APM Suspend (режим припинення). Система не працює, більшість

пристроїв пасивні. Тактовий генератор центрального процесора зупинений, а

параметри функціонування зберігаються на диску й при необхідності можуть

бути лічені на згадку для відновлення роботи системи. Щоб запустити

систему із цього стану, потрібно якийсь час.

Off (система відключена). Система не працює. Джерело живлення виключене.

Для реалізації режимів APM потрібні апаратні засоби й програмне

забезпечення. Джерелами живлення ATX можна управляти за допомогою сигналу Power_On і факультативного рознімання живлення із шістьма контактами. (Необхідні для цього команди видаються програмою.) Виготовлювачі також вбудовують подібні пристрої керування в

інші елементи системи, наприклад у системні плати, монітори й дисководи.

Операційні системи (такі як Windows), які підтримують APM, при настанні

відповідних подій запускають програми керування живленням, спостерігаючи. за діями користувача й прикладних програм. Однак операційна система безпосередньо не посилає сигнали керування живленням апаратним засобам. Система може мати безліч різних апаратних пристроїв і програмних функцій, використовуваних при виконанні функцій APM. Щоб розв'язати проблему сполучення цих засобів в операційній системі й апаратних засобах передбачений спеціальний абстрактний рівень, що полегшує зв'язок між різними елементами архітектури APM.

 

При запуску операційної системи завантажується програма - драйвер APM, що

зв'язується з різними прикладними програмами й програмними функціями. Саме

вони запускають дії керування живленням, причому всі апаратні засоби, сумісні з

APM, зв'язуються із системної BIOS. Драйвер APM і BIOS зв'язані прямо; саме цю

зв'язок використовує операційна система для керування режимами апаратних засобів.

 

Таким чином, щоб функціонували засобу APM, необхідний стандарт,

підтримуваний схемами, убудованими в конкретні апаратні пристрої системи,

системна BIOS і операційна система із драйвером APM. Якщо хоча б один із цих

компонентів відсутній, APMработать не буде.

 

Удосконалена конфігурація й інтерфейс живлення (Advanced Configuration

and Power Interface- ACPI) уперше реалізовані в сучасних BIOS і операційних

системах Windows 98 і більше пізніх. Якщо BIOS комп'ютера підтримує систему ACPI, то

все керування живленням передається операційній системі. Це спрощує лихословити

параметрів, всі вони перебувають в одному місці- в операційній системі. Тепер для

лихословити параметрів системи керування живленням не потрібно встановлювати

відповідні параметри в BIOS. Система ACPI реалізована тільки в самих нових

комп'ютерах.

 

Стандарт DPMS (Display Power Management Signaling - система сигналів керування

живленням монітора) асоціації VESA визначає состав сигналів, переданих

комп'ютером у монітор, при входженні системи від стану простою в режими зниженого

споживання енергії. У цих системних процедурах контроль бере на себе драйвер,

що посилає відповідні сигнали через графічну карту. При натисканні клавіші на

клавіатурі або русі "миші" монітор переходить у нормальний режим роботи.

 

4.2.2. Технології енергозбереження в мобільних ПК

 

Для рішення проблеми енергоспоживання в корпорації Intel були створені

спеціальні версії мобільних процесорів, наприклад Intel Pentium III-M, Intel Pentium 4-M і

процесор Intel Pentium M для мобільних ПК із підтримкою технології Intel Centrino. Вони

відрізняються від своїх побратимів для стаціонарних ПК (виключення становить процесор Intel

Pentium M, що не має аналога для стаціонарного ПК) засобами керування

енергоспоживанням, що дозволяють збільшити тривалість автономної роботи

ноутбука на мобільному процесорі. До таких засобів ставиться:

 

• технологія Enhanced Intel SpeedStep;

 

• режими очікування Deep Sleep і Deeper Sleep;

 

• технологія Intel Mobile Voltage Positioning (IMVP).

 

Використання мобільних версій процесорів дозволяє почасти вирішити проблему

продуктивності в сукупності зі збільшенням часу роботи ноутбука від батареї.

 

Технологія Enhanced Intel SpeedStep

 

Поліпшена технологія SpeedStep (Enhanced Intel SpeedStep) дає користувачам

можливість збільшити час автономної роботи від батареї за рахунок динамічної зміни

напруги ядра процесора і його тактової частоти. Зміна умов роботи процесора

залежить від його завантаження (ступеня утилізації), від температурного режиму, а також від

установлених користувачем переваг через завдання схеми енергоспоживання (Power

Schemes) у настроюваннях операційної системи.

 

На відміну від попередньої версії технології Intel SpeedStep, що передбачає

можливість роботи мобільного процесора лише на двох тактових частотах, поліпшена

технологія Enhanced Intel SpeedStep визначає використання декількох можливих

напруг живлення й частот (у сукупності - робочих крапок), що дозволяє досягти

 

 

кращого співвідношення «напруга/частота» і більше ефективного режиму

функціонування, коли продуктивність погодиться з робочим навантаженням.

 

Крайні робочі крапки процесора задаються апаратно, а проміжні крапки

установлюються програмно. Керування переходами між різними робочими крапками

виконується тільки самим процесором і блоком регулятора напруги (VRM).

 

Для установки необхідної напруги процесор Intel Pentium M посилає службові

VID-Послідовності безпосередньо в VRM-Модуль. При цьому не використовуються ніякі

інші компоненти системи при здійсненні переходу між робочими станами

процесора.

 

Перехід між різними робочими крапками процесора, що характеризуються

напругою й частотою, відбувається таким чином, щоб забезпечувати працездатність

процесора в процесі самого переходу (який не може здійснюватися миттєво). Для

того щоб здійснити перехід на більше високу тактову частоту, спочатку до необхідного

рівня міняється напруга процесора. Процес зміни напруги триває порядку 100

мкс, тобто є досить тривалим. Щоб зберегти працездатність процесора

при зміні напруги, частота процесора при цьому не міняється. Коли ж напруга

зміниться й досягне необхідного рівня, відбувається стрибкоподібне збільшення частоти

процесора, що триває порядку 10 мкс. Якщо потрібно здійснити перехід до меншого

частоті, спочатку відбувається практично миттєва зміна частоти (протягом 10 мкс), а

після цього поступово зменшується напруга самого процесора - уже при незмінної

частоті.

 

Усього в технології Enhanced Intel SpeedStep розглядаються чотири схеми

енергоспоживання:

 

• Maximum Performance Mode;

 

• Automatic Mode;

 

• Battery-Optimized Performance Mode;

 

• Maximum Battery Mode.

 

Схема Maximum Performance Mode - це режим за замовчуванням роботи ноутбука в

випадку живлення від мережі (зовнішнього джерела живлення). У цьому режимі процесор працює на

максимальній тактовій частоті, що забезпечує максимальну продуктивність.

 

Схема Automatic Mode є схемою за замовчуванням при автономній роботі ноутбука

від акумуляторної батареї. У даному режимі засобами операційної системи визначається

ступінь завантаженості процесора й залежно від отриманого значення динамічно

установлюються необхідні значення тактової частоти й напруги ядра процесора. Тим

самим режим Automatic Mode забезпечує баланс між продуктивністю ноутбука й

часом автономної роботи від батареї. Відзначимо також, що режим Automatic Mode

автоматично встановлюється й при виборі схеми Battery-Optimized Performance Mode, якщо

температура процесора перевищує припустимий рівень, заданий у настроюваннях BIOS.

 

Battery-Optimized Performance Mode - це режим роботи ноутбука, установлюваний

програмним способом засобами операційної системи (Windows XP/Me/2000) через

настроювання схеми енергоспоживання (Power Schemes). У даному режимі роботи тактова

частота й напруга процесора при виконанні їм багатьох нересурсномістких завдань

знижуються до мінімального значення, що дозволяє істотно знизити

енергоспоживання (і відповідно збільшити час автономної роботи від батареї) по

порівнянню з режимом роботи процесора на номінальній тактовій частоті.

 

Maximum Battery Mode. Даний режим, так само як і режим Battery-Optimized

Performance Mode, установлюється програмним способом. При його виборі тактова частота й

напруга процесора знижуються до мінімального значення, що дозволяє значно

знизити енергоспоживання. Слід зазначити, що в даному режимі процесор працює на

зниженій тактовій частоті при будь-якому ступені завантаження. У результаті за рахунок зниження

продуктивності досягається максимально можливий час автономної роботи від

акумуляторної батареї. Даний режим призначений для тих випадків, коли для

 

 

користувачів найбільше критично саме час автономної роботи від батареї, навіть на шкоду

продуктивності ноутбука.

 

Автоматичне перемикання між різними схемами енергоспоживання

(наприклад, при відключенні зовнішнього живлення) відбувається непомітно для користувача, так

як для цього потрібно менш 0,001 с. Природно, сам процес перемикання не порушує

режиму роботи всіх запущених додатків. Крім того, перемикання між різними

режимами роботи можливо й вручну. При використанні операційної системи Windows

XP установка необхідного режиму роботи здійснюється через настроювання схеми живлення

(Power Schemes) у діалоговому вікні Power Options.

 

Режими Deep Sleep і Deeper Sleep

 

Іншими засобами енергозбереження, реалізованими в мобільних процесорах,

є технології Deep Sleep (глибокий сон) і її вдосконалена версія Deeper Sleep

(ще більш глибокий сон). Технологія Deep Sleep відома також як режим C3 ACPI, а

технологія Deeper Sleep - як режим C4 ACPI.

 

Ці технології дозволяють процесору динамічно перемикатися в режим

мінімально можливого енергоспоживання. Так, для процесорів сімейства Intel Pentium M в

режимі Deeper Sleep напруга живлення ядра становить від 0,705 до 0,785 У.

 

Перехід у стан Deeper Sleep відбувається щораз, коли регулятор напруги

знижує напруга ядра процесора по сигналі, одержуваній від хаба уведення-виводу (I/O

hub).

 

Незважаючи на те що режим Deeper Sleep дозволяє знизити загальне енергоспоживання

комп'ютера, він ніяк не відбивається на його продуктивності. Справа в тому, що динамічне

перемикання в режим «спячки» відбувається тільки в тому випадку, якщо система неактивна. ДО

прикладу, коли користувач набирає текст, то в проміжках між натисканням клавіш (для

комп'ютера це дуже більші періоди часу) ноутбук неактивний і може динамічно

перемикатися в режим Deeper Sleep. Взагалі, перемикання в режим Deeper Sleep відбувається

щораз, коли система неактивна менш 1 мс. Зворотний перехід з режиму Deeper Sleep

відбувається практично миттєво, як тільки система починає проявляти активність.

 

У принципі режим Deeper Sleep повністю ідентичний режиму Deep Sleep - за тим лише

виключенням, що в режимі Deeper Sleep напруга живлення процесора знижується на 30%

більше, ніж у режимі Deep Sleep.

 

Технологія Intel Mobile Voltage Positioning (IMVP)

 

Intel Mobile Voltage Positioning (IMVP) - це технологія інтелектуального

регулювання напруги (smart voltage regulation), що дозволяє знижувати напруга ядра

процесора при одночасному підвищенні живильного струму, що дає можливість

підтримувати необхідний рівень продуктивності при одночасному зниженні

енергоспоживання, а також забезпечувати умови, необхідні для режимів Deep Sleep і

Deeper Sleep.

 

Технологія IMVP також впливає на тепловиділення процесора (Thermal

Design Power, TDP), що повинне підтримуватися в заданих межах. Зниження TDP

дозволяє виробникам ноутбуків використовувати могутніші процесори в тонкі й

компактних ноутбуках.

 

Не дуже давно корпорація Intel представила поліпшену версію технології IMVP,

яка називається IMVP-IV. У технології IMVP-IV застосовуються інноваційні методи,

позволяющие ще більше знизити вимоги по енергоспоживанню й TDP процесорів.

Нову технологію підтримують мобільні процесори Intel Pentium 4-M і Intel Pentium M.

 

Чипсеты для мобільних процесорів

 

Для реалізації всіх технологій енергозбереження (Enhanced Intel SpeedStep, Deeper

Sleep, IMVP), закладених у мобільних версіях процесорів, необхідна відповідна

підтримка з боку чипсета, тобто мобільні процесори можна використовувати тільки в

сукупності з відповідними мобільними чипсетами. Так, для процесора Intel Pentium

III-M - це мобільний чипсет Intel 830, для процесора Intel Pentium 4-M - мобільна версія

 

 

чипсета Intel 845, а для нового процесора Intel Pentium M - сімейство мобільних чипсетов

Intel 855.

 

Всі мобільні чипсеты повинні задовольняти певним вимогам, до яких

ставляться:

 

• підтримка інтерфейсу ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) версії 2.0;

 

• підтримка стандарту AMP (Advanced Power Management) версії 1.2, у якому