Основное препятствие модернизации компьютеров

Евгений Рудометов,

Виктор Рудометов

authors@rudometov.com

В соответствии с развитием компьютерных технологий и расширением круга решаемых задач возрастает сложность системных и прикладных программ. После того, как все резервы по увеличению производительности существующего компьютера за счет всесторонней оптимизации работы его аппаратно-программных средств полностью исчерпаны, приходится переходить к более радикальным мерам, например, модернизации существующей системы. Однако на пути решения данной проблемы непреодолимом препятствием встают результаты эволюции компьютерных технологий, ограничивающих сроки проведения данной операции.   

Производительность компьютеров и их функциональные возмож­ности в значительной степени зависят от параметров элементов, входящих в состав систем. Поэтому после выбора конфигураций компьютеры необходимо оптимально настроить, добиваясь максимальной производительности элементов и наиболее полной реализации их потенциальных возможностей, учитывая не только аппаратные, но и программные компоненты систем.

К сожалению, на этом проблемы специалистов, отвечающих за эксплуатацию компьютеров и решение задач, не кончаются. 

Проблема ограниченных ресурсов

Следует отметить, что даже тщательно выбранные, оптимально настроенные, а также регулярно и аккуратно обслуживаемые аппаратно-программные средства компьютеров не могут длительное время соответствовать постоянно возрастающим требованиям. Связано это с тем, что сложность задач, а также системных и прикладных программ постоянно увеличивается. Растут и их требования к аппаратным ресурсам компьютеров.   

В результате рано или поздно пользователи корпоративных и личных компьютеров сталкиваются с проблемой недостаточной их производительностью для решения поставленных задач. После того, как все резервы по увеличению производительности за счет надлежащей настройки и всесторонней оптимизации работы аппаратных и программных средств компьютеров полностью исчерпаны, приходится искать пути решения данной проблемы.

Часть пользователей изобретает новые методы и алгоритмы, позволяющие решать задачи в условиях ограниченных ресурсов. Прежде всего, это касается недостаточной производительности системы аппаратных средств.

Часто пользователи этих групп отказываются от современных операционных систем с их удобными, но расточительными интерфейсами, предпочитая более экономичные, но и более примитивные программные системы предыдущих поколений. Как результат такого подхода, на компьютере с ограниченными ресурсами эксплуатируются простые, часто устаревшие программы. Правда, необходимо признать, что нередко эти программы довольно эффективны в решении ограниченного круга задач сравнительно небольшой сложности. В качестве примера можно привести популярные специализированные программы обработки финансовой информации, написанные еще под DOS и ориентированные на потребности фирм скромных размеров и незначительных финансовых ресурсов. 

Рис. 1. Традиционное решение проблемы ограниченных ресурсов РС 

Но существует и другой круг пользователей. Объясняя все ускорением научно-технического прогресса, такие пользователи нередко согласны идти на замену существующего оборудования. Во многих случаях, решая проблему недостаточной производительности, они готовы приобрести полностью новые компьютеры, несмотря на их нередко сравнительно высокие цены.

Другие же пользователи, стараясь сэкономить, предпочитают выполнять операции модернизации (upgrade) уже существующих систем. При этом они осознают необходимость соответствующих финансовых затрат и закупают необходимые устройства и/или новейшие компьютерные комплектующие, безжалостно избавляясь от существующих. В дальнейшем либо с помощью специалистов сторонних фирм, либо собственными усилиями, когда позволяют опыт и квалификация своих сотрудников, они обновляют систему постепенно, осуществляя многократные операции модернизации. В процессе данных операций эти пользователи заменяют устаревшие, критичные комплектующие на современные, характеризующиеся повышенной производительностью и обладающие более широкими функциональными возможностями. Обычно такими комплектующими являются процессор, память, видеоадаптер, жесткий диск.

Необходимо напомнить, что достаточно часто проблема недостаточной производительности касается еще сравнительно нестарых и прекрасно работающих компьютеров, возможно, купленных всего лишь год-два назад, но не справляющихся со стремительно растущими  требованиями прикладного и системного программного обеспечения.

К сожалению, оба варианта — приобретение новых компьютеров и модернизация существующих систем связаны со значительными финансовыми затратами, размеры которых нередко могут быть весьма существенными.

Признавая все достоинства новых систем, следует отметить, что модернизация систем в большинстве случаев обходится существенно дешевле, особенно в случае массовых закупок и замены комплектующих.

Однако на пути модернизации компьютера часто встают непреодолимые проблемы, связанные с развитием технологий, а также улучшением архитектуры как комплектующих, так и всей системы аппаратных средств. Связано это с тем, что быстрый прогресс в совершенствовании технологий и компьютерных комплектующих очень часто не обеспечивает преемственности и совместимости стандартов, интерфейсов и конструкторских решений. Это нередко препятствует модернизации компьютеров.

Эволюция технологий и комплектующих

В условиях постоянного развития компьютерных технологий и разработки все более совершенных программно-аппаратных средств срок целесообразной эксплуатации узлов и элементов вычислительной техники постоянно сокращается. При появлении современных, более качественных и производительных компонентов становится экономически невыгодным эксплуатировать устаревшие прототипы. И это несмотря на совершенствование технологии производства, роста надежности и срока их безаварийной эксплуатации.

Эволюция технологических процессов фирмы Intel                                                                 Таблица 1

Наименование процесса	P854	P856	P858	Px60	P1262	P1264	P1266	P1268
Внедрение, год	1995	1997	1999	2001	2003	2005	2007	2009
Литография, нм	350	250	180	130	90	65	45	32
Пластина Si, мм	200	200	200	200/300	300	300	300	300
Межсоединения	Al	Al	Al	Cu	Cu	Cu	Cu	Cu
Длина затвора, нм	350	200	130	70	50	30	20	15
Диэлектрик затвора	SiO2	SiO2	SiO2	SiO2	SiO2	SiO2	High-k	High-k
Канал	Si	Si	Si	Si	Strained Si	Strained Si	Strained Si	Strained Si

Рис. 2. Прогноз эволюции полупроводниковой технологии фирмы Intel

В настоящее время для сложных комплектующих, к которым относятся процессоры, видеоадаптеры и жесткие диски, срок работы в компьютерах составляет обычно не более 5 лет. Эта оценка в среднем. Однако многие корпоративные и частные пользователи еще до истечения данного срока стараются заменить эти, как правило, исправные и хорошо работающие элементы, на более производительные образцы. Например, они осуществляют замену, как это и рекомендуют многочисленные компьютерные эксперты, в частности, специалисты фирмы Intel, через каждые 2‑3 года. В то же время следует отметить, что высокая надежность компьютерных элементов, подтвержденная многочисленными испытаниями независимых экспертов, позволяет эксплуатировать их более 10 лет.

Все сказанное, прежде всего, относится к таким сложным элементам, как центральные процессоры компьютеров.

Процессоры

Эти элементы, как показывают теоретические оценки и практика эксплуатации компьютеров, способны корректно работать в штатных режимах в течение длительного перериода, достигающего, по крайней мере, нескольких десятилетий. В доказательство этого можно привести многочисленные примеры работоспособности компьютеров с процессорами i8086 и i8088, находящихся до сих пор в ряде государственных организаций. Тем не менее, несмотря на это, в соответствии с развитием компьютерных технологий и эволюцией полупроводниковых технологических процессов значительные изменения, позволяющие говорить о новой архитектуре, вносятся в структуру ядер данной группы выпускаемых элементов каждые 3‑4 года. Стандарты же упаковки полупроводниковых кристаллов, а также процессорных разъемов, через которые осуществляется подключение этих элементов к материнской плате, меняются много чаще. Что же касается появления новых, все более совершенных и производительных моделей процессоров, выпускаемых в рамках одной архитектуры, то они появляются, как правило, каждые несколько месяцев. При этом необходимо отметить, что новые модели процессоров, в архитектуру ядра которых внесли значительные изменения, улучшающие их функциональные возможности, в ряде случаев оказываются уже несовместимы с платформами, рассчитанными на их предшественников. К сожалению, это происходит даже при сохранении типа корпусировки и процессорного разъема, являющихся важными параметрами не только данных элементов, но и платформ.

Тем не менее, в качестве хорошо известного примера, иллюстрирующего смену платформы без изменения типа процессорного разъема, можно привести когда-то очень популярные процессоры Intel Pentium MMX. Эти процессоры были рассчитаны, как и ранее выпущенные модели Intel Pentium, на некогда распространенный разъем Socket 7. Однако даже при сохранении типа процессорного разъема выпущенные Intel Pentium MMX требовали в отличие от своих предшественников материнские платы, способные обеспечить два уровня напряжения питания процессорного ядра. Это означает, что новые процессоры, вообще говоря, относящиеся к одному типу архитектуры, известному как P5, потребовали смены платформы.

К слову сказать, данные процессоры активно используются в промышленных контроллерах, а фирма Intel до сих пор выпускает аналогичные элементы и изделия, рассчитанные на экстремальные условия эксплуатации.

Возвращаясь же к затронутым проблемам совместимости, следует отметить, что ускоренная  смена платформ происходила и в последующих поколениях процессоров. Действительно, в массовых моделях разъем Socket 7 и его модификацию Super 7 (Super Socket 7) сменил Slot 1, несовместимый со своим предшественником и потребовавший соответствующих элементов поддержки. Это опять же потребовало смены платформы и, как следствие, новых финансовых расходов от корпоративных и частных пользователей, желающих воспользоваться преимуществами и функциональными возможностями новой, перспективной, конечно, по меркам того времени, архитектуры процессоров.

В качестве еще одного примера, иллюстрирующего необходимость очередной смены платформы, можно привести, например, появление процессоров Intel Pentium III и Intel Celeron, выполненных по технологии 130 нм на основе ядра Tualatin. Эти изделия относятся, как и их 180 нм предшественники с ядром Coppermine,  к одному типу архитектуры P6. Однако новые процессоры, несмотря на сохранение типа разъема, в качестве которого использовался утвердившийся тогда в отрасли стандарт Socket 370, потребовали очередного изменения электропитания. Это вызвало необходимость использования в составе материнских плат нового преобразователя напряжения — модуля VRM (Voltage Regulator Module) на материнской плате, вырабатывающего напряжения питания ядра. Этот модуль удовлетворяет спецификации версии 8.5 — VRM 8.5 и призван был заменить VRM 8.4, ранее применяемый для изделий с ядром Coppermine и неспособный поддерживать изделия с ядром Tualatin.

Рис. 3. Изменение требований по электропитанию ядра процессоров фирмы Intel при переходе от технологии 0,18 мкм к 0,13 мкм

Необходимо отметить, что изменения коснулись не только электропитания, но уровней сигналов на процессорной шине. Таким образом, потребовался не только новый VRM, стандарт которого, кстати, обеспечивает поддержку и предшествующих вариантов 180 нм процессоров, но также и соответствующего нового чипсета. А это опять же, как и в предыдущих примерах, означало смену материнской платы для желающих использовать мощь процессоров с ядром Tualatin, ну и как следствие, новые финансовые расходы, для желающих осуществить модернизацию своих систем индивидуального и корпоративного использования.

Конечно, на изделиях, воплотивших в себе идеи P6, научно-технический прогресс не остановился, и смена поколений компьютерных платформ не прекратилась.

Анализируя развитие архитектуры и конструктивов процессоров поколения Intel Pentium 4, необходимо отметить, что схожие с их предшественниками ситуации происходили и с этими высокотехнологичными изделиями. Мало того, что внедрение новой архитектуры сопровождалось соответствующими изменениями аппаратно-программных средств систем, эволюция процессоров инициализировала внесение адекватных коррективов в платформы компьютеров. Здесь нашли свое место и ставшие к этому времени уже традиционными изменения в электропитании процессоров, при чем не только при смене архитектуры ядра, но и при переходе от технологии 180 нм к более совершенной технологии 130 нм. Соответствующим образом изменился и конструктив выпускаемых моделей. К слову сказать, стандарт разъема Socket 423, введенный для первых моделей процессоров  архитектуры NetBurst, продержался, по сути, менее года. Ему на смену пришел несовместимый с ним Socket 478, введение которого потребовало, как всегда, разработки и выпуска соответствующих материнских плат. Остается добавить, что высокопроизводительные и соответствующе энергоемкие процессоры потребовали и нового блока питания, снабженного дополнительным разъемом питания с ответной частью на материнской плате. То есть опять же в очередной раз имело место смена всей платформы РС.

Оценивая особенности развития компьютерноых технологий, можно с уверенностью утверждать, что данный процесс модификации конструкторских решений будет продолжен. Впереди пользователей ожидают новые проблемы, связанные с появлением и широким внедрением процессоров, созданных на основе нового ядра архитектуры NetBurst, пришедшего на смену Northwood. Это ядро получило наименование Prescott.

Архитектурные изменения ядра и рост тактовых частот привели к значительному увеличению теплообразования и электрического тока ядра. В результате всех модификаций, несмотря на сохранение типа процессорного разъема, по крайней мере, для первых моделей, новый процессор с ядром Prescott требует дальнейшего увеличения мощности интегрированного в состав материнской платы VRM. Более того, попытки использования новых моделей процессора в составе неприспособленных для этого материнских плат, предназначенных для процессоров с ядром Northwood, могут вызвать разрушение VRM данных плат. Для корректного работы нового процессора материнская плата должна поддерживать спецификации VRM 10.0 и FMB 1.5 и выше. Но, кроме того, требуется поддержка на уровне BIOS и чипсета. 

Для поддержки процессоров с ядром Prescott с высокой тактовой частотой предусмотрен выпуск соответствующих чипсетов. Как ожидается, для настольных компьютеров и рабочих станций начального уровня это будут четыре варианта чипсета Granstdale, а также набор логики Alderwood, который сменит нынешний наиболее производительный и дорогой чипсет Intel i875P (Canterwood).

Вероятно, нет необходимости доказывать, что, что в результате реализации новых требований, грядет очередная смена платформ, хотя определенная доля плат, ориентированных на разгон,  может быть использована с младшими моделями процессоров. Самое интересное, что и эта даже модифицированная платформа просуществует недолго, поскольку, как уже объявлено, через весьма короткое время произойдет очередная смена процессорных конструктива и разъема. Новый разъем уже получил наименование Socket T. Ну и, конечно, потенциальные пользователи, которые пожелают воспользоваться преимуществами новых процессоров, будут вынуждены в очередной раз сменить свои материнские платы, а во многих случаях — и новые блоки питания, поскольку электрической мощности существующих устройств во многих случаях будет недостаточно. Кроме того, как ожидается, грядет смена конструктивов материнских плат, системных блоков, блоков питания и, конечно, соответствующих разъемов электропитания.

Так что планируемая некоторыми корпоративными и частными пользователями модернизация компьютерных систем за счет замены существующих центральных процессоров для части из них становится весьма проблематичным решением, а спустя некоторое время — и невозможным путем из-за проблем совместимости с существующими комплектующими.

Остается отметить, что сходные проблемы можно наблюдать и в системах, поддерживающих  процессоры AMD.

Эволюция архитектуры процессоров Intel для компьютеров Desktop                                 Таблица 2

Процессоры	Разъемы	Год выпуска
Intel 8086	-	1978
Intel 286	-	1982
Intel 386	-	1985
Intel 486DX	Socket 1 / Socket 2 / Socket 3 / Socket 6	1989
Intel Pentium / Pentium MMX	Socket 4 / Socket 5 / Socket 7	1993
Intel Pentium II/ Pentium III	Slot 1 / Socket 370	1997
Intel Pentium 4 (Willamette, Northwood, Prescott, Tejas, …)	Socket 473 / Socket 478 / Socket T (Socket 775)	2000

Видеоадаптеры

В соответствии с требованиями рынка стремительное развитие компьютерных технологий затронуло и другие комплектующие, например, такие важные как видеоадаптеры. К слову сказать, в настоящее время видеочипы, называемые в последнее время графическими процессорами и составляющие основу современных видеоадаптеров, нередко соперничают по сложности архитектуры с центральными процессорами.

В короткий срок аппаратные видеосредства персональных компьютеров прошли путь последовательно сменяемых интерфейсов ISA, VLB, PCI, AGP. При этом каждый из перечисленных интерфейсов имеет по нескольку вариантов спецификаций, стандартизировавших выпуск широкого спектра специализированных карт видеосредств. Так, например, доминирующие в настоящее время видеоадаптеры AGP были представлены несколькими поколениями видеосредств — AGP 1X, AGP 2X, AGP 4X, AGP 8X, которые отличаются и производительностью, и сложностью архитектур. При этом они различаются не только производительностью, но и требованиями электрических, логических и конструктивных интерфейсов, препятствующих взаимной совместимости видеоадаптеров.

А на очереди новый перспективный интерфейс, получивший наименование PCI Express (в период разработки был известен как 3GIO) и требующий нового дизайна видеоадаптеров и материнских плат. Как ожидается, массовый выпуск материнских плат под стандарт PCI Express произойдет уже в первой половине 2004 года, хотя первые экземпляры подобных устройств были представлены еще в 2003 году на осеннем форуме IDF в Сан-Хосе (США, Калифорния).

Оценивая скорость эволюции видеоадаптеров, можно отметить, что в результате совершенствования интерфейсов каждые 2-3 года одновременно с появлением очередной линейки видеосредств, поддерживающей более совершенный стандарт, происходит и смена платформы компьютера. Связано это с тем, что новые видеоадатеры не могут эксплуатироваться совместно с ранее выпущенными материнскими платами, и для реализации возможностей более совершенных изделий требуется новое для них окружение. 

Эволюция шин видео компьютеров Desktop                                                                              Таблица 3

Шины видео	Пропускная способность, Мбайт/с	Год внедрения
ISA	8	1984
VLB	100‑133	1992
PCI	133	1993
AGP	266	1997
AGP 2X	533	1998
AGP 4X	1066	1999
AGP 8X	2100	2002
PCI Express	2100+	2004

Память

Не менее драматически для пользователей, планирующих периодически повышать производительность и функциональные возможности своих компьютеров за счет операций  модернизации, складывается ситуация и с оперативной памятью. Здесь также как и в случае процессоров и видеоадаптеров, происходит стремительная смена типов, интерфейсов и конструктивов. Действительно, за сравнительно короткий период, прошедший после появления первых  персональных компьютеров, появлялись и исчезали, сменяя друг друга, разные типы оперативной памяти, несовместимые между собой.

Эволюция типов оперативной памяти для компьютеров Desktop                                        Таблица 4

Типы оперативной памяти	Год внедрения
FPM DRAM	1992
EDO DRAM	1994
SDRAM (SDR SDRAM)	1997
RDRAM	1999
DDR SDRAM	2001
DDR II SDRAM	2004

Каждый внедряемый в процессе эволюции тип оперативной памяти имел несколько вариантов, отличающихся между собой частотными и временными параметрами.

Одной из самых популярных типов памяти последних лет стала память SDRAM — SDR SDRAM. Эта память, подключаемая к системе посредством 64-разрядной шины, представлена модулями спецификаций PC66, PC100, PC133. Здесь следует напомнить, что цифры в данных спецификациях обозначают максимальные тактовые частоты их работы, то есть, соответственно, 66, 100, 133 МГц.

Недолгой альтернативой памяти SDR SDRAM служила RDRAM (Rambus DRAM). Эта память  подключается к системе посредством 16-разрядной шины и осуществляет передачу данных на удвоенной тактовой частоте. Она представлена модулями спецификаций PC600, PC700, PC800, PC1066, PC1200, цифры которых обозначают частоты передачи данных. 

Однако память RDRAM не снискала широкой популярности. Эта роль досталась памяти DDR SDRAM, представляющей собой развитие технологии SDR SDRAM. Память DDR SDRAM, обладающая по сравнению с RDRAM меньшей ценой, представлена модулями, рассчитанными на тактовые частоты 100, 133, 166, 200 МГц, соответственно — DDR200, DDR266, DDR333, DDR400. Память DDR SDRAM обеспечивает удвоенную скорость передачи данных (удвоенную полосу частот) по сравнению с SDR SDRAM даже при равных значениях тактовых частот. Кстати, в последнее время появились не предусмотренные стандартами и более высокочастотные варианты. Некоторые из них рассчитаны на частоты передачи данных уже более 500 МГц.

Остается добавить, что модули DDR SDRAM рассчитаны на напряжение питание 2,5 В, тогда как SDR SDRAM — 3,3 В, а EDO DRAM — 3,3 В или 5 В, FPM DRAM — 5 В.

Проблема совместимости осложняется разными конструктивными решениями модулей памяти, выпускаемыми в разные периоды развития архитектуры процессоров. В качестве вариантов распространенных конструктивов модулей памяти можно привести, например, SIPP, SIMM, DIMM, RIMM. Каждый из указанных конструктивов представлен несколькими вариантами, имеющими в ряде случаев не только разные физические размеры, но даже разное число контактов, ну и, конечно, разные интерфейсы, соответствующие разным типам памяти.

Рис. 4. Прогноз эволюции типов памяти

Вероятно, нет необходимости доказывать, что приведенные различия ведут к несовместимости модулей памяти, что порождает многочисленные проблемы для пользователей. А впереди, уже в 2004 году, ожидается переход на вледующую модификацию памяти DDR SDRAM — DDR II. Этот новый стандарт предусматривает и новый конструктив модулей памяти, более низкий уровень электропитания и новый интерфейс передачи данных, что не позволяет потенциальным пользователям рассчитывать на ее использование в существующих системах. И хотя DDR II еще только собираются внедрять в настольных компьютерах, рабочих станциях и серверах, уже запланирован переход на следующий стандарт DDR III, что, как ожидается, произойдет через несколько лет.  

Рассматривая особенности типов оперативной памяти, используемой в настольных компьютерах, необходимо напомнить, что сходный путь эволюции можно наблюдать и в случае видеопамяти, используемой в составе видеоадаптеров. Там также, как и с материнскими платами, применялись микросхемы памяти FPM, EDO, SDR SDRAM, DDR SDRAM и еще ряд устаревших специализированных типов видеопамяти. Кстати, в последнее время все чаще стали анонсировать модели видеоадаптеров, в архитектуре которых используются микросхемы памяти типа DDR II, являющейся более высокочастотной по сравнению с традиционной DDR.

Жесткие диски

Не уступают в темпах развития рассмотренным составляющим компьютерных систем  и такие важные комплектующие, как жесткие диски (HDD). Их информационная емкость в последние несколько лет удваивается, практически, каждые 9‑12 месяцев, и есть основание предполагать, что данные темпы увеличения данного параметра сохранятся, по крайней мере, в ближайшие пять-семь лет. Кстати, быстрое увеличение емкости практически не приводит к снижению надежности. Объявленная производителями надежность нередко превышает величину 500 000 часов наработки на отказ. Более того, для некоторых моделей данный показатель, по утверждениям фирм-производителей, составляет даже 1 200 000 часов.

Для жестких дисков в отличие от процессоров, видеоадаптеров и оперативной памяти в течение длительного периода сохраняется совместимость новых более емких и скоростных моделей, подключаемых посредством ставшего традиционным параллельного интерфейса ATA, с ранее выпущенными компьютерными системами. Например, изделия с ATA100 (100 Мбайт/с) могут быть подключены к контроллерам ATA66 (66 Мбайт/с) и даже к ATA33 (33 Мбайт/с). Однако полностью реализовать скоростной потенциал современных жестких дисков в подобных случаях не удастся. И, конечно, совместимость устройств ATA с контроллерами перспективных последовательных интерфейсов Serial ATA150 (150 Мбайт/с) и Serial ATA300 (300 Мбайт/с), как, впрочем, и устройств Serial ATA150 с контроллерами параллельных интерфейсов ATA100/66/33, не обеспечена, хотя, следует признать, некоторые компьютерные фирмы выпускают различные адаптеры и переходники. Однако этот путь не всегда оптимальный, поскольку дополнительные процессы преобразования вызывают снижение скорости передачи данных, а, следовательно, и производительности дисковой подсистемы.

Эволюция ATA интерфейса, используемого в компьютерах Desktop                                Таблица 5

Шины	Пропускная способность, Мбайт/с	Год внедрения
ATA16	16,7	1996
ATA33	33,3	1997
ATA66	66,7	1999
ATA100	100	2000
ATA133	133	2001
Serial ATA150	150	2002
Serial ATA300	300	2004
Serial ATA600	600	2007

Рис. 5. Прогноз эволюции ATA интерфейса

Накопители на сменных дисках 

Кроме рассмотренных элементов архитектуры компьютеров, существуют также и проблемы с остальными комплектующими, чья эволюция происходит подчас не менее быстрыми темпами, чем  рассмотренные выше элементы систем.

В качестве примера таких комплектующих можно привести накопители со сменными носителями. К ним относятся многочисленные варианты магнитных и оптических носителей, а также соответствующие им дисководы. Необходимо отметить, что нередко несовместимы не только их стандарты, но и интерфейсы. Достаточно привести в качестве примера гибкие магнитные диски формата 5,25 дюймов, которые были популярны еще каких-то десять лет назад, а теперь уже значительная доля пользователей компьютерами не сможет их даже вспомнить.  Подобная роль ожидает и их преемников — дисководов формата  3,5 дюймов, поскольку на эту роль претендуют более емкие мобильные устройства, например, на основе флэш-памяти, подключаемые посредством распространенных скоростных интерфейсов USB 1.1 и USB 2.0. К слову сказать, последний стремительно вытесняет своего предшественника, хотя стал обязательным атрибутом материнских плат, пожалуй всего лишь чуть больше года.  

А оптические носители и соответствующие им дисководы и стандарты? Их обилие затрудняет не только выбор устройств, но и препятствует обмену информацией, поскольку многие из них несовместимы не только с носителями, но и между собой. Более того, даже дальнейшая эволюция оптических методов не способствует решению существующих проблем, поскольку на горизонте опять же обилие несовместимых стандартов, носителей и устройств.

Необходимо отметить, что для оптических накопителей, кроме несовместимых стандартов записи/воспроизведения, существует еще и проблема используемых лазерных диодов. Дело в том, что длина волны излучаемого света в случае высокоемких дисков должна быть существенно короче по сравнению с носителями предшествующих поколений. Кстати, и оптические носители должны быть соответствующими. К слову сказать, нередки случаи, когда оптические диски, созданные на заре становления этого типа устройств, не желают устойчиво работать в современных высокоскоростных дисководах.        

Периферия

Оценивая и рассматривая особенности эволюции компьютерных комплектующих, нельзя игнорировать и обширный класс периферийных устройств, без которых не обходится ни один персональный компьютер. Эволюция данных устройств порождает свои специфические проблемы как внутренние, так и внешние, связанные с особенностями аппаратного и программного обеспечения.

Для иллюстрации достаточно вспомнить такие устройства как принтеры. Например, матричные принтеры были совсем недавно очень популярными устройствами. Однако в настоящее время их довольно трудно, а во многих случаях и не возможно, найти в продаже. Это же касается и соответствующих расходных материалов, к которым относятся в первую очередь соответствующие картриджи, красящие ленты и копировальная бумага. Аналогичным образом  дело обстоит и с запасными деталями к этим устаревшим устройствам, например, с печатающими головками, барабанами, механическими и электронными элементами. Что же касается других типов принтеров — струйных и лазерных, то проблема совместимости их картриджей, осложняемая многообразием типов рекомендуемой бумаги, является хорошо известной проблемой не только в среде специалистов, но и среди непрофессиональных пользователей.

В дополнение к  этому многие периферийные устройства были рассчитаны на уже устаревшие последовательный и параллельный интерфейсы COM и LPT, стремительно вытесняемые из архитектуры материнских плат последовательными FireWare (IEEE1394) и USB (USB 1.1/2.0). Таким образом, новейшие устройства, ориентированные на перспективные интерфейсы, нередко несовместимы с существующими компьютерами, а устаревшая периферия — с новейшими системами.

Заключение

Приведенные примеры и численные оценки, хотя, конечно, и неполные, доказывают, что стремительный прогресс в полупроводниковых технологиях и архитектуре компьютерных комплектующих не позволяет поддерживать в течение долгого времени ранее разработанные и реализованные в существующих системах стандарты, интерфейсы и конструктивы. Это означает, что модернизация компьютерных систем целесообразна и возможна, как правило,  только в рамках периода, определяемого временем революционной смены архитектур, стандартов и типов комплектующих. Отсюда следует, что модернизацию корпоративных и частных систем необходимо проводить вовремя.

Время смены архитектур, стандартов и типов комплектующих                                             Таблица 6

Комплектующие	Период, лет
Процессоры	3‑4
Видеоадаптеры	2‑3
Оперативная память	2‑3

Итак, спустя некоторое время после приобретения компьютера эволюция компьютерных технологий и архитектур затрудняет, а во многих случаях делает невозможным, модернизацию его аппаратных и программных средств, в основе которых лежит замена устаревших составляющих, чья эксплуатация является уже нецелесообразной.

Это обстоятельство, кстати, является одной из причин, питающих энтузиазм ряда пользователей, занимающихся разгоном (overclocking) своих компьютеров. Эти пользователи, стремясь к экономии своих финансовых средств, за счет форсирования работы комплектующих, составляющих основу их систем, пытаются подобным способом решать проблемы их недостаточной производительности без замены их на более совершенные модели.

Однако подобные вопросы  выходят за пределы данной статьи и могут стать основой следующих  публикаций, посвященных реализации некоторых скрытых возможностей компьютерных комплектующих без снижения показателей надежности и устойчивости работы.