Dator- och nätverksteknik · område 2 · lektion 7 och 8
Bussarna och processorerna
Delarna har namn sedan lektion 5. Här får vägarna mellan dem namn — och en hastighet. Räkningen i avsnitt 5 är den enda på den här sidan du kommer att använda igen varje gång ett nätverk mäts, hela våren.
1. Vad en buss är
En buss är en väg som data färdas på, med en bestämd bredd och en bestämd hastighet. Det är hela begreppet. Två egenskaper räcker för att beskriva vilken buss som helst:
- Vad den förbinder — vilka två saker sitter i var sin ände?
- Hur mycket som får plats per sekund — bandbredden.
| Sort | Var den går | Exempel |
|---|---|---|
| Intern buss | Stannar inne på moderkortet. Binder ihop sockel, minnesplatser och expansionsplatser | PCIe, SATA |
| Extern buss | Lämnar kortet, i praktiken genom bakre I/O-panelen | USB, Ethernet |
2. PCIe
PCI Express, i dagligt tal PCIe, är kortets viktigaste interna buss och den grafikkortet sitter på. Två ord förklarar hela bandbredden:
- Lane — en enskild bana. En plats märkt
x16har sexton av dem, enx1har en. - Generation — varje ny generation ungefär fördubblar bandbredden per lane.
| Generation | Ungefär per lane | En x16-plats |
|---|---|---|
| PCIe 3.0 | 1 GB/s | ~16 GB/s |
| PCIe 4.0 | 2 GB/s | ~32 GB/s |
| PCIe 5.0 | 4 GB/s | ~64 GB/s |
Siffrorna är avrundade. Det du ska bära med dig är storleksordningen och fördubblingen, inte decimalerna.
Den andra x16-platsen kan vara kopplad med bara fyra lanes trots att kontakten är lika lång. Vilket som gäller står i moderkortets manual. Skriver du ut det förbehållet i labbrapporten har du visat A-nivåns nyansering.
3. SATA
SATA binder lagringsenheter till kortet — en kabel per enhet, och kontakterna sitter i kortets nedre högra hörn.
Den vanliga versionen heter SATA 6G, och siffran är bokstavligen hastigheten: 6 Gbit/s. Titta på kortet — kontakterna är märkta SATA6G. Det är ovanligt att en buss bär sin egen bandbredd i namnet på kretskortet.
Räknat i byte blir det omkring 600 MB/s i praktiken.
6 Gbit/s är vad bussen klarar, inte vad disken klarar. En långsam hårddisk mättar den aldrig. Hur snabba enheterna faktiskt är mäter du själv i område 3 — det är hela labb 3.
4. USB och Ethernet
| Buss | Hastighet | Känns igen på |
|---|---|---|
| USB 2.0 | 480 Mbit/s | Svart plast inne i porten |
| USB 3.x | 5–20 Gbit/s beroende på generation | Blå plast inne i porten |
| Ethernet genom RJ45 | 1 Gbit/s i skolan och hemma | Fyrkantig kontakt med klämma |
Minns du baksidesbilden från den diagnostiska övningen i område 1? Där räknade du svarta och blå USB-portar utan att veta varför färgen fanns. Färgen är hastighetsmärkningen.
5. Mbit och MB
Bussar mäts i bitar. Filer mäts i byte. En byte är åtta bitar.
För att gå från det ena till det andra: dela med 8.
| Buss | I bitar | I byte |
|---|---|---|
| USB 2.0 | 480 Mbit/s | 60 MB/s |
| SATA 6G | 6000 Mbit/s | ~600 MB/s (750 i teorin) |
| Ethernet | 1000 Mbit/s | 125 MB/s |
Det är därför en fil på 1 GB inte kommer över på en sekund på ett gigabitnät — den tar omkring åtta.
Vill du testa dig själv: hur lång tid tar en fil på 4 GB över de olika bussarna?
| Buss | Hastighet | 4 GB tar |
|---|---|---|
| PCIe 4.0 x16 | ~32 GB/s | en åttondels sekund |
| SATA 6G | ~600 MB/s | ~7 sekunder |
| Ethernet 1 Gbit/s | 125 MB/s | ~32 sekunder |
| USB 2.0 | 60 MB/s | drygt en minut |
Spannet är ungefär femhundra gånger mellan snabbast och långsammast — och den långsammaste är den du använder oftast.
6. Fyra processortyper
Processorer delas in efter vad de ska användas till, inte efter hur snabba de är.
| Typ | Byggd för | Vad som får väga tyngst |
|---|---|---|
| Stationär | Skrivbordsdatorn | Hög klockfrekvens och många kärnor. Ström och värme begränsar inte |
| Bärbar | Laptopen | Strömförbrukning och värme väger lika tungt som hastighet. Batteritid är en del av kravet |
| Server | Maskiner som går dygnet runt i åratal | Fler kärnor, och ofta ECC — minne som upptäcker och rättar bitfel |
| Inbyggd | Telefoner och surfplattor | Extremt låg strömförbrukning. Bygger på ARM-arkitekturen |
Den är byggd mot ett annat krav. Samma sak med serverprocessorn: fler kärnor men ofta lägre klockfrekvens, för att klara många samtidiga uppgifter i åratal utan att gå sönder. Att jämföra dem rakt av är som att jämföra en lastbil med en sportbil.
7. Vad som gör en processor snabb
Fyra faktorer. De två första känner de flesta till, de två sista är de som ger nyansen.
| Faktor | Vad den gör |
|---|---|
| Klockfrekvensen, i GHz | Hur många takter per sekund |
| Antalet kärnor | Hur många saker den kan räkna på samtidigt |
| Cachestorleken | Det lilla snabbminnet inuti processorn |
| Arkitekturens ålder | Hur mycket arbete den hinner per takt |
En modern processor på 3 GHz slår en tio år gammal på 4 GHz, eftersom den hinner mer arbete per takt. Klockfrekvens går bara att jämföra rakt av inom samma generation.
8. Processor och sockel
En processor passar i exakt en sockeltyp. Det finns ingen adapter, ingen mellanlösning. Väljer du fel processor till ditt moderkort är kortet fel köpt — och det är precis det felet du ska undvika när du bygger en dator i lektion 13.
Ofta går det att lista ut sockeln ur namnet:
| Sockel | Typ | Hur du ser det |
|---|---|---|
LGA 2011 | LGA | Står i namnet. Och siffran är antalet stift: 2011 stycken |
LGA 1150 | LGA | Samma sak, 1150 stift |
AM3+ | PGA | AMD. Alla AMD-socklar före AM5 är PGA — stiften sitter på processorn |
AM5 | LGA | Här bytte AMD. AM5 heter LGA1718 hos Intel-namngivningen |
9. E, C och A
Det här hör till labb 2 och till prov 1 i november. Kryssa av när du kan.
Ska-krav — nivå E
Bör-krav — nivå C
Utmaning — nivå A
Kryssen sparas i din webbläsare.
10. Missuppfattningar
7 rader
| Man tror ofta | Men |
|---|---|
| Mbit/s och MB/s är samma sak | Åtta gånger fel. Bussar mäts i bitar, filer i byte |
| En gigabitanslutning flyttar 1 GB på en sekund | Den flyttar 125 MB på en sekund. 1 GB tar omkring åtta |
| Disken är lika snabb som SATA-bussen | Bussen är vägen, disken är fordonet. En långsam disk mättar aldrig bussen |
| Fler GHz är alltid snabbare | Bara inom samma generation. En nyare arkitektur hinner mer per takt |
| Bärbara processorer är sämre versioner | De är byggda mot ett annat krav. Batteritid ingår i kravet |
| Två lika långa PCIe-platser är lika snabba | Antalet lanes bakom kan skilja. Manualen har svaret |
| Alla AMD-socklar har stift på processorn | Stämde före AM5. AM5 är LGA, med stiften i sockeln |
11. Ordlista
Ordträning
| Ord | Betyder |
|---|---|
| Buss | En väg som data färdas på, med bestämd bredd och hastighet |
| Bandbredd | Hur mycket data som får plats per sekund |
| Lane | En enskild bana i en PCIe-buss. x16 har sexton |
| Gbit/s | Gigabit per sekund. Mäts i bitar — dela med 8 för byte |
| ECC | Minne som upptäcker och rättar bitfel. Vanligt i servrar |
| ARM | Processorarkitektur i telefoner och surfplattor, byggd för låg strömförbrukning |
| Kärna | En räknedel i processorn. Fler kärnor = fler saker samtidigt |
| Cache | Litet, mycket snabbt minne inuti processorn |
| Klockfrekvens | Antal takter per sekund, mätt i GHz |