Teil 4 · Mainboard-Elektronik 646 Viele Pentium-Mainboards lassen keine Vollbestückung aller vorhandenen PS/2-SIMM- und DIMM-Steckplätze zu. Bank 0 Bank 1 Bank 2 Bank 3 SIMM1 + SIMM2 SIMM3+SIMM4 DIMM1 DIMM3 Module eingesetzt – – – – Module eingesetzt – – Module eingesetzt Module eingesetzt – – – – Modul eingesetzt – – – – Modul eingesetzt – – Modul eingesetzt Modul eingesetzt Module eingesetzt – – Modul eingesetzt Module eingesetzt – Modul eingesetzt – Module eingesetzt – Modul eingesetzt Modul eingesetzt – Module eingesetzt Modul eingesetzt Modul eingesetzt Module eingesetzt Module eingesetzt – Modul eingesetzt Module eingesetzt Module eingesetzt Modul eingesetzt – Tabelle 8.14: Typische Kombinationsmöglichkeiten von PS/2-SIMM und DIMM-Speichermodulen bei einem Pentium-Mainboard Falls das Mainboard ausschließlich über DIMM-Steckplätze verfügt, sind meistens derer drei vorhanden, womit typischerweise ein gesamter Speicher von 384 Mbyte, bei Verwendung der heute am besten erhältlichen maximal 128 Mbyte großen Mo- dule, möglich ist. Gesamt- Bank 0 Bank 1 Bank 2 speichergröße DIMM1 DIMM2 DIMM3 8 Mbyte 8 Mbyte – – 8 Mbyte – 8 Mbyte – 8 Mbyte – – 8 Mbyte 16 Mbyte 8 Mbyte 8 Mbyte – 16 Mbyte – 8 Mbyte 8 Mbyte 16 Mbyte 8 Mbyte – 8 Mbyte 647 Speicherbausteine und -Module Fortsetzung der Tabelle: Gesamt- Bank 0 Bank 1 Bank 2 speichergröße DIMM1 DIMM2 DIMM3 16 Mbyte 16 Mbyte - - 16 Mbyte - 16 Mbyte - 16 Mbyte - - 16 Mbyte 24 Mbyte 8 Mbyte 8 Mbyte 8 Mbyte 24 Mbyte 8 Mbyte 16 Mbyte 32 Mbyte - 16 Mbyte 16 Mbyte 32 Mbyte 16 Mbyte - 16 Mbyte 32 Mbyte 32 Mbyte - - 32 Mbyte - 32 Mbyte - 32 Mbyte - - 32 Mbyte 48 Mbyte 16 Mbyte 16 Mbyte 16 Mbyte 48 Mbyte 32 Mbyte 16 Mbyte - 48 Mbyte 32 Mbyte 8 Mbyte 8 Mbyte 56 Mbyte 8 Mbyte 16 Mbyte 16 Mbyte 64 Mbyte 32 Mbyte 32 Mbyte - 64 Mbyte - 32 Mbyte 32 Mbyte 64 Mbyte 64 Mbyte - - 96 Mbyte 64 Mbyte 32 Mbyte - 128 Mbyte 64 Mbyte 64 Mbyte - 128 Mbyte 128 Mbyte - - 192 Mbyte 64 Mbyte 64 Mbyte 64 Mbyte 192 Mbyte 128 Mbyte 64 Mbyte - 224 Mbyte 128 Mbyte 64 Mbyte 32 Mbyte 256 Mbyte 128 Mbyte 128 Mbyte - 384 Mbyte 128 Mbyte 128 Mbyte 128 Mbyte Tabelle 8.15: Die DIMM-Bestückungsmöglichkeiten bei Pentium-II-Mainboards Teil 4 · Mainboard-Elektronik 648 8.2 RAMBus-Speicher Intel favorisiert als neue PC-Speichertechnologie RAMBus, die erstmalig auf Main- boards mit dem Camino–Chipset (i820) verwendet werden kann. Der Nachfolger- Chipset – OR840 – ist zudem mit einem Zweikanal-RAMBus-Speicherinterface aus- gestattet, was bei zwei RIMMs (Rambus Inline Memory Module) pro Kanal somit zu einem Speicher von 1 GByte führt. Diese Module gibt es in Kapazitäten von 64, 128 und 256 Mbyte. Bild 8.22: Ein RIM-Modul der Firma Kingston Der »Wirbel«, der um diese Technologie gemacht wird, ist eigentlich nicht ganz verständlich, denn sie ist im Grunde genommen ein alter »Hut«. Per Definition wird mit einem maximalen Takt von 400 MHz gearbeitet, was oftmals zu der Anga- be »800 MHz« führt, wobei dann aber unterschlagen wird, dass hier – wie bei DDR- RAM – auf beiden Taktflanken gearbeitet wird. Andere standardisierte Frequenzen sind 350 und 300 MHz. Während Intel die neuere Implementierung Direct RAMBus mit einem 16 Bit breiten Datenbus verwendet, hat es zuvor bereits zwei andere Versionen, nämlich Base und Concurrent gegeben, die maximal einen 9 Bit breiten Bus vorsehen und beispiels- weise im Nintendo 64 zum Einsatz gekommen sind. Außerdem war RAMBus schon vor Jahren auf einigen Grafikkarten zu finden, wie es das folgende Bild zeigt. Bild 8.23: Diese Grafikkarte der Firma Pine aus dem Jahre 1996 verwendet RAMBus-Chips Das Besondere bei RAMBus ist, dass sich – wie es die Bezeichnung Bus bereits impliziert – die gesamte Speicherarchitektur als ein Bussystem darstellt. Auf der einen Seite befindet sich der Controller, dazwischen die Speicherchips (RDRAMs) und an dem anderen Ende eine Terminierung. 649 Speicherbausteine und -Module Direct RAMBus kann maximal 32 RDRAM-Chips verwenden, d.h., die mögliche Spei- cherbegrenzung entsteht nicht in erster Linie durch die Anzahl der vorhandenen Steckplätze, sondern vielmehr muss man die Chips, die sich auf den vorhandenen Modulen befinden (sollen), durchzählen – mehr als 32 dürfen es eben nicht sein. Des Weiteren darf kein RIM-Steckplatz frei bleiben, denn sonst würde der Bus unterbrochen werden, und es funktioniert dann gar nichts mehr. Zur Abhilfe gibt es die CRIMM-Steckplatinen (Continuity RIMM), die keinerlei Elektronik beinhal- ten, sondern nur für das »Durchschleifen« der Signale benötigt werden. Bild 8.24: Das Prinzip der RAMBus-Speicherarchitektur Auf dem 16 Bit breiten Datenbus (DQ) werden die Nutzdaten übertragen und ein blockorientiertes Protokoll ausgeführt. Der notwendige Takt wird von einem Clock- Generator erzeugt und differentiell auf den CTM- (Clock To Master) und CFM-Lei- tungen (Clock From Master) übertragen, wobei das Taktsignal praktisch vom Gene- rator (bei der Terminierung lokalisiert) zum Controller und wieder zurück läuft. Dies hat zur Folge, dass die Speicherchips, die im Wesentlichen in herkömmlicher DRAM-Technik aufgebaut sind, denjenigen Takt auswählen können, der für sie jeweils in die gleiche Richtung läuft, was zu entsprechend großen Datenblöcken in einem »Rutsch« führt. Die RQ-Signale dienen der Speicherzeilenadressierung und die Sxx-Signale der Kommunikation mit den implementierten Controll-Registern. RAMBus ist bisher allerdings den Beweis schuldig geblieben, dass sich in der Praxis merkliche Steigerungen in der Transferrate gegenüber PC-133 ergeben, und in Tests wurde zudem nachgewiesen, dass die PC-266-Speicher (DDR-RAM) demgegenüber sogar noch schneller sind. Gegen RAMBus-Speicher spricht z.Zt. auch der ganz stattliche Betrag von ca. 1000,- DM für ein 64-Mbyte-Modul (600 MHz-Typ), wobei es mit den Speicherpreisen be- kanntlich immer eine ganz besondere Sache ist und kaum jemand vorhersagen kann, wie sie sich entwickeln werden. Gleichwohl sieht es nicht so aus, dass sich RAMBus zur Standard-Speichertechnologie für übliche PCs eignet, sondern eher in speziellen Workstations und Servern zum Einsatz kommen wird. 8.3 Speicher-Einbau und Fehlerbehebung Für Bausteine im DIP-Gehäuse gilt generell, dass die Anschluss-Beine noch nicht richtig gebogen sind. Den Chip fasst man daher mit beiden Händen jeweils zwi- schen Daumen und Zeigefinger an und drückt die Beine von einer Seite auf einer planen Fläche (Tisch) ein kleines Stück (ca. 2-3 mm) nach innen. Bevor man jedoch einen Baustein in die Hand nimmt, sollte man sich sicherheits- halber an einem geerdeten Metallgegenstand (Metalllampe) entladen, denn stati- Teil 4 · Mainboard-Elektronik 650 sche Aufladungen, die besonders bei synthetischer Kleidung auftreten, können einen Baustein (insbesondere einen CMOS-Baustein) leicht zerstören. Der Baustein wird dann in die Fassung hineingedrückt, wobei darauf zu achten ist, dass auch alle Beine in den für sie vorgesehenen Platz treffen. Der Chip muss natürlich auch richtig herum eingesetzt werden. Der Anschluss »1« eines jeden DIP-Bausteins befindet sich links oben und ist entweder durch eine Markierung (Punkt) gekennzeichnet oder durch eine Einkerbung (Notch) oben. Die Sockel besitzen ebenfalls dort eine Einkerbung, wo sich der Pin 1 befindet. Bild 8.25: Das Einsetzen von Bausteinen im DIP-Gehäuse Der Einbau oder genauer das Einsetzen der Module ist demgegenüber weit einfa- cher. Allerdings muss bei einigen PCs (kleine Gehäuse, z.B. Slim-Line) zuvor das Netzteil oder ein Laufwerk entfernt werden, damit man an die Steckplätze für die Module überhaupt herankommt. Bild 8.26: Bei einigen PCs muss zunächst das Netzteil ausgebaut werden, damit man an die Speichersteckplätze herankommt Nur mit Gewalt lassen sich die Module falsch einsetzen. Ein Modul wird leicht schräg gehalten, unten in die Fassung eingesetzt und dann aufgerichtet. Das funk- 651 Speicherbausteine und -Module tioniert nur, wenn die Kontakte richtig fassen, wobei die Platine nur dann in die Verriegelung des Sockels einschnappt, wenn die beiden Löcher des Moduls in die hervorstehenden Plastikstöpsel des Sockels treffen. Die SIM-Module besitzen an einer Seite eine Einkerbung (vergl. Bild 8.11), die beim Einsetzen der Module zu beachten ist, und auf einigen Mainboards befindet sich auch eine entsprechende Beschriftung (Pin1 oder Markierung mit einem Punkt). Wenn sich – wie es die Regel ist – mehrere Sockel hintereinander befinden, ist die Reihenfolge, nach der die Module eingesetzt werden, nicht unwichtig. Zuerst wird immer in den hinteren Steckplatz ein Modul eingesteckt, da sich sonst die Module nicht mehr schräg einsetzen lassen, weil sie durch die bereits installierten behin- dert werden. Vor einem Eingriff in den PC muss unbedingt der Netzstecker aus dem PC gezogen werden. Bevor man ein Speichermodul in die Hand nimmt, wobei man grundsätzlich nie auf die Kontakte fasst, sollte man sich an einem geerdeten Gegenstand wie einer Metalllampe entladen – indem man sie kurz berührt – , um eine eventuell vorhande- ne statische Aufladung zu beseitigen. Eine Bank ist immer komplett zu bestücken, und in den meisten Fällen sind die Steckplätze einer Bank direkt benachbart. Allerdings gibt es bei einigen Mainboards mit PS/2-SIMM-Sockeln auch Ausnahmen, und hier setzt sich dann die Bank 0 beispielsweise aus den Steckplätzen 1 und 3 sowie die Bank 1 aus den Steckplätzen 2 und 4 zusammen, oder es kann auch noch anders aussehen, wie es dem Bild 8.27 zu entnehmen ist (Bank 0: Steckplatz 1 und 4). Man sollte immer zuerst die Bank 0, bei der folgenden Aufrüstung die Bank 1 usw. mit Modulen ausstatten. Diese Vorgehensweise ist bei älteren Mainboards zwin- gend, während es bei den neueren (manchmal) egal ist, ob die Bank 0 oder die Bank 1 verwendet wird. Man geht jedoch möglichen Problemen von vornherein aus dem Weg, wenn man die Bänke der Reihe nach bestückt. Das Einstecken der SIM-Module ist bei den verschiedenen Varianten im Prinzip immer gleich, allerdings ist man bei doppelseitigen SIMMs manchmal im Zweifel, wie herum das Modul nun in den Sockel gehört. Die Orientierung am Pin 1 ist aber generell möglich, da alle Module an dieser Seite eine zusätzliche Einkerbung besit- zen. In Bild 8.12 ist dies erkennbar. Das obere Modul hat die Kerbe links, das untere rechts. Wenn das Modul im Sockel aufgerichtet wird, kann dies zuweilen etwas schwer gehen, da sich die Metallbügel an den Seiten der Sockel zur Seite drücken lassen müssen. Das Herausnehmen ist meist etwas schwieriger, so dass man einen Schrau- bendreher zur Hilfe nehmen muss, um die Bügel zur Seite zu drücken. Wenn nichts im Wege ist, kann man auch versuchen, die Bügel mit beiden Daumen nach außen zu bewegen, damit das Modul von der Halterung freigegeben wird. Teil 4 · Mainboard-Elektronik 652 Bild 8.27: Das Einsetzen der PS/2-SIMMs erfolgt aus einer Schräglage und das Modul muss in den Metallhalterungen einschnappen Besondere Vorsicht ist beim Einsetzen der SIMMs dann geboten, wenn nicht die stabilen Metall-, sondern Plastikbügel für die Halterung der SIMMs vorhanden sind. Das Abbrechen einer Halterung kommt schon einmal vor, was zur Folge hat, dass das SIMM nicht richtig in der Fassung sitzen kann und der Speicher damit »ver- pfuscht« ist. In solch einem tragischen Fall kann man sich mitunter damit helfen, dass das hintere Modul das vordere, bei dem die Halterung beschädigt ist, mit festhält. Ein Stück Plastik – kein Metall (leitet) oder Holz (leicht brennbar) – wird dann einfach zwischen die Module geklemmt. Die DIMMs besitzen am Platinenrand keine Einkerbung wie die SIMMs und ein falsches Einstecken wird durch die Sockel bzw. Module selbst verhindert – durch die Aussparungen in der Kontaktreihe – (vergl. Bild 8.21). Bild 8.28: Ein DIM-Modul wird direkt von oben in den Sockel hineingedrückt 653 Speicherbausteine und -Module Bild 8.29: Das DIMM sitzt richtig im Sockel, wenn die Plastikverriegelung nach oben schnappt 8.3.1 DRAM-Speicherprobleme beseitigen Wenn alle Module eingesetzt sind, sind in den meisten Fällen keine Einstellungen per Setup oder Jumper zu treffen, da die Speicherkapazität vom BIOS automatisch ermittelt wird. Nach dem Einschalten des PC zeigt das BIOS die Kapazität des Spei- chers am Monitor an, beispielsweise so, wenn 32 Mbyte eingesetzt worden sind: Memory Test: 32768K OK Bei älteren Mainboards (286, 386SX, 386DX) sind oft dann Jumper zu stecken, wenn sie sowohl einzelne DRAMs als auch Module aufnehmen können. Der Jumper signalisiert dann dem BIOS, wo es den Speicher zu suchen hat. Entsprechendes gilt wiederum auch für die Boards, die sowohl SIMM- als auch DIMM-Steckplätze besit- zen. Bei einigen BIOS-Versionen, beispielsweise der Firma AMI, erscheint nach jeder Veränderung des Arbeitsspeichers erst einmal eine Fehlermeldung wie Memory Size Error Run Setup. Das BIOS hat dann die Veränderung des Speichers gegenüber dem letzten Einschalten bemerkt. Ruft man daraufhin das BIOS-Setup-Programm auf und verlässt es gleich wieder, ohne irgendwelche Einstellungen zu verändern, mit WRITE TO CMOS AND EXIT, wird die neue Speicherkapazität akzeptiert, und die Fehlermeldung wird zukünftig nicht mehr erscheinen. Erst wenn das BIOS die richtige Speichergröße detektiert, ist der RAM-Speicher kor- rekt installiert worden. Teil 4 · Mainboard-Elektronik 654 Es kann natürlich auch passieren, dass eben nicht die korrekte Größe des Speichers detektiert wird oder der Monitor sogar dunkel bleibt. Bevor das BIOS nicht die korrekte Größe anzeigt, hat es generell keinen Sinn, irgendwelche Testprogramme zu Rate zu ziehen, stattdessen kann die folgende Liste zu Hilfe genommen werden. RAM-Speicherfehler beseitigen: > Falls der PC nach der Aufrüstung gar nicht mehr funktioniert, sollten zunächst die Spannungsversorgung (P8-P9, ATX-Anschluss), der Sitz der Einsteckkarten und die Anschlüsse überprüft werden. > Kontrolle, ob die Module richtig in den Sockeln sitzen > Anhand des Handbuchs zum Mainboard die Bankanordnung kontrollieren > Überprüfung der DRAM-Zugriffszeiten > Sind Module mit Parity oder ECC oder aber ohne Korrekturmechanismus not- wendig? > Falls man an den BIOS-Setup herankommt, sollten probeweise die schlechtes- ten Werte (Waitestates, siehe BIOS-Setup) für den Speicher festgelegt werden > Es sollte keine Mischung unterschiedlicher (FPM, EDO) Typen innerhalb einer Bank vorgenommen werden! Bei einigen Mainboards betrifft dies auch beide Bänke. > Falls nur der Speicher einer Bank nicht funktioniert, probeweise die Module in den Sockeln vertauschen, um das fehlerhafte Modul dann schrittweise zu er- mitteln > Verbietet das Mainboard bestimmte Modulkombinationen? > Werden eingesetzte Double-SIMMs vom Mainboard überhaupt unterstützt? > Einen eingesetzten SIMM-Adapter gegebenenfalls entfernen > Bei der Aufrüstung mit 30-poligen SIMMs deren Organisation (4 Bit breit?) überprüfen > Falls sowohl PS/2-SIMMs als auch DIMMs verwendet werden, die dazugehörige Jumperstellung und die Spannungsversorgung (3,3 V oder 5 V) überprüfen > Sind die Sockel (PS/2, DIMM) auf dem Mainboard für eine Komplettbestückung ausgelegt? 655 Speicherbausteine und -Module 8.4 Die Speicherverwaltung DOS arbeitet ausschließlich im Real Mode, der mit dem Original-PC (8088-CPU) aus dem Jahre 1981 eingeführt wurde. Bereits der IBM-AT mit einem 80286-Prozessor ist jedoch in der Lage, im Protected Mode zu arbeiten und mehr Speicher als maxi- mal 1 Mbyte direkt zu adressieren, nämlich 16 Mbyte. Des Weiteren spielen das Multitasking, das verschiedene Betriebsarten kennt, und das mit Windows 95 ein- geführte Multithreading für zeitgemäße und kompatible Software eine wichtige Rolle. 8.4.1 Real- und Protected-Mode Auch wenn noch so viel Speicher in einem Pentium-III-PC eingebaut ist, er lässt sich überhaupt erst unter Zuhilfenahme von Speichermanagerprogrammen unter DOS ansprechen. Für die Anwenderprogramme steht außerdem nur der Bereich bis maximal 640 Kbyte zur Verfügung, wie es im Bild 8.30 angegeben ist. Bild 8.30: Die Aufteilung des Speicherbereichs unter DOS Speichermanager sind die beiden Programme HIMEM.SYS und EMM386, die stan- dardmäßig mit DOS ausgeliefert werden. Es gibt jedoch auch effektivere Manager wie Qemm von der Firma Quarterdeck (jetzt Symantec), der möglichst viele Treiber in das Adaptersegment verlagert, damit dann vielleicht effektiv noch 620 Kbyte im konventionellen Speicherbereich (bis 640 Kbyte) zur Verfügung stehen. Der Speicher ab 1 Mbyte bis zur maximalen Größe kann prinzipiell entweder als Extended oder Expanded Memory verwaltet werden, was davon abhängig ist, in welcher Form das jeweilige DOS-Programm diesen Speicher zu adressieren vermag. Der Treiber HIMEM.SYS verwaltet Extended Memory laut der eXtended Memory Specification (XMS) ab 1 Mbyte und wird in der CONFIG.SYS geladen. HIMEM.SYS kann prinzipiell drei Bereiche verwenden: [...]... Zudem erhält man dadurch ein Mehr an freiem Arbeitsspeicher Für Windows 3.x ist HIMEM jedoch absolut notwendig, damit nachfolgend (unter Windows) in den Protected Mode umgeschaltet werden kann, was ab PC- Typen mit einem 386Prozessor standardmäßig funktioniert Die Umschaltung in den Protected Mode funktioniert aber nicht korrekt, wenn ein Speichermanager wie HIMEM.SYS nicht geladen werden kann, was mitunter... auch »besonders widerwillige« Mainboards umzuschalten vermag ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ Entgegen der landläufigen Meinung arbeitet ein PC (ab 486) mit optimal konfiguriertem Windows 95 tatsächlich merklich schneller, als wenn ein älteres Windows 3.x eingesetzt wird ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○... USER, KERNEL) abgelegt und hier laufen auch die Windows- und DOS-Programme ab, was durchaus zu Problemfällen führen kann Bild 8.33: Das Prinzip der Windows-95-Architektur 8.5 Der Cache-Speicher Bei 386DX-PCs ab einer Taktfrequenz von 25 MHz ist zusätzlich zum Hauptspeicher ein Cache-RAM (Zwischenspeicher) zu finden, denn die »normalen« DRAMs sind im Verhältnis zur CPU-Taktfrequenz zu langsam, wodurch die . der Praxis merkliche Steigerungen in der Transferrate gegenüber PC- 133 ergeben, und in Tests wurde zudem nachgewiesen, dass die PC- 266-Speicher (DDR-RAM) demgegenüber sogar noch schneller sind. Gegen. einigen PCs (kleine Gehäuse, z.B. Slim-Line) zuvor das Netzteil oder ein Laufwerk entfernt werden, damit man an die Steckplätze für die Module überhaupt herankommt. Bild 8.26: Bei einigen PCs muss. durch die bereits installierten behin- dert werden. Vor einem Eingriff in den PC muss unbedingt der Netzstecker aus dem PC gezogen werden. Bevor man ein Speichermodul in die Hand nimmt, wobei man