Финальный практический продукт по дисциплине «ОП.02 Архитектура аппаратных средств» (СИЭУиП). Сквозное комплексное проектирование вычислительной платформы и устранение критических аппаратных дефектов: балансировка подсистемы ЦП и памяти (FLOPS, Memory Wall), распределение линий PCIe и пропускной способности шин (DMI / интерконнект), расчет подсистемы питания ATX 3.0 и охлаждения, выявление и устранение скрытой архитектурной ошибки по 4 вариантам целевых платформ.
Рассчитайте теоретическую пиковую производительность процессора ($R_{peak}$) и пропускную способность подсистемы памяти ($BW_{RAM}$). Обоснуйте конфигурацию рангов, каналов и баланс вычислений (Memory Wall / B/F ratio).
| Параметр архитектуры | Расчетная формула / Спецификация | Значение и физическое обоснование |
|---|---|---|
| Пиковая производительность CPU ($R_{peak}$) | $R_{peak} = N_{sockets} \times N_{cores} \times f_{Turbo} \times FLOP/такт$ | |
| Число каналов и режим памяти | $N_{ch}$, DPC (DIMMs per Channel), тип (RDIMM / UDIMM) | |
| Пропускная способность памяти ($BW_{RAM}$) | $BW = N_{ch} \times \text{MT/s} \times 8 \text{ байт/с}$ | |
| Абсолютная задержка (CAS Latency) | $t_{latency} = (tCL / f_{clk}) \times 1000 \text{ нс}$ |
Постройте распределение линий шины PCIe (Gen 4 / Gen 5) между устройствами платформы (GPU, NVMe, сетевые адаптеры, HBA). Исключите аппаратные узкие места переподписки шин (Oversubscription) и межчипсетного линка (DMI / интерконнект сокетов).
| Устройство / Контроллер | Интерфейс подключения | ПСП интерфейса (ГБ/с) | Источник линий (CPU Socket / PCH Chipset) |
|---|---|---|---|
| Вычислительные ускорители / GPU | |||
| Высокоскоростная сеть (NIC / IB / FC) | |||
| Дисковая подсистема (NVMe / RAID) | |||
| Межпроцессорный / чипсетный линк |
Рассчитайте энергобаланс платформы: номинальную долговременную мощность, пиковые импульсные скачки (Power Excursions по стандарту ATX 3.0), требуемый ток по шине +12V, выбор блока питания с коэффициентом запаса и параметры системы охлаждения.
| Узел системы | Долговременная мощность (Вт, TDP/PL1) | Пиковая кратковременная мощность (Вт, PL2/броски) |
|---|---|---|
| Центральные процессоры (CPU) | ||
| Графические ускорители (GPU / FPGA) | ||
| ОЗУ, диски NVMe, сетевые адаптеры, PCH | ||
| ИТОГО (по шине +12V) / Ток нагрузки |
Ниже приведена дефектная спецификация конфигурации по вашему варианту. Найдите скрытую критическую аппаратную ошибку (несовместимость, аппаратное узкое место, электрический или температурный сбой), обоснуйте ее последствия и предложите инженерное исправление.
Проведите сквозную проверку согласованности всех спроектированных подсистем по контрольному листу валидации.
| Контрольный инженерный критерий | Статус проверки | Доказательное обоснование |
|---|---|---|
| 1. Баланс процессора и памяти (Memory Wall / B/F ratio) | ||
| 2. Отсутствие переподписки шин PCIe и чипсета | ||
| 3. Запас мощности БП по шине +12V (≥ 30%) и ATX 3.0 | ||
| 4. Соответствие системы охлаждения тепловыделению |
| Блок оценивания | Макс. балл | Критерии выставления баллов |
|---|---|---|
| Блок I. Обоснование архитектуры (ЦП и память, линии PCIe, питание и теплоотвод) | 6 баллов | По 2 балла за каждый расчетный блок: точность формул $R_{peak}$, ПСП памяти, отсутствие переподписки линий PCIe, корректный энергобаланс по шине 12V и запас БП. |
| Блок II. Практическое применение (Диагностика и устранение ошибки) | 2 балла | Безошибочная локализация скрытого аппаратного дефекта конфигурации, физико-техническое обоснование отказа и доказательное решение с расчетом «до/после». |
| Блок III. Самопроверка и аудит (Чек-лист валидации и заключение) | 2 балла | Аргументированное заполнение чек-листа проверки системных балансов (Memory Wall, PCIe lines, ATX 3.0 margin) и итоговое экспертное резюме. |
| ИТОГОВЫЙ МАКСИМАЛЬНЫЙ БАЛЛ | 10 баллов | 9–10 б. = «5» (отлично); 7–8 б. = «4» (хорошо); 5–6 б. = «3» (удовлетворительно); 0–4 б. = «2». |
* Данные автоматически сохраняются в вашем браузере. При экспорте в PDF плейсхолдеры и кнопки управления скрываются.