Вопрос или проблема
Как батарея CMOS хранит информацию на себе? Я знаю, что она хранит такие данные, как время, дата, пароли и конфигурация диска, но как? Как батарея может хранить данные?
Батарея CMOS не хранит данные. Батарея CMOS обеспечивает питание для чипа CMOS, который действительно хранит данные. Память CMOS требует питания для сохранения данных, поэтому батарея необходима, когда компьютеру не предоставляется внешнее питание.
Вот почему перемычка обычно снимается с материнской платы для сброса CMOS, так как это прерывает питание для чипа CMOS достаточно надолго, чтобы очистить данные.
Признаком надвигающегося отказа батареи CMOS является то, что реальное время компьютера начинает терять отсчет времени, когда система выключена и не подключена к другому источнику питания.
На многих новых компьютерах данные конфигурации BIOS хранятся во флеш-памяти, а батарея служит исключительно для поддержания реальных часов. В таких системах она называется “RTC батарея” (пример на странице 29 руководства по сервису HP Pavilion dv6z-3000 Select Edition). Отказ RTC батареи в таких системах приведет к тому, что часы начнут терять отсчет времени, когда система отключена от питания, но не приведет к потере настроек BIOS.
Сама батарея не хранит информацию. Батарея используется для поддержания работы небольшого объема памяти (точнее, статической оперативной памяти), чтобы настройки не были потеряны. Кроме того, батарея поддерживает работу часов, чтобы время и дата были корректными, когда компьютер снова включается.
Интересная примечание – при работе от батареи часы не очень точные, и время может сдвигаться.
Батарея CMOS не хранит данные, это просто БАТАРЕЯ. Батарея питает чипы CMOS SRAM, которые на самом деле содержат память.
К слову, не существует батареи CMOS. Батарея, которая питает CMOS, это просто обычная батарея, которая случайно питает чипы CMOS.
CMOS расшифровывается как “Дополнительная металлоксидная полупроводниковая концепция“, и это относится к конструкции чипов.
Сама батарея не хранит данные. Батарея CMOS (или батарея BIOS) питает CMOS, который хранит данные для самого компьютера, которые можно увидеть в BIOS. Все это происходит через материнскую плату.
Вот как это выглядит в современном компьютере:
- если внешнее питание отключено и вы переключаете перемычку памяти CMOS, память CMOS будет отключена от питания (и память CMOS сбросит свои содержимое, так как память CMOS – это летучая память)
- Данные BIOS находятся в энергозависимой памяти, поэтому даже если внешнее питание отключено и батарея CMOS выйдет из строя, память сохранит данные BIOS
- хотя память BIOS только для чтения, ее можно стереть (обычно используя более высокое напряжение). Это происходит, когда вы обновляете BIOS до новой версии
- Батарея 5В также питает RTC часы
- в современном компьютере все чипы (исключая батарею – моя ошибка на рисунке) интегрированы в southbridge
- SRAM == Статическая ОП, SDRAM = Синхронная Динамическая ОП
Что касается вопроса: батарея CMOS обеспечивает, что конфигурация BIOS хранится в памяти CMOS.
На вопрос более-менее ответили, но его можно немного объяснить.
CMOS по сути ничем не отличается от обычной ОП. Он хранит информацию, но только до тех пор, пока есть источник питания. Как только питание отключается, содержимое исчезает.
В отличие от обычной ОП, CMOS мал (ф physically и по емкости) и потребляет гораздо меньше энергии. Поэтому обычной кнопочной батареи достаточно, чтобы хранить его содержимое в течение значительного времени.
Тем не менее, CMOS не использует батарею все время. Когда от БП подается питание, CMOS использует это для сохранения своего содержимого, тем самым продлевая срок службы батареи CMOS. Если питание отключается, конденсатор позволяет ему удерживать свои содержимое за мгновение, пока не будет подключена батарея.
Также, хотя дата/время и несколько других значений сохраняются с помощью батареи, многие (даже большинство) настроек на самом деле записываются во флеш-раздел CMOS, которые сохраняются в случае выхода из строя батареи CMOS. Это имеет смысл, поскольку определенные значения, такие как дата и время, являются временными/динамическими и должны оставаться активными, пока другие настройки статичны и не меняются часто (если вообще), так что их можно просто записывать в долгосрочное хранилище, как мини, версия CMOS жесткого диска. Вот почему, когда батарея CMOS выходит из строя и происходит сбой питания, вы заметите, что только некоторые из настроек вернулись к заводским.
Обычно то, что производитель BIOS сделает, это записать некритические настройки в энергонезависимую память, которые необходимо конкретно сбросить до заводских с помощью функции BIOS “загрузить заводские настройки” (удаление батареи на время не сработает), и оставить только критические настройки в летучей памяти. Таким образом, даже если все питание отключается, такие настройки, как конфигурация дискет, настройки встроенного звука и т.д., будут сохранены. Но настройки, которые мешают системе работать вообще, такие как тайминги памяти и разгон процессора, могут быть сброшены до рабочих значений простым удалением батареи на время.
Из-за этой сегрегации количество ячеек памяти, которые нуждаются в постоянном источнике электричества, может значительно сократиться, позволяя батарее служить годами.
(Вы также заметите такое поведение и в других устройствах. Например, после отключения питания видеомагнитофон должен будет установить свои часы (отсюда знаменитая мигающая 12:00 из прошлого). Однако многие видеомагнитофоны могли сохранить свои другие настройки, такие как язык, кабель/антенна, скорость ленты и т.д. Некоторые видеомагнитофоны даже могли сохранить свои программы, поскольку программа не меняется.
Моя мать использует таймер (Рисунок 1), чтобы автоматически включать и выключать porch lights несколько раз в день. Вы программируете его, вставляя несколько маленьких пластиковых вкладок, которые переключают выключатель включение и выключение. Если он выдернут из розетки, его часы останавливаются, и он перестает знать, сколько сейчас времени, но программы остаются неизменными. То же самое и с таймером масляного обогревателя (Рисунок 2), который использует переключатели/кнопки вместо вкладок. С другой стороны, она использует чисто цифровой таймер (Рисунок 3) для комнатных огней, когда она приводит сад в зиму, и он теряет все при отключении).
Рисунок 1: Аналоговый таймер
Рисунок 2: Таймер масляного обогревателя
Рисунок 3: Цифровой таймер
Батарея CMOS – это батарея, а не хранилище. Она просто обеспечивает достаточное питание для сохранения данных (настроек BIOS, времени и т. д.) в чипе CMOS .
Компьютер жив, даже когда он не подключен к питанию или выключен. Благодаря двум кнопочным батареям, которые есть на каждой материнской плате. Они поддерживают работу CMOS ДАТА/ВРЕМЯ, даже когда ПК выключен. Они служат довольно долго.
Ответ или решение
Как батарейка CMOS хранит данные?
Вопрос о том, как батарейка CMOS может хранить данные, часто вызывает недопонимание. В действительности, сама батарейка не хранит информацию – ее основная функция заключается в предоставлении питания для памяти CMOS. Чтобы понять это более подробно, рассмотрим структуру и функции, связанные с батарейкой CMOS и ее ролью в системе.
1. Основы: Разделение функций
Стоит отметить, что термины "батарейка CMOS" и "память CMOS" относятся к совершенно разным компонентам. Батарейка (чаще всего это литиевая или щелочная батарейка) обеспечивает электроэнергию для работы материнской платы, когда компьютер выключен или отключен от внешнего питания. Память CMOS, в свою очередь, хранит данные, такие как настройки BIOS, время и дату, благодаря тому, что она сохраняет содержимое при наличии постоянного источника питания.
2. Как работает память CMOS
Память CMOS представляет собой тип статической оперативной памяти (SRAM), которая, как и любой другой вид оперативной памяти, требует энергии для сохранения данных. В отличие от динамической оперативной памяти (DRAM), которая сохраняет данные только на короткое время, SRAM сохраняет информацию в течение длительного времени, пока подается питание. В условиях отсутствия питания данные в памяти CMOS исчезают, поэтому батарейка CMOS столь важна.
3. Процесс хранения данных
Когда компьютер находится в рабочем состоянии, питание подается от блока питания (PSU) на материнскую плату, и память CMOS сохраняет данные без необходимости в батарейке. Однако, как только питание прекращается, например, при отключении компьютера, батарейка активируется. Она подает необходимое напряжение на память CMOS, что позволяет сохранять критически важные настройки системной конфигурации и текущее время.
4. Взаимодействие компонентов
При выполнении функции хранения данных внутри материнской платы происходит взаимодействие нескольких компонентов. Наиболее важными из них являются:
- Батарейка: Обеспечивает питание для памяти CMOS и реального времени (RTC).
- Память CMOS: Хранит информацию в зависящем от питания состоянии.
- Чип южного мостика (Southbridge): Обрабатывает данные, предоставляемые из CMOS, и взаимодействует с остальными частями системы.
5. Подводя итоги
Таким образом, мы приходим к заключению, что батарейка CMOS не хранит данные, а служит источником энергии, чтобы поддерживать работу памяти CMOS, которая и отвечает за хранение критически важной информации. Если батарейка разряжается, данные могут быть потеряны. В современных системах часто используются гибридные решения, при которых большинство конфигурационных данных сохраняются в непроизводной памяти (flash memory), что обеспечивает надежность хранения.
Знание принципов работы батарейки CMOS и памяти CMOS помогает лучше понять, как функционируют современные компьютеры. Это знание также может быть полезным при диагностике проблем, связанных с сохранением настроек BIOS или отслеживанием времени, особенно в случае выхода из строя батареи или при отключении внешнего питания.