Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Переход на новое поколение chipset материнских плат




Развитие технологии центральных процессоров, появление все новых типов периферийных устройств и связанный с этим прогресс в технологии материнских плат вызывает необходимость перехода к новой архитектуре персонального компьютера IBM PC. Инициатором этого перехода является разработчик системообразующей электроники IBM PC – фирма Intel. Причем этот переход производится революционным методом. Попытки совмещения в чипсетах поддержки новых и старых процессоров, шин и технологий ведут к усложнению материнской платы, потере ее надежности и неоправданному удорожанию.

В предыдущих разделах пособия все материалы в основном корреспондировались с архитектурой персонального компьютера на базе самых распространенных и в настоящее время самых продаваемых материнских плат на базе чипсетов i845, i865, i875 (или их аналогах фирм-производителей SiS, VIA и др.) с разъемом socket 478 для установки процессоров Pentium IV и Celeron. Новая архитектура материнских плат использует чипсет i915 или i925 и предусматривает установку процессоров Pentium IV на ядре Prescott в новом конструктиве; для установки процессоров предназначен новый socket LGA775.

Чипсет Intel 925X по максимуму "разрывает отношения" с предыдущим поколением системной поддержки для настольной платформы Intel. Кроме отказа от обратной совместимости с графической шиной AGP во всех ее реализациях, в этом наборе логики полностью отказано в поддержке памяти DDR-1. Интерфейс Parallel ATA, сохраненный в одноканальной версии, оставлен практически для поддержки оптических приводов ATAPI, главная ставка теперь делается на продвижение SATA.

С помощью такой архитектуры Intel пытается максимально ускорить массовый переход на новую платформу.

Чипсет i915 является временным паллиативом переходного периода и обеспечивает поддержку дешевой памяти DDR-1 и ряда старых технологий.

Рассмотрим особенности новой архитектуры материнской платы на чипсете i925.

 

Набор логики (chipset) Intel 925X:

· Северный мост - контроллер-концентратор Intel 82925X MCH в 1210-контактном корпусе FCBGA;

· Южный мост - контроллер-концентратор семейства ICH6 Intel в 609-контактном корпусе MBGA (по уровню поддержки периферии могут использоваться ICH6, ICH6R, ICH6W, ICH6RW – максимальный вариант).

 

Рис. 5 Внешний вид материнской платы

 

Рис.6 Блок-схема материнской платы

 

Чипсет поддерживает исключительно процессоры Intel Pentium 4 в корпусе LGA775 и работает только с памятью DDR2.


Краткие характеристики северного моста Intel 82925X MCH:

· поддержка системной шины (FSB): только 800 МГц (поддержки 533 МГц FSB нет);

· поддержка технологии Hyper-Threading;

· 32-битная адресация шины, доступ к 4 Гбайт адресному пространству памяти;

· интерфейс взаимодействия с южным мостом Intel ICH6: point-to-point, 2 Гбит/с (1 Гбит/с в каждом направлении), базовая тактовая частота 100 МГц;

· память: один или два 64-битных канала DDR2 SDRAM, до 8,5 Гбит/с в 2-канальном режиме; поддержка ECC и Non-ECC модулей, емкость модулей - 256 Мбайт, 512 Мбайт или 1 Гбайт;

· организация модулей памяти: x8, x16 модули DDR2 с четырьмя банками или восемью банками (1 Гбайт модули), поддержка SPD (Serial Presence Detect);

· интерфейс PCI Express: поддержка одного порта x16 PCI Express 1.0a;

 

Таким образом, MCH поддерживает исключительно DDR2 SDRAM в одно- и двухканальном режимах, работает с шиной PCI Express и не совместим с AGP любых модификаций. Для увеличения производительности содержит свою собственную систему маршрутизации команд и кэш записи, а также специальную логику для управления энергопотреблением.

Интерфейс памяти чипсета поддерживает модули DDR2 только с сигнальным интерфейсом SSTL_1.8 V, работает в двух режимах адресной организации памяти:

1. Ассиметричный режим с последовательной адресацией объединенных каналов (адресация канала B назначается после полной адресации канала A)

2. Попеременная адресация: чередование каналов

 

Максимальная (теоретическая) производительность канала памяти составляет:

· 3,2 Гбайт/с для памяти DDR2 400 в одноканальном режиме;

· 6,4 Гбайт/с в для памяти DDR2 400 в двухканальном "чередующемся" режиме;

· 8,5 Гбайт/с для памяти DDR2 533 в двухканальном "чередующемся" режиме.

 

Для повышения уровня производительности чипсеты Intel используют ряд оптимизаций контроллера памяти, которые должны дать им преимущество над чипсетами конкурентов. Отмечается два нововведения. Во-первых, планировщик команд пытается производить пакетную регенерацию страниц памяти в зависимости от текущего алгоритма доступа. На регенерацию динамической памяти уходит до 15% времени работы, поэтому очень важно успевать делать ее обновление в паузах между обращениями, тогда к моменту новых обращений память будет готова. Планировщик в i9xx использует некий интеллектуальный анализ текущей частоты и характера доступа, а также умеет пользоваться специфичными особенностями DDR2. Вторая новинка состоит в продвинутой перегруппировке данных в памяти. Контроллер памяти по-разному разбивает линейное адресное пространство на банки в зависимости от конфигурации модулей и режима доступа, выделяя, например, большее количество открытых страниц для работы встроенного видео при увеличении разрешения экрана и частоты его обновления.

 

PAT (Performance Acceleration Technology). Эта технология применяется в чипсетах для увеличения их производительности. Данная технология способна поднять быстродействие системы благодаря использованию «внутренних резервов». Технология направлена на уменьшение латентности при работе процессора через чипсет с основной памятью. Для ее работы не требуется никаких специальных модулей памяти - вся необходимая оптимизация выполнена внутри северного моста чипсета и в BIOS. Просто при обращении процессора к памяти чипсет пропускает некоторые операции, использующиеся в других наборах логики, а некоторые операции выполняет несколько быстрее.

 

Шина Direct Media Interface (DMI) служит информационным каналом между северным и южным мостами. Для обеспечения реально изохронного (синхронного) режима обмена данными и поддержки QoS (Quality of Service) южный мост поддерживает два виртуальных канала DMI: VC0 и VC1. Оба канала придерживаются жесткой схемы арбитража, где канал VC1 всегда имеет высший приоритет, а VC0 является основным каналом обмена данными по умолчанию и всегда активен. Активация и конфигурация канала VC1 производится с обоих "концов" шины DMI.

 

Шина PCI Express реализована в MCH в 16-lan (x16 канальной) версии PCI Express 1.0a. Основное назначение такой шины - поддержка графики, хотя в перспективе предполагается появление других высокоскоростных контроллеров. Поскольку шина PCI Express имеет организацию "точка-точка" и поддерживает передачу данных с пиковой пропускной способностью до 2,5 Гбит/с по каждому каналу (250 Мбайт/с - битрейт каждой пары контактов в 8-бит/10-бит режиме передачи), то теоретически максимальная пропускная способность версии PCI Express x16 составляет 4 Гбит/с в каждом направлении.

 

Краткие характеристики серии южных мостов ICH6:

· поддержка шины PCI Express, до 4 портов PCI Express в организации x1 (до 2,5 Гбайт/с в обеих направлениях) или один порт PCI Express x4;

· поддержка "горячего" (Hot-Plug) подключения (например, карт ExpressCard);

· поддержка 33 МГц PCI Rev. 2.3, до семи слотов;

· 4-портовый Serial ATA хост-контроллер;

· встроенный контроллер AHCI (версии ICH6R/ICH6RW);

· интерфейс USB, до восьми портов USB 2.0; четыре хост-контроллера UHCI; один контроллер EHCI;

· встроенный контроллер IDE, до двух приводов Ultra ATA/100/66/33;

· аудио интерфейс Intel High Definition Audio: поддержка трех внешних кодеков; поддержка многоканального сэмплирования с разрешением до 32-бит/192 КГц;

· контроллер AC97 2.3 для подключения аудио и модемных кодеков, до шести каналов PCM (полное декодирование AC3);

· ACPI 2.0;

· поддержка SMBus 2.0;

 

Рис. 7 Структура южного моста

 

Семейство новых южных мостов ICH6 (Intel I/O Controller Hub 6) состоит из версий Intel 82801FB ICH6 (ICH6), Intel 82801FR ICH6 RAID (ICH6R), Intel 82801FW ICH6 Wireless (ICH6W) и Intel 82801FRW ICH6 RAID/Wireless (ICH6RW), каждая из которых, как видно по развернутым названиям, обладает специфическим набором поддержки периферии.

Matrix Storage - поддержка устройств Serial ATA с RAID и AHCI (RAID только в версиях ICH6R/RW). Теперь поддерживаются 4 порта SATA на 4 устройства с возможностью создания RAID 0 или 1 из любых двух дисков при независимом создании RAID 0 или 1 из двух других дисков. Однако со времен ICH5 произошли не только количественные перемены. Весной 2003 года на рынке практически не было жестких дисков с полноценным контроллером SATA (как правило, просто использовали интерфейсный мост на управляющей плате винчестера). Поэтому реализация таких функций, как NCQ (Native Command Queuing, конвейеризация команд) и прочих из набора возможностей SATA AHCI (Advanced Host Controller Interface), была невозможна. Уже доступны винчестеры, реализующие эту базовую функциональность, так что новое поколение южных мостов Intel предлагает поддержку AHCI.

Наиболее важными для пользователя результатами работы SATA-диска через SATA-контроллер ICH6 являются ускорение работы RAID-массива и даже одиночного диска, а также поддержка «горячего подключения» (Hot Plug). Для ускорения работы необходимо использовать понимающий специфику AHCI драйвер (Intel Application Accelerator 4.0 и выше), так как встроенный в Windows XP SATA-драйвер такой поддержки не имеет. Разница в этом случае может достигать 10% в задачах, чувствительных к скорости работы дисковой подсистемы. «Горячее подключение» само по себе не имеет такого уж значения для пользователя (часто ли вы вынимаете винчестер «на ходу»?), но зато теперь можно полноценно реализовывать RAID-массив уровня 1 (зеркалирование). Основная идея RAID 1 состоит в возможности обнаружить сбой, отключить сбойный диск, установить новый диск и продолжать работать (дублирование информации происходит автоматически). Ранее же (во времена ICH5R) требовалось обязательно выключать компьютер и восстанавливать RAID-массив в BIOS.

Еще две интересные функции ICH6R - RAID Migration и Matrix RAID. Первая хорошо знакома нам по ICH5R и позволяет прозрачно для пользователя расширить текущую однодисковую систему до RAID 0 или 1 прямо из Windows (во время построения массива не требуется отвлекаться от своих занятий на компьютере). Matrix RAID формирует на двух дисках одновременно и RAID 0, и RAID1. Для этого каждый диск разбивается на две части, и они по одной объединяются в разные массивы. В итоге мы получаем, например, относительно небольшой по размеру, но быстрый (RAID 0) диск для хранения файла подкачки и часто используемых приложений, а на втором, надежном (RAID 1) диске храним свои документы, архивы и т. п.

Южные мосты поддерживают технологию Intel Wireless Connect (ICH6W/ICH6RW). Wireless Connect - организация беспроводной сети. Суть Wireless Connect Technology - в обеспечении поддержки беспроводных точек доступа и маршрутизаторов. В паре с южным мостом ICH6W приобретаемая отдельно карта расширения реализует функциональность беспроводного сетевого контроллера стандарта IEEE 802.11b/g (Wi-Fi). К плюсам такого варианта Intel можно отнести удобное ПО, при помощи которого даже начинающий пользователь сможет легко настроить работу беспроводной сети, в том числе используя контроллер материнской платы в качестве точки доступа.

High Definition Audio - новый стандарт для встроенного звука. Основой будущего стандарта (а почти нет сомнений, что HDA таковым станет) является поддержка 24-разрядного 8-канального звука при частоте дискретизации 192 кГц - напомним, что спецификация АС'97 определяла 20-разрядный 6-канальный звук с частотой дискретизации 96 кГц. В сочетании с поддержкой всех современных аудиоформатов (включая Dolby, DTS, DVD-Audio) преимущества HDA абсолютно очевидны. Схема функционирования со времен АС'97 принципиально не изменилась, разве что теперь предлагается использовать тактовый генератор южного моста, а не встроенный в кодек (это в теории повышает качество обработки звука за счет стабильности и выверенной частоты генератора).

Все производители аудиокодеков АС'97 без проблем перешли к выпуску продуктов под новый стандарт. ICH6 не только поддерживает HDA, но и умеет работать с АС'97-кодеками (не одновременно, плата должна реализовывать только один вид интегрированного звука). Плюсом HDA считают единый универсальный драйвер от Microsoft, но на практике отказа от фирменных драйверов мы скорее всего не увидим, так как у разных кодеков разные особенности, расширяющие возможности и учитывающие специфику «железа» и программного интерфейса (микшер, эквалайзер и пр.).

Особенностью стандарта HDA является функция Jack Retasking - перенастройка функциональности аудиоразъема в зависимости от типа подключенного к нему устройства. Нынешняя версия спецификации АС'97 (v2.3) определяет Jack Sensing - распознавание типа подключенного к разъему устройства (за счет принципиально разного импеданса у, скажем, микрофона, наушников и активных колонок). На практике не так уж интересно узнать от прилагаемой производителем кодека программы, что ты подключил колонки к линейному входу. Совсем другое дело, когда за счет новой модульной схемы кодеков умный компьютер начнет принимать (с предусилением) сигнал от микрофона и выводить звук на наушники вне зависимости от того, в разъем какого цвета и названия был воткнут их штекер.

 

 

Таблица 4. Сводные характеристики материнской платы на чипсете i925

Производитель и название Intel D925XCV
Форм-фактор ATX (305 x 230 мм)
Поддержка процессоров LGA775 чипы Pentium 4 с ядром Prescott и шиной 800 МГц
Поддержка Intel Hyper-Threading есть
Чипсетная связка 925X (Intel 82925X Memory Controller Hub), ICH6-R (Intel 82801FR I/O Controller Hub), FWH (8 Мбит Firmware Hub)
Память четыре 240-контактных разъема DIMM под модули памяти DDR2 SDRAM, поддержка до 4 Гб памяти DDR2 533 МГц или DDR2 400 МГц
Шина PCI Express x16 один порт, поддержка 2-стороннего обмена данными с пропускной способностью до 8 Гб/с
Шина PCI Express x1 2 порта, поддержка 2-стороннего обмена данными с пропускной способностью до 500 Мб/с
Шина PCI 4 порта
IEEE-1394a 3 порта
Четыре порта SATA 150 RAID 0/1, SATA Matrix RAID, поддержка SATA AHCI
Аудио подсистема Intel High Definition Audio, 7.1-канальная реализация с 5-канальным аналоговым и двумя S/PDIF цифровыми выходами (оптика и коаксиал) на базе кодека Realtek ALC880
LAN интегрированный контроллер Gigabit LAN (контроллер Marvell Yukon 88E8050 PCI Express GbE), поддержка 10/100/1000 BASE-T Ethernet
Интерфейсы: порт для флоппи-дисковода четыре порта SATA 150 порт UDMA 33, ATA-66/100 восемь портов USB 2.0 порты PS/2 Keyboard, PS/2 Mouse порты Serial, Parallel разъем RJ-45 GbE LAN

Память

Все компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю.

Оперативная память предназначена для размещения информации, к которой приходится часто обращаться. Оперативная память обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации. Этот вид памяти называют также памятью с произвольным доступом (Random Access Memory, RAM). По способу хранения информации оперативная память бывает статической и динамической.

Постоянная память (ПЗУ - постоянное запоминающее устройство) обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в ходе выполнения микропроцессором различных программ. Постоянная память имеет также название ROM (Read Only Memory), которое указывает на то, что обеспечиваются только режимы считывания и хранения. Постоянная память энергонезависима, т. е. может сохранять информацию и при отключенном питании. Все микросхемы постоянной памяти по способу занесения в них информации делятся на масочные, программируемые изготовителем (ROM), однократно программируемые пользователем (Programmable ROM) и многократно программируемые пользователем (Erasable PROM). Последние, в свою очередь, подразделяются на стираемые электрически и с помощью ультрафиолетового облучения. К элементам EPROM с электрическим стиранием информации относятся, например, микросхемы флэш-памяти (flash). От обычных EPROM они отличаются высокой скоростью доступа и быстрым стиранием записанной информации. Данный тип памяти сегодня широко используется для хранения BIOS и другой постоянной информации.

Внешняя память реализована обычно на магнитных или оптических носителях и используется:

· в качестве основного энергонезависимого устройства хранения данных в компьютере;

· для инсталляции системного и прикладного программного обеспечения;

· для переноса данных с компьютера на компьютер.

 

Различные типы оперативной и постоянной памяти можно выстроить в виде определенной иерархии по времени доступа к данным. При этом широко используется принцип кэширования данных.






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных