Чипсет — сердце компьютера
Евгений Рудометов, Виктор Рудометов.
authors@rudometov.com
Статья основана на материалах книг "Архитектура ПК, комплектующие, мультимедиа" и "Материнские платы и чипсеты"
Производительность и функциональные свойства компьютера зависят не только от процессора, но и от остальных комплектующих. Особое место среди них занимает материнская плата, центральным элементом которой является чипсет. Важно выбрать их оптимальными для эффективного решения на компьютере широкого круга задач.
Работа центральных процессоров зависит от окружающих их интегральных микросхем и других радиоэлементов. Данные микросхемы и элементы задают необходимые рабочие режимы электропитания и передачи данных, то есть обеспечивают эффективную работу процессора. Кроме того, они осуществляют электрическую и логическую связь процессора и остальных частей компьютера.
Современный подход заключается в том, что данные микросхемы окружения процессора обычно представлены специализированным набором микросхем, который называется чипсетом (chipset). От работы этого набора зависит реализация потенциальных возможностей центрального процессора. Поэтому внутренняя структура и функциональные возможности чипсета должны быть тесно увязаны с архитектурой конкретного варианта процессора. Чипсет обеспечивает согласованную работу подсистем компьютера и осуществляет контроль за основными информационными потоками. Использование чипсета, который был оптимизирован для предшествующего процессора, даже если он и подходит к новому процессору, часто не позволяет реализовать всех его возможностей. Применение оптимально спроектированного чипсета — это высокая производительность компьютера при высокой эффективности вложенных средств. Поэтому наряду с выпуском новых процессоров обычно осуществляется практически одновременное проектирование соответствующего чипсета. Без такого набора современный процессор остается просто микросхемой, бесполезным кусочком кремния с чрезвычайно сложной внутренней электронной структурой, представленной миллионами полупроводниковых транзисторов.
Место чипсета в архитектуре современного компьютера с процессором Pentium II демонстрирует рис.1. Здесь же обозначены шины и основные информационные потоки в системе, которые в значительной степени управляются чипсетом. Именно поэтому можно назвать чипсет основным — центральным элементом материнской платы.
Рис.1. Архитектура компьютера с процессором Pentium II 400.
Для каждого поколения процессоров были созданы свои наборы, как для 386, 486, так для последующих разработок. При этом могут существовать несколько вариантов чипсетов, отличающиеся составом и числом микросхем, а также фирмой-изготовителем, функциональными возможностями наборов и эффективностью их работы.
Наибольшее распространение получили чипсеты фирмы Intel, которая контролирует значительную долю рынка процессоров и чипсетов.
Чипсеты для процессоров фирмы Intel Pentium, Pentium MMX и аналогичных процессоров других фирм уже не выпускаются. Однако материнские платы с чипсетами, ориентированными на данные процессоры не только находятся в эксплуатации, но и продолжают продаваться. Это, например, такие чипсеты, как i430FX, i430VX, i430HX, i430TX.
Первым из них был выпущен i430FX. Он имеет самую простую архитектуру и достаточно скромный набор функций, тем не менее, он поддерживает до 128 Мбайт памяти EDO DRAM.
Следующая разработка, получившая широкое распространение, — i430VX. Этот чипсет кроме традиционных типов памяти FPM DRAM и EDO DRAM уже поддерживал память SDRAM.
А вот чипсет i430HX был ориентирован на рынок серверов. Поддержка памяти FPM DRAM и EDO DRAM, максимальный объем ОЗУ до 512 Мбайт. Кроме того, поддержка двухпроцессорных конфигураций, коррекция ошибок — ЕСС и parity, а также ряд других особенностей и функций, необходимых для разработки высоконадежных систем, таких как серверы. Однако многие из этих функций остаются невостребованными в офисных компьютерах.
Чипсеты i430FX и i430VX постепенно были вытеснены более совершенным набором i430TX, который получил большое распространение. Архитектура данного чипсета была оптимизирована под процессоры Pentium MMX. Этот набор поддерживает FPM DRAM, EDO DRAM и SDRAM, максимальный объем ОЗУ до 256 Мбайт.
Выше утверждалось, что от совершенства архитектуры чипсета зависит производительность компьютера. В пользу данного утверждения говорит следующий факт. Скорость обмена с памятью EDO DRAM у чипсетов, Мбайт/с: i430FX — 35, i430VX — 45, i430HX — 47.
Сравнение производительности материнских плат от одного и того же производителя с чипсетами i430HX и i430TX показывает преимущество i430TX. Например, при выполнении теста Business Winstone в среде Windows 95 превышение показателя производительности составило от 8% до 13%.
Перейти к разрелу Материнские платы и чипсеты