Популярные интегрированные чипсеты для Pentium II/III

Евгений Рудометов, Виктор Рудометов.
authors@rudometov.com

Статья основана на материалах книг "Архитектура ПК, комплектующие, мультимедиа" и "Материнские платы и чипсеты"

Развитие архитектуры чипсетов, составляющих основу материнских плат и определяющих возможности современных компьютеров, привели к разработке высокоинтегрированных моделей специализированных наборов системной логики, ставших основой популярных компьютеров Low End, отличающихся сравнительно высокими параметрами и низкими ценами.

Совершенствование архитектуры и технологий, лежащих в основе современных микросхем, позволили создать высокоинтегрированные наборы системной логики. И если всего несколько лет назад возложенные на них функции по обеспечению работы процессора и основных подсистем компьютера выполняло сравнительно большое количество элементов, то сегодня набор системной логики представлен 2-3 микросхемами, реализующими возможности North Bridge и South Bridge. А в некоторых случаях специализированный набор может быть представлен даже одной микросхемой высокой интеграции, имеющей в своем составе все необходимые средства, типичные для современного чипсета. Более того, с развитием компьютерных технологий появилась возможность реализации сравнительно сложных подсистем таких как, например, видеоадаптер AGP 2X/4X в составе одной из микросхем чипсета. Подобные специализированные наборы системной логики принято называть интегрированными чипсетами. Возможности этих элементов и их популярность среди разработчиков и потенциальных пользователей непрерывно растет.

Справедливости ради необходимо отметить, что встраивание видеосредств в состав чипсетов является, вообще говоря, логическим продолжением развития современной микросхемотехники, характерной чертой которой является повышение степени интеграции компьютерных элементов. Действительно постепенно в состав чипсетов были перенесены такие интерфейсные средства, как порты жестких дисков и USB, контроллеры системной (оперативной) памяти и PCI, цифровая часть AC’97 и т. д. Все чаще в этом перечне встречаются контроллеры локальной сети и средства аппаратного мониторинга. Последние, кстати, обеспечивают возможность ручного, полуавтоматического, а в поледнее время и автоматического контроля за состоянием работы аппаратных средств (http://rudteam.narod.ru/mb/monitoring/monitoring.html ). Наличие возможностей аппаратного мониторинга облегчает оптимизацию работы компьютерных комплектующих как в штатных, так и в форсированных режимах их эксплуатации.

Все указанные интегрированные средства являются необходимыми и, как правило, стандартными атрибутами современных компьютеров, обладающих благодаря им широкими функциональными возможностями. А благодаря современным технологиям данные средства, реализованные в составе интегрированных чипсетов, характеризуются сравнительно низкой ценой, что обуславливает высокую популярность подобных решений. Особенно популярны они в массовых компьютерах низшей ценовой категории — компьютерах Low End.

Компьютеры этого сектора рынка, как правило, ориентированы на офисные приложения и задачи, не требующие высокой производительности от интегрированных компонентов, к которым относятся, например, встроенные видеосредства. Такие компьютеры являются оптимальными для офисной работы, Интернета, электронной почты, информационно-поисковых систем и т. д. Они также популярны для домашнего применения среди пользователей, ограниченных в финансовых средствах, которые они могут выделить на приобретение компьютерной техники.

Однако, оценивая возможности компьютеров данной категории, необходимо отметить, что они обладают и некоторыми недостатками. В первую очередь это касается иногда меньшей производительности подобных устройств по сравнению с системами, созданными на основе традиционных компонентов. Кроме того, архитектура компьютеров с интегрированными средствами препятствует их замене в процессе периодического выполнения операций модернизации стремительно устаревающей техники.

Однако низкая цена и, как следствие, высокая популярность интегрированных решений не позволяют игнорировать этот сектор рынка. Соответствующие чипсеты выпускают все основные производители специализированных наборов системной логики, к которым относятся фирмы Intel, VIA, ALi, SiS.

Ниже представлены основные их изделия, ориентированные на системы с процессорами Pentium II/III.

i815 Chipset, i815E Chipset

Чипсет i815 (i815 Chipset) и его более мощная модификация i815E (i815E Chipset), разработанные и выпускаемые фирмой Intel, построены на основе использования хабовой архитектуры (Accelerated Hub Architecture), впервые опробованной в i810. Чипсеты i815 и i815E предназначены для высокопроизводительных компьютеров с процессорами типа Pentium II/III и Celeron с разъемами Slot 1 и Socket 370. Ориентированы эти наборы системной логики на системы с частотой шины FSB 66, 100, 133 МГц.

Встроенный контроллер памяти поддерживает: 64-разрядный интерфейс памяти SDRAM, объем памяти — от 32 до 512 Мбайт; микросхемы SDRAM 16, 64, 128, 256 Мбит; до 3 модулей DIMM PC100 SDRAM (double sided DIMM) при 100 МГц шины памяти, 2 (double sided DIMM), или 3 (single sided DIMM) модулей DIMM PC133 SDRAM при 133 МГц шины памяти и т. д.

Встроенные средства поддерживают: AGP 2.0 с поддержкой режимов AGP 1X/2X/4X, интегрированную графику на основе i752 (до 1600x1200 при 8 бит цвета и при 85 Гц вертикальной развертки, 24 бит 230 МГц RAMDAC и т. д.); PCI Rev.2.0, до 6 устройств PCI; 2 (i815) или 4 (i815E) порта USB; 2 порта IDE либо с UltraDMA/33/66 (i815), либо с UltraDMA/33/66/100 (i815E); интерфейс LPC (Low Pin Count) контроллер LAN (i815E); AC’97 audio c 2 (i815) или с 6 (i815E) каналами; ACPI и другие функции и устройства.

Чипсет i815 состоит из 3 микросхем: 82815 Graphics and Memory Controller Hub (GMCH), 82801AA I/O Controller Hub (ICH), 82802 Firmware Hub (FWH).

Чипсет i815E состоит из 3 микросхем: 82815 Graphics and Memory Controller Hub (GMCH), 82801BA I/O Controller Hub (ICH2), 82802 Firmware Hub (FWH).

Архитектура наборов системной логики i815 и i815E послужила основой для разработки и выпуска чипсетов i815P и i815EP. Последний стал фактическим приемником i440BX (i440BX AGPset) — самого популярного и массового чипсета за всю историю компьютерной техники.

Структура компьютера с чипсетом i815E Chipset

VIA Apollo PM133

Чипсет VIA Apollo PM133 (VIA Apollo ProSavage PM133) является специализированным набором системной логики фирмы VIA. В состав этого чипсета интегрированы высокопроизводительные устройства для реализации основных функций мультимедиа. Создан на основе VT82C694X (North Bridge из VIA Apollo Pro133A) и видеоакселератора S3 Savage4 с учетом опыта, накопленного в процессе разработки и эксплуатации предыдущих моделей интегрированных чипсетов, например таких, как VIA Apollo PM601, усовершенствованная модель которого была названа VIA Apollo PLE133.

Ориентирован чипсет VIA Apollo PM133 на системы с использованием процессоров с разъемами Slot 1 и Socket 370: Celeron, Pentium II/III, VIA Cyrix III (Cyrix Joshua). Рассчитан на работу с частотой шины процессора (FSB) 66, 100 и 133 МГц.

Поддерживает синхронный и псевдосинхронный режимы работы шин, память PC133/100/66 SDRAM и VCM 133 SDRAM — до 1,5 Гбайт, 3 DIMM, спецификацию AGP v.2.0 и т. д.

В архитектуру чипсета интегрированы средства видеообработки Savage4 2D/3D/Video Accelerator c AGP 4X 128 бит Single Cycle 2D/3D. Данные графические средства характеризуются следующими свойствами: поддержка от 2 до 32 Мбайт Frame Buffer, 300 МГц RAMDAC, производительность — 8 M полигонов в секунду и 140 M пикселов в секунду.

Возможно использование внешнего видеоадаптера AGP v.2.0 1X/2X/4X.

Чипсет имеет встроенные средства: 10/100 Base-T Ethernet controller, AC’97 audio, MC’97 modem, Super I/O, IOAPIC, hardware monitoring, 2 порта UltraDMA/100/66/33 EIDE, 4 порта USB, до 5 устройств PCI, Advanced Power Management и т. д.

Чипсет VIA Apollo PM133 состоит из двух микросхем: VT8605 — North Bridge, 552 BGA; VT8231 — South Bridge, 352 BGA.

Структура компьютера с чипсетом VIA Apollo PM133

ALi Aladdin TNT2

Чипсет ALi Aladdin TNT2 ориентирован на процессоры Celeron, Pentium II/III с рабочими частотами 66/100 МГц, подключаемые через разъемы Slot 1 и Socket 370.

Чипсет имеет в своем составе интегрированные высокопроизводительные 2D/3D видеосредства.

Основой чипсета является микросхема North Bridge M1631 выпущенная в стандарте BGA 556.

Входящий в состав M1631 контроллеры поддерживают 64-разрядную шину памяти, объем памяти EDO/SDRAM/VCM — до 1,5 Гбайт, частоты памяти 66/100/133 МГц, PCI 2.2, до 6 устройств PCI, ACPI, SMM и т. д.

Встроенные средства графики используют графическое ядро NVIDIA Riva TNT2. Для чипсета ALi Aladdin TNT2 возможно использование 2 режимов: SMA (Shared Memory Architecture) и LFB (Local 64-bit Frame Buffer). В режиме SMA под видеопамять выделяется часть оперативной памяти, а в режиме LFB используется специальная память — Frame Buffer, объем которой для M1631может составлять 4/8/16/32 Мбайт.

В составе чипсета ALi Aladdin TNT2 c микросхемой M1631 North Bridge могут быть использованы микросхемы South Bridge M1535D или M1543C.

Структура компьютера с чипсетом ALi Aladdin TNT2

SiS630

Чипсет SiS630 является изделием фирмы SiS. Полное, официальное наименование — SiS630 Slot 1/Socket 370 2D/3D Ultra-AGP Single Chipset. Предназначен для настольных компьютеров и ноутбуков, в составе которых используются процессоры Pentium II/III c разъемами Slot 1 и Socket 370. Рассчитан на работу с частотой шины процессора 66, 100 МГц. Построен на одной микросхеме.

По архитектуре и функциональным возможностям во многом напоминает высокоинтегрированный чипсет SiS540, ориентированный на процессоры с разъемом Socket 7.

Чипсет SiS630 поддерживает синхронные и асинхронные режимы Host/DRAM.

Интегрированный контроллер памяти DRAM поддерживает 64-битную шину памяти; частоту шины памяти до 133 МГц; максимальный объем — до 1,5 Гбайт, до 3 DIMM (6 банков) 3,3 В SDRAM с микросхемами 16, 64, 128, 256, 512 Мбит SDRAM; PC100/PC133 SDRAM; VCM SDRAM (NEC Virtual Channel Memory) и т. д.

В состав высокоинтегрированного чипсета входят подсистема реализации графических функций, названная UltraAGP: 128-битная шина с частотой 133 МГц для передачи данных между графическим ядром и контроллером памяти. Использование UltraAGP с 128-битным интерфейсом позволяют достичь полосы пропускания до 2 Гбайт/c. Обеспечена совместимость с ACP 2.0, поддерживается AGP 4X. Используется программируемый 24-битный True Color RAMDAC с частотой до 270 МГц. Производительность видеосистемы системы (Peak Polygon Rate): 4 M полигонов в секунду с 16-битным цветом, Bilinear Textured, Z Buffered, Alpha Blended и т. д. Поддерживаются: DirectX 6.0, гамма-коррекция в режимах High Color и True Color.

Архитектура SSMA (Share System Memory Architecture) позволяет выделять 2, 8, 16, 32, 64 Мбайт под фреймбуфер с линейной адресацией.

Для повышения производительности графической подсистемы предусмотрена возможность использования EGM (Extended Graphics Memory — внешняя графическая память) с 128 бит адресацией.

Возможны режимы графической системы при строчном способе (NI) формирования изображения от 640´ 480@120 Гц до 1920´67 1200@80 Гц.

В состав чипсета включены все основные функции, традиционно присущие микросхеме South Bridge, например, поддержка: клавиатуры и манипулятора мышь, 10/100 Мбит Fast Ethernet или 1Mb HomePNA for Home Networking, интерфейс AC’97 с программной реализацией функций аудио и модема. Кроме того, обеспечена поддержка: UltraDMA/33 и UltraDMA/66, PCI 2.2, до 4 PCI Master, двух независимых каналов IDE с 16 DW FIFO, 5 портов USB, последовательного интерфейса I 2C Bus/SMBus и т. д. Осуществлена аппаратная поддержка воспроизведения CD/DVD на TV. Благодаря аппаратной поддержке AC’97 (функции DSP, табличный синтез и т. д.) достигнуты высокие параметры для звука, например, соотношение сигнал/шум — более 90 дБ, полный дуплекс, 64-голосая полифония, WaveTable и т. д.

С микросхемой SiS301 Video Bridge обеспечена поддержка: NTSC/PAL, монитора Digital LCD и второго монитора CRT. Таким образом, за счет использования SiS301 можно получить двухмониторную систему, позволяющую выводить на второй монитор, как независимое изображение, так и изображение с первого монитора.

Микросхема SiS630 Slot 1/Socket 370 2D/3D Ultra-AGP Single Chipset выпущена в конструктиве 618 BGA.

Комплект SiS630 и SiS301 может быть дополнен микросхемой SiS950 Super I/O, расширяющей функции работы с периферийными устройствами и осуществляющий аппаратный мониторинг. Подключается SiS950 Super I/O посредством специальной шины LPC (LPC 1.0).

Структура компьютера с чипсетом SiS630

Особенности

Производительность систем, основой которых послужили популярные интегрированные чипсеты, чьи параметры были приведены выше, неоднократно рассматривались на популярных сайтах в Internet, например, таких как TomsHardware, iXBT и т. д. На основании результатов тестирования можно выделить следующие особенности.

Характерной чертой систем с i815E является хорошая производительность при использовании в 16 бит цвета, а также высокая скорость в офисных приложениях. Но возникают проблемы в режимах с 32 бит цвета. В случае необходимости эти проблемы могут быть устранены установкой внешнего видеоадаптера, что невозможно, например, при использовании систем с ALi Aladdin TNT2. Тем не менее, эти системы демонстрируют очень высокую производительность встроенных видеосредств, эквивалентную обычно стандартным решениям с видеоадаптерами типа Vanta. Однако в некоторых случаях качество 3D-видеоизображений, как правило, незначительно уступают, вариантам с i815E и VIA Apollo PM133 и SiS630. Последний вариант, кстати, обеспечивает аппаратную поддержку декодирования DVD.

Необходимо отметить, что каждый из представленных вариантов имеет свои сильные слабые особенности. Некоторые могут быть компенсированы с помощью программных средств, другие — установкой дополнительных микросхем и плат. Однако, несмотря на некоторые ограничения, этот сектор компьютерных комплектующих продолжает развиваться, расширяя число своих сторонников.

Перейти к разрелу Материнские платы и чипсеты