Rudometov.COM

Чипсеты: смена лидера (часть I)

Реализация значительных потенциальных возможностей современных высокопроизводительных процессоров в большой степени зависит от их электронного окружения, например, от окружающих процессор интегральных микросхем и других радиоэлементов. Данные микросхемы и элементы задают необходимые рабочие режимы электропитания и передачи данных, то есть обеспечивают эффективную работу центрального процессора. Они также осуществляют электрическую и логическую связи процессора и остальных частей всей системы компьютера, оказывая влияние на общую производительность.

Современный подход заключается в том, что данные микросхемы окружения процессора обычно представлены специализированным набором микросхем системной логики, называемым чипсетом (chipset).

От работы чипсета в значительной степени зависит реализация потенциальных возможностей процессора, а также и эффективность его взаимодействия с другими элементами и подсистемами компьютера. Поэтому специализированный набор микросхем, его внутренняя структура и функциональные возможности должны быть тесно увязаны с особенностями архитектуры конкретных вариантов процессоров, на работу с которыми они ориентированы и которым должны помочь в реализации их потенциальных возможностей. Кроме того, такой набор создается с учетом различных конфигураций компьютеров и возможного разнообразия решаемых задач и является основой материнской платы.

Использование оптимально спроектированного специализированного набора — чипсета является залогом высокой производительности компьютера, и наоборот, применение неоптимального набора микросхем окружения процессора приводит к снижению общей производительности и ограничению функциональных возможностей всей системы компьютера.

Наибольшее распространение получили чипсеты фирм Intel, VIA (VIA Technologies), ALi (Acer Laboratories Inc. — AcerLab.). Заслуженную популярность получили многие их изделия. А такие чипсеты, как i440BX AGPset и i440ZX AGPset, разработанные и выпущенные фирмой Intel, стали бесспорными лидерами в системах с процессорами Celeron и Pentium II/III.

Однако, несмотря на успехи указанных наборов системной логики, в последнее время фирма Intel испытывает ряд проблем со своими новыми чипсетами. Эти проблемы порождены излишним увлечением передовыми идеями и технологиями, которые фирма попыталась внедрять все одновременно. Сказались и некоторые просчеты в маркетинговой политике. Этими обстоятельствами, конечно, воспользовались конкуренты, которые, используя новейшие компьютерные технологии, в короткий срок выпустили широкий ряд перспективных изделий, составивших достойную конкуренцию чипсетам фирмы Intel. Тем не менее, невзирая на временные трудности, лидер компьютерной отрасли — фирма Intel не прекратила свои усилия, направленные на разработку новых, высокопроизводительных чипсетов. Были разработаны и выпущены i810, i810E, i820, i820E, i840. В основе этих изделий были использованы новейшие разработки и технологии. Однако эти чипсеты так и не смогли повторить успех i440BX AGPset и i440ZX AGPset. Конечно, были просчеты и ошибки, усугубляемые успехами конкурентов. Были и неправильные прогнозы. Были и трудности с партнерами.

Но руководство и инженеры фирмы Intel сумели сделать правильные, конструктивные выводы. В результате этих усилий появились чипсеты i815 и i815E, с помощью которых фирма Intel имеет шанс изменить положение на рынке специализированных наборов и вернуть себе утерянные компьютерные рубежи.

Чтобы по достоинству оценить весь драматизм ситуации, связанной с развитием чипсетов от i440BX до i815E, необходимо рассмотреть структуру, функциональные возможности и проблемы основных чипсетов, оказавших большое влияние на развитие компьютерных технологий и формирование современного рынка коплектующих.

Чипсет i440ВX (i440ВX AGPset) оптимизирован для работы в системах на базе процессоров шестого поколения, к которым относятся процессоры Intel Celeron, Pentium II и Pentium III. Это первый чипсет фирмы Intel, архитектура которого рассчитана на частоту 100 МГц шины процессора Host Bus — FSB (FSB — Front Side Bus).

Встроенный в чипсет контроллер памяти поддерживает 64/72-разрядную шину памяти (64 + 8 ECC) и память типа EDO DRAM или SDRAM с максимальным объемом до 1 Гбайт.

Чипсет i440BX, как и его предшественники, является синхронным чипсетом. Это означает, что частота шины памяти всегда равна частоте шины процессора FSB.

Встроенные контроллеры интерфейсов и средства управления поддерживают: режимы AGP 1X/2X, до 5 устройств PCI (в дополнение к I/O bridge — PIIX4/PIIX4E), 2 порта IDE с возможностью использования режима UltraDMA/33, 2 порта USB; ACPI; WfM и другие функции и устройства.

В i440BX реализовано 2 значения частотного коэффициента для получения frequency AGP из frequency шины процессора (AGP:FSB) — 1:1 и 2:3. Для шины PCI значение такого коэффициента может быть выбрано из соотношений 1:2, 1:3, а также 1:4.

Следует подчеркнуть, что вариант 1:4 поддерживается не всеми материнскими платами, однако именно он представляет наибольший интерес для пользователей, экспериментирующими с режимами разгона (overcloсking) элементов и подсистем компьютера. Здесь следует напомнить, что соотношение 1:3 при частоте шины процессора FSB, равной 133 МГц, обеспечивает значение 40 МГц frequency шины PCI. Для многих устройств эта величина является чрезмерной и препятствует корректной работе устройств, подключенных к данной шине. Прежде всего, это касается таких устройств, как жесткие диски. Эти устройства крайне чувствительны к форсированию их работы, хотя некоторые типы успешно функционируют при частоте 45 МГц. Очевидно, что для обеспечения устойчивой работы жестких дисков и сохранения данных предпочтительнее соотношение 1:4, позволяющее проводить успешные эксперименты не только на частоте 133 МГц, но и даже за пределами этой величины. Правда, рассматривая возможность использования режимов, характеризующихся повышенными частотами шины процессора, нельзя забывать о таком важном устройстве как видеоадаптер, который подключается через шину AGP. Возможные для чипсета i440BX соотношения 1:1 и 2:3, лежащие в основе формирования frequency шины AGP, при частоте шины процессора FSB больше 100 МГц, приводят к значениям явно больше стандартной величины, составляющей 66 МГц. Однако некоторые современные видеоадаптеры устойчиво функционируют при повышенных частотах, достигающих значений 90 МГц, а для некоторых экземпляров даже выше.

Чипсет i440BX состоит из двух микросхем: 82443BX и 82371АВ/EB. Микросхема 82443BX — Host Bridge/Controller PCI AGP (PAC). Микросхема 82371АВ/EB — PCI-TO ISA/IDE Xcelerator (PIIX4/PIIX4Е).