Rudometov.COM

Чипсет i820 (i820 Сhipset) является продолжением линии специализированных наборов микросхем системной логики фирмы Intel, родоначальником которой послужил i810 (i810 Chipset). Анонсирован в качестве замены i440BX. Оптимизирован для процессоров Intel Pentium II и Pentium III, работающих при частоте шины процессора Host Bus (FSB) 100 и 133 МГц. При этом поддержка чипсетом frequency 66 МГц, необходимой для процессоров Celeron с архитектурой ядра Deshutes и Mendocino, для указанной шины не предусмотрена. Это связано с проводимой политикой Intel по разделению секторов рынка и выпуску для каждого сектора своих специализированных наборов.

Структура чипсета i820, как и его предшественника i810, базируется на использовании хабовой архитектуры, которая позволяет оптимизировать структуру компьютера и ускорить информационный обмен между устройствами с минимальной загрузкой процессора для подобных операций.

В качестве основной шины для соединения хабов, входящих в состав чипсета, применяется специально разработанная, закрытая шина, обеспечивающая пропускную способность до 266 Мбайт/с.

Встроенный интерфейс работы с памятью (DRAM interface) поддерживает один канал памяти технологии Direct Rambus. Тактовая частота канала — до 400 МГц. Частота передачи данных, осуществляемая по переднему и заднему фронтам тактового сигнала, при тактовой частоте канала 400 МГц в результате такой технологии достигает 800 МГц. Максимальный объем памяти DRDRAM (Direct Rambus DRAM), представленной модулями RIMM, может достигать величины 1 Гбайт.

В системах, построенных на основе i820, возможно использование традиционной памяти типа SDRAM. С этой целью для данного чипсета предусмотрен альтернативный режим работы с памятью — MTH mode. Этот режим требует использования специальной микросхемы 82805AA Memory Translator Hub (MTH).

Встроенный в состав чипсета интерфейс AGP обеспечивает работу одного устройства AGP с поддержкой режимов 1X/2X/4X.

Встроенные средства ввода/вывода (I/O) соответствующего хаба — I/O Controller Hub (ICH) осуществляют поддержку: до 6 устройств PCI (PCI Rev. 2.2), 2 порта IDE с UltraDMA/33 и UltraDMA/66, 2 портов USB, AC’97 2.1, ACPI 1.0, интерфейса Low Pin Count (LPC) и т. д.

Базовый вариант чипсета i820 состоит из трех микросхем: 82820 Memory Controller Hub (MCH), 82801AA I/O Controller Hub (ICH), 82802 Firmware Hub (FWH). Для поддержки модулей памяти SDRAM в дополнение к базовому набору используется четвертая микросхема — 82805AA Memory Translator Hub (MTH).

Следует отметить, что использование MTH с чипсетом i820, архитектура которого ориентирована на использование памяти Direct Rumbus DRAM — DRDRAM, является вынужденной мерой, являющейся следствием относительно высокой цены модулей RIMM, превышающей в 2000 г. цену модулей SDRAM, имеющих ту же емкость, в 5-7 раз. И это при том, что тестирование показывает отсутствие существенного прироста производительности на распространенных приложениях при переходе от систем, основанных на использовании чипсета i440BX с модулями SDRAM, к системам, созданным на базе i820 с модулями RIMM. Это связано с тем, что, как показывают исследования, системы использующие модули памяти RIMM, созданные на основании технологии DRDRAM, становятся эффективными в случае программ, требующих операций чтения/записи больших блоков данных. Это сравнительно редко используется в реальных приложениях, где в настоящее время доминируют случайный доступ и операции с блоками малой длины.

Использование же микросхемы МТН, подключаемой к каналу Rambus приводит к значительным задержкам, связанным с согласованием интерфейсов Rambus и SDRAM, требующих трансляции встречных потоков управляющих сигналов и данных. Кроме того, работа микросхем DRDRAM, входящих в состав модулей RIMM, сопровождается значительными задержками. В дополнение к этому, необходимо обратить внимание на то, что с хабом MTH модули SDRAM работают на фиксированной частоте 100 МГц, несмотря на возможность использования frequency шины процессора 133 МГц, увеличивающей пропускную способность шины на 30%. Использование повышенной frequency для подсистемы памяти, позволило бы значительно увеличить ее пропускную способность. Фиксированная частота для подсистемы памяти, к тому же не достигающая своего максимального значения, означает, что чипсет теряет одно из своих важных преимуществ — возможность асинхронного режима для подсистемы памяти. Наличие и применение асинхронных режимов режимов позволяет увеличить устойчивость системы при использовании низкоскоростных модулей памяти (PC100) и повысить пропускную способность памяти, а в конечном счете и производительность компьютера, при наличии высокоскоростных модулей (PC133).

В дополнение к проблемам, связанным с хабом MTH, относително недавно выяснилось, что в ряде случаев, системы, использующие в своем составе MTH, демонстрируют неустойчивую работу. Это заставило фирму Intel отказаться от широкого применения конфигураций с MTH и даже пойти на замену подобных систем на эквивалентные с памятью DRDRAM. Более того, фирма Intel, осуществила выплату компенсаций ряду фирма-производителей материнских плат, а также некоторым фирмам, выпускающим компьютеры.

В дополнение к этому, необходимо отметить, что конфигурации с MTH не позволяют реализовать в полном объеме возможности графической подсистемы. Дело в том, что для корректной работы видеоподсистемы, поддерживающей режим AGP 4X, необходимо, чтобы пропускная способность оперативной (системной) памяти компьютера была, по крайней мере, выше пропускной способности шины AGP. Это связано с тем, что архитектура современных чипсетов, включая i820, предусматривает возможность одновременного доступа к системной памяти как видеоадаптера с потоком 1 Гбайт/с при AGP 4X, так и процессора, способного, кстати, передавать информацию со скоростью до 1 Гбайт/с при частоте шины процессора 133 МГц. К ним следует добавить запросы жесткого диска и устройств PCI. Отсюда следует, что в конфигурации i820, MTH и модулей SDRAM с пропускной способностью только 800 Мбайт/с поддержка режима AGP 4Х носит скорее условный характер, так как пропускная способность подсистемы оперативной памяти не позволяет полностью загрузить шину AGP в режиме 4X и таким образом, реализовать одно из основных преимуществ современных чипсетов. Поэтому нельзя считать вариант чипсета i820 с MTH и памятью SDRAM достойной альтернативой базовому комплекту, предусматривающему использование DRDRAM.

Рассматривая архитектуру и возможности чипсета i820, необходимо отметить, что создан улучшенный вариант чипсета i820 — i820E (i820E Сhipset), ориентированный на процессоры Pentium II и Pentium III, включая Pentium III Coppermine FC-PGA, работающих при частоте шины процессора Host Bus (FSB) 100 и 133 МГц. Предназначен этот чипсет для мощных, высокопроизводительных компьютеров (Performance Desktop).

Все преимущества i820E по сравнению с i820 связаны с использованием более совершенного варианта хаба ввода/вывода — I/O Controller Hub2 (ICH2).

В состав ICH2 входят следующие контроллеры: интерфейса с MCH, 2-канального UltraDMA/100 IDE (4 устройства IDE, чтение до 100 Мбайт/с, запись до 89 Мбайт/с), 2 USB (всего 4 порта), I/O APIC, SMBus, интерфейса с FWH, LPC (позволяет подключать устройства ISA и X-Bus, такие, как Super I/O, контроллеры клавиатуры, гибкого дисковода, параллельного, последовательного портов), AC’97 2.1 (до 6 каналов аудио), PCI 2.2 (до 6 устройств PCI), LAN (c Intel 82562EH — 1 Мбит/с HomePNA, Intel 82562ET — 10/100 Мбит/с Ethernet), System и Power Management.

Базовый вариант чипсета i820E состоит из трех микросхем: 82820 Memory Controller Hub (MCH), 82801BA I/O Controller Hub (ICH2), 82802 Firmware Hub (FWH).

Подводя итог рассмотрению чипсетов i820 и i820E, необходимо отметить, что они вобрали все лучшие достижения современных компьютерных технологий. Однако, несмотря на все достоинства данных чипсетов, более дешевый, а в ряде случаев и более производительный чипсет i440BX не потерял своей привлекательности, особенно в случае использования в составе материнских плат дополнительных контроллеров, реализующих, например, протокол UltraDMA/66, LAN и т. д. Тем не менее, следует признать, что многие новации, реализованные в архитектуре i820 и i820E, являются чрезвычайно перспективными. А производительность подсистемы оперативной памяти может быть существенно повышена. Это может быть сделано, например, внесением изменений в соответствующие цепи интерфейса памяти в составе чипсета, позволяющие использование не одного, как у i820 и i820E, а нескольких каналов Rambus, как у i840. Однако это может быть достигнуто и апаратной реализацией интерфейса со ставшей традиционной PC133 SDRAM, как, например, в случае i815 и i815E. А в перспективе увеличение производительности связывают с возможностью использования перспективной памяти DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), представленной уже в настоящее время модулями PC200 (PC1600 DDR SDRAM) и PC266 (PC2100 DDR SDRAM).

Чипсеты i815 (i815 Сhipset) и i815E (i815E Сhipset), как и их предшественники i810-i820E, построены на основе использования хабовой архитектуры (Accelerated Hub Architecture). Эти чипсеты предназначены для высокопроизводительных компьютеров с процессорами типа Intel Pentium II/III и Celeron с разъемами Slot 1 и Socket 370 и частотой шины FSB 66/100/133 МГц, включая процессоры Celeron и Pentium III, разработанные с использованием ядра Coppermine.

Архитектура чипсетов i815 и i815E была создана с использованием лучших решений и технологий, созданных и отлаженных в процессе разработки и эксплуатации своих предшественников.

Следует отметить, что основой микросхемы, отвечающей за согласованную и производительную работу процессора, памяти и видеосредств — хаба GMCH, послужил соответствующий компонент из i810/i810E. Однако, в отличие от своих прототипов, новый хаб GMCH допускает не только использование встроенных видеосредств, но и внешнего, как правило, более мощного видеоадаптера, подключаемого к шине AGP.

В качестве хаба, обеспечивающего функционирование остальных компонентов компьютера, применяются либо ICH, либо ICH2, ранее используемые в составе i820 и i820E. Комплект нового варианта GMCH с ICH получил название i815, а тот же GMCH с ICH2 — i815E.

Встроенный контроллер памяти, входящий в состав хаба GMCH, поддерживает 64 бит интерфейс памяти традиционного типа — SDRAM. Объем памяти SDRAM может составлять от 32 до 512 Мбайт. Максимальное число модулей достигает трех PC100/133 DIMM. От предыдущих чипсетов унаследована возможность работы подсистемы памяти в асинхронных режимах, что обеспечивает повышенные уровни гибкости, надежности, производительности.

Встроенные в состав чипсетов i815 и i815E средства обеспечивают поддержку: AGP с режимами 1X/2X/4X, интегрированных средств графики на основе i752, обеспечивающих разрешение до 1600x1200 при 8 бит цвета и при 85 Гц вертикальной развертки (24 бит 230 МГц RAMDAC); до 6 устройств PCI; 2 (i815) или 4 (i815E) портов USB; 2 портов IDE либо с UltraDMA/33/66 (i815), либо с UltraDMA/33/66/100 (i815E); интерфейса LPC (Low Pin Count), контроллера LAN (i815E); AC’97 audio c 2 (i815) или с 6 (i815E) каналами; ACPI и других функций и устройств.

В отличие от лидера предыдущего поколения — i440BX данные новые наборы за счет поддержки соотношения 1:2 обеспечивают корректное формирование величины frequency шины AGP, как для 66 и 100 МГц шины процессора FSB, так и для значения frequency 133 МГц этой шины. Это не только обеспечивает высокую производительность системы компьютера, но и, учитывая большие потенциальные возможности процессоров Pentium III с ядром Coppermine, открывает новые возможности для экспериментов, связанных с эксплуатацией элементов и подсистем компьютера в форсированных режимах (overclocking — разгон) .

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).

Системы на основе чипсетов i 815 и i815E обладают высокой производительностью и широкими функциональными возможностями. Данные чипсеты, рассчитанные на традиционную память SDRAM, представленную модулями DIMM PC100 и PC133, фактически являются достойными преемниками чипсетов i440BX и i440ZX, хотя на эту роль фирма Intel анонсировала ранее выпущенные чипсеты i820 и i820E c памятью Rаmbus.

Все основные производители материнских плат уже объявили свои изделия, основой которых послужили чипсеты i815 и i815E.

Учитывая высокую производительность и широкие функциональные возможности систем, созданных с использованием чипсетов i815 и i815E, есть основание утверждать, что новые наборы системной логики могут повторить успех прославленного чипсета i440BX.