Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 8 
  

Рассматривая описанные выше архитектурные особенности платформы Montevino, необходимо отметить, что подобно всем предшественницам, данная платформа Centrino 2 (Intel Centrino 2) определяется тремя ключевыми компонентами.

Этими ключевыми компонентами являются:

• Процессор компании Intel,
• Чипсет компании Intel, 
• Сетевые контроллеры компании Intel.

По определению производителя этих компонентов и держателя бренда Centrino 2 это должны быть:

• Процессор Intel Core 2 Duo, выпущенный с применением 45-нанометровой производственной технологии,
• Набор микросхем Intel 45 Express, созданный для мобильных персональных компьютеров,
• Беспроводной сетевой адаптер Intel Wi-Fi Link серии 5000,
• Гигабитный сетевой адаптер Intel 82567.

В составе платформы Centrino 2 используются еще ряд дополнительных продуктов и функциональных возможностей, повышающих возможности мобильных компьютеров.

В качестве примера можно привести опциональный модуль Intel Turbo Memory емкостью 2 Гбайт.

Этот модуль обеспечивает:

• повышение производительности,
• ускорение загрузки,
• увеличение времени автономной работы.

Данный опциональный модуль позволяет повысить производительность системы и одновременно существенно сократить энергопотребление.

Переключение графического режима является очередная опциональной возможностью для ноутбуков на базе процессорной технологии Centrino 2. Данная опциональная возможность позволяет пользователям переключаться между энергоэкономичной встроенной графической системой и видеокартой на дискретных элементах.

Первая из них интегрирована в чипсет и обеспечивает длительное время автономной работы.

Вторая подсистема видеосредств, представленная дискретной видеокартой, обеспечивает более высокую производительность системной 3D-графики.

В результате такого выбора пользователи могут пользоваться преимуществами каждого из этих двух подходов.

В заключение следует отметить, что и на этой платформе прогресс, конечно, не остановился.

Следующая мобильная платформа — Calpella. Основа данной платформы — процессор микроархитектуры Nehalem. Остается добавить, что очередная мобильная платформа — это еще большая производительность для ноутбуков при обеспечении высокой энергоэкономичности основных компонентов, являющейся залогом длительной работы в автономном режиме. 
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 7 
  

Платформа Montevino

Пятая платформа Centrino, созданная для мобильных систем, получила наименование Montevino. Она увидела свет в середине 2008 года и сразу стала востребованной и популярной у производителей ноутбуков.

Отличия новой платформы ее предшественников в лице Santa Rosa и Santa Rosa Refresh представлены на Рис. 7.   

Рис. 7.  Основные параметры платформ Santa Rosa, Santa Rosa Refresh и Montevino

На момент объявления платформы Montevino ее основой стали чипсеты

• Intel PM45 (iPM45),
• Intel GM45 (iGM45).

Здесь следует отметить, что iPM45 требует внешних видеосредств, а iGM45 обладает встроенной видеографикой. Архитектура мобильной системы, созданной на основе Montevino, представлена на Рис. 8.

Рис. 8.  Архитектура мобильной системы, созданной на основе Montevino 

Что интересно, разработчики Intel решили для компьютеров на платформе Montevino использовать модифицированный бренд Centrino. Этот модифицированный бренд получил наименование Centrino 2.

Остальные характеристики платформы Montevino приведены  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 9  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 6 
  

Еще одним важным нововведением является внедрение в архитектуру платформы мобильной системы специального модуля, основу которого составляет флэш-память NAND, объем которой может достигать 1 Гбайт.

Использование данного модуля призвано увеличить производительность при низком энергопотреблении и существенно расширить функциональные возможности ноутбука.

Лежащия в основе функционирования данного модуля технология, известная ранее как технология Robson, получила наименование Intel Turbo Memory.

Использование  Intel Turbo Memory способно уменьшить время загрузки необходимых данных и программ, включая быстрый запуск операционной системы, в качестве которой рекомендована ОС Windows Vista.

Кроме того, часто используемая информация, хранящаяся в модуле флэш-памяти, сокращает число обращений к накопителю на жестких магнитных дисках, что способствует повышению производительности и времени работы от автономного источника питания.

Следует отметить, что кроме указанных нововведений в платформе Santa Rosa реализовано большое количество перспективных технологий. Например, Intel Clear Video и Intel TV Wizard призваны обеспечить пользователям качественное изображение, удобную и быструю работу с HD-видео и TV-контентом.

Учитывая мобильную направленность систем, выпускаемых на основе платформа Santa Rosa, ее разработчики большое внимание уделили технологиям, снижающим энергопотребление, что позволило значительно увеличить время автономной работы.

Так, например, с целью оптимизации производительности и снижения энергопотребления в архитектуре платформы в случае малой вычислительной нагрузки  предусмотрено снижение тактовой частоты системной шины (технология Dynamic FSB Switching).

Еще одним резервом служит жидко-кристаллический дисплей, потребляющий до 35% энергии. Снижение этого уровня позволяет увеличить время автономной работы. Одна из энергосберегающих технологий — технология Display Power Saving (DPST 3.0), регулирующая работу подсветки ЖК-матрицы без видимой потери качества. Экономия энергии — до 400 мВт.

Кроме DPST, заслуживает внимания технология, получившая наименование Dinamic Display Power Optimization (D2PO) и направленная на уменьшение энергопотребления. Принцип ее работы основан на анализе типа изображения. Если же работа осуществляется со статичными или медленноизменяющимися изображениями, то происходит переход в режим  чересстрочного формирования кадров. Это означает, что сначала идут четные строки, затем нечетные, как в телевизоре. В случае же запуска программного приложения, требующего высокой скорости вывода высококачественного изображения, например, динамической игры, используется режим прогрессивного (все строки изображения выводятся последовательно) формирования кадров при частоте их смены 60 Гц. Благодаря этой технологии в среднем экономится еще до 400 мВт.

Кроме перечисленных технологий, соответствующим изменением подверглась подсистема питания — Mobile Power System и управление дисковой подсистемы с помощью Intel Matrix Storage Manager 7.0 (экономия — до 400 мВт), реализованной в компоненте ICH8M-E.

В дополнение к этому обесточивание неиспользуемого контроллера Gigabit Ethernet дает экономию до 100 мВт, а переключение с режима 1000MBPS в режим 10/100MBPS при переходе с внешнего на автономное питание экономит еще до 950 мВт.

Дальнейшее развитие получили и ставшие традиционными технологии энергосбережения Intel Enhanced SpeedStep, Deeper Sleep и т.п.

Все эти разработки направлены на экономию энергии и позволяют не только улучшить тепловые режимы компактных мобильных систем, но и существенно повысить время работы от встроенного аккумулятора.

Несмотря на техническое совершенство платформы Santa Rosa, в связи с появлением процессоров, созданных на основе новой полупровожниковой технологии (45 нм) была модифицирована и платформа. По традиции она получила наименование Santa Rosa Refresh.

Но и на этом прогресс в мобильных системах не остановился, и на свет появилась очередная платформа.

В следующей части  данной статьи приведены архитектурные особенности платформы Montevino — пятой платформы Centrino. 
    

>>    Часть 8  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 5 
  

Значительной доработке подверглись и остальные компоненты системы, архитектура которой приведена на Рис. 6.

Рис. 6.  Архитектура мобильной системы, созданной на основе Santa Rosa 

Кстати, модификации подверглась сама технология Intel Centrino. Так, например, для корпоративного сегмента была реализована, например, технология Intel Active Management Technology (Intel AMT 2.5). Эта технология облегчает администрирование, инвентаризацию, диагностику и восстановление компьютеров после сбоев и доступную ранее только для корпоративных пользователей настольных ПК, реализующих технологию Intel vPro. Кроме того, пользователи систем с реализацией Intel Centrino Pro получают расширенные возможности беспроводной связи при обеспечении высокого уровня безопасности при управлении IT-инфраструктурой. В дополнение к этому с компонентой ICH8M-E стали доступны и функции Intel Matrix Storage с поддержкой RAID 0/1.

В результате проведенных модификаций мобильной платформы значительно улучшились технические параметры мобильной системы. Например, частота процессорной шины в платформе получила новое значение — 800 МГц, что на 20% больше предыдущего показателя 667 МГц. Это обеспечило существенный рост производительности процессоров Intel Core 2 Duo, а, следовательно, и всей мобильной компьютерной системы. Кстати, при большой загрузке одного из ядер процессора возможно десятипроцентное увеличение частоты его работы (технология Intel Dynamic Acceleration) при соблюдении общего теплового баланса  (TDP – Thermal Design Power) в допустимых пределах.

Расширению возможностей платформы способствует наличие контроллера Gigabit Ethernet. В дополнение к этому максимальное число портов USB 2.0 увеличилось до десяти, а скоростного Serial ATA II – до трех.

Модернизация коснулась и обязательного для бренда Intel Centrino во всех его вариантов модуля беспроводной радиосвязи Wi-Fi. Новый модуль Intel Next-Gen Wireless-N 802.11AGN — Intel Wireless WiFi Link 4965AGN, ранее известный под наименованием Kedron, поддерживает спецификацию IEEE802.11n. Данная спецификация, которая основана на реализации Multiple Input Multiple Output (MIMO) Technology, предусматривает большую дальность и большую скорость передачи данных  по сравнению с предшествующим стандартом IEEE802.11g. Указанный рост  обеспечивается одновременным использованием нескольких радиоканалов и специальной системы антенн, работа которых поддержана соответствующими аппаратно-программными средствами. В результате нововведений скорость передачи данных может достигать почти 300 Мбит/с, что в пять раз быстрее предшествующего стандарта IEEE802.11g.

Остальные характеристики платформы Santa Rosa приведены  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 7  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4
  

Однако корпорация Intel не собиралась почивать на лаврах, и сравнительно быстро на свет появился еще более совершенный процессор — Intel Core 2 Duo, построенный на ядре Merom.

Этот процессор обладает не только большей производительностью и энергоэкономичностью по сравнению с предшественником, но и поддерживает 64-разрядные вычисления.

Платформа Napa — Napa Refresh (Рис. 5), по сути, осталась неизменной и сохранила бренд Intel Centrino (предполагалось использовать бренд Intel Centrino Duo для систем с двуядерными процессорами), в популяризацию которого корпорация Intel вложила несколько сот миллионов долларов США.

Рис. 5.  Основные параметры платформ Napa и Napa Refresh

Платформа Santa Rosa

Для поддержки новых процессоров в мае 2007 года вышла следующая — четвертая мобильная платформа с брендом Centrino. Эта платформа получила наименование Santa Rosa. Она вобрала в себя все достижения предыдущих разработок и позволила реализовать новые перспективные технологии.

Платформа Santa Rosa в момент своего появления была сразу ориентирована на  мобильный вариант двухъядерного Intel Core 2 Duo (Merom), поддержанный соответствующими мобильными чипсетами линейки i965, ранее известными как Crestline. Их основой стали, как и в предыдущем случае, соответствующие наборы для настольных систем с той же нумерацией.

Для мобильных решений были выпущены два чипсета, получившие наименования Mobile Intel GM965 Express Chipset (iGM965) и Mobile Intel PM965 Express Chipset (iPM965). Каждый из них представлен двумя компонентами. Первая представлена микросхемой GMCH или MCH, вторая – микросхемой ICH8M или ее расширенным вариантом ICH8M Enhanced (ICH8M-E).

Чипсет iGM965 имеет в своем составе компоненту GMCH со сравнительно мощным интегрированным графическим ядром Mobile Intel Graphics Media Accelerator X3100 (Intel GMA X31000). Архитектура этого ядра является развитием соответствующей разработки, использованной в наборе iGM965 для настольных систем и получившей наименование Intel Graphics Media Accelerator X3000 (Intel GMA X3000).

Остается отметить, что встроенные графические средства  Intel GMA X3100 обеспечивают без использования промежуточных графических контроллеров вывод видеоизображения либо на встроенную в состав ноутбука жидко-кристаллическую панель (ЖК, LCD), либо на внешний монитор.

Альтернативный чипсет iPM965 более прост по своей архитектуре и соответственно обладает меньшей ценой. Однако для работы со средствами отображения информации  он требует наличия внешнего графического адаптера, обеспечивающего необходимую подготовку выводимой видеоинформации. 

Подробности параметров платформы Santa Rosa приведены  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 6 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Платформа Napa

Третье поколение появилось в начале 2006 года после выпуска нового процессора, построенного на основе принципиально нового ядра. Разработка получила наименование Yonah, а двуядерный процессор — Intel Core Duo. Был выпущен и одноядерный вариант — Intel Core Solo. Платформа, построенная на основе мобильного чипсета i945 (Рис. 4) со встроенной графикой Intel GMA 950, получила наименование Napa. Она сохранила все достоинства предыдущей разработки, обеспечив рост производительности и повышение экономичности в соответствии с критерием «производительность на ватт». Из новых параметров следует отметить повышение частоты процессорной шины и памяти до 667 МГц с одновременным внедрением более совершенных технологий энергосбережения.

Основой новой платформы стали чипсеты семейства Intel 945 (i945), представленного тремя версиями:

• i945GM,
• i945PM,
• i945GMS.

К этому же семейству относится и i940GML.

Чипсет i945GM является самым мощным представителем из мобильных наборов i945. Он поддерживает все процессоры семейства Intel Pentium M/Celeron M, а также одноядерные и двухъядерные модели процессоров.

Кроме того, чипсет поддерживает: частоты процессорной шины 533 и 667 МГц, встроенную графику Intel GMA 950, внешний видеоадаптер PCI Express x16, один или два канала DDR2 533/667 с максимальным объемом памяти 4 Гбайт.

Чипсет i945PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает наличие внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Остальные параметры совпадают с i945GM.

Чипсет i915GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели мобильных процессоров.

Остается добавить, что для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей мобильного чипсета i945 предусмотрено использование компонента ICH7-M. Он поддерживает работу двух портов Serial ATA-150 и одного порта Parallel ATA-100, до восьми портов USB 2.0, аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков), 10/100 Mbit Ethernet LAN, 7 PCI и 4 PCI Express x1 для карт расширений, и т. п. Кроме того, поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology.

Оценивая функциональные возможности чипсета i945, необходимо отметить поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных. Это нашло свое воплощение в следующей версии технологии Intel Centrino.

Рис. 4.  Архитектура мобильного компьютера с чипсетом i945GM

Одновременно с семейством чипсета i945 для мобильных компьютеров, как и ранее в случае i915, был объявлен и выпущен набор микросхем системной логики Intel 940GML Express (i940GML). Этот сравнительно недорогой чипсет оптимизирован для использования с процессорами низкого и сверхнизкого напряжение питания.

Остальные характеристики платформы Napa и появление следующей приведены  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Все приведенные функции, впервые были реализованы в настольных системах, созданных на основе моделей семейства настольного набора микросхем системной логики аналогичного наименования — i915, а также настольного чипсета i925. Теперь эти же возможности реализованы и средствами нового высокопроизводительного мобильного чипсета i915 (Рис. 3), представленного тремя версиями:

• i915GM,
• i915PM,
• i915GMS.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i915GM представлена на рис. 3

Рис. 3.  Архитектура мобильного компьютера с чипсетом i915GM

Чипсет i915PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает возможность подкдючения внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Он поддерживает процессоры Intel Pentium M, Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M, Intel Celeron M (ULV) с процессорной шиной 533 или 400 МГц и один или два канала DDR2 333/400/533.

Чипсет i915GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели процессоров Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M (ULV). Он имеет встроенные средства Intel GMA 900 с производительностью в 1,4 раза больше i855GME (следует обратить внимание, что у i915GM — в 2 раза). Кроме того, чипсет i915GMS поддерживает шину только 400 МГц (у i915GM — и 400 МГц, и 533 МГц) и только один канал памяти DDR2 400 МГц (у i915GM — и DDR2 400, и DDR2 533).

Остается добавить, что для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей мобильного чипсета i915 предусмотрено использование компонента ICH6-M. Он поддерживает работу двух портов Serial ATA-150 и одного порта Parallel ATA-100, до восьми портов USB 2.0, аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков), 10/100 Mbit Ethernet LAN, шины PCI и PCI Express x1 для карт расширений и т. п. Кроме того, поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology 2 (Intel DPST 2), обеспечивающую снижение энергопотребления LCD-дисплеев. Встроенные видеосредства предоставляют возможность просмотра двух независимых изображений при подключении внешнего монитора или панели к ноутбуку.

Оценивая функциональные возможности чипсета i915, необходимо отметить поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных. Это нашло свое воплощение в новой версии технологии Intel Centrino.

Одновременно с семейством чипсета i915 для мобильных компьютеров в рамках платформы Sonoma был объявлен и выпущен набор микросхем системной логики Intel 910GML Express (i910GML). Этот сравнительно недорогой чипсет оптимизирован для использования с процессорами Intel Celeron M и Intel Celeron M Ultra Low Voltage (ULV — сверхнизкое напряжение питания).

Дальнейшее совершенствование процессоров и чипсетов потребовало внесения соответствующих корректив и в архитектуру систем.

В следующей части  данной статьи описаны особенности платформы Napa — третьей платформы Centrino. 
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Рассматривая особенности перечисленных чипсетов, необходимо отметить, что при использовании в мобильном компьютере модулей оперативной памяти типа DDR 333 интегрированное графическое решение i855GME демонстрирует более высокую производительность, чем графическое решение в i855GM. В чипсете i855GME использован встроенный 32-разрядный 3D/2D графический адаптер с частотой до 250 МГц, бикубической фильтрацией, Video Mixer Rendering или разъем AGP 4X (для установки внешнего графического адаптера).

Среди перспективных энергосберегающих технологий следует отметить технологию Intel Display Power Saving Technology (Intel DPST). Применение этой технологии позволяет снизить энергопотребление жидкокристаллической панели дисплея до 25%. Это достигается рядом встроенных в видеосредства функций, например, за счет снижения частоты графического ядра при работе от батарей. Кроме того, имеется возможность автоматического анализа выводимого изображения и уровня окружающей освещенности. По результатам анализа аппаратно-программные средства, основу которых составляет чипсет, осуществляют автоподстройку яркости экрана без существенного снижения качества выводимого изображения, но при экономии энергии автономного энергопитания. 

Рис. 2.  Архитектура мобильного компьютера с чипсетом i855GME

Однако сравнительно скоро процессор с ядром Banias сменило новое изделие Intel, основой которого послужило ядро Dothan, являющееся модификацией Banias. Новое ядро было создано по технологии 90 нм.

В результате появления нового процессора платформа Carmel получила дальнейшее развитие. Однако она не могла обеспечить реализацию всех достоинств нового процессора, сохранившего, кстати, наименование Intel Pentium M.

Платформа Sonoma

В 2005 году была разработана платформа Sonoma, которая стала вторым вопрощением Centrino. Эта платформа определяет референс-дизайн мобильных систем. Ее основой стал чипсет с кодовым наименованием Alviso, получивший в дальнейшем наименование Alviso Mobile Intel 915 Express (далее i915).

В платформе Sonoma и чипсете i915 нашли воплощение перспективные разработки, уже проверенные в настольных системах, созданных на основе настольных чипсетов семейства аналогичного наименования.

Прежде всего, это реализованные для мобильных решений поддержка:

• двух- или одноканальных подсистем памяти DDR2 400/533 с полосой пропускания до 8,5 Гбайт и общим объемом до 2 Гбайт;
• внешних видеоадаптеров, подключаемых посредством шины PCI-Express x16 с пропускной способностью по 4 Мбайт в оба направления (8 Гбайт против чуть более 2 Гбайт у AGP 8X),
• средств встроенной графики Intel Graphics Media Accelerator 900 (Intel GMA 900) с двукратной производительностью ядра Extreme Graphics 2, использованного в аналогичных средствах чипсетов семейства i855.

Для управления вводом/выводом использованы шина PCI Express x1 для карт расширений, обеспечивающая в два раза большую пропускную способность по сравнению с традиционной PCI, а также интерфейс Serial ATA для накопителей, технологии AC’97 2.3 и Intel High Definition Audio (32 бит, до 192 кГц, восьмиканальный звук стандарта 7.1, технологии Dolby) и т. п.

Остальные особенности платформы Sonoma —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

По оценкам аналитиков IDC доля рост рынка мобильных ПК сохраняет высокие темпы. Уже в 2010 году свыше 50% всех продаваемых в ЕМЕА компьютеров - мобильные устройства. Среди которых основная доля - ноутбуки традиционных форматов.

Развитие российского компьютерного рынка представлено на Рис. 1.

Рис. 1.  Развитие российского компьютерного рынка

Оценивая темпы развития рынка мобильных устройств, необходимо отметить, что успех ноутбуков в первую очередь объясняется быстрым развитием полупроводниковых технологий и микроархитектуры процессорных ядер. Появление более совершенных моделей центральных процессоров позволяет снижать энергопотребление и увеличивать скорость обработки информации, которая долгое время определялась в основном тактовыми стотами процессора.

Однако в результате быстрой эволюции полупроводниковых технологий рост частоты перестал быть основной целью конструкторов мобильных изделий. Вместо этого критерием стала «производительность на ватт» затраченной энергии. Смена критерия потребовала переработки внутренних структур основных микросхем. Для их поддержки были внесены соответствующие изменения и в архитектуру платформенных решений. Концентратом реализованных  изменений стала технология Intel Centrino, прошедшая вместе с эволюцией мобильных платформ несколько стадий.

Платформа Carmel

Первое поколение решений, основанных на новых принципах, появилось вместе  с бендом Intel Centrino в 2003 году. Здесь следует напомнить, что соответствующий логотип допустимо было ставить только на те изделия, в которых были установлены:

• процессор Intel Pentium M (ядро Banias),
• чипсет линейки i855 (Рис. 2),
• модуль беспроводной передачи данных Wi-Fi от Intel.

Платформа для таких ноутбуков получила наименование Carmel.

Чипсет Intel 855 (i855) представлен тремя вариантами. По аналогии со своим предшественником i852 они получили следующие наименования:

• i855GME,
• i855GM,
• i855PM.

Первый, самый мощный вариант чипсета имеет встроенные графические средства и предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера AGP 4X. Он поддерживает процессорную шину с частотой передачи данных 400 МГц, оперативную память типа DDR 333/266/200 с общим объемом до 2 Гбайт.

Второй вариант чипсета имеет встроенные графические средства и не предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера. Этот чипсет также поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, оперативную память типа DDR 200/266, объемом до 2 Гбайт.

Третий вариант чипсета уже не имеет встроенных графических средства, но предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера AGP 4X. Поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, память типа DDR 333/266/200, объемом до 2 Гбайт.

Остальные особенности платформы Carmel и появление следующей —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Одновременно с мобильными чмпсетами семейства i915, созданными и выпущенными для мобильных компьютеров, в рамках платформы Sonoma был объявлен и выпущен специальный набор микросхем системной логики Intel 910GML Express (i910GML).

Этот сравнительно недорогой мобильный чипсет оптимизирован для использования с мобильными процессорами Intel Celeron M и Intel Celeron M Ultra Low Voltage (ULV — сверхнизкое напряжение питания).

Основные параметры семейства мобильных чипсетов i915 и i910 представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные параметры семейства мобильных чипсетов i915 и i910

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики платформы. 
    

>>    Часть 6  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 8 
  

Расширению возможностей платформы способствует наличие контроллера Gigabit Ethernet. В дополнение к этому максимальное число портов USB 2.0 увеличилось до десяти, а скоростного Serial ATA II – до трех.

Модернизация коснулась и обязательного для бренда Intel Centrino во всех его вариантах модуля беспроводной радиосвязи Wi-Fi. Производителям ноутбуков рекомендован новый модуль Intel Next-Gen Wireless-N 802.11AGN — Intel Wireless WiFi Link 4965AGN, ранее известный под наименованием Kedron, поддерживает спецификацию IEEE802.11n. Данная спецификация, которая основана на реализации Multiple Input Multiple Output (MIMO) Technology, предусматривает большую дальность и большую скорость передачи данных  по сравнению с предшествующим стандартом IEEE802.11g. Указанный рост  обеспечивается одновременным использованием нескольких радиоканалов и специальной системы антенн, работа которых поддержана соответствующими аппаратно-программными средствами. В результате скорость передачи данных может достигать 300 Мбит/с, что в пять раз быстрее предшествующего стандарта IEEE802.11g.

Еще одним важным нововведением является внедрение в архитектуру платформы мобильной системы специального модуля, основу которого составляет флэш-память NAND, объем которой может достигать 1 Гбайт. Использование данного модуля призвано увеличить производительность при низком энергопотреблении и существенно расширить функциональные возможности ноутбука. Данная технология, известная ранее как технология Robson, получила наименование Intel Turbo Memory. Ее использование  способно уменьшить время загрузки необходимых данных и программ, включая быстрый запуск операционной системы, в качестве которой рекомендована ОС Windows Vista. Кроме того, часто используемая информация, хранящаяся в модуле флэш-памяти, сокращает число обращений к накопителю на жестких магнитных дисках, что способствует повышению производительности и времени работы от автономного источника питания.

Следует отметить, что кроме указанных нововведений в платформе Santa Rosa реализовано большое количество перспективных технологий. Например, Intel Clear Video и Intel TV Wizard призваны обеспечить пользователям качественное изображение, удобную и быструю работу с HD-видео и TV-контентом.

Учитывая мобильную направленность систем, созданных на основе платформа Santa Rosa, ее разработчики большое внимание уделили технологиям, снижающим энергопотребление, что позволило значительно увеличить время автономной работы.

Так, например, с целью оптимизации производительности и снижения энергопотребления в архитектуре платформы в случае малой вычислительной нагрузки  предусмотрено двукратное снижение тактовой частоты системной шины (технология Dynamic FSB Switching).

Использование буферной флэш-памяти вместе с соответствующими аппаратно-программными средствами значительно сокращает уровень энергопотребления. По оценке специалистов Intel экономия энергии от внедрения этой технологии составляет 260 мВт.

Еще одним резервом служит жидко-кристаллический дисплей, потребляющий до 35% энергии. Снижение этого уровня позволяет увеличить время автономной работы. Одна из энергосберегающих технологий — технология Display Power Saving (DPST 3.0), регулирующая работу подсветки ЖК-матрицы без видимой потери качества. Экономия энергии — до 400 мВт.

Кроме DPST, заслуживает внимания технология, получившая наименование Dinamic Display Power Optimization (D2PO) и направленная на уменьшение энергопотребления. Принцип ее работы основан на анализе типа изображения. Если же работа осуществляется со статичными или медленноизменяющимися изображениями, то происходит переход в режим  чересстрочного формирования кадров. Это означает, что сначала идут четные строки, затем нечетные, как в телевизоре. В случае же запуска программного приложения, требующего высокой скорости вывода высококачественного изображения, например, динамической игры, используется режим прогрессивного (все строки изображения выводятся последовательно) формирования кадров при частоте их смены 60 Гц. Благодаря этой технологии в среднем экономится еще до 400 мВт.

Кроме перечисленных технологий, соответствующим изменением подверглась подсистема питания — Mobile Power System и управление дисковой подсистемы с помощью Intel Matrix Storage Manager 7.0 (экономия — до 400 мВт), реализованной в компоненте ICH8M-E. В дополнение к этому обесточивание неиспользуемого контроллера Gigabit Ethernet дает экономию до 100 мВт, а переключение с режима 1000MBPS в режим 10/100MBPS при переходе с внешнего на автономное питание экономит еще до 950 мВт.

Дальнейшее развитие получили и ставшие традиционными технологии энергосбережения Intel Enhanced SpeedStep, Deeper Sleep и т.п.

Все эти разработки направлены на экономию энергии и позволяют не только улучшить тепловые режимы компактных мобильных систем, но и существенно повысить время работы от встроенного аккумулятора.
 

В заключение данной статьи, необходимо добавить, что на приведенных примерах развитие комплектующих и платформ не закончилось. В дальнейшем были выпущены еще более совершенные решения, но это уже тема следующих статей.  
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 7 
  

Несмотря на все достоинства уже созданных мобильных решений, корпорация Intel не собиралась почивать на лаврах. На смену ранее использованных процессоров появился еще более совершенный процессор — Intel Core 2 Duo, построенный на ядре Merom. Этот процессор получил еще большую производительность, энергоэкономичность и поддержку 64-разрядных вычислений. Это потребовало соответствующих изменений. Платформа Napa — Napa Refresh, по сути, осталась неизменной и сохранила бренд Intel Centrino, в популяризацию которого корпорация Intel вложила несколько сот миллионов долларов США.

В мае 2007 года вышла в свет мобильная платформа Santa Rosa, вобравшая в себя все достижения предыдущих разработок и позволившая реализовать новые перспективные технологии, включая следующее поколение Intel Centrino.

Данная платформа рассчитана на мобильный вариант двухъядерного  Intel Core 2 Duo (Merom), поддержанный соответствующими мобильными чипсетами линейки Intel 965 (i965), ранее известными как Crestline. Их основой стали, как и в предыдущем случае, соответствующие наборы для настольных систем с той же нумерацией. Для мобильных решений были выпущены два чипсета, получившие наименования Mobile Intel GM965 Express Chipset (iGM965) и Mobile Intel PM965 Express Chipset (iPM965). Каждый из них традиционно состоит из двух компонентов. Первая представлена микросхемой GMCH или MCH, вторая – микросхемой ICH8M или ее расширенным вариантом ICH8M Enhanced (ICH8M-E).

Чипсет iGM965 имеет в своем составе компоненту GMCH со сравнительно мощным интегрированным графическим ядром Mobile Intel Graphics Media Accelerator X3100 (Intel GMA X3100). Архитектура этого ядра является развитием соответствующей разработки, использованной в наборе iGM965 для настольных систем и получившей наименование Intel Graphics Media Accelerator X3000 (Intel GMA X3000). Остается отметить, что встроенные графические средства  Intel GMA X3100 обеспечивают без использования промежуточных графических контроллеров вывод высококачественного видеоизображения либо на встроенную в состав ноутбука жидко-кристаллическую панель (ЖК, LCD), либо на внешний монитор.

Альтернативный чипсет iPM965 более прост по своей архитектуре и соответственно обладает меньшей ценой. Однако для работы со средствами отображения информации  он требует наличия внешнего графического адаптера, обеспечивающего необходимую подготовку выводимой видеоинформации.

Значительной доработке подверглись и остальные компоненты системы, архитектура которой приведена на Рис. 6.

Рис. 6.  Архитектура мобильной системы, созданной на основе Santa Rosa

В результате проведенных модификаций мобильной платформы значительно улучшились технические параметры мобильной системы. Например, частота процессорной шины в платформе получила новое значение — 800 МГц, что на 20% больше предыдущего показателя 667 МГц. Это обеспечило существенный рост производительности процессоров Intel Core 2 Duo, а, следовательно, и всей мобильной компьютерной системы. Кстати, при большой загрузке одного из ядер процессора возможно десятипроцентное увеличение частоты его работы (технология Intel Dynamic Acceleration) при соблюдении общего теплового баланса  (TDP – Thermal Design Power) в допустимых пределах.

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики платформы. 
    

>>    Часть 9  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 6 
  

Оценивая функциональные возможности семейства мобильных чипсетов i945, необходимо отметить, как и у их предшественников в лице семейств i855 и i915, поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных.

Эта поддержка нашла свое воплощение в следующей версии технологии Intel Centrino.

Одновременно с семейством чипсета i945 для мобильных компьютеров, как и ранее в случае i915, был объявлен и выпущен набор микросхем системной логики Intel 940GML Express (i940GML). Этот сравнительно недорогой чипсет оптимизирован для использования с процессорами низкого и сверхнизкого напряжение питания.

Основные параметры семейства чипсетов i945 и i940 представлены в табл. 2.

Таблица 2. Основные параметры семейства мобильных чипсетов i945 и i940

В следующей части  данной статьи рассмотрены следующие варианты мобильных платформ. 
    

>>    Часть 8  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 5 
  

Оценивая достоинства перечисленных выше компонентов и особенности платформы Sonoma, выпущенных для мобильных решений, необходимо добавить, что дальнейшее совершенствование мобильных процессоров и чипсетов потребовало внесения соответствующих корректив и в архитектуру систем.

Следующая платформа для мобильных решений получила наименование Napa.

Основой этой мобильной платформы стали мобильные наборы микросхем семейства Mobile Intel 945 (i945).

Это семейство мобильных чипсетов i945 представлено тремя версиями:

• Intel 945GM   ( i945GM ),
• Intel 945PM    ( i945PM ),
• Intel 945GMS ( i945GMS ).

К этому же семейству относится и мобильный чипсет i940GML.

Мобильный чипсет i945GM является самым мощным представителем из семейства мобильных наборов i945.

Он поддерживает все процессоры семейства Intel Pentium M/Celeron M, а также одноядерные и двухъядерные модели процессоров.

Кроме того, этот мобильный чипсет i945GM поддерживает:

• частоты процессорной шины 533 и 667 МГц,
• встроенную графику Intel GMA 950,
• внешний видеоадаптер PCI Express x16,
• один или два канала DDR2 533/667 с максимальным объемом оперативной памяти 4 Гбайт.

Структура мобильного компьютера с мобильным чипсетом i945GM представлена на рис. 5.

Рис.  5.  Структура мобильного компьютера с чипсетом Mobile Intel 945GM

Мобильный чипсет i945PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает наличие внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Остальные параметры совпадают с i945GM.

Мобильный чипсет i945GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели мобильных процессоров.

Остается добавить, что для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей семейства мобильных чипсетов i945 предусмотрено использование компонента ICH7-M (хаб ввода/вывода), отвечающего за работу подключенных периферийных устройств.

Компонент ICH7-M поддерживает работу следующих встроенных в его состав контроллеров и технических средств:

• до двух портов Serial ATA-150,
• одного порта Parallel ATA-100,
• до восьми портов USB 2.0,
• аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков),
• 10/100 Mbit Ethernet LAN, 7 PCI и 4 PCI Express x1 для карт расширений, и т. п.

Кроме того, мобильными чипсетами семейства i945 поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology.

В следующей части  данной статьи приведена таблица с характеристиками мобильных чипсетов семейства i945. 
    

>>    Часть 7  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

В дополнение к уже описанным характеристикам микросхем North Bridge трех вариантов мобильных чипсетов семейства i915 остается добавить еще и характеристики South Bridge.

Для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей мобильных чипсетов семейства i915 в качестве South Bridge предусмотрено использование мобильного компонента ICH6-M, отвечающего за связь компьютерной системы с устройствами ввода/вывода (ICH6-M – хаб вввода/вывода).

Компонент ICH6-M, используемый в составе всех трех вариантов мобильных чипсетов семейства i915, поддерживает работу следующих встроенных в его состав контроллеров и технических средств:

• до двух портов Serial ATA-150,
• одного порта Parallel ATA-100,
• до восьми портов USB 2.0,
• аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков),
• 10/100 Mbit Ethernet LAN,
• шины PCI и PCI Express x1 для карт расширений и т. п.

Кроме того, мобильными чипсетами семейства i915 поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology 2 (Intel DPST 2), обеспечивающую снижение энергопотребления LCD-дисплеев.

Встроенные в данные мобильные чипсеты видеосредства предоставляют возможность просмотра двух независимых изображений при подключении внешнего монитора или панели к ноутбуку.

Оценивая функциональные возможности мобильных чипсетов семейства i915, необходимо отметить поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных. Это нашло свое воплощение в очередной версии технологии Intel Centrino (пожалуй, корректнее – комплект Intel Centrino).

Таким образом, у Intel Centrino, как и в случае предыдущей версии, по-прежнему три элемента:

• мобильный процессор Intel,
• мобильный чипсет Intel,
• модуль беспроводной передачи данных Wi-Fi.

Компоненты Intel Centrino мобильной платформы Sonoma представлены на рис. 4.

Рис. 4.  Компоненты Intel Centrino платформы Sonoma

В следующей части  данной статьи продолжено рассмотрение основных характеристик мобильных чипсетов семейства i915. 
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Второй вариант чипсета — i855GM имеет встроенные графические средства и не предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера. Этот чипсет также поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, оперативную память типа DDR 200/266, объемом до 2 Гбайт.

Третий вариант чипсета — i855PM уже не имеет встроенных графических средства, но предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера AGP 4X. Поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, память типа DDR 333/266/200, объемом до 2 Гбайт.

При использовании в мобильном компьютере модулей оперативной памяти типа DDR 333 интегрированное графическое решение i855GME демонстрирует более высокую производительность, чем графическое решение в i855GM. В чипсете i855GME использован встроенный 32-разрядный 3D/2D графический адаптер с частотой до 250 МГц, бикубической фильтрацией, Video Mixer Rendering или разъем AGP 4X (для установки внешнего графического адаптера).

Среди перспективных энергосберегающих технологий следует отметить технологию Intel Display Power Saving Technology (Intel DPST). Применение этой технологии позволяет снизить энергопотребление жидкокристаллической панели дисплея до 25%. Это достигается рядом встроенных в видеосредства функций, например, за счет снижения частоты графического ядра при работе от батарей. Кроме того, имеется возможность автоматического анализа выводимого изображения и уровня окружающей освещенности. По результатам анализа аппаратно-программные средства, основу которых составляет чипсет, осуществляют автоподстройку яркости экрана без существенного снижения качества выводимого изображения, но при экономии энергии автономного энергопитания.

Оценивая возможности семейства i855, обеспечивающего работу Intel Pentium M, модели которого созданы по технологии 130 нм (ядро Banias) или 90 нм (ядро Dothan, созданное на основе ядра Banias), необходимо отметить, что данную связку новейших изделий компания Intel дополнила еще одним компонентом.

Речь идет о внедрении средств беспроводного доступа, представленных модулем Intel PRO/Wireless 2200BG. Эти средства работают по стандарту IEEE 802.11а/b/g и получили наименование Wi-Fi.

Совокупность указанных трех компонентов была названа технологией Intel Centrino (Intel Centrino mobile technology), на популяризацию и продвижение которой на компьютерный рынок корпорация Intel затратила значительные финансовые средства.

Именно поэтому компания Intel решила не отказываться от ставшего  популярным бренда Intel Centrino для своей платформы Sonoma.

Основу же этой платформы составил мобильный чипсет, ранее анонсированный как Alviso.

Прежде чем перейти к рассмотрению решений, связанных с перспективными платформами и чипсетами, необходимо отметить, что требования мобильности не снижает необходимости увеличения производительности. И одним из путей является увеличение частоты передачи данных по шине процессора, например, с 400 до 533 МГц. Для поддержки процессоров была представлена соответствующая платформа, получившая наименование Sonoma.

Один из вариантов рекомендованного корпорацией Intel дизайна (концепт Florence) ноутбука, созданного на основе платформы Sonoma, представлен на рис. 2.

Рис. 2.  Вариант дизайна ноутбука, рекомендованный корпорацией Intel

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики платформы. 
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Необходимо отметить, что платформа Sonoma определяет референс-дизайн мобильных систем. Ее основой стал чипсет с кодовым наименованием Alviso, получивший в дальнейшем наименование Alviso Mobile Intel 915 Express (далее i915).

В платформе Sonoma и чипсете i915 нашли воплощение перспективные разработки, уже проверенные в настольных системах, созданных на основе настольных чипсетов семейства аналогичного наименования.

К числу инноваций относятся следующие характеристики:

• поддержка двух- или одноканальных подсистем памяти DDR2 400/533 с полосой пропускания до 8,5 Гбайт и общим объемом до 2 Гбайт,
• подержка внешних видеоадаптеров, подключаемых посредством шины PCI-Express x16 с пропускной способностью по 4 Мбайт в оба направления (8 Гбайт против чуть более 2 Гбайт у AGP 8X),  
• поддержка средств встроенной графики Intel Graphics Media Accelerator 900 (Intel GMA 900) с двукратной производительностью ядра Extreme Graphics 2, использованного в аналогичных средствах чипсетов семейства i855.

Для управления вводом/выводом использованы шина PCI Express x1 для карт расширений, обеспечивающая в два раза большую пропускную способность по сравнению с традиционной PCI, а также интерфейс Serial ATA для накопителей, технологии AC’97 2.3 и Intel High Definition Audio (32 бит, до 192 кГц, восьмиканальный звук стандарта 7.1, технологии Dolby) и т. п.

Все приведенные функции, впервые были реализованы в настольных системах, созданных на основе моделей семейства настольного набора микросхем системной логики аналогичного наименования — i915, а также настольного чипсета i925. Теперь эти же возможности реализованы и средствами нового высокопроизводительного мобильного чипсета i915, представленного тремя версиями:

• Intel 915GM    ( i915GM ),
• Intel 915PM     ( i915PM ),
• Intel 915GMS  ( i915GMS ).

Структура мобильного компьютера с чипсетом i915GM представлена на рис. 3.

Рис. 3.  Структура мобильного компьютера с чипсетом Mobile Intel 915GM

Мобильный чипсет i915PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает возможность подкдючения внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Он поддерживает процессоры Intel Pentium M, Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M, Intel Celeron M (ULV) с процессорной шиной 533 или 400 МГц и один или два канала DDR2 333/400/533.

Мобильный чипсет i915GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели процессоров Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M (ULV). Он имеет встроенные средства Intel GMA 900 с производительностью в 1,4 раза больше i855GME (следует обратить внимание, что у i915GM — в 2 раза). Кроме того, чипсет i915GMS поддерживает шину только 400 МГц (у i915GM — и 400 МГц, и 533 МГц) и только один канал памяти DDR2 400 МГц (у i915GM — и DDR2 400, и DDR2 533).

В следующей части  данной статьи продолжено рассмотрение мобильных чипсетов семейства i915 и их преемников. 
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

Долгое время рост производительности компьютерных решений осуществлялось за счет совершенствования процессорных микроархитектур, направленных на увеличение тактовых частот. Однако побочным свойством данного подхода является сравнительно большое энергопотребление. К сожалению, это энергопотребление довольно трудно компенсировать специальными технологиями типа Enhanced Intel SpeedStep и Deeper Sleep Alert.

Именно поэтому специалистами Intel с учетом накопленного опыта было разработано ядро, созданное «с нуля» и названное Banias.

Разработанные на основе ядра Banias процессоры были представлены в 2003 г. и получили наименование Intel Pentium M.

Не вдаваясь в особенности данной архитектуры и особенности реализации внутренних структур, следует признать, что проект был крайне удачен. В результате затраченных усилий созданные процессоры не только обеспечивали высокие уровни производительности, но и характеризовались чрезвычайно низким энергопотреблением.

Потребляемую энергию экономят все узлы процессора и системы, включая кэш-память второго уровня, расположенную на кристалле ядра, и системную шину процессора, не используемые линии которой отключаются.

Ядро процессора оптимизирует потребляемую мощность за счет отключения от электропитания и линий связи простаивающих блоков.

Однако в экономичных режимах работают не только внутренние цепи ядра, кэш-память и процессорная шина, но и подсистема оперативной памяти.

Все не участвующие в работе узлы и модули находятся либо в режиме сна, либо временно отключаются до тех пор, пока они не будут востребованы выполняемыми на компьютере модулями системного и прикладного программного обеспечения.

Необходимо добавить, что перечисленные особенности требовали соответствующей поддержки от чипсета. Поэтому одновременно с процессором Intel Pentium M был разработан специальный чипсет, получивший наименование Intel 855 (i855) и реализующий совместно с процессором средства и технологии энергосбережения.

Данный чипсет представлен тремя вариантами. По аналогии со своим предшественником i852 они получили следующие наименования:

• Intel 855GME ( i855GME ),
• Intel 855GM   ( i855GM ),
• Intel 855PM   ( i855PM ).

Первый, самый мощный вариант чипсета – i855GME имеет встроенные графические средства и предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера стандарта подключения AGP 4X.

Он поддерживает процессорную шину с частотой передачи данных 400 МГц, оперативную память типа DDR 333/266/200, общим объемом до 2 Гбайт.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i855GME представлена на рис. 1.

Рис. 1.  Структура мобильного компьютера с чипсетом Mobile Intel 855GME

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики чипсетов i855. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Итак, в процессе эволюции компьютерных комплектующих, технологий и архитектур постепенно менялась и сама концепция мобильных систем. В результате постепенно изменились и критерии выбора комплектующих, и критерии проектирования и выпуска мобильных компьютерных систем. Среди этих критериев на первое место вышли вес и энергоэкономичность мобильных решений.

В связи с этим мобильные процессоры стали проектировать с расчетом на пониженное энергопотребление, а функции поддержки легли на соответствующие мобильные чипсеты.

Одним из таких чипсетов, сменивших изделия поколения i440BX, стал набор i815EM, поддерживающий тактовую частоту процессорной шины до 100 МГц и ориентированный на мобильные варианты процессоров.

Такими вариантами стали мобильные Intel Pentium III–M и Intel Celeron.

Чипсет i815EM получил широкое распространение для систем, построенных на основе данных процессоров. Созданный на отлаженной базе технологий i440BX, набор микросхем i815EM обладает рядом характеристик следующего после изделий i440xx поколения.

Прежде всего, это наличие встроенных видеосредств. Набор микросхем i815EM позволяет установить дополнительно 4 Мбайт дисплейной кэш-памяти, либо использовать внешний графический контроллер AGP4X для повышения качества видеоизображений и ускорения вывода трехмерной графики.

Следующим мобильным чипсетом стал i830. Созданный на основе своего предшественника — i815EM, он ориентирован на системы с мобильными процессорами Intel Pentium III-M и Intel Celeron. Этот чипсет имеет тактовую частоту шины процессора до 133 МГц и поддерживает модули оперативной памяти PC133 SDRAM.

Из ключевых особенностей i830 следует отметить поддержку памяти до 1 Гбайт, шести портов USB и улучшенные по сравнению с предшественниками режимы энергосбережения, что позволяет еще больше увеличить время работы мобильных систем от встроенного источника электропитания.

Подводя итог анализу возможностей мобильных наборов микросхем системной логики семейства i830, следует отметить, что развитие данной архитектуры получило свое логическое продолжение в чипсете i845.

Семейство мобильных наборов микросхем i845 включает в себя два варианта микросхем: i845MP, созданный для высокопроизводительных систем, и i845MZ для систем начального уровня. Оба набора микросхем разработаны под процессоры Intel Pentium 4 – M.

Чипсетом i845MP обеспечена поддержка модулей оперативной памяти типа DDR 200 и DDR 266 SDRAM общим объемом до 1 Гбайт, а чипсетом i845MZ — только DDR 200 SDRAM общим объемом до 512 Гбайт.

Улучшенным вариантом чипсетов i845 являются чипсеты семейства i852, оптимизированные под модели мобильного процессора Intel Pentium 4-M. На их основе в сравнительно короткий срок удалось создать компактные и высокопроизводительные мобильные системы.

Оценивая потенциальные возможности чипсетов данного семейства, не следует забывать об особенностях обслуживаемых ими мобильных процессоров. Созданные на основе архитектуры ядра NetBurst, хорошо отработанной на настольных и серверных прототипах, они обеспечивают относительно высокие уровни производительности. Однако побочным свойством данной архитектуры, основанной на использовании высоких тактовых частот работы ядра, является сравнительно большое энергопотребление. К сожалению, это энергопотребление довольно трудно компенсировать специальными технологиями типа Enhanced Intel SpeedStep и Deeper Sleep Alert.

Именно поэтому специалистами Intel с учетом накопленного опыта было разработано новое ядро, созданное «с нуля» и названное Banias.

Остается добавить, что тема мобильных чипсетов и платформ, послуживших основой для ноутбуков, будет продолжена в следующих статьях. 
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Рассматривая эволюцию чипсетов от Intel, следует обратить внимание, что при реализации мобильных решений нередко использовались настольные варианты, даже в случае объявления и последующего выпуска именно специальных мобильных моделей чипсетов.

Как правило, это делалось по экономическим соображениям. Дело в том, что мобильные варианты, как правило, имели более высокую цену. Однако было бы ошибкой считать, что все мобильные наборы микросхем системной логики того времени были исключительно клонами своих настольных аналогов.

Как пример отдельной разработки, не копирующей настольный прототип, можно привести чипсет i440MX. Этот вариант, созданный на основе i440BX, представлял собой одночиповый вариант, ориентированный исключительно на мобильный рынок.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i440MX представлена на рис. 3.

Рис. 3.  Структура мобильного компьютера с чипсетом i440MX

Данный чипсет был ориентирован на поддержку мобильных процессоров Intel Celeron с архитектурой ядра P6, как и у процессоров Intel Pentium II и Intel Pentium III.

Основой внутренней структуры i440MX послужили микросхемы North Bridge и South Bridge чипсета i440BX с сохранением в новой разработке всех функций его прототипа.

Исключением послужила видеоподсистема, которая в новом чипсете представлена решениями на основе PCI в отличие от прототипа, где основой видеоподсистемы послужил порт AGP.

Рассматривая архитектуру и возможности этого решения, следует отметить, что с момента его появления линии чипсетов для настольных и мобильных систем стали расходиться все дальше и дальше. Связано это, прежде всего, с требованиями, налагаемыми процессорами, ориентированными на разные сегменты рынка и по-разному проектируемыми.

Если для настольных решений главное — это производительность, то для мобильных компьютеров на первое место стали выходить параметры связанные с эксплуатацией, из которых важнейшими являются вес и экономичность энергопитания. Именно вес в значительной степени определяет портативность компьютера, а энергоэкономичность системы наряду с емкостью аккумулятора — время автономной работы мобильного устройства.

В связи с этим мобильные процессоры стали проектировать с расчетом на пониженное электропотребление, а функции соответствующих логической и электрической поддержек ложились на соответствующие мобильные чипсеты.

Одним из таких чипсетов стал набор i815EM

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики восьмисотых чипсетов. 
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

В процессе совершенствования комплектующих, ориентированных на использование в мобильных системах, производителями портативных решений не прекращались попытки использования чипсетов настольных решений.

Это во многом связано и с деятельностью самой компании Intel, которая уже в 90-х годах занимала лидирующее положение в этом секторе и являлась своеобразным законодателем в области выпуска массовых процессоров и наборов микросхем системной логики.

Эта компания с целью расширения рынка и увеличения сбыта своих изделий выпускала чипсеты, которые могли быть использованы как в настольных, так и в мобильных решениях.

И как это уже отмечалось ранее, одним из примеров такого подхода являются разработка и выпуск чипсета i440BX. Этот чипсет был специально создан для поддержки процессоров Intel Pentium II.

Оценивая чипсеты первых мобильных компьютеров создаваемых на основе чипсета i440BX, созданного для поддержки процессоров Intel Pentium II, необходимо отметить, что этот чипсет стал вторым после i440LX набором двойного применения, поддерживающим перспективную для того периода времени видеоподсистему стандарта AGP.

Здесь следует напомнить, что до этого видеоподсистемы строились исключительно на основе шины PCI. Новый же стандарт не только освободил шину PCI от существенно возросших потоков информации, но и обеспечил значительный прирост производительности для графической подсистемы.

Данное обстоятельство нашло отражение и в самом наименовании чипсета: Intel 440BX AGPset.

Что же касается других существенных преимуществ, то i440BX стал первым чипсетом, поднявшим тактовую частоту до 100 МГц. Это обеспечило адекватный рост производительности всей компьютерной системы.

Остается добавить, что в чипсете i440BX была поддержана технология QPA (Quard Port Acceleration), обеспечивающая параллельность внутренних операций за счет реализации четырехпортового арбитража основных компьютерных шин:

• шины процессора,
• шины оперативной памяти.
• графической шины AGP,
• шины PCI,

А вскоре был объявлен и мобильный вариант i440BX, который фактически являлся клоном настольного прототипа.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i440BX представлена на рис. 2.

Рис. 2.  Структура мобильного компьютера с чипсетом i440BX

В дальнейшем были созданы упрощенные варианты, получившие наименование i440ZX. с поддержкой тактовой частоты 66 МГц (i440ZX-66) и 100 МГц (i440ZX-100), на базе которых создавались как настольные, так и мобильные системы.

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики следующего чипсета, известного как i440MX. 
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Итак, в процессе эволюции компьютерных комплектующих в 90-х годах появился целый ряд специализированных наборов системной логики (чипсетов), пригодных для использования в качестве основы мобильных систем.

Эти чипсеты обеспечивали реализацию новейших технологий и архитектурных решений, расширяющих функциональные возможности компьютеров и облегчающих их эксплуатацию.

Часть из этих специализированных наборов получила самое широкое применение, несмотря на все несовершенство первых автономных систем, вес которых часто превышал 10 кг, а время автономной работы было крайне малым.

Тем не менее, направление мобильных наборов быстро развивалось, и они пользовались определенной популярностью среди конструкторов компьютерных систем.

Однако, как уже отмечалось в предыдущей части данной статьи, по-настоящему популярным среди производителей мобильных систем того времени стал чипсет i430TX.

Именно в чипсете i430TX даже в настольном варианте был реализован ряд очень важных и востребованных технологий, которые были использованы затем и в различных мобильных решениях.

Среди нововведений, реализованных в этом наборе специализированных микросхем системной логики,  необходимо отметить технологию MMX, повышаюшую эффективность обработки потоковых данных (одна команда и много данных) и ориентированную на мультимедийные приложения. Это обеспечило существенное повышение скорости обработки аудио и видеоинформации.    

Кроме того, в чипсете i430TX был реализован один из первых стандартов энергосбережения, получивший наименование DPMA (Dynamic Power Management Architecture).

Благодаря технологиям, основанным на реализации DPMA, чипсет i430TX можно было использовать как в настольных, так и мобильных компьютерах. Результатом же применения данного чипсета стало пониженное энергопотребление, а, следовательно, и увеличение времени работы компьютерных системы от автономного источника питания.

Остается добавить, что реализация технологии ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) сделала возможным быстрое включение компьютера, а также переход системы в режим пониженного энергопотребления при отсутствии активности пользователя или запущенных процессов, что обеспечивало лучшие по сравнению с предшественниками условия эксплуатации.

Все это способствовало популярности набора микросхем i430TX как в настольных, так и в мобильных решениях.

Однако, несмотря на все достоинства данного чипсета, созданного в основном для настольных систем, компания Intel не ограничилась десктопными решениями. Она и специально объявила и выпустила мобильный вариант, который, в действительности являлся тем же чипсетом i430TX. Можно предположить, что этот шаг был направлен против конкурентов и должен был по замыслу разработчиков стимулировать производство мобильных систем.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i430TX представлена на рис. 1.

Рис. 1.  Структура мобильного компьютера с чипсетом i430TX

В дальнейшем производителями мобильных решений не прекращались попытки использования чипсетов настольных решений, тем более, что этому способствовала и сама корпорация Intel, выпуская чипсеты, которые могли быть использованы как в настольных, так и в мобильных решениях.

Примером может послужить i440BX, созданный для процессоров Intel Pentium II.

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики чипсета i440BX и его мобильного варианта, а также ряда их  преемников. 
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

В 1994 г. на рынке чипсетов активно заявила о себе компания Intel со своими изделиями, которые позволили уже через год ей стать доминирующим производителем наборов специализированных микросхем системной логики – чипсетов (от англ. chipset – набор микросхем).

На первом этапе это были чипсеты, созданные для настольных систем. Однако, используя свой опыт, эта компания не упустила свой шанс и с мобильными компьютерами в период начала их массового выпуска. Для мобильных решений она создала ряд удачных мобильных чипсетов, что позволило закрепиться ей в этом секторе рынка.

В дальнейшем, с помощью еще более совершенных разработок компания Intel упрочила свой успех и практически вытеснила конкурентов с этого сегмента рынка, агрессивно захватив и удерживая в последующие годы более трех четвертей объема (в отдельные периоды ее доля составляла более 80%) выпускающихся мобильных чипсетов.

Первым специализированным набором от Intel считается чипсет i82350, поддерживающий шину EISA, и созданный для процессоров класса i386DX и i486.

Однако следует отметить, что он не имел особого успеха, поскольку данная шина не получила распространения. Тем не менее, попытки выпуска настольных и переносных компьютеров, в архитектуре которых использовалась данная шина, все-таки были предприняты. Однако такие системы не стали массовыми, даже на рынке настольных решений, что отразилось на судьбе самого чипсета i82350.

Следующими наборами микросхем системной логики, созданными для поддержки процессоров i486, стали чипсеты:

• i420TX (1992 г.),
• i420EX (1994 г.),
• i420ZX (1994 г.).

Несмотря на то, что эти чипсеты были более удачными, нежели предыдущие, но их все же трудно назвать чипсетами мобильных устройств из-за их архитектуры, функций и особенностей эксплуатации.

Здесь следует напомнить, что в то время мобильными считались любые относительно компактные компьютеры с автономными источниками питания. Что же касается их архитектуры, то за основу обычно брали известные решения с использованием комплектующих настольных компьютеров.

В результате использования комплектующих, созданных для настольных решений, так называемые мобильные устройства получались довольно тяжелыми. Особенно, если вспомнить, что такие решения требовали высокоемких источников автономного энергопитания, которые не отличались особой компактностью и низким весом.

Тем не менее, необходимо отметить, что даже первые, сравнительно несовершенные и не очень легкие изделия, были весьма популярными, поскольку вес 10-15 кг для автономных компьютерных систем тогда не считался чрезмерным и не слишком отпугивал пользователей.

Главное — такие компьютерные системы были сравнительно компактными и относительно мобильными, что позволяло быстро перемещать компьютерные системы и автономно работать от аккумуляторов. Правда, автономная работа длилась совсем недолго: от единиц до десятков минут в зависимости от характера решаемых задач и емкости аккумулятора, питающего подобную компьютерную систему.

Спустя некоторое время были выпущены и даже неплохие, конечно, для своего времени, ноутбуки. Однако настоящий прорыв произошел только после появления процессоров Intel Pentium, которые сменили предыдущих лидеров в лице процессоров i486.

В ряде комплектов электронных элементов, ориентированных на центральные процессоры (ЦП) данного класса, появился чипсет, анонсированный как мобильный набор. Им стал чипсет i430MX (1995 г.).

Основой данного мобильного чипсета i430MX послужил соответствующий настольный вариант, известный под именем i430FX.

Типичная для того времени компьютерная система характеризовалась следующим образом:

• центральный процессор — P75+,
• оперативная память — модули FPM/EDO с максимальным объемом 128 Мбайт при кэшировании только 64 Мбайт.

Отличие мобильных вариантов от настольных решений заключалось в основном в компоненте South Bridge, отвечающей за связь компьютерной системы с устройствами ввода/вывода:

• в настольном варианте использовалась микросхема PIIX,
• в мобильном — более совершенный и компактный компонент MPIIX.

Но по-настоящему популярным среди производителей мобильных систем того времени стал чипсет i430TX.

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики чипсета i430TX, а также его более совершенных преемников. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Считается, что первый чипсет, названный (82С206) предложила фирма Chips and Technologies в 1986 г. Конечно, этот набор не был чипсетом мобильных систем, и он совсем не походил на те комплекты микросхем, которые используются сегодня, однако простейшие функции по координации компьютерных подсистем он выполнял.

Чипсет 82С206 состоял из пяти микросхем, одна из которых была основной и четыре — вспомогательными элементами. Он уже содержал контроллер шин, генератор тактовой частоты, системный таймер, контроллер прерываний и т. п. Как следует из названия, этот чипсет был ориентирован на ЦП класса Intel 286 (i286). Вскоре этот набор был усовершенствован и получил наименование New Enhanced AT. Затем появились более совершенные наборы для Intel 386 (i386), Intel 486 (i486) и т. д., эволюция которых привела к современным мобильным устройствам.

Оценивая развитие архитектуры компьютеров, необходимо отметить, что, мобильные компьютеры появились еще до появления чипсетов в современном понимании.

Роль чипсетов выполняли сравнительно большое количество микросхем, реализующих основные функции электроники , реализующих основные функции электроники компьютеров.

С отметить, что концепция мобильного компьютера была разработана Аланом Кейем в 1968 г. Некоторые положения были реализованы в 12 кг компьютере для NASA в 1979 г. Однако автономные модели были созданы существенно позже.

Одной из первых мобильных разработок стал компьютер Osborne 1, созданный в 1981 г. на основе процессора Z80 без чипсета в современном понимании. В архитектуре этого компьютера не было жестких дисков, но были накопители на гибких магнитных дисках размером 5,25’’. Кроме того, в конструкции был представлен и миниатюрный дисплей на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Компьютер и материнская плата Osborne 1 представлены на рис. 1.

Рис. 1. Компьютер и материнская плата Osborne 1

Необходимо отметить, что в дальнейшем мобильные решения предложены такими известными фирмами, как IBM, Toshiba, Compaq, Apple и другие. Некоторые ранние модели были основаны на процессорах архитектуры Intel с поддержкой их работы соответствующими микросхемами.

В процессе совершенствования компьютерной архитектуры идея разработки и выпуска специализированных наборов микросхем вслед за пионером чипсетостроения — фирмой Chips and Technologies была подхвачена такими компаниями, как Suntac, Opti, VLSI, UMC и др. Некоторые изделия данных фирм стали основой первых моделей мобильных компьютеров, созданных на основе центральных процессоров i286 и i386 и нередко обладающих весом, существенно превышающем 5 кг.

Остается добавить, что тема мобильных чипсетов и платформ, послуживших основой для ноутбуков, будет продолжена в следующих статьях. 
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

Оценивая эволюцию персональных компьютеров (ПК), следует отметить, что эти устройства какое-то время были представлены исключительно настольными вариантами с огромными материнскими платами. Их основу составляли множество микросхем, являющихся окружением центрального процессора и определяющих функции системной логики.

На начальном этапе портативные компьютеры были выполнены в виде небольших чемоданчиков и портфелей. Однако в дальнейшем по мере совершенствования архитектур и технологий удалось довести компьютеры, предназначенные для мобильного использования, до размеров книг и блокнотов. В соответствии с размерами первые из них были названы лэптопами (laptop), вторые составили класс ноутбуков (notebook). В дополнение к сказанному необходимо отметить, что указанные мобильные компьютеры во многом унаследовали архитектуру своих настольных прототипов, включая микросхемы системной логики, специализированные наборы которых были названы чипсетами (chipsets).

От согласованной работы этих наборов в значительной степени зависит реализация потенциальных возможностей процессоров, а также и эффективность их взаимодействия с другими элементами и подсистемами компьютера. Поэтому специализированные наборы микросхем, их внутренняя структура и функциональные возможности должны быть тесно увязаны с особенностями архитектуры конкретных вариантов процессоров, на работу с которыми они ориентированы. Кроме того, такие наборы создаются с учетом различных конфигураций компьютеров и возможного разнообразия решаемых задач. Остается добавить, что чипсеты представляют основу материнских плат и во многом определяют функциональные возможности компьютерных систем.

Существуют свои специализированные наборы микросхем системной логики — чипсеты — для каждого поколения процессоров. Более того, для каждого из поколений процессоров может существовать несколько вариантов чипсетов, отличающихся внутренней архитектурой, составом и количеством микросхем, а также фирмой-изготовителем, функциональными возможностями и эффективностью работы такого специализированного набора, в значительной степени определяющего параметры основных подсистем. Именно поэтому анализ структуры, параметров и возможностей чипсетов необходим для обеспечения их оптимального выбора с целью наиболее адекватного соответствия поставленным задачам.

Прежде чем переходить к анализу возможностей наборов микросхем системной логики, необходимо отметить, что развитие их архитектуры позволило сократить число используемых в их составе микросхем. Основой современных мобильных чипсетов в настоящее время являются, за редким исключением, всего два компонента.

Первый представлен микросхемой, получившей наименование North Bridge. Этот компонент, посредством встроенных в него контроллеров определяет работу основных подсистем компьютера, обеспечивая связь между процессором, модулями оперативной памяти, а с некоторых пор и видеоадаптером. Кроме того данный компонент контролирует работу карт расширения, подключаемых к North Bridge, еслиэто предусматривает архитектура чипсета. Еще одной функцией является поддержка связи со вторым компонентом (или компонентами) чипсета.

Этим компонентом является микросхема, называемая South Bridge. С помощью встроенных средств и внешних элементов он обеспечивает контроль за работой большого числа сравнительно медленных периферийных устройств.

Необходимо отметить, что разделение чипсетов на компоненты позволяет разрабатывать специализированные микросхемы. Это обеспечивает эффективное решение задач за счет комбинирования компонентов.

Остается добавить, что одной из основных функций микросхем чипсетов является эффективное управление ресурсами компьютеров. К этим ресурсам относятся многочисленные шины, входящие в состав архитектуры компьютерной системы и потоки передаваемой с их помощью информации. Кроме того, учитывая специфику мобильных систем, чипсеты играют активную роль в управлении и экономии энергоресурсов автономных источников питания.

Рассматривая эволюцию чипсетов мобильных систем, необходимо отметить, что корпорация Intel является основным производителем чипсетов не только для изделий этого рынка, но и для сектора настольных систем, с которых и началась эра специализированных микросхем. И лидерство Intel здесь бесспорно, хотя это дается корпорации не легко.

Однако это было далеко не всегда. Более того, некоторое время Intel вообще не имела своих решений, и настольные компьютеры собирались на основе специализированных наборов других фирм.

В следующей части  данной статьи продолжена тема эволюции, в результате которой появились чипсеты.
    

>>    Часть 2