Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Как отмечалось ранее, среди компонентов комплекта NUC7i7BNHX1 присутствует модуль энергонезависимой памяти Intel Optane емкостью 16 Гбайт. Внешний вид этого модуля приведен на рис. 9, параметры — в таблице 6.

Рис. 9. Модуль памяти Intel Optane 16 Гбайт
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 6. Основные параметры Intel Optane Memory 16GB

Память Intel Optane является интеллектуальным адаптивным ускорителем системы для компьютеров с процессорами Intel Core 7-го поколения. Использование в компьютерах такой памяти обеспечивает высокое быстродействие систем с накопителями большой емкости, представленных HDD, приближая их скоростные характеристики к накопителям SSD. Это иллюстрируют результаты (рис. 10) тестирования мини-ПК, котором использованы 2,5-дюймовый HDD 1 Тбайт, модули Intel Optane Memory 16 Гбайт, твердотельный накопитель Intel SSD 545s 512 Гбайт.

Рис. 10. Влияние на производительность модулей Intel Optane Memory

Итак, производительность мини-ПК, созданного на основе комплекта Intel  NUC7i7BNHX1, включающего  материнскую плату Intel NUC7i7BNB с процессором Intel Core i7-7567U, модуль Intel Optane Memory 16 Гбайт (рис. 9, рис. 11), а также добавленные к комплекту модули памяти DDR4 SO-DIMM (рис. 11) и накопитель HDD/SSD (рис. 11), находится на сравнительно высоком уровне.

Рис. 11. Intel Optane Memory 16GB и 2 DDR4-2400 SO-DIMM 16GB в мини-ПК
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

При этом такой мини-ПК, обеспечивая еще и широкие функциональные возможности, отличается от традиционных настольных систем существенно меньшими габаритами, меньшим энергопотреблением, меньшим уровнем шума. В дополнение к этому указанный мини-ПК обладает еще и удобным и весьма красивым дизайном.

   
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)                

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Внешний вид мини-ПК, созданного на основе Intel NUC7i7BNHX1, приведен на рис. 7 и рис. 8, технические параметры Intel NUC7i7BNHX1 — в таблице 4.

Рис. 7. Фронтальная сторона мини-ПК Intel NUC7i7BNHX1
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 8. Обратная сторона мини-ПК Intel NUC7i7BNHX1
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 4. Технические характеристики Intel NUC7i7BNHX1

На основе указанного комплекта пользователь может собрать компактный и многофункциональный мини-ПК. Для этого необходимо добавить модули оперативной памяти, накопитель HDD или SSD, а также установить на накопитель 64-разрядную операционную систему Windows 10 и необходимые драйверы. Уровень производительности данного мини-ПК в значительной степени определяется используемым процессором. Конечно, вычислительные возможности 2-ядерного ЦП уступают возможностям старших 4-ядерных моделей настольных процессоров. Тем не менее, уровень производительности Intel Core i7-7567U вполне достаточен для решения широкого круга задач, включая мультимедиа и большое количество игр, не требующих, предельных ресурсов. Оценки производительности нескольких моделей десктопных и мобильных процессоров приведены в таблице 5 (по тестам PassMark Software, численные оценки зависят от версии тестового пакета).

Таблица 5. Оценки производительности ЦП

Вычислительные возможности процессора Intel Core i7-7567U и потенциал его графической системы Intel Iris Plus 650 позволяют создавать, редактировать и просматривать файлы видео в формате 4К с частотой до 60 Гц. Более того, просмотр контента возможен на трех 4K-мониторах одновременно.

Комплектные высокоскоростные средства связи позволяют оперативно и легко встраивать данный мини-ПК в проводные и беспроводные сети. Наличие же интерфейса CIR позволяет организовать управление компьютером с пульта (приобретается отдельно). Это удобно в случае использования мини-ПК в качестве мультимедийного центра для работы с аудио и видео.

Необходимо еще отметить наличие в комплекте NUC7i7BNHX1 предустановленного модуля энергонезависимой памяти Intel Optane емкостью 16 Гбайт.

О модуле энергонезависимой памяти Intel Optane емкостью 16 Гбайт —  в заключительной части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Большинство функциональных возможностей указанной платформы были реализованы в Intel NUC7i7BNHX1 с помощью специально разработанной для данного устройства материнской платы NUC7i7BNB форм-фактора UCFF (4″ × 4″), а также соответствующих комплектующих. Функциональная схема представлена на рис. 3.

Рис. 3. Функциональная схема NUC7i7BNB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Топология и основные элементы материнской платы NUC7i7BNB, расположенные на нижней ее стороне, являющейся, по сути, основной по насыщенности элементами, представлены на рис. 4 и в таблице 2.

Рис. 4. Элементы нижней стороны материнской платы NUC7i7BNB

Таблица 2. Основные элементы нижней стороны материнской платы

Верхняя сторона материнской платы NUC7i7BNB — на рис. 5 и в таблице 3.

Рис. 5. Элементы верхней стороны материнской платы NUC7i7BNB

Таблица 3. Основные элементы верхней стороны материнской платы

Размеры материнской платы NUC7i7BNB приведены на рис. 6.

Рис. 6. Размеры материнской платы NUC7i7BNB

Остается добавить, что внутренние разъемы допускают подключение одного миниатюрного накопителя, подключаемого через разъем M2 (ключи M и B+M, модули 2242 и 2280), и одного 2,5-дюймового SATA-накопителя. При этом по замыслу конструкторов в разъем M2 должен устанавливаться модуль памяти Intel Optane емкостью 16 Гбайт (входит в комплект) или 32 Гбайт (покупается отдельно). Этот модуль предназначен для кэширования записываемых или читаемых данных SATA-накопителя, представленного либо 2,5-дюймовым HDD, либо SSD того же форм-фактора.

Далее  рассмотрены внешний дизайн и основные параметры мини-ПК, оценки производительности ЦП и влияние модуля памяти Intel Optane.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Семейство компьютерных комплектов NUC (Next Unit of Computing), материнские платы которых снабжены мобильными процессорами седьмого поколения Intel Core (ядра Kaby Lake), в настоящее время насчитывает 12 вариантов. Старшим представителем является комплект Intel NUC7i7BNHX1. Кроме сравнительно мощного центрального  процессора (далее — ЦП или процессор), особенностью данного комплекта является наличие в его составе модуля памяти Intel Optane (Intel Optane Memory, 16GB, M.2 80mm PCIE 3.0, 20nm, 3D Xpoint).

Созданы эти модули на базе флэш-памяти 3D XPoint, ставшей основой нового типа накопителей Intel, получивших общее наименование Optane. По производительности накопители Optane находятся между оперативной памятью и твердотельными накопителями, при этом значительно дешевле DRAM и в то же время значительно надежнее любого SSD с флэш-памятью NAND и даже 3D NAND. Это позволило существенно изменить архитектуру систем обработки данных, как мощных серверов, так и компьютеров потребительского класса. В качестве примера изделий Optane для потебительских компьютеров можно привести упомянутый модуль памяти Intel Optane комплекта Intel NUC7i7BNHX1. Этот модуль создан для обеспечения эффективного кэширования данных при работе с 2,5-дюймовым накопителем.

Более детально особенности архитектуры, характеристики использованных компонентов и некоторые функциональные возможности мини-ПК, созданного на основе комплекта Inte NUC7i7BNHX1, рассмотрены ниже.       

Итак, применяемый в указанном комплекте NUC процессор Intel Core i7-7567U (7-е поколение Intel Core, кодовое наименование семейства и микроархитектуры — Kaby Lake) относится к моделям с предельно низкими уровнями энергопотребления, а, следовательно, и теплообразования. Его расчетная мощность (TDP) составляет всего 28 Вт. Внешний вид этого процессора приведен на рис. 1, его основные параметры — в таблице 1.

Использование энергоэкономичного процессора Intel Core i7-7567U позволило существенно упростить компьютер и уменьшить его габариты, сохраняя при этом сравнительно высокую производительность и функциональность, достаточные для решения широкого круга задач.

Рис. 1. Процессор Intel Core i7-7567U
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 1. Основные параметры Intel Core i7-7567U

Для мобильных процессоров седьмого поколения с предельно низкими уровнями энергопотребления и теплообразования (процессоры семейства U/Y) производитель предлагает соответствующие платформы. Эти платформа способны максимально полно реализовать возможности таких процессоров. Пример обобщенной структуры с указанием ряда возможностей такой платформы, созданной на основе процессоров 7-го поколения Intel Core семейства U/Y, приведен на рис. 2.

Рис. 2. Структура платформы с процессором Intel Core i7-7567U
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Большинство функциональных возможностей указанной платформы были реализованы c помощью специально разработанной для указанного комплекта материнской платы.

О материнской плате и функциональных возможностях —  в следующих частях  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 5 
  

Итак, остается привести основные этапы эволюции технологии Ultra Durable.

Эти этапы представлены в таблице 1. 

Таблица 1. Этапы эволюции Ultra Durable 

В качестве примеров материнских плат с Ultra Durable 5 можно привести модели:

• GA-Z77X-UP7  (флагман линейки Z77),
• GA-Z77X-UP5 TH,
• GA-Z77X-UP4 TH.
      

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Необходимо отметить, что все указанные компоненты обладают всеми недостатками многокомпонентных решений, например, большая площадь, которую занимают указанные элементы на печатной плате по сравнению с однокомпонентными вариантами.

Микросхема Power Stage (официальное название IR3550) — это однокомпонентное решение в составе MOSFET-драйвера, одного P-канального и двух (иногда одного) N-канального МОП-транзисторов.

Для изготовления Power Stage разработаны и внедрены высокотехнологичные производственные процессы, обеспечивающие высокие параметры характеристик указанных микросхем.

Микросхемы PowIRstage выпускаются вместе с полностью оптимизированным драйвером МС. В отличие от других производителей компонентов, практикующих применение для полевых транзисторов драйверов сторонних производителей, компания International Rectifier гарантирует полную совместимость оптимизированного драйвера и транзисторов, размещенных на одной подложке (схема Driver+ MOSFET).

Созданные на основе данной микросхемы новые решения энергопитания обеспечивают максимальную энергоэффективность, устойчивую работа под нагрузкой до 60 А, всесторонний мониторинг и комфортный микроклимат в системном блоке. Как уже отмечалось, мощное и качественное энергопитание необходимо и в штатных режимах производительных процессоров, и в режимах их разгона, отличающихся повышенным энергопотреблением (зависит от частоты и напряжения питания).

Необходимо добавить, что данная микросхема стала очередным нововведением и основой конструкторской разработки Ultra Durable пятой версии, получившей наименование “технология Ultra Durable 5″.

В следующей части  данной статьи приведены отличительные признаки всех версий Ultra Durable. 
    

>>    Часть 6 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Ultra Durable 5

Учитывая дальнейшее повышение тактовых частот, что требует адекватного энергопитания, конструкторы решили усовершенствовать и элементы преобразователей, интегрированных в архитектуру материнских плат.

Соответствующие решения они воплотили с помощью очередной разработки Ultra Durable, получившей наименование “технология Ultra Durable 5“. Среди ее преимуществ качественная элементная база, способность стабильно работать в условиях повышенных нагрузок (в том числе в режимах разгона), оптимальный температурный режим, высокая энергоэффективность и продолжительный срок службы изделий, то есть все лучшее предшествующих вариантов Ultra Durable.

В материнских платах Gigabyte семейства Ultra Durable 5 применяются цифровые PWM-контроллеры и специализированные регуляторы напряжения PowIRstage производства компании International Rectifier. Они обеспечивают непрерывное качественное питание ключевых компонентов системы во всех режимах. Это касается не только стандартных режимов, но и разгона (в случае процессоров Intel Core второго и третьего поколений целесообразно использовать модели, в наименовании которых значится суффикс «K»), включая даже экстремальные режимы.  

Чтобы оценить по достоинству данное решение, необходимо напомнить, что зону питания процессора образуют различные компоненты, основная задача которых – обеспечение энергоснабжения процессора (PWM-контроллер, MOSFET-драйвер, P- и N-каналые МОП-транзисторы, дроссели, конденсаторы и другие элементы схемы).

MOSFET или МОП-транзистор — один из ключевых и самых дорогих компонентов зоны выполняет функции переключателя, который управляет процессом, разрешая или запрещая прохождение по цепи электрического тока в направлении процессора (ЦП). Процедура переключения контролируется MOSFET-драйвером и PWM-контроллером.

О других особенностях Ultra Durable 5 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Ultra Durable 3

В следующей версии Ultra Durable — Ultra Durable 3 к указанным элементам добавились очередные нововведения, затрагивающие уже саму топологию печатной платы. Они оказали существенное влияние на конструктивные особенности и функциональные возможности материнских плат.

Материнские платы с технологией Ultra Durable 3 — это материнские платы, имеющие удвоенную толщину слоя меди в слоях питания и заземления. Если ранее в дизайне использовались медные слои толщиной 35 мкм (1 oz cooper PCB), то в новом дизайне — удвоенной толщины — 70 мкм (2 oz cooper PCB).

Исследования, проведенные разработчиками данного нововведения, свидетельствуют о существенном снижении температуры, повышение энергоэффективности и улучшении стабильности работы системы в жестких условиях разгона.  

Прежде всего, это связано с уменьшением потерь на передачу токов высокого уровня. Действительно, в ряде случаев величина передаваемого тока достигает десятков ампер. Импульсные токи такого уровня, передаваемые по печатным проводникам, вызывают значительные перепады напряжений (U=I*R), что сказывается на стабильной работе элементов.

Кроме того, при таких передачах выделяется немало тепла, которого тем больше, чем выше сопротивление проводников. И чем больше сопротивление, тем больше энергии потрачено впустую. Для компенсации потерь приходится увеличивать число и мощность  преобразователей, а также источника питания таких цепей. А это все повышает цену компьютера и стоимость его эксплуатации.

Не менее интересна и инициатива, связанная еще и с увеличением толщины слоя заземления в составе печатной платы.

Увеличение толщины слоя заземления не только улучшает энергопитание, но и позволяет улучшить экранировку высокочастотных цепей, что улучшает электромагнитную совместимость элементов.

В дополнение к перечисленному, удвоенная толщина слоев меди обеспечивает более эффективное охлаждение благодаря лучшему отводу тепла от критических участков материнской платы, в том числе от процессора и расположенных рядом с ним компонентов: в ряде случаев снижение нагрева в области передачи больших уровней тока может достигать 50°C.

Все это позволяет без нарушения надежности значительно повысить частоту работы элементов, что характерно для режимов разгона. А это означает существенное повышение производительности компьютера до уровней, недостижимых при традиционном дизайне материнских плат.

Ultra Durable 4

В дальнейшем конструкторы обратили внимание уже на изоляционный материал печатных плат. Внеся соответствующие изменения, они повысили защиту от влажности, что еще больше увеличило устойчивость, надежность и ресурс материнских плат.

В следующей части  данной статьи — об Ultra Durable 5.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Ultra Durable 2

Итак, в 2006 году компания Gigabyte внедрила новый отраслевой стандарт качества, сделав ставку на твердотельные конденсаторы (Solid Capacitor), которые стали применятся во многих продуктах, вместо типовых электролитических.

В следующем варианте Ultra Durable конструкторы Gigabyte дополнили качественные конденсаторы двумя конструкторскими нововведениями в материнских платах. Этими нововведениями стали следующие дополнительные компоненты:

• дроссели с ферритовыми сердечниками,
• специальные мощные транзисторы.

Кстати, теперь дроссели с ферритовыми сердечниками стали неотъемлемой частью преобразователей и фильтров в схемах преобразователей источников питания.

Однако ранее в составе таких схем использовались дроссели со стальными сердечниками. Они были технологичны и дешевы, но с повышением рабочих частот, что связано с использованием высокопроизводительных компонентов, стальные дроссели стали плохо справляться со своими функциями. Именно поэтому их заменили дросселями с ферритовыми сердечниками, способными работать на существенно больших значениях тактовых частот.

Ферритовые сердечники дросселей, сменившие своих стальных предшественников, выполнены из сплава оксида железа и других металлов. Изделия из этого сплава обладают свойством дольше удерживать электромагнитную энергию при высоких частотах по сравнению со стальными. Это приводит к меньшим потерям энергии и к уменьшению электромагнитного излучения, что упрощает разработку компактных вариантов дизайна и увеличивает надежность компьютерных систем.

Вторая инновация — это применение в источниках питания специальных мощных транзисторов (MOSFET — МОП), обладающих низким сопротивлением в открытом состоянии (Low RDS(on)).

Здесь следует напомнить, что транзисторы MOSFET (Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor) — это комплементарные полевые МОП-транзисторы, которые способны выполнять функции коммутаторов в электрических цепях (КМОП-ключ).

Остается добавить, что указанные мощные транзисторы играют важную роль в подаче питания на высокопроизводительные процессоры и другие компоненты материнской платы, необходимые для работы современных ресурсоемких приложений и игр.

Использование новых транзисторов в цепях питания позволяет повысить уровень энергосбережения. Более комфортный температурный режим, в котором функционируют полевые транзисторы с пониженным сопротивлением при переключении состояний, способствует:

• уменьшению требований к системам охлаждения транзисторов,
• уменьшению локальных нагревов материнской платы,
• снижению энергозатрат.

Об очередном варианте Ultra Durable — Ultra Durable 3 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Важнейшей частью и основой настольных компьютерных систем являются материнские платы. Именно в их архитектуру интегрированы разъемы процессора, модулей памяти, видеоадаптера, плат расширения, а также микросхемы чипсета, BIOS, интерфейсов, внутренних и внешних разъемов и т. п. 

Материнская плата во многом определяет производительность и функциональные возможности компьютера, включая средства оптимальной настройки, мониторинга и последующей модернизации.

Высокие параметры материнских плат, а, в конечном счете, и всей системы компьютера, достигаются за счет их постоянного совершенствования, основанного на использовании новейших компьютерных технологий и новейших элементов.

Часть из них направлена на повышение устойчивости, надежности и ресурса работы материнских плат, как в штатных режимах, так и в режимах оверклокинга (от англ. overclocking — разгон — функционирование элементов в режимах повышенных тактовых частот, что увеличивает скорость выполнения операций). 

Одной из таких разработок является технология Ultra Durable компании Gigabyte. Данная фирменная разработка непрерывно совершенствуется конструкторами. В процессе своей эволюции она прошла ряд этапов. На каждом из которых она обрастала дополнительными компонентами, повышающими качество выпускаемых указанной компанией материнских плат, а, следовательно, и конечных настольных компьютерных систем.  

Ultra Durable

Первый вариант Ultra Durable, внедрение которого произошло несколько лет назад, позволило резко повысить надежность и устойчивость работы материнских плат. Кроме того, способствовал увеличению безаварийного ресурса.

Все это было связано с отказом от традиционных для тех изделий оксидных конденсаторов и заменой их на специальные конденсаторы с твердым электролитом — Solid Capacitor.

Необходимо отметить, что средний срок службы этих элементов, выпускаемых известными японскими производителями, достигает 50 000 часов, что превышает пять лет непрерывной работы. Таким образом, использование данных высоконадежных элементов способствует увеличению ресурса бесперебойной эксплуатации материнских плат.

А еще конденсаторы с твердым электролитом обладают крайне низкими электрическими потерями. Это улучшает их работу в качестве фильтров. Кроме того, низкие потери уменьшают их теплообразование, что не только продлевает их ресурс, но и улучшает температурный режим электронных схем и снижает расход энергии. Остается добавить, что качественные конденсаторы повышают устойчивость и надежность работы электронных схем, в составе которых используются такие конденсаторы.

О следующем варианте Ultra Durable — Ultra Durable 2 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Часть из указанных фирменных функций используется в режимах оверклокинга, которые обеспечивают повышение производительности компьютерной системы за счет установки форcированных режимов для комплектующих.

Возможность оптимизации таймингов, установки повышенных частот, изменения коэффициентов умножения и индивидуальное повышение напряжения питания на основных компонентах  позволяет существенно увеличить производительность.

Так, например, компьютер с материнской платой GA-Z77X-UP7 продемонстрировал устойчивую работу с процессором Intel Core i5-3570K, частота работы которого была повышена с 3,4 до 4,5 ГГц.

В результате скорость выполнения тестов Cinebench R11.5 и WinRar Bench возросла в среднем на 20%. 

Стоит также отметить, что материнская плата GA-Z77X-UP7 установила рекорд разгона процессора Intel Core i7-3770K до частоты 7,102 ГГц.

Модуль GIGABYTE Bluetooth 4.0 + WiFi (PCIe-плата расширения в комплекте поставки) обеспечивает взаимодействие ПК с внешними устройствами средствами беспроводных интерфейсов Bluetooth 4.0 и IEEE 802.11 a/b/g/n.

В заключение следует отметить, что компьютеры, построенные на основе GA-Z77X-UP7, кроме высокой производительности, выгодно отличает оригинальный дизайн и высокая функциональность, обеспечивающие удобство настройки и эксплуатации настольной компьютерной системы. Кроме того, широкие возможности разгона позволяют существенно повысить производительность системы, что особенно важно для энтузиастов.

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Оценивая архитектуру (рис. 5) и возможности материнской платы GA-Z77X-UP7, следует отметить, что благодаря использованию в ее составе дополнительных контроллеров функциональность платы находится на очень высоком уровне.

Рис. 5.  Структура и основные компоненты материнской платы GA-Z77X-UP7

Соответствующую поддержку оказывает и большое количество портов, выведенных на заднюю панель (рис. 3). В частности, здесь представлены видеовыходы DVI-D, HDMI и DisplayPort, а также скоростные порты USB 3.0.

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-Z77X-UP7 осуществляется через систему многофазных импульсных преобразователей. При этом для улучшения энергоэффективности преобразователя электропитания процессора, направленного на повышение КПД, уменьшение теплообразования и экономию энергии, применяется 32-фазный VRM-модуль. Отдельные преобразователи энергопитания имеют также видео (3) и  VTT (2).

Для охлаждения элементов с высоким теплообразованием, к которым относятся микросхема чипсета и элементы VRM, на плате установлены компактные радиаторы.

Следует отметить, GA-Z77X-UP7 изготовлена по технологии Ultra Durable 5, которая включает все особенности, характерные для предыдущих изделий: медные проводники удвоенной толщины, высококачественные компоненты, защиту от высоких температур, от перепадов напряжения, электростатическую защиту и защиту от повышенной влажности. Основным отличием нового поколения является обновленная элементная база. Стабилизаторы питания материнских плат, выполненных по технологии Ultra Durable 5, основаны на базе микросхем IR3550 PowIRstage компании International Rectifier, которые обладают улучшенными характеристиками. Благодаря высокой эффективности они потребляют меньше энергии, меньше нагреваются, способны работать при высоких нагрузках.

За работой различных подсистем наблюдают встроенные средства мониторинга (Hardware Monitor).

В дополнение к аппаратным средствам в GA-Z77X-UP7 традиционно реализован обширный набор фирменных разработок, облегчающих оптимальную настройку и обеспечивающих беспроблемную эксплуатацию компьютерной системы. Указанный набор представлен следующими утилитами:

• @BIOS,
• Q-Flash,
• Xpress Install,
• Xpress Recovery2,
• EasyTune,
• eXtreme Hard Drive (X.H.D),
• Auto Green,
• ON/OFF Charge,
• Q-Share,
• 3D Power,
• EZ Setup и др.

Часть данных функций используется в режимах оверклокинга, что обеспечивае повышение производительности компьютерной системы.

О разгоне и производительности материнской платы плата GA-Z77X-UP7 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Материнская плата GA-Z77X-UP7 компании Gigabyte ориентирована на поддержку двух- и четырехъядерных процессоров Intel Core второго и третьего поколений в исполнении LGA1155 (32- и 22-нм техпроцесс соответственно) .

Двухканальная подсистема оперативной памяти материнской платы GA-Z77X-UP7 представлена четырьмя слотами для модулей DIMM DDR3-1600/1333/1066 МГц без коррекции ошибок (non-ECC), в режиме разгона — до DDR3-2800 МГц.

Максимальный объем модулей оперативной памяти составляет 32 Гбайт, но в случае 32-разрядных операционных систем поддерживается только 4 Гбайт. Остается отметить, что соответствующие цепи управления подсистемой памяти, как и в предшествующих моделях, входят не в состав чипсета, а в состав полупроводникового кристалла процессора.

Оценивая особенности GA-Z77X-UP7, необходимо подчеркнуть, что  инженеры Gigabyte реализовали на плате несколько разъемов PCI Express x16 (рис. 4).

Рис. 4.  Видеоподсистема материнской платы GA-Z77X-UP7

Эти разъемы предусматривают возможность организовать видеорежимы NVIDIA 4-Way SLI или ATI CrossFireX для четырех графических плат, участвующих в формировании одного изображения. Это значительно увеличивает производительность видеоподсистемы, а, следовательно, сокращает время обработки и вывода генерируемых видеоданных.

Дисковая подсистема, в рамках характеристик чипсета Intel Z77, представлена тремя портами SATA 3 Гбит/с и двумя портами SATA 6 Гбит/с.

Средствами дополнительных микросхем число портов SATA 3 Гбит/с и SATA 6 Гбит/с на GA-Z77X-UP7 увеличено. При этом один из портов — mSATA 3 Гбит/с предназначен для миниатюрного модуля mSSD, устанавливаемого в специальный разъем и увеличивающего скорость работы системы. Накопители mSATA просты в установке, занимают мало места, мало потребляют и не требуют лишних кабелей.  

Кроме того, можно воспользоваться и функциями RAID, организовав режимы 0, 1, 5 или 0+1 (10). Это расширяет возможности дисковой подсистемы, обеспечивая повышение  скорости ее работы и/или повышение надежности.

Для повышения надежности работы и дополнительной защиты от сбоев и вирусов в архитектуре GA-Z77X-UP7 реализована технология DualBIOS, предусматривающая применение двух микросхем BIOS.

Сетевые функции реализованы с помощью двух микросхем — Intel GbE LAN (10/100/1000 Мбит)  и  Atheros GbE LAN (10/100/1000 Мбит), формирующих два гигабитных канала.  

Для реализации звуковых возможностей компьютерной системы в архитектуре GA-Z77X-UP7 применен качественный аудиокодек Realtek ALC898 стандарта High Definition Audio. Он поддерживает до восьми звуковых каналов при высоком соотношении сигнал/шум.

Тема архитектуры материнской платы плата GA-Z77X-UP7 продолжена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Внешний вид материнской платы плата GA-Z77X-UP7 представлен на рис. 2, разъемы – рис. 3.

Основные параметры данной платы приведены в таблице 1.

Рис. 2.  Материнская плата GA-Z77X-UP7

Рис. 3.  Внешние разъемы GA-Z77X-UP7

Таблица 1. Основные параметры GA-Z77X-UP7 

Подробности архитектуры материнской платы плата GA-Z77X-UP7 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Для современных настольных компьютеров компания Intel выпускает в настоящее время процессоры микроархитектуры Intel Core третьего поколения, изготавливаемые с использованием 22 нм техпроцесса. Основанные на разъеме LGA1155, эти процессоры имеют до четырех процессорных ядер и до 8 Мбайт кэш-памяти третьего уровня, при этом у старших моделей предусмотрен еще и автоматический подъем частоты, а соответственно, и общей производительности компьютеров в целом.

Для поддержки данных процессоров компания Intel выпустила нескольких чипсетов седьмой серии, ориентированных на разные сегменты рынка. Старшим среди них является Intel Z77 Express (Intel Z77).

Из важнейших особенностей чипсета Intel Z77 следует отметить поддержку всех процессоров на ядрах Sandy Bridge и Ivy Bridge, подключаемых посредством шины DMI 2.0 с пропускной способностью 4 Гбайт/с. Возможны конфигурации PCI Express 3.0: x16 / x8 + x8 / x8 + x4 (+ x4). Количество портов PCI Express 2.0 — 8, портов SATA — 6, из которых два — SATA 6Gb/s (SATA600), обеспечена поддержка RAID. Портов USB для подключения периферийных устройств — 14, из них USB 3.0 — 4.

На основе чипсетов данной серии все основные производители материнских плат объявили о выпуске соответствующих изделий. Среди них и компания Gigabyte, представившая соответствующую серию материнских плат (Z77-серия).

Старшим представителем данной линейки в настоящий момент является материнская плата GA-Z77X-UP7, созданная на основе чипсета Intel Z77. Данное изделие обладает широким набором функциональных возможностей и относится к изделиям верхнего уровня (High End).

Комплект (рис. 1) материнской платы GA-Z77X-UP7 состоит из следующих компонентов:

• материнская плата GA-Z77X-UP7,
• заглушка секции портов ввода/вывода (I/O-шильд),
• шесть Serial ATA кабелей;
• документация,
• выносная планка с разъемом eSATA,
• перемычка 2-Way SLI,
• перемычка 3-Way SLI,
• перемычка 4-Way SLI,
• перемычка 2-Way CrossFireX,
• комплект Wi-Fi/Bluetooth.

Комплект Wi-Fi/Bluetooth состоит из следующих компонентов:

• PCI-E плата расширения Gigabyte GC-WB300D  Wi-Fi/Bluetooth,
• две антенны Wi-Fi,
• соединительный кабель USB 2.0,
• DVD с программным обеспечением и драйверами,
• руководство с инструкциями по установке и настройке.

Рис. 1. Комплект материнской платы GA-Z77X-UP7

Внешний вид материнской платы плата GA-Z77X-UP7 и ее основные параметры представлены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

В качестве примеров материнских плат с Ultra Durable 5 можно привести модели GA-Z77X-UP7, GA-Z77X-UP5 TH, GA-Z77X-UP4 TH, созданные на основе чипсета Intel Z77 Express, а также GA-X79S-UP5 WIFI и GA-X79-UP4, центральными элементами которых являются чипсеты Intel C606 и Intel X79 Express.

Основные параметры материнских плат GA-Z77X-UP7, GA-Z77X-UP5 TH, GA-Z77X-UP4 TH приведены в таблице 1.

Таблица 1. Параметры  GA-Z77X-UP7,  GA-Z77X-UP5 TH,  GA-Z77X-UP4 TH 

В дополнение к описанным нововведениям в новейших моделях материнских плат Gigabyte реализованы и другие интересные и перспективные  аппаратно-программные средства, способствующие увеличению надежности, производительности и энергоэффективности компьютерных систем. Но это темы уже других статей.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Итак, приведенный выше вариант обладает всеми недостатками многокомпонентных решений. Некоторые из них перечислены ниже.

В качестве примера можно привести большую площадь на печатной плате, занимаемую перечисленными элементами по сравнению с однокомпонентными вариантами.

А еще реализация многокомпонентных решений обходится обычно дороже однокомпонентных решений из-за большей совокупной стоимости элементов, большей трудоемкости, и, как было отмечено ранее, большей площади печатной платы.

К этому можно добавить, что  многокомпонентные решения, как правило, по показателям надежности уступают однокомпонентным решениям. 

Микросхема Power Stage (официальное название IR3550), предлагаемая в Ultra Durable 5, — это однокомпонентное решение в составе MOSFET-драйвера, одного P-канального и двух (иногда одного) N-канального МОП-транзисторов.

Для изготовления Power Stage разработаны и внедрены высокотехнологичные производственные процессы, обеспечивающие высокие параметры характеристик указанных микросхем.

Микросхемы PowIRstage выпускаются вместе с полностью оптимизированным драйвером МС. В отличие от других производителей компонентов, практикующих применение для полевых транзисторов драйверов сторонних производителей, компания International Rectifier гарантирует полную совместимость оптимизированного драйвера и транзисторов, размещенных на одной подложке (схема Driver + MOSFET).

Созданные на основе данной микросхемы новые решения энергопитания обеспечивают максимальную энергоэффективность, устойчивую работа под нагрузкой до 60 А, всесторонний мониторинг и комфортный микроклимат в системном блоке.

Необходимо добавить, что данная микросхема стала очередным нововведением технологии Ultra Durable пятой версии.

Остается только привести основные компоненты Ultra Durable 5:

• Твердотельные конденсаторы,
• Дроссели с ферритовыми сердечниками, 
• МОП-транзисторы с Lower RDS,
• 70-мкм медные слои печатной платы,
• Защита печатной платы от влажности,
• Микросхемы PowIRstage.

В качестве примеров материнских плат с Ultra Durable 5 можно привести несколько современных моделей материнских плат Gigabyte, ориентированных на использование процессоров Intel Core второго и третьего поколений и созданных на основе соответствующих чипсетов.

Примеры и важнейшие параметры ряда материнских плат с Ultra Durable 5 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Среди преимуществ Ultra Durable 5 следует выделить следующие основные достоинства:

• качественная элементная база,
• способность стабильно работать в условиях повышенных нагрузок, включая режимы разгона,
• оптимальный температурный режим работы элементов,
• высокая энергоэффективность,
• продолжительный срок службы изделий.

В материнских платах Gigabyte семейства Ultra Durable 5 применяются цифровые PWM-контроллеры и специализированные регуляторы напряжения PowIRstage производства компании International Rectifier. Эти контроллеры и регуляторы обеспечивают непрерывное, качественное питание ключевых компонентов системы энергопитания.  

Чтобы оценить по достоинству данное решение, необходимо напомнить, что зону питания ЦП образуют различные компоненты, основной задачей которых является обеспечение энергоснабжения процессора. При этом важнейшими из них являются:

• PWM-контроллер,
• MOSFET-драйверы,
• P- и N-канальные МОП-транзисторы,
• дроссели,
• конденсаторы,
• другие элементы схемы энергопитания ЦП.

Остается добавить, что транзистор MOSFET (он же МОП-транзистор) является одним из ключевых и самых дорогих компонентов зоны питания ЦП. Он выполняет функции специального переключателя, который управляет всем процессом преобразования, разрешая или запрещая прохождение по цепи питания электрического тока в направлении ЦП. Процедура же переключения контролируется специальным MOSFET-драйвером и PWM-контроллером.

Все указанные компоненты составляют многокомпонентное решение. Оно обеспечивает сравнительно эффективное энергопитание ЦП. Однако такое решение обладает и рядом недостатков, присущих сложным, многокомпонентным вариантам.

Об однокомпонентном решении и его преимуществах —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Увеличение толщины печатных проводников в материнских платах обеспечило улучшение ряда их свойств, например, следующих важных характеристик:

• существенное снижение температуры,
• повышение энергоэффективности,
• улучшение стабильности работы.

Как следствие, это положительно повлияло на работу всей системы компьютера. Особенно благотворно это сказалось при работе комплектующих в жестких условиях оверклокинга (от англ. overclocking — работа компьютерных компонентов на повышенных тактовых частотах).

Действительно, увеличение толщины токопроводящих слоев уменьшило потери на передачу токов высоких уровней, достигающих иногда десятков ампер.

Как известно, передачи по печатным проводникам импульсных сигналов, которые характеризуются большими значениями передаваемого электрического тока, сопровождаются значительными перепадами напряжений из-за конечной проводимости проводников.

Остается добавить, что значительные перепады напряжений негативно сказываются на стабильности работы элементов материнской платы и компьютерных комплектующих.

Кроме того, при таких передачах выделяется немало тепла, которого тем больше, чем выше сопротивление проводников. И чем больше сопротивление проводников, тем больше энергии тратится впустую.

В результате приходится увеличивать число и мощность преобразователей, а также источника питания таких цепей. А это все повышает цену компьютера и стоимость его эксплуатации.

Дополнительное улучшение в материнских платах обеспечивает увеличение и толщины слоя заземления. Это не только улучшает энергопитание, но и позволяет улучшить экранировку высокочастотных цепей, что улучшает электромагнитную совместимость элементов.

В дополнение к перечисленному, удвоенная толщина слоев меди обеспечивает более эффективное охлаждение критических участков материнской платы, в том числе от процессора и расположенных рядом с ним компонентов.

Все это позволяет без нарушения надежности значительно повысить частоту работы элементов, что характерно для режимов разгона.

Еще одним улучшением является совершенствование изоляционного материала, используемого в производстве печатных плат. В результате конструкторы повысили  защиту от влажности, что еще больше увеличило устойчивость, надежность и ресурс материнских плат.  

Учитывая дальнейшее повышение тактовых частот, что требует адекватного повышения энергопитания, конструкторы усовершенствовали и элементы преобразователей, интегрированных в архитектуру материнских плат.

Все указанные наработки конструкторы Gigabyte воплотили в своих изделиях, присвоив своей разработке очередной порядковый номер Ultra Durable: технология Ultra Durable 5.

О преимуществах и достоинствах Ultra Durable 5 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Значительная часть технологий, внедряемых производителями материнских плат, направлена на повышение основных параметров выпускаемых ими изделий. К таким изделиям относятся:

• устойчивость,
• надежность,
• ресурс работы. 

Одной из таких перспективных разработок является технология Ultra Durable компании Gigabyte.

Со времени первого варианта Ultra Durable в архитектуре и производстве материнских плат произошли большие изменения.

Например, конструкторы отказались от традиционных для тех изделий обычных оксидных конденсаторов. Они заменили их эквивалентными моделями с твердым электролитом, надежность которых достигает 50 000 часов.

А еще конденсаторы с твердым электролитом обладают крайне низкими электрическими потерями. Это улучшает их работу в качестве фильтров.

Кроме того, низкие потери при работе конденсаторов уменьшают их теплообразование, что не только продлевает их ресурс, но и улучшает температурный режим электронных схем и снижает расход энергии.

Остается добавить, что качественные конденсаторы повышают устойчивость и надежность работы электронных схем, в составе которых используются такие элементы.

В дальнейшем конструкторы Gigabyte дополнили качественные конденсаторы с твердым диэлектриком дросселями с ферритовыми сердечниками и специальными мощными транзисторами, которые теперь стали частью локальных источников питания, интегрированных в архитектуру материнских плат.  

Необходимо отметить, что ранее в составе схем преобразователей использовались дроссели со стальными сердечниками. Однако с повышением рабочих частот, что связано с использованием современных высокопроизводительных компонентов, традиционные стальные дроссели стали плохо справляться со своими функциями.

Замена их на ферритовые дроссели обеспечила уменьшение потерь энергии и уменьшение электромагнитного излучения. Это упростило разработку компактных вариантов дизайна и увеличило надежность компьютерных систем.

Использование же специальных мощных полевых транзисторов (англ. metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET — МОП, металл-оксид-полупроводник ), обладающих низким сопротивлением в открытом состоянии (Low RDS(on)), дополнительно уменьшила потери. Использование таких транзисторов в цепях питания позволяет повысить уровень энергосбережения, уменьшить требования к системам охлаждения транзисторов, уменьшить локальные нагревы материнской платы.

В дальнейшем модификации подверглась и сама топология печатной платы. В частности, конструкторы удвоили толщину слоя меди в слоях питания и заземления.

О улучшении характеристик материнских плат благодаря удвоению толщины слоя меди в проводниках питания и заземления —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Для обеспечения высокой надежности в архитектуре GA-Z77X-UD5H реализована технология DualBIOS, предусматривающая использование двух микросхем BIOS. При этом одна из двух микросхем играет роль основной, другая — резервной. И в случае повреждения кода BIOS, хранимого в первой микросхеме, восстановление работоспособности компьютера осуществляется с помощью копии, хранимой во второй.

Сетевые функции реализованы с помощью двух микросхем — Intel GbE LAN chip (10/100/1000 Mbit)  и  Atheros GbE LAN chip (10/100/1000 Mbit), формирующих два гигабитных канала.  

Для реализации звуковых возможностей компьютерной системы в архитектуре GA-Z77X-UD5H применен качественный аудиокодек Realtek ALC898 стандарта High Definition Audio. Он поддерживает до восьми звуковых каналов при высоком соотношении сигнал/шум. Обеспечена поддержка технологий X-Fi Xtreme Fidelity и EAX Advanced HD 5.0.

Следует отметить, что функциональность платы находится на очень высоком уровне благодаря большому количеству портов, выведенному на заднюю панель. В частности, здесь представлены видеовыходы DVI-D, HDMI и DisplayPort, и новомодные порты USB 3.0 и eSATA, предназначенные для подключения скоростной периферии. При этом, интерфейс eSATA присутствует у модели GA-Z77X-UD5H благодаря чипсету Intel Z77, а порты USB 3.0 реализованы с помощью дополнительных микросхем.

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-Z77X-UD5H осуществляется через систему многоканальных (многофазных) импульсных преобразователей. При этом для улучшения энергоэффективности преобразователя электропитания процессора, направленного на повышение КПД, уменьшение теплообразования и экономию энергии, применяется 12-фазный VRM-модуль. И здесь необходимо отметить, что применение многофазных преобразователей уже стало традицией для Gigabyte, и это характерно не только для старших, но и для младших моделей материнских плат этого производителя.

Отдельные преобразователи энергопитания имеют также подсистемы оперативной памяти и  видео.

Для охлаждения элементов с высоким теплообразованием, к которым относятся микросхема чипсета и элементы VRM, предусмотрены  пассивные кулеры, представленные компактными радиаторами.

За работой различных подсистем наблюдают встроенные средства мониторинга (Hardware Monitor).

В дополнение к аппаратным средствам в GA-Z77X-UD5H традиционно реализован обширный набор фирменных разработок, облегчающих оптимальную настройку и обеспечивающих беспроблемную эксплуатацию компьютерной системы. Указанный набор представлен следующими утилитами:

• EZ Setup,
• LAN Optimizer,
• 3D Power,
• Xpress Recovery2,
• @BIOS,
• EasyTune,
• Q-Flash,
• ON/OFF Charge,
• eXtreme Hard Drive (X.H.D),
• Auto Green,
• Q-Share,
• Xpress Install и др. 

Часть из указанных функций используется в режимах оверклокинга, которые обеспечивают повышение производительности компьютерной системы за счет установки форcированных режимов для комплектующих.

Возможность оптимизации таймингов, установки повышенных частот, изменения коэффициентов умножения и индивидуальное повышение напряжения питания на основных компонентах  позволяет существенно увеличить производительность.

Так, например, компьютер с материнской платой GA-Z77X-UD5H продемонстрировал устойчивую работу с процессором Intel Core i7-2600K, частота работы которого была повышена с 3,4 до 4,8 ГГц.

В результате скорость выполнения тестов Cinebench R11.5 и WinRar Bench возросла в среднем на 20%. 

В заключение следует отметить, что компьютеры, построенные на основе GA-Z77X-UD5H, кроме высокой производительности, выгодно отличает оригинальный дизайн и высокая функциональность, обеспечивающие удобство настройки и эксплуатации настольной компьютерной системы.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Материнская плата GA-Z77X-UD5H, созданная и выпущенная компанией Gigabyte, ориентирована на поддержку новейших двух- и четырехъядерных процессоров третьего поколения Intel Core, созданных по технологии 22 нм и выполненых в стандарте LGA1155. Однако следует отметить, что данной материнской платой обеспечена поддержка и процессоров второго поколения Intel Core, созданных по технологии 32 нм и  выполненных в том же стандарте LGA1155.

Остается добавить, что перечень совместимых моделей процессоров приведен на фирменном сайте производителя GA-Z77X-UD5H.

Двухканальная подсистема оперативной памяти материнской платы GA-Z77X-UD5H представлена четырьмя слотами для модулей DIMM DDR3-1600/1333/1066 МГц без коррекции ошибок (non-ECC). В режиме разгона возможно использование модулей DDR3-2400 МГц.

Максимальный объем модулей оперативной памяти составляет 32 Гбайт, но в случае 32-разрядных операционных систем поддерживается только 4 Гбайт. Остается отметить, что соответствующие цепи управления подсистемой памяти, как и в предшествующих моделях, входят не в состав чипсета, а в состав полупроводникового кристалла процессора.

Оценивая особенности GA-Z77X-UD5H, необходимо подчеркнуть, что   конструкторы Gigabyte реализовали три видеослота конструктива PCI Express x16 (Рис. 2). 

Наличие нескольких видеослотов предоставляет поддержку режимов ATI CrossFireX / NVIDIA SLI, обеспечивающего одновременную работу видеоадаптеров, участвующих в формировании одного изображения. Это значительно увеличивает производительность видеоподсистемы, а следовательно, сокращает время обработки и вывода генерируемых видеоданных.

Реализация нескольких видеослотов в GA-Z77X-UD5H понятна из архитектуры, представленной на  рис. 2.

Рис. 2.  Архитектура компьютера с материнской платой GA-Z77X-UD5H

Дисковая подсистема накопителей информации, поддержанная возможностями чипсета Intel Z77, обеспечена тремя портами SATA 3 Gbit/s и двумя портами SATA 6 Gbit/s.

Средствами дополнительных микросхем число портов SATA 3 Gbit/s и SATA 6 Gbit/s на GA-Z77X-UD5H увеличено. При этом один из портов — mSATA 3Gb/s, который  предназначен для миниатюрного модуля mSSD, устанавливаемого в специальный разъем и увеличивающего скорость работы системы.      

А еще можно воспользоваться и функциями RAID с режимами 0, 1, 5, 0+1 (10). Это расширяет возможности дисковой подсистемы, обеспечивая повышение  скорости ее работы и/или повышение надежности.

Остальные подробности архитектуры и компонентов материнской платы GA-Z77X-UD5H —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Сравнительно недавно компания Intel выпустила процессоры третьего поколения Intel Core. Данные мзделия были ранее известны как процессоры Ivy Bridge. Они созданы по новейшему технологическому процессу с масштабом литографии 22 нм.

Для поддержки указанных новейших процессоров компанией Intel были созданы и соответствующие наборы микросхем системной логики (чипсеты). Эти элементы, относящиеся к седьмой серии чипсетов, стали основой новых материнских плат, которые в кратчайшие сроки были созданы и выпущены в большом количестве всеми основными производителями данных важнейших компонентов настольных компьютерных систем.  

Не осталась в стороне от этого процесса и компания Gigabyte. Эта компания создала на основе новейших компонентов перспективные модели материнских плат, обеспечивающие поддержку не только новейших процессоров Intel Core i7/i5/i3, Intel Pentium и Intel Celeron третьего (Ivy Bridge, 22 нм) поколения Intel Core, но и их одноименных предшественников, относящихся ко второму (Sandy Bridge, 32 нм) поколению Intel Core.

Одной из таких моделей является материнская плата Gigabyte GA-Z77X-UD5H (GA-Z77X-UD5H), созданная на основе чипсета Intel Z77 Express (Intel Z77) — старшего представителя седьмой серии чипсетов.

Остается добавить, что GA-Z77X-UD5H обладает широким набором функциональных возможностей и относится к изделиям верхнего уровня (High End).

Внешний вид материнской платы GA-Z77X-UD5H представлен на рис. 1. Основные параметры данной платы приведены в таблице 1.

Рис. 1.  Материнская плата Gigabyte GA-Z77X-UD5H

Таблица 1. Основные параметры Gigabyte GA-Z77X-UD5H

Некоторые подробности архитектуры, структуры и основных компонентов материнской платы GA-Z77X-UD5H рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Материнская плата Z77X-UD5H относится к старшим моделям, создана также на основе чипсета Intel Z77 и поддерживает те же процессоры и имеет аналогичную конфигурацию оперативной памяти. Основные характеристики:

• Дискретное видео — 3 слота конструктива PCI Express 3.0 X16 с поддержкой AMD CrossFireX / NVIDIA SLI,
• Диски — 6*SATA3 + 2*SATA2 (1*eSATA/USB Combo),
• Аудио — Realtek ALC898,
• Сеть — Atheros 8151 + Intel 82579V,
• USB — 10*USB3.0+6*USB2.0,
• Видео-разъемы — HDMI/DVI/RGB/DP,
• Форм-фактор — ATX (305×244 мм).

Рис. 8.  Материнская плата Z77X-UD5H

Материнская плата Z77X-UD3H обладает по сравнению с Z77X-UD5H меньшими функциональными возможностями подсистем дисков, сети, аудио, а также внешних интерфейсов и т. п.

Конечно, перечисленными моделями не исчерпывается 7-серия новейших материнских плат. Она значительно шире и в настоящее время уже насчитывается около двух десятков. И есть основание предполагать, что их число будет увеличиваться.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Материнская плата G1.Sniper 3, входящая в линейку изделий Gigabyte 7-серии, ориентирована на сектор настольных игровых персональных компьютеров.

Эта высокопроизводительная и многофункциональная материнская плата создана на основе новейшего чипсета Intel Z77.

Она осуществляет поддержку современных процессоров LGA1155 микроархитектуры Intel Core, созданных по технологиям 22 и 32 нм, а также модулей оперативной памяти DDR3 1600, устанавливаемых в четыре слота (4 DIMM) двух каналов подсистемы оперативной памяти.

Основные характеристики данной игровой материнской платы G1.Sniper 3:

• Дискретное видео — 4 слота конструктива PCI Express 3.0 X16 с поддержкой 3 way SLI + 4 way CrossFireX,
• Диски — 4*SATA2 + 4*SATA3 + 2*eSATA3,
• Аудио — Creative Sound Core 3D,
• Сеть — Bigfoot E2201 + Intel 82579V,
• USB — 10* USB3.0 + 4*USB2.0,
• Видео-разъемы — HDMI/DVI/RGB/DP,
• Энергопитание — 12 фаз,
• Форм-факторсATX (305 x 244 мм).

Оценивая параметры материнской платы G1.Sniper 3, кратко описанной выше, необходимо отметить, что в рамках линейки игровых плат разработан еще и сравнительно упрощенный вариант, выполненный в формата mATX (244×244 мм).

Этот упрощенный вариант игровой материнской платы, также входящий в линейку плат 7-серии, получил наименование G1.Sniper M3.

Данное изделие отличается от G1.Sniper 3 рядом характеристик. Так, например, у материнской платы G1.Sniper M3: 

• Видеоподсистема имеет не четыре, как у материнской платы G1.Sniper 3, а три видеослота конструктива PCI Express 3.0 X16,
• Диски — 2*SATA3 + 4*SATA3 (1*eSATA),
• USB — 4*USB3.0 + 8*USB2.0.

Рис. 7.  Материнские платы G1.Sniper 3  и  G1.Sniper M3 

Конечно, кроме материнских плат, предназначенных для сравнительно мощных игровых настольных компьютеров, в линейку изделий 7-серии входит сравнительно большое количество моделей, созданных для решения широкой гаммы самых разных задач (от офисных до мультимедийных).

Эти модели материнских плат отличаются от игровых плат и друг от друга архитектурой, функциональными возможностями, комплектацией и, конечно, ценой.

В следующей части  данной статьи приведены примеры таких моделей материнских плат, о выпуске которых объявила компания Gigabyte.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Увеличению производительности ПК способствует и поддержка шинного интерфейса PCI Express 3.0. Очередная, на этот раз уже третья версия технологии PCI Express предоставляет максимальную пропускную способность новым дискретным видеоадаптерам и PCIe SSD. При этом обеспечена примерно, удвоенная пропускная способность (рис. 5).

Рис. 5.  Пропускная способность интерфейсов PCI Express 2.0 и PCI Express 3.0

А еще материнские платы Gigabyte 7-й серии комплектуются эксклюзивной утилитой EZ Setup, предоставляющей пользователям очень простой доступ к новейшим технологиям Intel, которые позволят повысить быстродействие ПК .

С утилитой EZ Setup пользователь сможет воспользоваться тремя ‘EZ’ инсталляторами которые быстро установят и настроят следующие ключевые технологии Intel:

• Intel Smart Response,
• Intel Rapid Start,
• Intel Smart Connect.

Внесены инновации и в конструкции материнских плат. Так, например, в добавление к преимуществам Ultra Durable 3 компания анонсировала комплекс мер, получивших наименование Ultra Durable 4 Classic и направленных на дальнейшее улучшение характеристик:

• Только твердотельные конденсаторы,
• Новое стекловолокно в печатных платах,
• Транзисторы в преобразователях энергопитания (транзисторы MOSFET) с низким сопротивлением канала в открытом состоянием (RDS (on)),
• Микросхемы с усиленной защитой от повреждения статическим электричеством,
• Технология DualBIOS,
• Защита от перепадов напряжения.

А еще для ряда моделей расширена комплектация за счет добавления модулей Gigabyte Bluetooth 4.0 + WiFi, представленных PCIe-платой расширения. Эта плата обеспечивает взаимодействие ПК с внешними устройствами средствами беспроводных интерфейсов Bluetooth 4.0 и IEEE 802.11 a/b/g/n.

Рис. 6.  Модуль Gigabyte Bluetooth 4.0 + WiFi

Данной платой комплектуются расширенные варианты следующих моделей:

• G1.Sniper 3,
• GA-Z77X-UD5H WIFI,
• GA-Z77X-UD3H WIFI

Некоторые подробности об архитектуре нескольких моделей материнских плат 7-серии —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Оценивая достоинства перспективных инноваций, реализованных в материнских платах Gigabyte 7-серии (серии Z77), необходимо подчеркнуть, что конструкторы уделили большое внимание вопросам настройки и контроля.

Технология тонкой настройки M.I.T. дает доступ ко всем параметрам платы, а также настройке нового модуля питания 3D Power engine.

3D Power — это интерактивная утилита дающая доступ к настройкам и мониторингу напряжения, фазы и частоты.

Пользователь может воспользоваться настройками этих параметров в реальном времени, что обеспечивает контроль и тонкую настройку ключевых параметров для достижения высокой стабильности, производительности и устойчивой работы системы в режиме Overclocking.

В материнских платах Gigabyte серии Z77 используются преимущества эксклюзивного модуля питания All Digital Engine для обеспечения максимального питания мощных процессоров. Применение цифровых контроллеров позволяет обеспечить более точную и своевременную подачу энергии на наиболее энергоемкие и чувствительные к качеству питания компоненты системы. Индивидуальные цифровые контроллеры питания используются для ядер процессора, интегрированной графики, контроллера памяти и самой оперативной памяти.

Для повышения производительности ПК в материнских платах реализованы ряд специальных разработок.

Увеличить скорость работы системы можно за счет использования, например, специального миниатюрного модуля mSSD, устанавливаемого в специальный разъем (рис. 3)

Рис. 3.  Разъем и модуль mSSD

Накопители mSATA просты в установке, занимают мало места, мало потребляют и не требуют лишних кабелей, что актуально для компактных ПК.

Часть из разработок направлена на увеличение возможностей видеоподсистемы. Благодаря реализованной технологии Lucid Virtu обеспечиваются: быстрый отклик, улучшенная обработка видео и плавное воспроизведение при минимальных энергозатратах. Указанная функция позволяет пользователям динамически переключаться между интегрированным видеоадаптером и мощной дискретной видеокартой в зависимости от нагрузки (рис. 4).

Рис. 4.  Динамическое переключение интегрированных и дискретных видеосредств

Тема повышения производительности компьютерных систем с помощью аппаратно-программных средств, реализованных в материнских платах 7-серии, продолжена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Уже в течение нескольких лет в процессе разработки и выпуска своих процессоров компания Intel использует свою стратегию поэтапного внедрения новых процессорных микроархитектур и новых полупроводниковых технологических процессов — стратегию Tick-Tock (рис. 1).

В соответствии с ранее неоднократно озвученными планами развития своего бизнеса компания Intel объявила о выпуске  процессоров очередной модификации микроархитектуры Intel Core, изготавливаемые с использованием нового 22 нм техпроцесса. Основанные на разъеме LGA1155, новые процессоры для настольных систем имеют до четырех процессорных ядер и до 8 Мбайт кэш-памяти третьего уровня, при этом у старших моделей предусмотрен еще и автоматический подъем частоты, а соответственно, и общей производительности компьютеров в целом.

Рис. 1.  Поэтапное внедрение новых микроархитектур и техпроцессов

Для поддержки этих процессоров компанией Intel предусмотрен выпуск нескольких чипсетов седьмой серии, ориентированных на разные сегменты рынка. Старшим среди них является чипсет Intel Z77 Express (Intel Z77).

На основе чипсетов данной серии все основные производители материнских плат объявили о выпуске соответствующих изделий. Среди них и компания Gigabyte, представившая очередную серию материнских плат, получившей седьмой порядковый номер (известна также как Z77-серия).

В новой серии материнских плат данного производителя традиционно реализовано большое количество перспективных технологий и конструкторских разработок (рис. 2).

Рис. 2.  Перспективные технологии и разработки 

Так, например, 3D BIOS (Dual UEFI) предоставляет пользователям удобный способ настройки системы.

В основе данной разработки — две микросхемы BIOS ROM с программным обеспечением, разработанным специально для технологии UEFI DualBIOS.

Наряду с графическим интерфейсом в 32-битном цвете и понятной любому пользователю навигацией при помощи мыши, встроенные средства обеспечивают защиту ПК от сбоев благодаря автоматическому восстановления BIOS из резервной микросхемы при повреждении основного образа.

Предоставляемый 3D-режим позволяет начинающим или рядовым пользователям анализировать назначение компонентов системной платы, получить четкое понимание функций BIOS.

Расширенный же режим обеспечивает более полный функционал UEFI BIOS, предназначенный специально для оверклокеров и продвинутых пользователей, желающие максимально контролировать аппаратные ресурсы своего ПК.

Тема перспективных технологий, реализованных в материнских платах, созданных на основе чипсетов седьмой серии компанией Gigabyte, продолжена в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Приведенные результаты тестирования свидетельствуют, что материнские платы Gigabyte, созданные на основе чипсета Intel P67, действительно, обеспечивают высокие уровни производительности, особенно в режимах  разгона моделей Sandy Bride c разблокированным множителем (модели с суффиксом «K» в наименовании).

В заключение следует добавить, что в согласно планам компания Intel расширяет список чипсетов для Sandy Bridge. Среди них -  чипсет Intel Z68. Этот чипсет, ориентированный на энтузиастов, в отличие от Intel P67 и Intel H67 допускает одновременный разгон и вычислительных ядер, и графического ядра, что обеспечивает существенный прирост производительности всей компьютерной системы.

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Итак, как отмечалось ранее, разгон (оверклокинг) центрального процессора позволяет существенно повысить показатели производительности компьютерной ситемы. Однако в случае процессора микроархитектуры Sandy Bridge целесообразно использовать модели, в наименовании которых значится суффикс «K».

Ниже представлены некоторые результаты тестирования как в штатном режиме, так и в режиме разгона модели процессора Sandy Bridge. Для сравнения здесь же приведены результаты, полученные на одной из старших моделей  процессора Intel предыдущего поколения.

Здесь следует отметить, что выбранные модели процессоров обладают не только разными микроархитектурами, но и разными рабочими частотами их ядер. Для обеспечения корректного сравнения двух разных процессоров эталонный был разогнан до обеспечения примерного равенства его рабочей частоты со штатной частотой работы ядер выбранной для тестирования модели процессора Sandy Bridge.

Основные параметры тестовых систем представлены в таблице.

Рис. 3.  Параметры систем

Рис. 4.  Результаты PC Mark05-CPU

Рис. 5.  Результаты 3D Mark06-CPU

Рис. 6.  Результаты 3D Mark Vantage-CPU

Следующая часть  — заключительная часть данной статьи.
    

>>    Часть 4