Основа Abit DigiDice

Евгений Рудометов,

Виктор Рудометов

http://www.rudometov.com

На базе чипсета Intel 865G фирмой Abit разработана и выпущена материнская плата Abit IS-50, ставшая основой созданной этой фирмой платформы  barebone, названной как Abit Engineered DigiDice.

Представленные на рынке в большом количестве модели материнских плат отличаются не только функциональными возможностями, но и ценой, и дизайном. При этом дизайн определяется в значительной степени областью применения компьютера, основой которого послужила конкретная материнская плата. Оценивая же существующие типы распространенных систем, необходимо отметить, что в процессе развития архитектуры персональных компьютеров растет разнообразие их типов. Этот рост связан со стремлением с одной стороны к универсализации решений, с другой — к специализации. Целью же такого деления является повышение эффективности использования созданных компьютерных систем.

В результате развития архитектуры и реализации данного подхода появился широкий спектр компьютеров: от мобильных компактных КПК и ноутбуков до громоздких стационарных систем. Промежуточное положение занимают  сравнительно малогабаритные, но стационарные системы. К их числу относится сравнительно молодой класс компьютеров, получивший наименование компьютеров barebone.

Габариты типичного компьютера формата barebone превышают размеры ставших обычными ноутбуков. Тем не менее, размеры моделей нового класса систем много меньше традиционных форм-факторов настольных вариантов. B хотя компьютеры barebone пока еще не получили статус стандартных настольных решений, они стремительно набирают популярность. В результате рынок сравнительно малогабаритных компьютеров barebone, является одним из наиболее динамично развивающихся секторов в индустрии.

Свои решения систем barebone предложили многие известные производители компьютерных комплектующих и систем. От этого процесса не осталась в стороне и фирма Abit, продукция которой широко представлена на российском рынке. Отвечая на запросы компьютерного рынка, эта фирма представила свою разработку barebone, названную Abit Engineered DigiDice или просто Abit DigiDice.

Данная разработка представляет собой платформу компактной системы. Эта платформа предоставляет пользователю возможность создать высокопроизводительную систему, ориентированную на мультимедийный рынок бытовых устройств, способных совместить в едином аппаратно-программном комплексе компьютер, аудио и видеопроигрыватели CD/DVD, а также соответствующие устройства записи аудио и видео информации и т. п.

Для формирования компьютерной системы достаточно установить в платформу Abit DigiDice недостающие комплектующие. К таким комплектующим относятся: процессор IntelPentium 4 или IntelCeleron архитектуры NetBurst, модули оперативной памяти DDRSDRAM, дисководы CD/DVD и накопители на жестких магнитных дисках, а также монитор, клавиатуру и мышь. Кстати, традиционный для бытовой электронной техники инфракрасный пульт дистанционного управления уже присутствует в комплекте платформы barebone от Abit. Этот пульт обеспечивает управление компьютерной системой.

Базисом платформы Abit DigiDice является материнская плата Abit IS-50, созданная на основе набора микросхем системной логики с интегрированной видеоподсистемой — чипсета Intel 865G.  

Чипсет Intel 865G материнской платы Abit IS-50

Рис. 1. Структура компьютера, созданного на основе чипсета Intel 865G

Линейка чипсетов Intel 865 (i865) состоит из моделей i865PE, i865P, i865G, i865GV. Данная линейка чипсетов (наборы микросхем системной логики), известных ранее как Springdale, ориентирована на разработку настольных персональных компьютеров. Поддерживает процессоры Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading, созданные по технологии 0,13 мкм, подключаемые через разъем Socket 478 и работающие с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus).

Флагманом линейки i865 является чипсет i865PE. Это набор рассчитан на тактовую частоту 100, 133 и 200 МГц, что обеспечивает частоту передачи данных 400, 533, 800 МГц. Чипсеты i865G и  i865GV —  это чипсеты со встроенной графической системой, получившей фирменное наименование Intel Extreme Graphics 2.  

Базовый комплект чипсета i865G состоит из микросхем Intel 82865G Graphics and  Memory Controller Hub (GMCH) и Intel 82801EB (ICH5). В качестве второй микросхемы может использоваться улучшенный вариант ICH5 — Intel 82801ER (ICH5R), обладающий расширенными возможностями работы с дисковой подсистемы памяти.

Необходимо отметить, что чипсетами линейки i865 не поддерживается (официально и фактически, вопреки маркетинговым сообщениям некоторых производителей материнских плат) технология PAT, обеспечивающая высокую производительность работы подсистемы оперативной памяти и реализованная в наборе i875P. Кроме того, чипсетами данной линейки не поддерживаются и операции коррекции ошибок — ECC.

Микросхема GMCH содержит в своем составе контроллеры, предоставляющие интерфейсы с высокой пропускной способностью. Эти контроллеры управляют системной шиной с передачей данных с частотой 800 МГц и двухканальной памятью DDR SDRAM. Кроме того, они организуют работу интегрированных графических средств на базе технологии Intel Extreme Graphics 2, графического интерфейса AGP8X и средств связи с микросхемой  ввода/вывода ICH. Особенностью чипсета является поддержка средств архитектуры Intel Communication Streaming Architecture с интерфейсом на основе выделенной сетевой шины (Dedicated Network Bus, DNB), обеспечивающей передачу данных по стандарту Gigabit Ethernet (GbE).

Микросхемой GMCH чипсета I865G поддерживается двухканальная память DDR266, DDR333 и DDR400 общим объемом до 4 Гбайт, AGP 8Х, шина CSA (для чипов Intel Gigabit Ethernet).

Микросхемами Intel 82801EB / Intel 82801ER (ICH5 / ICH5R) поддерживаются до 6 устройств PCI Busmaster, AC'97-кодек(и) (20 бит, AC'97 2.2), 8 портов USB 2.0, 4 устройства IDE с параллельным интерфейсом до ATA/100, 2 устройства IDE с интерфейсом Serial ATA-150. При использовании микросхемы (южного моста) ICH5R возможно объединение накопителей на магнитных дисках интерфейса Serial ATA-150 в массив RAID 0 или RAID 1.

Таблица 1. Сравнительные характеристики микросхем MCH/GMCH, входящих в состав чипсетов линейки i865

Параметры	I865G	i865PE	i865P	i865GV
МикросхемыMCH/GMCH	i82865G GMCH	i82865PE MCH	i82865P MCH	i82865G GMCH
Процессоры	Intel Pentium 4	Intel Pentium 4	Intel Pentium 4	Intel Pentium 4
Hyper Threading	Да	Да	Да	Да
Шина процессора, МГц	800/533/400	800/533/400	533/400	533/400
Оперативная память	DDR400/ 333/266	DDR400/ 333/266	DDR333/ 266	DDR400/ 333/266
ECC	Нет	Нет	Нет	Нет
Мах. объем памяти, Гбайт	4	4	4	4
AGP	8X/4X	8X/4X	8X/4X	Нет
Встроенная графика	Intel Extreme Graphics 2	Нет	Нет	Intel Extreme Graphics 2
Шина DNB	266 Мбайт/с	266 Мбайт/с	266 Мбайт/с	266 Мбайт/с
Локальная шина	266 Мбайт/с	266 Мбайт/с	266 Мбайт/с	266 Мбайт/с

Таблица 2. Сравнительные характеристики микросхем ICH, входящих в состав чипсетов линейки i865

Микросхемы	ICH5/ICH5R	ICH5/ICH5R	ICH5/ICH5R	ICH5/ICH5R
Локальная шина	266 Мбайт/с	266 Мбайт/с	266 Мбайт/с	266 Мбайт/с
Версия PCI	PCI 2.3	PCI 2.3	PCI 2.3	PCI 2.3
PCI Masters	6	6	6	6
Интерфейс IDE	Ultra ATA/100	Ultra ATA/100	Ultra ATA/100	Ultra ATA/100
Serial ATA	2 порта, ATA/100	2 порта, ATA/100	2 порта, ATA/100	2 порта, ATA/100
RAID	с ICH5R	с ICH5R	с ICH5R	с ICH5R
USB	8 портов, USB 2.0	8 портов, USB 2.0	8 портов, USB 2.0	8 портов, USB 2.0
AC’97	20-разрядная аудиосистема	20-разрядная аудиосистема	20-разрядная аудиосистема	20-разрядная аудиосистема
Super I/O	LPC	LPC	LPC	LPC

Основные технические параметры материнской платы Abit IS-50

 

Рис. 2. Материнская плата Abit IS-50

Рис. 3. Внешние разъемы (Back) материнской платы Abit IS-50

Рис. 4. Внешние разъемы (Front) материнской платы Abit IS-50

Процессор

·        поддержка процессоров Intel Pentium 4 (ядро Northwood, 512 Кбайт кэш-памяти L2) в 478-контактном корпусе mPGA с тактовой частотой до 3,0 ГГц+, технологией Hyper-Threading и с процессорной шиной FSB типа QPB, обеспечивающей частоты передачи данных 400, 533, 800 МГц;

·        поддержка процессоров Intel Celeron (ядро Northwood, 128 Кбайт кэш-памяти L2) в 478-контактном корпусе mPGA.

Чипсет

·        Intel 82865G GMCH (GMCH) + Intel 82801EB (ICH5), возможны варианты с Intel 82801ER (ICH5R).

Оперативная память

·        Поддерживаются до двух каналов оперативной памяти с модулями, устанавливаемыми в два слота DIMM DDR SDRAM (184 контакта, 2,5 В, unbuffered, без ECC);

·        модули оперативной памяти типа DDR 400,  DDR333, DDR266, максимальный объем подсистемы памяти — до 2 Гбайт.

Видео

·        один универсальный разъем 1,5 или 0,8 В AGP 3.0 с поддержкой режима AGP 8X/4X.

Аудио

·        5.1 аудиоподсистема на основе кодека ALC 650.

LAN

·        интегрированный сетевой контроллер фирмы Realtek — RTL8101L 10/100 Mbps LAN PHY с выходом на стандартный сетевой разъем RJ45.

USB

·        максимум шесть (4 внешних и 2 внутренних) разъемов USB 2.0/1.1.

Интерфейсы накопителей

·        два коннектора Ultra DMA 133/100/66/33;

·        два коннектора Serial ATA-150.

Системный BIOS

·        BIOS Phoenix Award, 4 Mбит Flash EEPROM.

Слоты

·        один слот AGP;

·        один слот PCI.

Разъемы периферии внешние (Back)

·        один разъем PS/2 клавиатуры;

·        один разъем PS/2 мыши;

·        один разъем VGA;

·        два разъема USB 2.0;

·        один разъем RJ45;

·        один разъем S/PDIF Out;

·        аудиоразъемы (Speaker, Line-Out, Line-In, Mic-In, Center/Sub-woofer).

Разъемы периферии внешние (Front)

·        один разъем IEEE 1394;

·        один разъем USB 2.0;

·        один разъем Mic-In;

·        один разъем Headphone;

·        один разъем 6-в-1 card reader, поддерживающий SM, MMC, SD, CMS, CF, MicroDrive;

·        один разъем LCD-дисплея;

·        четыре разъема горячих клавиш;

·        один разъем много ступенчатого переключателя.

Мониторинг аппаратных средств

·        мониторинг напряжений и температур.

Специальные функции

·        Abit SoftMenu;

·        Abit Manager и др.

Форм-фактор

·        ATX.

Документация материнской платы Abit IS-50

Архитектура и параметры материнской платы Abit IS-50 описаны в технической документации, которая представлена в комплекте Abit DigiDice. Полнота и качество документации позволяют не только ознакомиться с потенциальными возможностями материнской платы, но и оказывает существенную помощь в сборке сконфигурированной системы и настройке аппаратно-программных средств компьютера.

Особенности архитектуры и дизайна материнской платы Abit IS-50

Дизайн материнской платы Abit IS-50 в целом соответствует устоявшимся традициям, определяемым референс-дизайном. В первую очередь это относится к критическим областям платы, связанным с работой процессора, микросхемы MCH чипсета Intel 865PE, оперативной памяти и видеосредств, в данном случае представленных внутренней видеоподсистемой или внешним видеоадаптером. В противном случае, материнские платы являются неработоспособными. Это объясняется тем, что работа перечисленных важнейших составляющих системы аппаратных средств компьютера характеризуется очень высокими частотами, что требует определенных условий эксплуатации, вытекающих из объективных физических законов. Однако дизайн материнской платы Abit IS-50 обладает и рядом особенностей, вытекающих из архитектуры, конструкции и назначения платформы barebone, разработанной и представленной  фирмой Abit.

Рис. 5. Структура материнской платы Abit IS-50

В системе, созданной на основе данной платы, рекомендуется использование процессоров Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading и шиной с частотой передачи данных 800 МГц. Это обеспечивает достижение максимального уровня производительности компьютера. Тем не менее, возможно использование и менее производительных моделей процессоров той же архитектуры NetBurst. Это могут быть, например, модели, рассчитанные на шину 533 МГц и даже 400 МГц. Хотя чипсет Intel 865G позиционируется в качестве набора микросхем для процессоров, поддерживающих технологию Hyper-Threading, совместно с материнской платой Abit IS-50 возможно применение моделей, в которых эта технология не поддерживается. Например, совместно с этой платой могут эксплуатироваться и модели процессоров Intel Celeron архитектуры NetBurst. Однако необходимо признать, что этот вариант не обеспечивает высоких уровней производительности системы, которых можно достичь с мощными процессорами IntelPentium 4.

  

Рис. 6. Процессорный разъем стандарта Socket 478

Необходимо отметить, что разработчиками платформы AbitDigiDice гарантируется работоспособность исключительно с процессорами, созданными на основе ядра Northwood. Модели на ядре Willamette не поддерживаются. Кроме того, формально не поддерживаются и процессоры на ядре Prescott. При этом, если отсутствие в списке Willamette объясняется особенностями архитектуры, то Prescott — исключительно из-за высокого энергопотребления и тепловыделения, накладывающих жесткие требования на VRM и средства охлаждения barebone. Хотя следует признать, что модели Prescott с частотой 533 МГц укладываются в установленные пределы. 

Анализируя спектр возможных моделей процессоров, не следует забывать и о подсистеме оперативной памяти. В соответствии с возможностями используемого чипсета Intel 865G режим работы модулей памяти DDR SDRAM может быть как одноканальным (при частоте передачи данных 800 МГц и модулях памяти DDR400 полоса пропускания составляет 3,2 Гбайт/с), так и двухканальным (при тех условиях достигается полоса пропускания 6,4 Гбайт/с). Двухканальный режим позволяет получить полностью сбалансированную систему по информационным потокам, поскольку полосы пропускания процессорной шины и шины памяти совпадают. В этом случае они составляют равные величины: при частоте передачи данных 800 МГц и модулях памяти DDR400 — 6,4 Гбайт/с. При этом работа модулей памяти DDR SDRAM может быть либо синхронной — тактовая частота работы модулей памяти совпадает с тактовой частотой FSB, либо асинхронной — тактовая частота отличается от частоты FSB. Учитывая же тот факт, что во многих случаях реализации систем на основе Abit IS-50, используются графические средства в составе микросхемы GMCH чипсета i865G, целесообразно использовать двухканальную конфигурацию оперативной памяти. Кстати, в случае недостаточности производительности интегрированной видеоподсистемы есть возможность применения внешнего видеоадаптера AGP 8X.

 

Рис. 7. Микросхема North Bridge со средствами охлаждения

Оценивая же скоростные параметры подсистемы оперативной памяти, необходимо добавить, что хотя наиболее быстродействующими модулями являются DDR400, могут использоваться и DDR333, и DDR266. Остается добавить, что частотные режимы работы модулей памяти задаются в BIOS Setup данной материнской платы. Там же можно установить параметры, определяющие тайминги работы используемых модулей, что обеспечивает реализацию их скрытого потенциала и повышение производительности системы.

За управление устройствами ввода-вывода традиционно отвечает вторая микросхема, входящая в состав используемого чипсета. В качестве данной микросхемы используется Intel 82801EB (ICH5). Следует отметить, что существуют варианты материнской платы AbitIS-50 с микросхемой Intel 82801ER (ICH5R).

 

Рис. 8. Микросхема Intel 82801EB (ICH5) чипсета i865G, отвечающая за ввод/вывод

В архитектуре материнской платы Abit IS-50 с помощью интегрированных контроллеров реализовано множество функций, доступных всего лишь несколько лет назад исключительно с помощью встроенных средств, входящих в состав плат расширения.

В архитектуре материнской платы, кроме микросхем Intel и Abit, использованы элементы таких фирм, как VIA, RealTek, Avance Logic (подразделение RealTek), Texas Instruments и других.

Микросхема Intel 82801EB (ICH5) позволяет пользователю создавать разные конфигурации дисковой подсистемы. При этом накопители можно подключать, как посредством традиционного интерфейса Parallel ATA/100, так и последовательного интерфейса Serial ATA-150. Здесь следует напомнить, что Serial ATA — это стандарт ATA нового поколения, обеспечивающий масштабируемую производительность, необходимую для решения задач как сегодняшнего, так и завтрашнего дня. Обладая пропускной способностью в 150 Мбайт/с, Serial ATA быстрее нынешнего распространенного стандарта Parallel ATA, обладая при этом 100% программной совместимостью с последним. В случае микросхемы Intel 82801ER (ICH5R), возможно объединение накопителей на жестких магнитных дисках с интерфейсом SerialATA-150 в массив RAID 0 или RAID 1.

 

Рис. 9.  Батарейка для CMOS BIOS, два разъема Parallel ATA/100 и два разъема Serial ATA

Важным атрибутом современного компьютера являются развитые мультимедийные возможности. Одной из составляющих данных средств  являются аудиосредства. В материнской плате они представлены традиционной для решений от Abit микросхемой ALC650. Данный интегрированный контроллер обеспечивает шестиканальный звук сравнительно высокого качества.

В архитектуру материнской платы встроен сетевой контроллер Realtek RTL8101L 10/100 Mbps LAN PHY. Данный традиционный для материнских плат фирмы Abit встроенный сетевой контроллер обеспечивает передачу данных с частотой до 100 Мбит/с. Он позволяет  через встроенный разъем RJ-45 легко подключить компьютер к локальной сети, обеспечивающей, например, выход в широкополосный интернет-канал. Наличие встроенного сетевого контроллера дает возможность участвовать, например, в сетевых играх, не тратясь на приобретение дополнительной карты расширения.

Рис. 10.  Микросхемы VIA VT6307, SuperI/O Winbond W83627, ALC650 6-channel audio CODEC, сетевого контроллера Realtek RTL8101L 10/100 Mbps LAN

Интегрированная в состав архитектуры Abit IS-50 микросхема Winbond W83627 реализует возможности SuperI/O.

Микросхема VIA VT6307, используемая в составе данной материнской платы, обеспечивает возможности порта IEEE 1394, являющимся стандартным средством связи видеоустройств, к которым, например, относятся цифровые видеокамеры, цифровые видеомагнитофоны и т. п.

В архитектуре материнской платы Abit IS-50 предусмотрена поддержка большого числа портов стандарта USB 2.0, два из  которых стандартно выведена на заднюю панель. Но в конструкции предусмотрены аналогичные разъемы и на передней панели. Оценивая возможности данных портов, необходимо напомнить, что шина этого стандарта предоставляет скоростной  способ для подключения устройств нового поколения. Обеспечивая обратную совместимость с устройствами USB 1.1, шина USB 2.0 в сорок раз быстрее предшественника. Скорость USB 2.0 составляет 480 Мбит/с, в то время как USB 1.1 обеспечивает только 12 Мбит/с. Именно поэтому USB 2.0 является идеальным решением для подсоединения к материнской плате компьютера внешних устройств, работающих на больших скоростях передачи данных.

Как и все материнские платы данной фирмы, Abit IS-50 поддерживает режимы разгона (overclocking). Для энтузиастов разгона имеется возможность установки форсированных режимов работы процессора, оперативной памяти, видеосредств. Так, например, Abit IS-50 позволяет увеличивать частоту FSB от номинального значения до 300 МГц с шагом 1 МГц. Кроме того, имеется возможность повышать напряжение питания на модулях памяти и AGP до 2,8 и 1,65 В соответственно с шагом 0,05 В. В дополнение можно повышать напряжение на процессоре до +0,375 В с шагом 0,025 В, а также регулировать тайминги работы модулей памяти и изменять в широких пределах делители или фиксировать частоту шин PCI/AGP.

Остается добавить, что в средства разгона в BIOS Setup включена традиционная для материнских плат от Abit технология ускорения, напоминающая PAT от Intel и реализованная в i875P. Эта технология повышения производительности от Abit получила наименование Game Acceleration. Она имеет четыре варианта настроек — Auto, Turbo, StreetRacer и F1.

Повышению надежности и стабильности работы способствует реализация  аппаратного мониторинга, обеспечивающего контроль за напряжениями питания и работой охлаждающих вентиляторов. Эта возможность значительно упрощает контроль за аппаратными средствами компьютера в случае использования режимов разгона.

Контролируются ряд важнейших параметров, среди которых напряжение питания ядра процессора Vcore, уровни стандартных шин питания +3,3, +5 и +12 В, величины температуры процессора и материнской платы, частоты вращения трех вентиляторов. Кроме того, индицируются напряжения на модулях памяти, AGP, Battery, Standby.

К слову сказать, часть данных значений выводится на отдельный специальный LCD-дисплей, который, правда, не является составной частью материнской платы.

Еще одной особенностью архитектуры Abit IS-50 является использование трехканального варианта импульсного преобразователя напряжений — VRM.

 

Рис. 11. Трехканальный  импульсный преобразователь напряжений (VRM) материнской платы Abit IS-50

Преобразователь VRM располагается традиционно между процессором и разъемами ввода/вывода.

Рассматривая особенности электропитания, необходимо отметить, что на данной материнской плате кроме VRM находятся и отдельные стабилизаторы питания шин AGP и модулей оперативной памяти.

 

Рис. 12. Преобразователи напряжения питания модулей оперативной памяти и внешнего видеоадаптера AGP  материнской платы Abit IS-50

Для питания комплектующих, включая материнскую плату Abit IS-50, системы, созданной на основе платформы Abit DigiDice, предусмотрен малогабаритный блок питания мощностью 200 Вт (AC 115 V~230 V, 4-2 A, 50/60 Hz) от Enhance Electronics.

Выходные параметры блока питания

Выходное напряжение, В	+3,3	+5	+12	-5	-12	+5sb
Выходной ток, А	17	12	10	0,3	0,5	1,5

Рис. 13. Блок питания для материнской платы Abit IS-50

В заключение данного обзора, следует отметить, что широкими функциональными возможностями платформа barebone Abit DigiDice в значительной степени обязана именно материнской плате Abit IS-50. Тестирование же показало высокую стабильность работы системы barebone и сравнительно высокую ее производительность.

Комплект платформы Abit DigiDice предоставлен московским представительством фирмы Abit