Архитектура ASUS P5AD2
Евгений Рудометов
http://www.rudometov.com
Компанией ASUSTeK на основе чипсета Intel 925X разработана и выпущена материнская плата ASUS P5AD2, относящаяся к топовым изделиям. Эта плата поддерживает процессоры Intel Pentium 4 в конструктиве LGA 775 и модули оперативной памяти DDR2. Особенностью ASUS P5AD2 является реализация в ее составе средств WLAN, а также ряда перспективных фирменных технологий.
Спектр материнских плат компании ASUSTeK охватывает изделия разной архитектуры и функциональной насыщенности. В номенклатуре представлены как сравнительно простые изделия, претендующие на роль бюджетных, так и высоконасыщенные, топовые модели, ориентированные на взыскательных пользователей.
Одной их таких высокотехнологичных изделий, сравнительно недавно созданных фирмой ASUSTeK, является материнская плата ASUSP5AD2. Эта плата поддерживает процессоры корпорации Intel, выпущенных в новейшем конструктиве LGA 775 и реализующая в своей архитектуре новейшие, перспективные отраслевые и фирменные технологии. Кроме нового процессорного конструктива, к таким технологиям относятся оперативная PCI Express, новые встроенные средства многоканального звука высокого качества, средства RAID и, конечно, двухканальная подсистема оперативной памяти с модулями типа DDR2 SDRAM. Основой этой платы, предназначенной для рынка высокопроизводительных настольных решений, стал новейший и популярный чипсет Intel 925X.
Чипсет Intel 925X материнской платы ASUS P5AD2
Чипсет Intel 925X (i925X) ориентирован на создание высокопроизводительных настольных персональных компьютеров. Поддерживает системы с процессорами Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading. Эти процессоры созданы по технологии 90 нм, подключаются через разъем LGA 775 и работают с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus). Тактовая частота данной процессорной шины может составлять 133 или 200 МГц, что обеспечивает скорость передачи компьютерных данных с частотой 533 и 800 МГц, а адреса 266 и 400 МГц соответственно.
Базовый комплект чипсета i925X состоит из микросхем Intel 82925X Memory Controller Hub (MCH) и Intel 82801FB (ICH6). Однако в качестве второй микросхемы может использоваться улучшенный вариант ICH6 — микросхема Intel 82801FR (ICH6R), которая обладает расширенными возможностями работы с дисковой подсистемой памяти.
Микросхемы MCH и ICH соединены специальной локальной шиной Direct Media Interface (DMI) со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с в каждом направлении, то есть обеспечивается режим полного дуплекса в передачи информации между компонентами чипсета.
Компонента MCH содержит в своем составе контроллеры интерфейсов системной шины с передачей данных с частотой 800 МГц и двухканальной оперативной памяти. Кроме того, они организуют работу графического интерфейса PCI Express x16 и средств связи с микросхемой ввода/вывода ICH.
Встроенный в микросхему Intel 82925X контроллер памяти предусматривает поддержку двух- и одноканального режимов работы памяти DDR2 SDRAM (Double Data Rate SDRAM — SDRAM с передачей данных по передним и задним фронтам тактовых импульсов шины памяти). Возможно конфигурации с использованием модулей DDR2 SDRAM с частотой 400 и 533 МГц. Двухканальная память DDR2 с частотой 533 МГц имеет максимальную пропускную способность до 8,5 Гбайт/с. Максимальный объем оперативной памяти — до 4 Гбайт.
Встроенные в микросхему ICH средства управления периферийными устройствами базового набора поддерживают: один канал IDE с поддержкой ATA 33/66/100 (до двух устройств IDE), четыре порта Serial ATA 150, восемь портов USB 2.0, до четырех PCI Express x1, до семи PCI (PCI Rev 2.3, 32 бит/33 МГц), LPC (Low Pin Count), контроллер Intel High Definition Audio с поддержкой трех кодеков, AC ’97 2.3 (до 8 каналов), интегрированный контроллер LAN (10/100 Mb/s Ethernet), SMBus, Wireless Connect Technology (только для ICH6W/ICH6RW), APIC, ACPI Rev.2.0, а также другие средства и функции.
Кроме Intel 82801FB, как было указано выше, возможно использование расширенной версии хаба ICH6 — ICH5R. Это позволяет реализовать функции RAID.
Варианты ASUS P5AD2
Компанией ASUSTeK предлагаются два варианта материнской платы ASUS P5AD2. Первый представлен комплектом ASUS P5AD2 Deluxe, второй, более мощный вариант, — это комплект материнской платы ASUS P5AD2 Premium. Отличия в данных изделиях заключаются в более полном комплекте второго варианта, а также в архитектурах указанных плат. Так, например, в составе материнской платы ASUS P5AD2 Deluxe присутствует один контроллер Gbit LAN, а в составе платы ASUS P5AD2 Premium использовано целых два контроллера Gbit LAN. Кроме того, у платы ASUS P5AD2 Deluxe — два порта IEEE1394а, а у ASUS P5AD2 Premium — всего один порт IEEE1394a, а также и два порта IEEE1394b.
Состав комплекта ASUS P5AD2 Premium
Рис. 1. Состав комплекта ASUSP5AD2 Premium
Согласно сопровождающим документам в состав комплекта материнской платы ASUS P5AD2 Premium стандартно входят следующие аксессуары:
· Упаковочная коробка,
· Материнская плата ASUS P5AD2 Premium,
· Модуль на два порта IEEE 1394b и один порт RJ-45,
· Модуль Serial (COM2),
· Модуль на два порта Serial ATA,
· Модуль на два порта USB 2.0 и один порт GAME,
· Защитная панель ввода/вывода, соответствующая спецификации ATX 2.01,
· Краткое руководство пользователя на английском языке,
· Компакт-диск с программным обеспечением от ASUSTeK,
· Компакт-диск InterVideo WinDVD Suite Platinum (только в версии Retail),
· Два кабеля Ultra DMA 133,
· Кабель IDE 80-контактный,
· Десять сигнальных кабелей Serial ATA 150,
· Четыре кабеля электропитания Serial ATA 150,
· Кабель для подключения гибкого дисковода,
· Антенна Wireless LAN (только для Wireless Edition).
Основные технические параметры материнской платы ASUS P5AD2 Premium
Рис. 2. Материнская плата ASUSP5AD2 Premium
Рис. 3. Разъемы материнской платы ASUSP5AD2 Premium
Процессор
· Поддержка процессора Intel Pentium 4 (Prescott) в корпусе LGA775 с системной шиной 533 и 800 МГц и поддержкой технологии Hyper-Threading.
Чипсет
· Intel 82925X (MCH), Intel 82801FR (ICH6R).
Оперативная память
· Четыре разъёма (240 контактов) для оперативной памяти DDR2 SDRAM DIMM,
· Поддержка одного или двух каналов оперативной памяти,
· Модули DDR2 400 или DDR2 533,
· максимальный объем — до 4 Гбайт.
USB 2.0
· Восемь портов USB 2.0,
IEEE 1394
· Два порта IEEE 1394b,
· Один порт IEEE 1394a.
Видео
· Видеоадаптер в слоте PCI Express X16.
Аудио
· Аудиоподсистема Intel High Definition Audio на базе 8-канального кодека C-Media CMI9880 7.1-channel audio CODEC c поддержкой Dolby Digital Live.
LAN
· Два гигабитных (10/100/1000 Мбит/с) сетевых контроллера Marvell 88E8053 PCI Express.
Wireless LAN (optional)
· Средства Wi-Fi с поддержкой IEEE 802.11g/b (до 54 Мбит/с).
Накопители
· Интерфейс флоппи-дисковода,
· Intel ICH6R: один Parallel ATA IDE с поддержкой протоколов UltraDMA 100/66/33; четыре Serial ATA c RAID 0, RAID 1 и Intel Matrix Storage Technology,
· Silicon Image 3114R RAID: четыре Serial ATA с RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, JBOD и RAID 5 (программно).
· ITE 8212F IDE RAID: два Parallel ATA IDE с поддержкой протоколов UltraDMA 133/100/66 c RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, JBOD.
Разъемы внешних устройств
· Один параллельный порт,
· Один порт IEEE 1394a,
· Один порт LAN (RJ-45),
· Один порт Wireless LAN antenna,
· Четыре порта USB 2.0,
· Один порт Optical S/PDIF Out,
· Один порт Coaxial Optical S/PDIF Out,
· Восемь портов аудио,
· Порты PS/2 клавиатуры и мыши.
Слоты
· Один слот PCI Express x16,
· Два слота PCI Express x1,
· Три слота PCI.
Системный BIOS
· AMI BIOS (8 Мбит ROM),
· Поддержка Plug and Play, DMI2.0, SM BIOS 2.3, WfM2.0.
Форм-фактор
· ATX,
· Размеры 305 мм х 244 мм.
Особенности архитектуры ASUS P5AD2 Premium
Материнская плата создана в соответствии с референс-дизайном, который по традиции разрабатывают производитель чипсета, в данном случае — это корпорация Intel.
Сравнительно недавно корпорация Intel перешла на новый стандарт корпуса и разъема — LGA 775. Это нашло свое отражение и в архитектуре материнской платы. Внешний вид нового разъема представлен на Рис. 4.
Рис. 4. Процессорный разъем стандарта LGA 775
Высокая производительность современных процессоров сопровождается значительным теплообразованием. Это требует соответствующих средств охлаждения.
Соответствующие средства охлаждения требует и микросхема MCH (Рис. 5), в состав которой встроены контроллеры, отвечающие за связь с процессором, подсистемами оперативной памяти и видео, а также с микросхемой ICH.
Рис. 5. Входящие в состав чипсета Intel 925X микросхемы Memory Controller Hub (MCH) и и I/O Controller Hub (ICH) со средствами охлаждения
Необходимо отметить, что материнская плата ASUS P5AD2 Premium ориентирована как основа массовых высокопроизводительных систем широкого применения. Поэтому рекомендуется использование процессоров Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading и шиной 800 МГц, обеспечивающих достижение максимального уровня производительности. Однако возможно использование и менее производительных моделей. Это могут быть, например, процессоры, рассчитанные на шину 533 МГц.
Совместно с материнской платой ASUS P5AD2 Premium возможно использование моделей и без поддержки технологии Hyper-Threading, хотя это и не позволит достичь предельно возможного уровня производительности.
Одной из особенностей материнской платы ASUS P5AD2 Premium является применение в подсистеме оперативной памяти модулей DDR2 SDRAM. Режим работы подсистемы памяти может быть одноканальным или двухканальным. Двухканальный режим позволяет получить полностью сбалансированную систему для случая, когда полосы пропускания процессорной шины и шины памяти совпадают и составляют равные величины — 6,4 Гбайт/с. При этом работа модулей памяти DDR2 SDRAM может быть либо синхронной — тактовая частота совпадает с частотой FSB, либо асинхронной — тактовая частота отличается от частоты FSB.
Графическое решение PCI Express x16 обеспечивает скорость до 4 Гбайт/с в каждом направлении, что более чем в три с половиной раза превышает быстродействие лучших внешних графических адаптеров с интерфейсом AGP8X.
За управление устройствами ввода-вывода традиционно отвечает вторая компонента, входящая в состав используемого чипсета. В качестве этой компоненты предоставленного экземпляра материнской платы ASUS P5AD2 Premium используется микросхема Intel 82801FR (ICH6R), приведенная на Рис. 5.
Из особенностей архитектуры следует отметить аудиоподсистему, реализующую технологию Intel High Definition Audio. Это обеспечивает значительное улучшение воспроизведения многоканального звука 48 кГц по сравнению с традиционными решениями AC'97. Кроме того, осуществлена поддержка новых форматов домашних кинотеатров и поддержка одновременного воспроизведения нескольких отдельных звуковых потоков. В качестве кодека использована микросхема C-Media CMI9880 7.1-channel audio CODEC c поддержкой Dolby Digital Live. Реализовано восемь аудиоканалов («Flexible 8-channel audio with jack sensing»).
В архитектуру материнской платы встроены сетевые контроллеры Gigabit Ethernet, реализованные на микросхемах контроллеров Marvell Yukon 88E8053 PCI Express. Эти микросхемы представлены на Рис. 7 (обозначены красным). Данные интегрированные сетевые средства позволяют легко включить компьютер через встроенный разъем RJ45 (LAN) в состав локальной сети.
Для расширения компьютерной системы, создаваемой на базе материнской платы ASUS P5AD2 PREMIUM, служат соответствующие слоты, представленные традиционными разъемами PCI и PCI Express x1. При этом необходимо отметить, что подсистема ввода/вывода PCI Express x1 обеспечивает скорость более чем в 500 Мбайт/с. Это более чем в 3,5 раза превышает скорость традиционной архитектуры PCI, которая, как известно, имеет пропускную способность в 133 Мбайт/с.
Еще одна особенность в архитектуре новых матерински плат, к которым относится и ASUS P5AD2 Premium, — это технология Intel Matrix Storage. Данная технология, реализованная в ICH6R и ICH6RW, обеспечивает высокую производительность при использовании одного диска или RAID-массива.
Увеличивает производительность жестких дисков с помощью технологии RAID 0 и защищает данные с помощью технологии RAID 1, применяя их на одних и тех же дисках. Интерфейс AHCI повышает производительность благодаря интеграции очередности команд и обеспечивает поддержку горячей установки и замены жестких дисков.
Технология Intel Matrix Storage помогает защитить данные, одновременно повышая производительность по сравнению с системами с одним жестким диском. И важно, что поддерживает переход с конфигурации "RAID ready" с одним жестким диском на массив RAID 0 или RAID 1 без переустановки ОС.
С целью расширения возможностей материнской платы в ее архитектуру интегрированы дополнительные чипы, обеспечивающие работу с дополнительным набором накопителей. Это чипы Silicon Image 3114R RAID и ITE 8212F IDE RAID. При этом Silicon Image 3114R RAID — это четыре Serial ATA с RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, JBOD и RAID 5 (программно), а ITE 8212F IDE RAID — два Parallel ATA IDE с поддержкой протоколов UltraDMA 133/100/66 c RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, JBOD.
Таким образом, материнская плата ASUS P5AD2 PREMIUM поддерживает работу трех массивов накопителей с функциями RAID. При этом один массив управляется микросхемой Intel ICH6R, а второй и третий — Silicon Image 3114R RAID и ITE 8212F IDE RAID. Всего к плате можно подключить до 14 накопителей.
На Рис. 6 представлены разъемы дисковой подсистемы, входящей в состав архитектуры материнской платы ASUS P5AD2 Premium.
Рис. 6. Разъемы дисковой подсистемы материнской платы ASUS P5AD2 Premium
Необходимо отметить, что плата ASUS P5AD2 Premium поддерживает до восьми портов USB 2.0 и трех портов IEEE1394 (Firewire). Для поддержки последних на плату установлены два контроллера производства Texas Instruments: TSB81BA3 и TSB82AA2.
Рассматривая возможности материнской платы ASUS P5AD2 Premium, необходимо отметить, что эта плата поддерживает целый ряд фирменных технологий.
В качестве примера можно отметить аппаратно-программную поддержку развитой системы разгона (overclocking).
Несмотря на то, что чипсет Intel 925X официально поддерживают только память DDR2 400/533, инженерам ASUS удалось обеспечить поддержку модулей DDR2 600. Это обеспечивает увеличение пропускной способности и разгонный потенциал между процессором и памятью.
Инновационная технология ASUS Hyper Path2 значительно уменьшает латентность при обращениях к памяти на чипсетах серии 925X и улучшает работу памяти, не принося по заверениям инженеров ASUSTeK в жертву стабильность системы.
Технология ASUS Q-Fan2 интеллектуально управляет двумя вентиляторами: процессорным и корпусным в соответствии нагрузке на систему, для бесшумной и эффективной работы.
Важной особенностью материнской платы ASUS P5AD2 Premium реализация в ее архитектуре средств беспроводной передачи данных — Wi-Fi с поддержкой IEEE 802.11g/b (до 54 Мбит/с), представленных на Рис. 7. Внешняя антенна подключается к специальному ВЧ-разъему.
Рис.7. Контроллеры Gbit LAN (обозначено красным) и средства Wi-Fi (обозначено желтым) материнской платы ASUS P5AD2 Premium
Энергоснабжение элементов материнской платы ASUS P5AD2 Premium осуществляется через систему импульсных стабилизаторов.
Основные компоненты и подсистемы материнской платы получают энергопитание от встроенных в ее состав специальных стабилизаторов.
В многоканальном (четырехканальном) импульсном стабилизаторе напряжения питания процессора (Рис. 8), традиционно расположенном вокруг процессорного сокета, применено большое количество фильтрующих конденсаторов. В стабилизаторе применены один конденсатор на 1500 мкФ, четыре по 1000 мкФ и несколько менее емких конденсаторов.
Рис.8. VRM материнской платы ASUS P5AD2 Premium
Кроме этого преобразователя, на плате имеются дополнительные преобразователи напряжения питания PCI Express x16 и модулей оперативной памяти. Так для PCI Exрress x16 использованы 2 конденсатора по 1000 мкФ, для памяти — 4 по 1000 мкФ. Кроме того, применены индуктивные элементы.
В архитектуре материнской платы ASUS P5AD2 Premium реализованы возможности аппаратного мониторинга, обеспечивающего контроль за напряжениями питания и работой охлаждающих вентиляторов.
Устойчивость и надежность
В процессе длительного тестирования материнская плата ASUS P5AD2 Premium работала устойчиво, как это обычно и характерно для изделий этого производителя.
Для получения данных о надежности платы ASUS P5AD2 Premium следует обратиться либо к компьютерным фирмам, осуществляющим реализацию этого изделия, либо непосредственно к производителю материнской палаты — компании ASUSTeK через ее представительства.
Высокопроизводительная плата ASUS P5AD2 Premium может быть рекомендована широкому кругу пользователей.
Комплект материнской платы ASUS P5AD2 Premium предоставлена московским представительством компании ASUSTeK
Статья опубликована в журнале Компьютер Прайс (Computer Price).