Архитектура Foxconn 915A01
Евгений Рудометов
http://www.rudometov.com
На отечественном компьютерном рынке появилась очередная высокопроизводительная материнская, созданная на основе чипсета Intel 915P, ориентированная на процессоры Intel Pentium 4 и поддерживающая уже привычные перспективные технологии. Главной особенностью же является бренд производителя — Foxconn
Как известно, функциональные возможности компьютера зависят от многих элементов системы. Каждый из них вносит свою долю, однако роль некоторых является преобладающей. Именно поэтому они и называются важнейшими. И к ним относится материнская плата, отвечающая за согласованность работы остальных комплектующих, работающих, кстати, на сравнительно высоких частотах.
Вот именно это обстоятельство совместно с функциональной сложностью материнских плат накладывает довольно жесткие требования на качество процесса их производства. Поэтому, несмотря на технологичность таких изделий (выбрал или заказал соответствующий дизайн, купил линию, набрал комплектующих, нанял работников — делай платы и считай прибыль), число основных производителей сравнительно невелико. Их имена и бренды хорошо известны.
А вот теперь о том, что известно далеко не всем. Дело в том, что современное производство изделий, архитектура и работа которых связана новейшими наукоемкими технологиями, характеризуется высоким уровнем международной интеграции. Связи иногда настолько сильно переплетены, что распутать их бывает крайне сложно, особенно для непосвященных. В результате интеграции нередко бывают случаи, когда изделия производят одни, а продают их совсем другие. Вот обычно потенциальные покупатели и знают исключительно бренды последних, а настоящие конструкторы высокотехнологичных чудес остаются в безвестности.
Но такая ситуация далеко не всегда бывает вечной, и в ряде случаев создатели выходят из уготованной жизнью и современной экономикой тени. А в результате появляется новый бренд фирмы, которая решается взять на себя не только хлопоты производства, но и познать головную боль продавцов, а в случае успеха и полагающуюся прибыль.
После такого вступления остается назвать фирму, которая предпочла реализовывать часть своих изделий под своим собственным именем. Речь идет о компании Foxconn, в состав которой входит ряд предприятий с более сотней тысяч сотрудников.
Внимательный и подготовленный пользователь, знакомый с архитектурой и компьютерными комплектующими современных систем, ориентированных на процессоры Intel, вероятно, сразу вспомнит, что уже видел это наименование. Действительно, эти буквы можно легко обнаружить на процессорных разъемах LGA775, более 90% которых изготавливает именно эта компания. Кроме того, с этим именем связываются и другие разъемы и элементы. Однако в номенклатуре данной компании присутствуют и более сложные изделия, известные, правда, пока в основном под другими брендами. Среди таких изделий можно привести корпуса, блоки питания и многое другое, но, пожалуй, самое любопытное — это материнские платы.
Среди заказчиков и деловых партнеров Foxconn числятся многие известные и крупные компьютерные компании, заказывающие высококачественные материнские платы, реализуемые под их брендами. А теперь часть из производимых плат получают новый бренд — Foxconn. В качестве одного из примеров можно привести сравнительно недавно разработанную материнскую плату FOXCONN 915A01-P (полное наименование FOXCONN 915A01-P-8EKRS2, но в дальнейшем будет использоваться, как правило, сокращенное наименование — FOXCONN 915A01-P).
Эта плата поддерживает процессоры корпорации Intel в новейшем конструктиве LGA 775 и реализует в своей архитектуре перспективные отраслевые и фирменные технологии. К таким отраслевым технологиям относятся PCI Express, новые встроенные средства многоканального звука высокого качества, средства RAID и, конечно, двухканальная подсистема оперативной памяти. Основой этой платы стал новейший и популярный чипсет Intel 915P.
Чипсет Intel 915P
Рис. 1. Структура компьютера, созданного на основе чипсета Intel 915P
Чипсет Intel 915P (i915P) ориентирован на создание высокопроизводительных настольных персональных компьютеров. Поддерживает системы с процессорами Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading, созданными по технологии 90 нм, подключаемыми через разъем LGA 775 и работающими с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus), тактовая частота которой может составлять 133 или 200 МГц.
Традиционно для наборов микросхем системной логики чипсет состоит из двух компонентов, называемых Memory Controller Hub (MCH) и I/O Controller Hub (ICH).
Базовый комплект чипсета i915P состоит из микросхем Intel 82915P Memory Controller Hub (MCH) и Intel 82801FB (ICH6). В качестве второй микросхемы может использоваться улучшенные варианты ICH6. Это может быть микросхема Intel 82801FR (ICH6R), обладающая 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: полный дуплекс.
Компонента MCH 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 оперативной памятью. Кроме того, они организуют работу графического интерфейса PCI Express x16 и средств связи с микросхемой ввода/вывода ICH.
Встроенный в Intel 82915P контроллер процессорной шины FSB типа QPB поддерживает шину с тактовой частотой 200/133 МГц, что обеспечивает передачу данных на частотах 800/533 МГц.
Встроенный в микросхему Intel 82915P контроллер памяти предусматривает поддержку двух- и одноканального режимов работы памяти DDR/DDR2 SDRAM (Double Data Rate SDRAM — SDRAM с передачей данных по передним и задним фронтам тактовых импульсов шины памяти). Возможно конфигурации с использованием как DDR SDRAM с частотой 333 и 400 МГц, так и DDR2 SDRAM с частотой 400 и 533 МГц. Но все модули должны быть одного типа, указанные в документации на материнскую плату: либо DDR2, либо DDR. Максимальный объем оперативной памяти — до 4 Гбайт. Двухканальная память DDR2 с частотой 533 МГц имеет максимальную пропускную способность до 8,5 Гбайт/с.
Микросхемой MCH поддерживаются разные частотные режимы работы для шин процессора и памяти.
Управление периферийными устройствами компьютера осуществляет вторая компонента чипсета. При этом необходимо отметить, что в чипсете i915P использована микросхема ICH шестой версии. В соответствии с этим фактом она получила наименование ICH6 и представлена микросхемой Intel 82801FB. Эта микросхема входит в базовый набор чипсета i915P.
Встроенные средства микросхемы 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, 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.
Состав комплекта FOXCONN 915A01-P
Материнская плата FOXCONN 915A01-P (FOXCONN 915A01-P-8EKRS2) относится к серии плат 915A01. Входящие в полное наименование символы означают кодировку применяемых в архитектуре интегрированных средств: L — 100 М LAN, K — 1G LAN, 6 — шесть каналов audio, 8 — восемь каналов audio, E — IEEE 1394, S — SATA, R — RAID.
Рис. 2. Состав комплекта FOXCONN 915A01-P (FOXCONN 915A01-P-8EKRS2)
Согласно сопровождающим документам в состав комплекта материнской платы FOXCONN 915A01-P (FOXCONN 915A01-P-8EKRS2) стандартно входят следующие компоненты:
· Упаковочная коробка,
· Материнская плата FOXCONN 915A01-P,
· Защитная панель ввода/вывода, соответствующая спецификации ATX 2.01,
· Документация на английском языке (91501 User Manual, RAID User Manual),
· Компакт-диск с программным обеспечением от FOXCONN,
· Гибкий 3,5-дюймовый диск с драйверами (ICH6R S-ATA RAID Driver),
· Кабель Ultra DMA 66/100/133,
· Кабель для подключения гибкого дисковода,
· Два кабеля Serial ATA 150,
· Кабель электропитания Serial ATA 150,
· Модуль ввода/вывода USB 2.0 (два порта),
· Модуль ввода/вывода SPDIF (один порт).
Основные технические параметры материнской платы FOXCONN 915A01-P
Рис. 3. Материнская плата FOXCONN 915A01-P
Рис. 4. Разъемы материнской платы FOXCONN 915A01-P
Процессор
· Поддержка процессора Intel Pentium 4 в корпусе LGA775 с системной шиной 533 и 800 МГц,
· Поддержка процессоров Intel Celeron с шиной 533 МГц в в корпусе LGA775.
Чипсет
· Intel 82915P (MCH),
· Intel 82801FR (ICH6R).
Оперативная память
· Четыре разъёма (240 контактов) для оперативной памяти 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.
IEEE1394
· Два порта VIA VT6307.
Видео
· Видеоадаптер в слоте PCI Express X16.
Аудио
· Аудиоподсистема Intel High Definition Audio на базе 8-канального кодека Realtek ALC880,
· AC’97, SPDIF, 5.1 аудиоканалов.
LAN
· Гигабитная (10/100/1000 Мбит/с) сетевая подсистема на базе гигабитного сетевого контроллера Realtek RTL8110S-32.
Системный BIOS
· 4 Мбит flash ROM,
· Award
BIOS
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.
Разъемы внешних устройств
· Один параллельный порт,
· Один порт LAN (RJ-45),
· Шесть портов аудио,
· Четыре порта USB 2.0,
· Один порт IEEE1394a,
· Один последовательный порт,
· Порты PS/2 клавиатуры и мыши.
Слоты
· один слот PCI Express x16,
· три слота PCI Express x1,
· три слота PCI.
Форм-фактор
· микро-ATX,
· Размеры 245 мм х 305 мм.
Особенности архитектуры FOXCONN 915A01-P
Материнская плата FOXCONN 915A01-P создана в соответствии с референс-дизайном.
Сравнительно недавно корпорация Intel перешла на новый стандарт корпуса и разъема — LGA 775. Это нашло свое отражение и в архитектуре материнской платы.
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. В качестве средств охлаждения производителем выбран массивный радиатор. Применение пассивного охлаждения в отличие от вариантов с вентиляторами обеспечивает снижение акустического шума, производимого работающей системой компьютера.
Рис. 5. Входящие в состав чипсета Intel 915P микросхемы Memory Controller Hub (MCH) со средствами охлаждения и I/O Controller Hub (ICH)
Необходимо отметить, что материнская плата FOXCONN 915A01-P 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. Кстати, используя новейшие программные коды BIOS возможно применение новейших моделей Intel Pentium 4 степпинга E0 с реализацией новейших технологий защиты информации (бит NX) и обеспечения оптимальных тепловых режимов (Enhanced Halt Mode C1E и Thermal Monitoring 2). Это позволяет достичь высоких уровней надежности и производительности.
Однако возможно использование и менее производительных моделей. Это могут быть, например, процессоры, рассчитанные на шину 533 МГц.
Совместно с материнской платой FOXCONN 915A01-P возможно применение моделей и без поддержки технологии Hyper-Threading, хотя это и не позволит достичь предельно возможного уровня производительности.
В архитектуре материнской платы FOXCONN 915A01-P в подсистеме оперативной памяти используются модули DDR2 SDRAM, работающие на частотах 400 и 533 МГц. Традиционно режим работы модулей памяти DDR2 SDRAM может быть одноканальным или двухканальным, как синхронным (тактовая частота совпадает с частотой FSB), так и асинхронным (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 FOXCONN 915A01-P 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 Realtek ALC880, представленная на Рис. 6.
На заднюю панель материнской платы выведено по шесть аудиоразъемов типа Jack. Кроме того, через дополнительный брекет предоставляется SPDIF.
Всего реализовано восемь аудиоканалов («Flexible 8-channel audio with jack sensing»).
В архитектуру материнской платы встроен сетевой контроллер Gigabit Ethernet, реализованный на микросхеме контроллера Realtek RTL8110S-32, подключенной к шине PCI и представленной на Рис. 6. Данные интегрированные сетевые средства позволяют легко включить компьютер через встроенный разъем RJ45 (LAN) в состав локальной сети без использования дополнительных плат расширения.
Рис. 6. Микросхемы аудиокодека, LAN (выделены красным) и контроллера IEEE1394A с разъемами карт расширения PCI, PCI Express X1 и PCI Express X16
Для расширения компьютерной системы, создаваемой на базе материнской платы FOXCONN 915A01-P, 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. Разъемы PCI Express x1 совместно с PCI Express x16 и традиционными PCI представлены на Рис. 6.
Еще одна особенность в архитектуре новых материнскиX плат, к которым относится и FOXCONN 915A01-P, — это технология Intel Matrix Storage. Данная технология, реализованная в ICH6R, 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.
Архитектура материнской платы имеет в своем составе четыре порта Serial ATA 150 (четыре устройства) и один порт Parallel ATA-100 (UltraDMA 100/66/33, два устройства IDE).
Дизайн материнской платы предусматривает использование дополнительного контроллера RAID, однако эта возможность в рассматриваемом варианте не реализована.
Рассматривая возможности материнской платы FOXCONN 915A01-P, необходимо отметить, что эта плата поддерживает целый ряд фирменных технологий. Конечно, не обойдены вниманием конструкторов и возможности разгона.
Энергоснабжение элементов материнской платы FOXCONN 915A01-P-8EKRS2 осуществляется через систему импульсных стабилизаторов.
В многоканальном импульсном стабилизаторе напряжения питания процессора (Рис. 7), традиционно расположенном вокруг процессорного сокета, применено большое количество фильтрующих конденсаторов.
Рис. 9. Основной VRM материнской платы FOXCONN 915A01-P
Кроме этого преобразователя, на плате имеются дополнительные преобразователи напряжения питания PCI Express x16 и модулей оперативной памяти, что стало типичным для качественных плат.
Остается добавить, что в архитектуре материнской платы FOXCONN 915A01-P реализованы традиционные возможности аппаратного мониторинга, обеспечивающего контроль за напряжениями питания и работой охлаждающих вентиляторов.
Устойчивость и надежность
В процессе длительного тестирования материнская плата FOXCONN 915A01-P работала устойчиво, как это обычно и характерно для качественных изделий этого производителя.
Для получения данных о надежности платы FOXCONN 915A01-P следует обратиться либо к компьютерным фирмам, осуществляющим реализацию этого изделия, либо непосредственно к производителю материнской палаты — компании Foxconn через ее представительства.
Высокопроизводительная плата FOXCONN 915A01-P может быть рекомендована широкому кругу пользователей.
Материнская плата FOXCONN 915A01-P-8EKRS2 предоставлена московским представительством компании Foxconn
Статья опубликована в журнале Компьютер Прайс (Computer Price).