Архитектура Gigabyte GA-8I915G Pro

Евгений Рудометов

http://www.rudometov.com

Компанией Gigabyte разработана и выпущена материнская плата Gigabyte GA-8I915G Pro с двухканальной подсистемой оперативной памяти с модулями DDR. В архитектуре этой платы, созданной на основе Intel 915G c интегрированными средствами графики, реализован ряд перспективных отраслевых и фирменных технологий

Современные компьютеры состоят из большого числа компонентов. Важнейшими из них являются материнские платы, обладающие сравнительно сложной внутренней архитектурой. Функциональные возможности компьютеров в значительной степени определяются возможностями именно этих компонентов. От качества их дизайна и используемых элементов зависят производительность, и что нередко много важнее — устойчивость и надежность работы всей компьютерной системы.

В настоящее время материнские платы выпускают многие фирмы. Их число уже  составляет несколько десятков и постоянно увеличивается. Однако среди них  есть известные мировые бренды, гарантирующие потенциальным пользователям высокое качество изделий и бесперебойную техническую поддержку через разветвленную сеть своих дилеров, представительств или через соответствующие фирменные сайты.

К числу таких известных фирм относится компания Gigabyte (Giga-Byte Technology Co., Ltd), которая уже много лет входит в число лидеров среди производителей материнских плат. Эта компания выпускает большое число регулярно обновляемых моделей, созданных с применением перспективных общепризнанных отраслевых и собственных фирменных технологий. Основой всех выпускаемых изделий являются высококачественные элементы.

В качестве примера  одной из современных моделей можно привести материнскую плату Gigabyte GA-8I915G Pro. В этой плате нашли воплощение многие перспективные общеотраслевые технологии, к которым относятся которых LGA775, PCI Express, Intel High Definition Audio, Intel Matrix Storage, RAID 0/1/0+1/JBOD и др. Плата Gigabyte GA-8I915G Pro ориентирована на разработку высокопроизводительных настольных персональных компьютеров. Она позволяет реализовать все преимущества архитектуры процессоров Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading, известных как Prescott и созданных по технологии 90 нм. Высокая производительность материнской платы Gigabyte GA-8I915G Pro достигается благодаря поддержке процессорной шины с частотой передачи данных 800/533 МГц и модулей двухканальной подсистемы оперативной памяти. За счет использования интегрированных графических средств и модулей DDR 400/333 SDRAM достигается оптимальное соотношение функциональных возможностей и стоимости системы, созданной на основе Gigabyte GA-8I915G Pro.

Достижение же высоких технических и эксплуатационных параметров не в последнюю очередь обеспечивается благодаря использованию в архитектуре данной материнской платы набора системной логики — чипсета Intel 915G, обладающего встроенными графическими средствами последнего поколения. Этот чипсет является сложным изделием, созданным на основе использования современных компьютерных архитектур и полупроводниковых технологий. Он обеспечивает реализацию большого числа контроллеров периферийных устройств.

Чипсет Intel 915G материнской платы Gigabyte GA-8I915G Pro

Чипсет Intel 915G (i915G) 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 LGA775 и работающими с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus), тактовая частота которой может составлять 133 или 200 МГц. Возможно использование моделей, рассчитанных на частоту шины 400 МГц.

Как известно шина FSB типа QPB при тактовой частоте 133 МГц осуществляет передачу данных с частотой 533 МГц, адресной части — 266 МГц, что обеспечивает пиковую пропускная способность до 4,2 Гбайт/с. При тактовой частоте 200 МГц передача данных осуществляется с частотой 800 МГц, а адресной части — 400 МГц. В этом режиме пиковая пропускная способность достигает значения 6,4 Гбайт/с. Шиной поддерживается 32-битная адресация, что обеспечивает до 4 Гбайт оперативной памяти.

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 i915G состоит из микросхем Intel 82915G Graphics and  Memory Controller Hub (GMCH) 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, или микросхема Intel 82801FW (ICH6W) с интегрированным контроллером Wi-Fi, или микросхема Intel 82801FRW (ICH6RW), обладающая обеими указанными функциями (Intel временно прекратила выпуск микросхем ICH6, поддерживающих функции WiFi, ввиду недостаточного спроса для массового производства).

Микросхемы GMCH и ICH соединены специальной локальной шиной Direct Media Interface (DMI) со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с в каждом направлении: полный дуплекс.  

Компонента 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 оперативной памятью. Кроме того, они организуют работу интегрированных графических средств на базе технологии Intel GMA 900, пришедшей на смену Intel Extreme Graphics 2, графического интерфейса PCI Express x16 и средств связи с микросхемой  ввода/вывода ICH.  

Встроенный в Intel 82915G контроллер процессорной шины FSB типа QPB поддерживает шину с тактовой частотой 200/133/100 МГц, что обеспечивает передачу данных на частотах 800/533/400 МГц.

Встроенный в микросхему Intel 82915G 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. Максимальный объема оперативной памяти — до 4 Гбайт. Двухканальная память DDR2 с частотой 533 МГц имеет максимальную пропускную способность до 8,5 Гбайт/с.

Микросхемой GMCH поддерживаются разные частотные режимы работы для шин процессора и памяти.

Управление периферийными устройствами компьютера осуществляет вторая компонента чипсета — I/O Controller Hub (ICH6). При этом необходимо отметить, что в чипсете i915G 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 i915G.

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, 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 — ICH6R, ICH6W, ICH6RW.

Состав комплекта Gigabyte GA-8I915G Pro

Рис. 1. Комплект материнской платы  Gigabyte GA-8I915G Pro

В состав комплекта платы Gigabyte GA-8I915G Pro стандартно входят:

·         Упаковочная коробка,

·         Материнская плата Gigabyte GA-8I915G Pro,

·         Защитная панель ввода/вывода, соответствующая спецификации ATX 2.01, 

·         Краткое руководство пользователя на английском языке,

·         Компакт-диск с программным обеспечением от Gigabyte,

·         Два кабеля для подключения ATA66/100/133, два кабеля Serial ATA 150, кабель для подключения гибкого дисковода, переходник питания Serial ATA 150,

·         Три панельки с внешними разъемами (1 – COM, 2 – 2 USB, 3 – 2 USB + 2 IEEE1394) .

Основные технические параметры материнской платы Gigabyte GA-8I915G Pro

Рис. 2. Материнская плата  Gigabyte GA-8I915G Pro

Рис. 3. Разъемы материнской платы Gigabyte GA-8I915G Pro

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 корпусе LGA775.

Чипсет

·         Intel 82915G (GMCH),

·         Intel 82801FB (ICH6),

·         Firmware Hub (FWH).

Оперативная память

·         Четыре разъёма (240 контактов) для оперативной памяти DIMM,

·         Поддержка одного или двух каналов оперативной памяти,

·         Модули DDR 400 или DDR 333,

·         максимальный объем — до 4 Гбайт.

Видео

·         Графическая подсистема Intel GMA900,

·         Возможность установки видеоадаптера в слот PCI Express X16.

Аудио

·         Аудиоподсистема на базе кодека C-Media 9880 CODEC (UAJ).

Serial ATA

·         ICH6,

·         Четыре порта Serial ATA 150.

IDE

·         ICH6,

·         Один порт IDE (Ultra DMA 33/66/100).

IDE RAID

·         Чипсет GigaRAID IT8212,

·         Поддержка RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, RAID JBOD.

USB 2.0

·         Восемь портов USB 2.0.

LAN

·         Гигабитная (10/100/1000 Мбит/с) сетевая подсистема на базе гигабитного сетевого контроллера Marvell 8001.

Системный BIOS

·         Award BIOS.   

Интерфейсы периферийных устройств

·         Восемь портов USB 2.0,

·         Три порта IEEE1394,

·         Один параллельный порт,

·         Один порт флоппи-дисковода,

·         Порты PS/2* клавиатуры и мыши.

Система ввода/вывода

·         Контроллер ввода/вывода IT8712.

Слоты

·         один слот PCI Express x16,

·         три слота PCI Express x1,

·         два слота PCI.

Форм-фактор

·         микро-ATX,

·         Размеры 243,84 мм х 243,84 мм.

Особенности архитектуры Gigabyte GA-8I915G Pro

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. 

Высокая производительность современных процессоров сопровождается значительным теплообразованием. Это требует соответсвующих средств охлаждения. Так, например, мощные боксовые процессоры Intel Pentium 4 снабжены радиатором с радиальным расположением ребер. Учитывая высокую теплотворную способность таких изделий, в основание радиатора вмонтирована вставка из меди.

Соответствующих средств охлаждения требуют и микросхемы чипсета. В первую очередь это касается GMCH, в состав которой встроены контроллеры, отвечающие за связь с процессором, подсистемами оперативной памяти и видео, а также с микросхемой ICH (Рис. 4).

Рис. 4. Микросхемы Graphics and Memory Controller Hub (GMCH) и I/O Controller Hub (ICH6) со средствами охлаждения

Необходимо отметить, что материнская плата Gigabyte GA-8I915G Pro ориентирована как основа высокопроизводительных систем. Поэтому целесообразно использовать процессоры Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading и шиной 800 МГц. Но могут использоваться и менее производительные Intel Celeron.

Для снижения стоимости владения совместно с платой используются модули DDR SDRAM. Режим их работы может быть одно- или двухканальным. Двухканальный режим позволяет получить максимально сбалансированную систему, когда полосы пропускания процессорной шины и шины памяти совпадают и составляют равные величины — 6,4 Гбайт/с.    

Учитывая же тот факт, что во многих случаях реализации систем на Gigabyte GA-8I915G Pro используются графические средства в составе микросхемы GMCH чипсета i915G, целесообразно использовать исключительно двухканальную конфигурацию оперативной памяти.

Анализируя возможности интегрированных видео средств, необходимо отметить, что встроенный графический адаптер Intel GMA 900 обеспечивает: поддержку HDTV, широкоэкранных жидкокристаллических дисплеев, подключения двух дисплеев одновременно, ускорение Microsoft DirectX 9 для трехмерной графики. Производительность более чем в 1,5 раза превышает производительность предыдущих графических решений Intel.

В случае недостаточности производительности интегрированной видеоподсистемы есть возможность применения внешнего видеоадаптера PCI Express х16. Графическое решение PCI Express x16 превышает быстродействие лучших внешних графических адаптеров с интерфейсом AGP 8X.

За управление устройствами ввода-вывода отвечает компонента чипсета ICH6.

Из особенностей архитектуры  следует отметить аудиоподсистему, реализующую 2/4/5.1/7.1 аудиоканалов. В качестве кодека использована микросхема C-Media 9880 CODEC.

В архитектуру материнской платы встроен сетевой контроллер Gigabit Ethernet, реализованный на микросхеме контроллера Marvell 8001 на шине PCI. Подключение осуществляется через встроенный разъем RJ45 (LAN).

Архитектура материнской платы имеет в своем составе четыре порта Serial ATA 150 (2 устройства) и один порт Parallel ATA-100 (UltraDMA 100/66/33, 1 устройство). Для повышения надежности подсистемы HDD можно использовать RAID — RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, RAID JBOD.  

Повышению надежности способствует также использование в архитектуре материнской платы Gigabyte GA-8I915G Pro двух микросхем с BIOS — технология Dual BIOS (Рис. 5). Наличие копии облегчает замену программного кода BIOS. Кроме того, копия может быть полезной при решении проблем, связанных с вирусными атаками.

Рис. 5. Разъемы PCI, PCI Express х1, микросхемы Dual BIOS (выделены красным)    

Для расширения компьютерной системы, создаваемой на базе материнской платы Gigabyte GA-8I915G Pro, служат соответствующие слоты, представленные традиционными разъемами PCI и PCI Express x1 (Рис. 5). При этом необходимо отметить, что PCI Express x1 обеспечивает скорость более чем в 3,5 раза превышает скорость традиционной PCI.

Энергоснабжение элементов материнской платы Gigabyte GA-8I915G Pro осуществляется через систему импульсных стабилизаторов.

В многоканальном импульсном стабилизаторе напряжения питания процессора (Рис. 6), традиционно расположенном вокруг процессорного сокета, применено большое количество фильтрующих конденсаторов.

Кроме этого преобразователя, на плате имеются дополнительные преобразователи напряжения питания PCI Express x16 и модулей оперативной памяти (Рис. 6).

Рис. 6. VRM материнской платы Gigabyte GA-8I915G Pro

В архитектуре материнской платы Gigabyte GA-8I915G Pro реализованы возможности аппаратного мониторинга, обеспечивающего контроль за напряжениями питания и работой охлаждающих вентиляторов. Кроме того, реализованы функции разгона и ряд фирменных технологий, облегчающих настройку и эксплуатацию системы, созданной на основе материнской платы Gigabyte GA-8I915G Pro.

Устойчивость и надежность

А что же касается оценки основных эксплуатационных параметров описанной материнской платы, то следует отметить, что при выполнении тестов плата Gigabyte GA-8I915G Pro работала устойчиво.

Для получения данных о надежности платы Gigabyte GA-8I915G Pro следует обратиться либо к компьютерным  фирмам, осуществляющим реализацию этого изделия, либо непосредственно к производителю материнской палаты — компании Gigabyte через ее представительства.   

Высокопроизводительная плата Gigabyte GA-8I915G Pro, воплотившая в своей архитектуре ряд новейших, перспективных технологий, может быть рекомендована широкому кругу пользователей.

Материнская плата Gigabyte GA-8I915G Pro предоставлена компанией "Аэртон Санкт-Петербург" (www.airtonspb.ru)


Статья опубликована в журнале Компьютер Прайс (Computer Price).