Архитектура Gigabyte GA-8I915P Duo Pro

Евгений Рудометов

http://www.rudometov.com

Реализация новейших технологий, предложенных корпорацией Intel, требует соответствующих комплектующих, отличающихся нередко повышенной ценой. Для снижения стоимости владения компания Gigabyte разработала и выпустила материнскую плату Gigabyte GA-8I915P Duo Pro, которая рассчитана на использование двухканальной подсистемы оперативной памяти с модулями как традиционной DDR SDRAM, так и новейшей DDR II SDRAM. В архитектуре этой платы, созданной на основе чипсета Intel 915P реализован ряд перспективных отраслевых и фирменных технологий

Современные компьютерные комплектующие, представленные на  отечественном рынке, отличаются большим разнообразием. Широта их номенклатуры  затрудняет выбор для потенциальных пользователей. Особенно сложно сделать оптимальный выбор в случае таких сложных изделий, как материнские платы, в архитектуре которых находят воплощение самые современные технологии, активно внедряемые лидерами отрасли. Не только специалистам, но и непрофессиональным пользователям хорошо известно, что представленные сегодня на компьютерном рынке модели материнских плат отличаются и архитектурой, и функциональными возможностями, и дизайном. От совокупности этих характеристик, в конечном счете, зависит цена изделия, а соответственно и цена будущего компьютера.

Десятки крупных и мелких производителей материнских плат настойчиво рекомендуют потенциальным пользователям свои многочисленные решения. Их изделия отличаются не только ценой и упаковкой, но и функциональными возможностями, параметрами надежности и устойчивости работы. При этом данные параметры в значительной степени зависят от выбора микросхем и качества изготовления плат фирмами-производителями. А это зависит от поставщиков, квалификации разработчиков, используемого оборудования и тщательности тестирования. Все это отражается на цене конечных систем.

К слову сказать, повышению цены способствуют и новейшие перспективные комплектующие, внедряемые пакетом, нередко с высокой скоростью. Как пример достаточно вспомнить о сравнительно недавних инновациях компании Intel, связанных с одновременной сменой процессорных корпусов и разъемов,  чипсетов, слотов и спецификаций видеоадаптеров и карт расширения, типа оперативной памяти.

В основе модификации платформы лежит стремление к продвижению на компьютерный рынок новых решений, обеспечивающих резкое повышение производительности и расширение функциональных возможностей. Все это по замыслу разработчиков должно стимулировать повышение спроса и обеспечить высокий уровень промышленного роста для отрасли, конечно, с увеличением прибыли для производителей.

Отдавая должное данным усилиям, следует отметить, что следствием данных шагов является временное увеличение стоимости компьютеров. Действительно, достаточно сравнить цены модулей традиционной памяти DDRSDRAM и новейшей DDRII SDRAM. Как можно было и предположить, новое, перспективное решение отличается существенно большей ценой. Учитывая же существующие тенденции, связанные с быстрым увеличением объемов оперативной памяти, можно легко оценить рост стоимости владения – показателя, столь любимого крупными корпорациями. Они довольно часто приводят его в своих многочисленных исследованиях, направленных на доказательство преимуществ созданных ими решений.

Понимая важность снижения данного показателя, ряд производителей предлагают различные варианты, связанные с постепенным переходом на новые платформы и технологии. Одним из путей является разработка специальных материнских плат, допускающих альтернативный выбор используемых комплектующих при выборе оптимальной конфигурации.

В качестве примера одной из современных моделей, реализующих данный подход, можно привести материнскую плату Gigabyte GA-8I915P Duo Pro, созданную известной фирмой Gigabyte (Giga-Byte Technology Co., Ltd). Эта фирма, как известно, 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 этой плате нашли воплощение многие перспективные общеотраслевые технологии, к которым относятся LGA775, PCI Express, RAID 0/1/0+1/JBOD и др. Плата Gigabyte GA-8I915P Duo 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-8I915P Duo Pro достигается благодаря поддержке процессорной шины с частотой передачи данных 800/533 МГц и модулей двухканальной подсистемы оперативной памяти.

Особую гибкость решений обеспечивает возможность выбора типа оперативной памяти: могут использоваться либо модули DDR SDRAM, либо модули DDRII SDRAM. Этим достигается оптимальное соотношение функциональных возможностей и стоимости системы, созданной на основе Gigabyte GA-8I915P Duo 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 915P.

Чипсет Intel 915P материнской платы Gigabyte GA-8I915P Duo Pro

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, или микросхема Intel 82801FW (ICH6W) с интегрированным контроллером Wi-Fi, или микросхема Intel 82801FRW (ICH6RW), обладающая обеими указанными функциями. Здесь следует отметить, что корпорация Intel временно прекратила выпуск варианты микросхем ICH6, поддерживающие функции Wi-Fi, ввиду недостаточного спроса для оправдания массового производства.

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 для обеспечения корректной работы 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 — ICH6R, а также ICH6W, ICH6RW (с учетом  отмеченного выше замечания о временном сокращении номенклатуры ICH6).

Состав комплекта Gigabyte GA-8I915P Duo Pro

Рис. 1. Комплект материнской платы  Gigabyte GA-8I915P Duo Pro

В состав комплекта платы Gigabyte GA-8I915P Duo Pro стандартно входят:

·         Упаковочная коробка,

·         Материнская плата Gigabyte GA-8I915P Duo 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,

·         Две панельки с внешними разъемами (1 – 2 USB, 2 – 2 USB + 2 IEEE1394) .

Основные технические параметры материнской платы Gigabyte GA-8I915P Duo Pro

Рис. 2. Материнская плата  Gigabyte GA-8I915P Duo Pro

Процессор

·         Поддержка процессора Intel Pentium 4 в корпусе LGA775 с системной шиной 533/800 МГц и с технологией Hyper-Threading (HT),

·         Поддержка процессоров Intel Celeron D в корпусе LGA775 с системной шиной 533 МГЦ,

·         Intel Pentium 4 Extreme Edition.

Чипсет

·         Intel 82915P (MCH),

·         Intel 82801FB (ICH6R),

·         Firmware Hub (FWH).

Оперативная память

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

·         Два слота DIMMDDR SDRAM,

·         Поддержка двух каналов DDR 400 или DDR 333 SDRAM,

·         Максимальный объем DDRSDRAM — до 4 Гбайт,

·         Два слота DIMMDDR II SDRAM,

·         Поддержка двух каналов DDR II 533/400 (DDR 600 в режиме разгона) SDRAM,

·         Максимальный объем DDRII SDRAM — до 4 Гбайт.

Видео

·         Видеоадаптер в слоте 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 VT6410,

·         Два порта IDE (Ultra DMA 33/66/100/133),

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

USB 2.0

·         Восемь портов USB 2.0 (4 через кабель).

LAN

·         Две Гигабитных (10/100/1000 Мбит/с) сетевых подсистемы на базе гигабитных сетевых контроллеров Broadcom 5789.

Системный BIOS

·         Используется Award BIOS (по лицензии).   

Интерфейсы периферийных устройств

·         Восемь портов USB 2.0 (4+4),

·         Три порта IEEE1394 (через кабель),

·         Один параллельный порт LPT,

·         Один последовательный COM

·         Один порт флоппи-дисковода,

·         Один IR,  

·         Порты PS/2* клавиатуры и мыши.

Система ввода/вывода

·         Контроллер ввода/вывода IT8712.

Слоты

·         один слот PCI Express X16,

·         два слота PCI Express x1,

·         три слота PCI.

Форм-фактор

·         ATX,

·         Размеры  305 мм х 244 мм.

Особенности архитектуры Gigabyte GA-8I915P Duo Pro

Материнская плата создана в соответствии с референс-дизайном, что, впрочем, и неудивительно, поскольку в противном случае невозможно обеспечить работоспособность.

В архитектуре платы используется разъем LGA 775 (Рис. 1). 

Рис. 3. Процессорный разъем материнской платы GigabyteGA-8I915P Duo Pro

Высокая производительность современных процессоров сопровождается значительным теплообразованием. Соответствующих средств охлаждения требуют и микросхемы чипсета, работоспособность которых обеспечена пассивными кулерами, представленными радиаторами из меди (Рис. 4).

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

Необходимо отметить, что материнская плата Gigabyte GA-8I915P Duo 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 D. Конечно, могут применяться и самые производительные процессоры — Intel Pentium 4 Extreme Edition, выполненных в корпусах с разъемом LGA 775. Однако следует учитывать, что розничная цена их верхних моделей нередко превышает $1000, что не соответствует цене материнской платы, ориентированной на снижение общей стоимости системы.

Для снижения стоимости владения совместно с платой могут использоваться как традиционные модули DDR SDRAM, так и более производительные модули DDR II SDRAM. Правда, прирост от существующих модулей DDR II SDRAM составляет всего несколько процентов, однако для многих пользователей это может быть решающим аргументом, несмотря на более высокую цену данного варианта. Остальные пользователи могут осуществить переход на DDR II после снижения их цены.

Дополнительного прироста производительности можно достичь использованием несертифицированного режима DDR II 600. Этот достигается установкой для параметра частоты шины процессора 800 МГц и выбором режима overclocking в BIOS Setup.

Остается добавить, что режим работы подсистемы оперативной памяти может быть одно- или двухканальным. Двухканальный режим позволяет получить максимально сбалансированную систему. К сожалению, необходимо подчеркнуть, что невозможно использование обоих типов модулей (DDR и DDR II), поскольку это не допускает архитектура самого чипсета Intel 915P.

Из особенностей архитектуры следует отметить применение внешнего видеоадаптера PCI Express х16. Графическое решение PCI Express x16 превышает быстродействие лучших внешних графических адаптеров с интерфейсом AGP 8X примерно в три раза, хотя для существующих программных приложений заложенный потенциал реализовать в полной мере и не удастся.

Еще одной особенностью является аудиоподсистема, реализующая 2/4/5.1/7.1 аудиоканалов. В качестве кодека использована микросхема C-Media 9880 CODEC.

В архитектуру материнской платы встроены два сетевых контроллера Gigabit Ethernet, реализованных на микросхемах контроллеров Broadcom 5789001, подключенных через шину PCI Express X1. Подключение осуществляется через встроенные разъемы 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-8I915P Duo 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. Микросхемы Dual BIOS (выделены красным)    

Для расширения компьютерной системы, создаваемой на базе материнской платы Gigabyte GA-8I915P Duo Pro, служат соответствующие слоты, представленные традиционными разъемами PCI и PCI Express x1. При этом необходимо отметить, что PCI Express x1 (500 Мбайт/с )обеспечивает скорость более чем в 3,5 раза превышает скорость традиционной PCI (133 Мбайт/с).

Энергоснабжение элементов материнской платы Gigabyte GA-8I915P Duo 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-8I915P Duo Pro

В архитектуре материнской платы Gigabyte GA-8I915P Duo 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-8I915P Duo Pro.

При выполнении тестов предоставленный экземпляр платы Gigabyte GA-8I915P Duo Pro работал устойчиво.   

Высокопроизводительная плата Gigabyte GA-8I915P Duo Pro может быть рекомендована широкому кругу пользователей, особенно тем, кто предпочитает постепенный переход от DDR к DDRII.

Материнская плата Gigabyte GA-8I915P Duo Pro предоставлена компанией "Аэртон Санкт-Петербург" (www.airtonspb.ru)