Архитектура Micro-Star MSI P4N Diamond

Евгений Рудометов

authors@rudometov.com

Отвечая на запросы рынка, компания Micro-Star International разработала и выпустила высокопроизводительную материнскую плату MSI P4N Diamond с поддержкой двухканальной подсистемы оперативной памяти на основе модулей DDR II 667 и с реализацией новомодной технологии SLI, обеспечивающей одновременное использование двух видеоадаптеров

Компания Micro-Star International (MSI) не нуждается в особом представлении. Ее изделия хорошо известны отечественным пользователям. Особенно это касается материнских плат.

В качестве примера  одной из современных моделей можно привести MSI P4N Diamond. В этой плате нашли воплощение многие перспективные общеотраслевые технологии, включая новомодную SLI, обеспечивающую значительную производительность видеоподсистемы компьютера за счет использования двух видеоадаптеров.   

Часть из современных технологий реализуется через недавно разработанный набор микросхем системной логики (чипсет) nVidianForce4 SLIIntel Edition.  

Чипсет nVidianForce4 SLIIntel Edition

Рис. 1. Структура компьютера, созданного на основе чипсета nVidia nForce4 SLI Intel Edition

Чипсет nVidianForce4 SLIIntel Edition (nForth4 SLIIE) представляет собой одну из модификаций nVidianForce4.

Линейка чипсетов nVidia nForth4

Функция

nForth4 SLI

nForth4 SLI

nForth4 Ultra

nForth4

Поддержка платформы

Intel

AMD

AMD

AMD

Процессор

Intel P4 Socket 775

Athlon 64 FX, Athlon 64

Athlon 64 FX, Athlon 64, Sempron

Athlon 64 FX, Athlon 64, Sempron

Число/конфигурация линий PCI Express

20 линий, гибкая конфигурация

20 линий, гибкая конфигурация

20 линий, фиксированная конфигурация (16,1,1,1)

20 линий, фиксированная конфигурация (16,1,1,1)

Поддержка NVIDIA SLI

да

да

-

-

NVIDA DualDDR2

да

-

-

-

Поддержка SATA дисков

4 (3Gb/s)

4 (3Gb/s)

4 (3Gb/s)

4 (1.5Gb/s)

Поддержка PATA дисков

4

4

4

4

RAID5

да

-

-

-

Встроенный Gigabit Ethernet

да

да

да

да

Чипсет nForth4 SLIIE ориентирован на создание высокопроизводительных настольных персональных компьютеров. Поддерживает системы с высокопроизводительными процессорами Intel, созданными по технологии 90 нм, подключаемыми через разъем LGA775 и работающими с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus). Это могут быть, например, IntelPentium 4, Pentium 4 ExtremeEdition, Pentium D, PentiumExtreme Edition, CeleronD. Тактовая  частота процессорной шины может составлять 266, 200, 133 МГц.

Традиционно для наборов микросхем системной логики чипсет nForth4 SLIIE состоит из двух компонентов, представленных двумя микросхемами и выполняющих функции NorthBridge и SouthBridge. Эти микросхемы производитель получили наименование SPP и MCP.

Компоненты чипсета соединены двунаправленной шиной HyperTransport (частота работы 800 МГц).  

Встроенный в SPP контроллер процессорной шины FSB типа QPB поддерживает шину с тактовой частотой 266/200/133 МГц, что обеспечивает передачу данных на частотах 1066/800/533 МГц.

Встроенный интерфейс PCIExpress X16 предусматривает возможность разделения на два отдельных канала PCIExpress X8 для организации режима SLI — технологии, предусматривающей использование двух видеоадаптеров.

Для поддержки высокоскоростных средств предусмотрено до 3 портов PCIExpress X1.

Контроллер памяти предусматривает поддержку двух и одноканального режимов работы памяти DDR II SDRAM (Double Data Rate SDRAM — SDRAM с передачей данных по передним и задним фронтам тактовых импульсов шины памяти). Возможны конфигурации с использованием модулей DDR II SDRAM, работающих на частотах 667 и 533 МГц и  установленных в четыре слота DIMM. Поддерживаются разные частотные режимы работы для шин процессора и памяти.

Управление периферийными устройствами компьютера осуществляет вторая компонента чипсета — MCP.

Встроенные средства микросхемы управления периферийными устройствами базового набора поддерживают: до 4 портов Serial ATA стандарта SATA-300 (SATA II, 300 Мбайт/с, поддержка NCQ), до двух портов ATA-133, возможность организации массива RAID уровней 0, 1 и 0+1 из накопителей на жестких магнитных дисках, подключенных к любым из встроенных контроллеров ATA, до шести слотов PCI (до 5 устройств Bus Master), до десяти устройств USB 2.0, контроллер MAC для локальной сети 10/100/1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet), аудиосредста AC'97 (7.1) и модем MC'97; шину LPC.

Состав комплекта MSI P4N Diamond

Рис. 2. Комплект материнской платы MSIP4N Diamond

В состав комплекта платы MSI P4N Diamond входят:

·         Упаковочная коробка,

·         Материнская плата MSI P4N Diamond,

·         Панель ввода/вывода, соответствующая спецификации ATX 2.01, 

·         Документация,

·         Компакт-диск с программным обеспечением,

·         Дискета с драйверами RAID,

·         Кабели для подключения Serial ATA, ATA66/100/133, Floppy,

·         Планки с внешними разъемами,

·         Опциональная карта расширения для организации беспроводной сети.

Основные технические параметры материнской платы MSI P4N Diamond

Рис. 3. Материнская плата MSIP4N Diamond

Рис. 4. Разъемы материнской платы MSIP4N Diamond

Процессор

·         Поддержка процессора Intel Pentium 4 / Pentium 4 Extreme Edition /  Pentium D / Pentium Extreme Edition / Celeron D в корпусе LGA775 с системной шиной 533, 800, 1066 МГц,

Чипсет

·         nVidia nForce4 SLI Intel Edition (SPP + MCP).

Оперативная память

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

·         Поддержка одного или двух каналов оперативной памяти,

·         Модули DDR II 667 или DDR II 533, или DDR II 400, объемом от 256 Мбайт до 4 Гбайт каждый.

Видео

·         Поддержка технологии SLI.

Аудио

·         Sound Blaster Live 24-bit от Creative аудио контроллер на микросхеме CA0106.

Serial ATA

·         Четыре порта Serial ATA 150.

IDE

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

IDE RAID

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

USB 2.0

·         Десять портов USB 2.0.

IEEE1394

·         Десять портов USB 2.0.

LAN

·         Поддерживаются два сетевых разъема.
- 1-й разъем LAN поддерживает 10/100/1000 Fast Ethernet с помощью микросхемы Marvell 88E1111 phy,
- 2-й разъем PCI Express LAN поддерживает 10/100/1000 Fast Ethernet с помощью микросхемы Marvell 88E8053.

Системный BIOS

·         BIOS материнской платы поддерживает режим "Plug&Play", который автоматически определяет периферийные устройства и карты расширения.

·         Системная плата имеет функцию Desktop Management Interface(DMI), которая запоминает параметры материнской платы.  

Разъемы ввода/вывода задней панели

·         Один параллельный порт,

·         Один последовательный порт,

·         Порты PS/2 клавиатуры и мыши,

·         Один коаксиальный SPDIF выход

·         Один звуковой разъем 6-в-1 (S/SPDIF out)

·         Один порт IEEE1394,

·         Четыре порта USB 2.0,

·         Два разъема RJ-45.

Слоты

·         Один слот PCI Express X16 (работает в режиме х16/х8),

·         Один слот PCI Express X16 (работает в режиме х8/х1),

·         Один слота PCI Express X1,

·         Два слота PCI.

Форм-фактор

·         ATX

·         Размеры  305 мм х 244 мм.

Особенности архитектуры MSI P4N Diamond

Дизайн материнской платы MSI P4N Diamond в целом соответствует стандартам, традиционным для моделей ATX.

Высокая производительность современных микросхем системной логики, состоящих из многих десятков миллионов транзисторов, работающих на очень высоких тактовых частотах, сопровождается значительным теплообразованием. Это требует соответствующих средств охлаждения (Рис. 5).

  

Рис. 5. Микросхемы SPP и MCP со средствами охлаждения

Необходимо отметить, что материнская плата MSI P4N Diamond ориентирована в качестве основы мощных настольных систем. Поэтому совместно с данной платой следует применять высокопроизводительные, топовые процессоры (хотя возможно использование и относительно слабых моделей).

То же относится и к подсистеме оперативной памяти, где целесообразно использовать модули DDR II SDRAM стандарта DDR II 667, подключаемые к системе в двухканальной конфигурации.  

Из важнейших особенностей следует отметить реализацию технологии SLI. Эта технология предусматривает применение в графической подсистеме двух видеоадаптеров. Эти адаптеры в режиме распараллеливания вычислений участвуют в скоростном формировании и выводе каждого из сформированных кадров видеоизображения. Это обеспечивает получение предельной игровой производительности, значительно превышающей производительность   традиционных решений: нередко более чем в полтора раза.

Используемые видеоадаптеры могут устанавливаться в два специальных слота, приведенные на Рис. 6.

Рис. 6. Разъемы материнской платы MSI P4N Diamond

Эти слоты поддерживают спецификации PCI Express x16. При этом возможны два режима: обычный режим и режим SLI.В обычном режиме первый разъем PCI-E работает в режиме PCI Express x16, а второй разъем PCI-E работает в режиме PCI Express x1.

В режиме SLI первый разъем PCI-E работает в режиме PCI Express x8 и второй разъем PCI-E работает также в режиме PCI Express x8.

Здесь следует отметить, что MSI P4N Diamond является материнской платой, в которой поддерживается программное переключение из режима одной видеокарты в режим SLI. В более ранних конкурирующих решениях это переключение осуществлялось вручную с помощью специальных планок, соединяющих видеоадаптеры.

Из еще одной особенности архитектуры  следует отметить аудиоподсистему.  Основой является Sound Blaster Live 24-bit от Creative — аудио контроллер на микросхеме CA0106 (аудио 24-бит , 96~192КГц, отношение сигнал/шум 100дБ, поддерживаются режимы 7.1 каналов аудио, система Surround Sound, технология Dolby Digital, поддерживается цифровой интерфейс S/PDIF, соответствует спецификации PCI 2.3).

В архитектуру материнской платы встроены два сетевых контроллера Gigabit Ethernet. Подключение к локальной компьютерной сети осуществляется через встроенные разъемы RJ45 (LAN).

Дисковые накопители на жестких магнитных дисках (HDD) подключаются посредством портов Serial ATA 150 и портов Parallel ATA-133. Для повышения надежности подсистемы HDD можно использовать RAID — RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, RAID 5, JBOD

Энергоснабжение элементов материнской платы MSI P4N Diamond осуществляется через систему импульсных стабилизаторов.

В многоканальном импульсном стабилизаторе напряжения питания процессора (Рис. 7), традиционно расположенном вокруг процессорного сокета, применено большое количество фильтрующих конденсаторов.

Кроме этого преобразователя, на плате имеются дополнительные преобразователи напряжения питания PCI Express x16 (два PCIExpress X8) и модулей оперативной памяти (Рис. 7).

Рис. 7. VRM материнской платы MSI P4N Diamond

В архитектуре материнской платы MSI P4N Diamond реализованы возможности аппаратного мониторинга (микросхема Winbond W83627THF), обеспечивающего контроль за напряжениями питания (процессора, +3,3 В, +5 В, +12 В и +5 В Standby), температурой (процессора и платы) и работой охлаждающих вентиляторов (процессора и северного моста).

Необходимо также отметить, что в архитектуре материнской платы MSI P4N Diamond реализован ряд фирменных технологий, облегчающих эксплуатацию компьютера и расширяющих его функциональные свойства. К ним относятся, например, такие аппаратно-программные разработки, как CoreCell 2, DOTExpress, LiveUpdate 3 и другие.

Высокопроизводительная плата MSI P4N Diamond, воплотившая в своей архитектуре ряд новейших, перспективных технологий, может быть рекомендована широкому кругу пользователей.

Материнская плата MSI P4N Diamond предоставлена московским представительством компании Micro-Star International  (www.microstar.ru)


Статья опубликована в журнале Компьютер Прайс (Computer Price).