Архитектура Gigabyte GA-8I945P-G

Евгений Рудометов

http://www.rudometov.com

Практически сразу после объявления компанией Intel наборов микросхем системной логики, обеспечивающих поддержку двуядерных моделей ее процессоров, компания Gigabyte выпустила материнскую плату Gigabyte GA-8I945P-G. В архитектуре этой платы реализован ряд перспективных  технологий

Известно, что материнские платы относятся к одним из важнейших комплектующих компьютера. Не подвергая сомнению значение центрального процессора, необходимо отметить, что именно материнская плата в значительной степени определяет функциональные возможности компьютерной системы. Неудачная плата – и проблемы не отпустят пользователя, удачный же выбор обеспечит максимальную реализацию потенциальных возможностей остальных комплектующих.

Именно поэтому производители постоянно работают над совершенствованием архитектуры материнских плат, расширяя диапазон их функций. Это обычно  достигается за счет использования более совершенных схемотехнических решений и применения новейших микросхем, к числу которых относятся наборы микросхем системной логики (чипсеты). Последнее особенно важно, учитывая выпуск компанией Intel новых процессоров, включая недавно объявленные модели с двумя ядрами, объединенные в едином корпусе.

Для поддержки устойчивой работы таких двуядерных моделей процессоров потребовался выпуск специальных чипсетов, ставших основой новейших вариантов материнских плат. Очевидно, что первыми стали фирмы, занимающие верхние строчки списка производителей этого вида продукции.

К их числу относится компания Gigabyte, входящая в тройку основных производителей материнских плат. Этот производитель оперативно реагирует на тенденции рынка, предлагая широкую гамму продукции, включая новейшие модели материнских плат, рассчитанных на поддержку высокопроизводительных процессоров.

Одной их недавно анонсированных компанией Gigabyte моделей этих высокотехнологичных изделий является плата Gigabyte GA-8I945P-G, поддерживающая процессоры корпорации Intel, включая топовые варианты IntelPentium 4 и новейшие двуядерные модели IntelPentium D в конструктиве  LGA 775. Кроме этого, реализованы двухканальная память DDRII SDRAM, функции RAID, гигабитный Ethernet, многоканальная аудиосистема и т. п.      

Основой этой платы стал объявленный пару недель назад новейший чипсет Intel 945P.

Чипсет Intel 945P материнской платы Gigabyte GA-8I945P-G

Рис. 1. Структура компьютера, созданного на основе чипсета Intel 945P

Чипсет Intel 945P (i945P) 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, 200, 266 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. В режиме же с тактовой частотой 266 МГц частота передачи данных достигает 1066 МГц.

Шиной поддерживается 32-битная адресация, что обеспечивает до 4 Гбайт оперативной памяти.

Особенностью чипсета I945P является поддержка двуядерных процессоров Intel, что формально не обеспечивают чипсеты предыдущего семейства I915.  

Традиционно для наборов микросхем системной логики чипсет I945P состоит из двух компонентов, называемых Memory Controller Hub (MCH) и I/O Controller Hub (ICH).

Базовый комплект чипсета i945P состоит из микросхем Intel 82945P Memory Controller Hub (MCH) и Intel 82801GB (ICH7). В качестве второй микросхемы может использоваться улучшенный вариант ICH7, представленный микросхемой Intel 82801GR (ICH7R), 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 2 Гбайт/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 533/800/1066 МГц и двухканальной оперативной памятью. Кроме того, они организуют работу графического интерфейса PCI Express x16 (до 8 Гбайт/с) и средств связи с микросхемой  ввода/вывода ICH.  

Встроенный в Intel 82945P 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 в микросхему Intel 82945P 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). Предусмотрена  поддержка только DDRII SDRAM (400/533/667). В отличие от предыдущего набора семейства I915 у чипсета i945P отсутствует возможность конфигурации с использованием DDR SDRAM

Максимальный объем оперативной памяти — до 4 Гбайт. Двухканальная память DDR II SDRAM с частотой 533 МГц имеет максимальную пропускную способность до 8,5 Гбайт/с, а с частотой 667 МГц — до 10,7 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 i945P использована микросхема ICH седьмой версии. В соответствии с этим фактом она получила наименование ICH7 и представлена микросхемой Intel 82801GB. Эта микросхема входит в базовый набор чипсета i945P.

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 300 (SATA II — до  300 Мбайт/с), восемь портов USB 2.0, до четырех PCI Express x1, до шести 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 (10/100/1000 Mb/s Ethernet), SMBus, APIC, ACPI Rev.2.0, а также другие средства и функции.

Кроме Intel 82801GB, как было указано выше, возможно использование расширенной версии хаба ICH7 — ICH7R (поддержка функций RAID и до шести PCI-E).

Остается добавить, что кроме чипсета i945P компанией Intel выпущен набор (точнее – микросхема) i945G с интегрированными средствами графики. Интегрированный чипсет i945G отличается от раздельного i945P только наличием графического ядра Intel Graphics Media Accelerator (GMA) 950. В остальном оба чипсета идентичны. По утверждению компании графическое ядро GMA 950 вдвое превышает по производительности в тестах 3DMark05 предыдущее интегрированное решение Intel – GMA 900 (i915G). Декларируется также поддержка HDTV с разрешением до 1080i.

Состав комплекта Gigabyte GA-8I945P-G

Рис. 2. Состав комплекта Gigabyte GA-8I945P-G

Согласно сопровождающим документам в состав комплекта стандартно входят:

·         Упаковочная коробка,

·         Материнская плата Gigabyte GA-8I945P-G,

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

·         Компакт-диск с программным обеспечением от Gigabyte,

·         Кабели Ultra DMA 66/100/, Serial ATA, Floppy,

·         Документация.

Основные технические параметры материнской платы Gigabyte GA-8I945P-G

Рис. 3. Материнская плата Gigabyte GA-8I945P-G

Рис. 4. Разъемы материнской платы Gigabyte GA-8I945P-G

Процессор

·         Поддержка процессоров Intel Pentium 4 и Intel Pentium D в конструктиве LGA775 с системной шиной 1066/800/533 МГц и с технологией Hyper-Threading (HT)

Чипсет

·         Northbridge: Intel 82945P (MCH),

·         Southbridge: Intel 82801GB (ICH7).

Оперативная память

·         Четыре разъема (1,8 В) для оперативной памяти DIMM,

·         Поддержка двух каналов DDR II 667/533/400 (DDR 667 в режиме 1066/800 МГц) SDRAM,

·         Максимальный объем DDRII SDRAM — до 4 Гбайт.

Видео

·         Видеоадаптер в слоте PCI Express X16.

Аудио

·         Аудиоподсистема на базе кодека ALC882 CODEC,

·         Поддержка 2/4/6/8 аудиоканалов.

Serial ATA

·         ICH7,

·         Четыре порта Serial ATA 300.

IDE

·         ICH7,

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

IDE RAID

·         Микросхема GigaRAID IT8212F,

·         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 (четыре – через кабель).

LAN

·         Гигабитная (10/100/1000 Мбит/с) сетевая подсистема на базе гигабитного сетевого контроллера Broadcom 5789.

Системный BIOS

·         Используется Award BIOS (по лицензии).  

Порты задней панели

·         Порты PS/2 клавиатуры и мыши,

·         Один параллельный порт LPT,

·         Один последовательный COM,

·         Четыре порта USB 2.0/1.1,

·         Один порт RJ45,

·         Шесть разъемов аудио (7.1-канальный выход, линейный вход, микрофон),

·         Один коаксиальный S/P-DIF выход,

·         Один оптический S/P-DIF выход.

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 220 мм.

Особенности архитектуры Gigabyte GA-8I945P-G

Материнская плата создана в соответствии с существующими требованиями, определяемыми высокочастотными компонентами и требованиями энергопитания.

К сожалению, высокая производительность современных комплектующих сопровождается значительным теплообразованием. Это требует соответствующих средств охлаждения, используемых в архитектуре материнской платы.  Как пример используемого решения, можно привести микросхему MCH (Рис. 5), в состав которой встроены контроллеры, отвечающие за связь с процессором, подсистемами оперативной памяти и видео, а также с микросхемой ICH (в данном случае ICH7).

Рис. 5. Входящие в состав чипсета Intel 945P микросхемы Memory Controller Hub (MCH) и I/O Controller Hub (ICH7) со средствами охлаждения

Несмотря на скромные по существующим меркам размеры радиатора, он успешно выполняет свои функции. Здесь следует отметить, что при максимальной вычислительной нагрузке радиатор довольно сильно нагревается, однако значения температуры остаются в допустимых рамках. Кстати, максимальная допустимая температура корпуса MCH — более 80, а ICH7 — более 100 градусов Цельсия.

Необходимо отметить, что материнская плата Gigabyte GA-8I945P-G ориентирована в качестве основы массовых высокопроизводительных систем широкого применения. Архитектура обеспечивает поддержку новейших моделей процессоров Intel. К этим моделям относятся топовые варианты Intel Pentium 4, процессоры линейки Extreme Edition, а также новый класс изделий —  двуядерные модели. Целесообразно использовать именно эти процессоры, работающие при высоких тактовых частотах шины — 1066 и 800 МГц. Однако возможно применение и менее производительных вариантов, представленных процессорами Intel Celeron, рассчитанных на шину 533 МГц.

Архитектура материнской платы Gigabyte GA-8I945P-G рассчитана на использование как одноканальных, так и двухканальных конфигураций подсистемы оперативной памяти с модулями DDR II SDRAM. Без ограничений могут применяться модули DDR II 400 и 533 МГц. В режимах с частотой процессорной шины 800 и 1066 МГц возможно использование модулей DDR II 667. Очевидно, что двухканальные конфигурации являются предпочтительными, поскольку обеспечивают достижение максимального значения полосы пропускания для подсистемы оперативной памяти, особенно в случае применения модулей DDR II 667.  

Еще одним атрибутом высокой производительности является PCI Express x16. 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 в Gigabyte GA-8I945P-G используется микросхема Intel 82801GB (ICH7), 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 ALC882 CODEC. Реализовано восемь аудиоканалов.

В архитектуру материнской платы встроен сетевой контроллер Gigabit Ethernet, реализованный на микросхеме контроллера Broadcom 5789, подключенный через шину PCI Express х1. 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 Gigabyte GA-8I945P-G, служат соответствующие слоты, представленные традиционными разъемами PCI (до 133 Мбайт/с) и PCI Express x1 (до 500 Мбайт/с).  

Еще одна особенность Gigabyte GA-8I945P-G — это организация дисковой подсистемы накопителей на жестких магнитных дисках.

Архитектура материнской платы благодаря поддержке компоненты чипсета ICH7 имеет в своем составе четыре порта Serial ATA 300 (четыре устройства) и один порт Parallel ATA-100 (UltraDMA 100/66/33, два устройства IDE).

Несмотря на использование микросхемы ICH7, которая не предусматривает RAID, эти функции все-таки реализованы. Это достигнуто за счет применения специализированной микросхемы IT8212. С помощью данной микросхемы реализованы функции RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, RAID JBOD.

С целью расширения возможностей материнской платы в ее архитектуру интегрирован дополнительный чип, обеспечивающий работу с дополнительным набором  накопителей — GigaRAID IT 8212F. Эта микросхема обеспечивает работу Parallel ATA IDE с поддержкой протоколов UltraDMA 133/100/66, а также функции RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, JBOD.

На Рис. 7 представлены разъемы дисковой подсистемы, входящей в состав  архитектуры материнской платы Gigabyte GA-8I945P-G.

Рис. 7. Разъемы дисковой подсистемы материнской платы Gigabyte GA-8I945P-G

Рассматривая возможности материнской платы Gigabyte GA-8I945P-G, необходимо отметить, что эта плата поддерживает целый ряд фирменных технологий. В качестве примера можно отметить аппаратно-программную поддержку развитой системы разгона (overclocking).

Энергоснабжение элементов материнской платы Gigabyte GA-8I945P-G осуществляется через систему импульсных стабилизаторов.

В многоканальном импульсном стабилизаторе напряжения питания процессора (Рис. 8), традиционно расположенном вокруг процессорного сокета, применено большое количество фильтрующих конденсаторов.

Рис. 8. VRM материнской платы Gigabyte GA-8I945P-G

Кроме этого преобразователя, на плате имеются дополнительные преобразователи напряжения питания PCI Express x16 и модулей оперативной памяти (Рис. 8).

В архитектуре материнской платы Gigabyte GA-8I945P-G реализованы возможности аппаратного мониторинга, обеспечивающего контроль за напряжениями питания и работой охлаждающих вентиляторов.

Устойчивость и надежность

В процессе длительного тестирования материнская плата Gigabyte GA-8I945P-G работала устойчиво, как это обычно и характерно для изделий этого производителя.

Материнская плата Gigabyte GA-8I945P-G может быть рекомендована широкому кругу пользователей в качестве основы высокопроизводительных систем, ориентированных на использование топовых вариантов процессоров Intel, включая двуядерные модели.

Материнская плата Gigabyte GA-8I945P-G предоставлена московским представительством компании Gigabyte


Статья опубликована в журнале Компьютер Прайс (Computer Price).