Архитектура Gigabyte GA-8I945G Pro
Евгений Рудометов
http://www.rudometov.com
Развивая линейку своих материнских плат, созданных на основе наборов микросхем системной логики линейки Intel 945, компания Gigabyte разработала и выпустила модель Gigabyte GA-8I945G Pro. В архитектуре этой платы реализован ряд перспективных фирменных и отраслевых технологий
Материнские платы, являющиеся одними из важнейших компьютерных комплектующих, аккумулируют в своей архитектуре многие отраслевые технологии и стандарты. Производители постоянно работают над совершенствованием материнских плат, расширяя диапазон их возможностей. В результате все больше функций, реализованных ранее с помощью специальных, отдельных плат, становятся атрибутами материнских плат. Это увеличивает функциональную насыщенность материнских плат, однако это и повышает степень ответственности разработчиков и производителей этого вида важнейших комплектующих.
Действительно, достаточно незначительных на первый взгляд искажений стандартов и технологий, и работа материнской платы становится неустойчивой. Более того, даже небольшие ошибки проектирования делают ее полностью неработоспособной. Именно поэтому целесообразно использовать изделия от известных производителей, чей уровень проверен временем и опытом и поэтому не вызывает сомнений.
К их числу таких производителей относится компания Gigabyte, входящая в тройку основных производителей материнских плат в мире.
Одной из сравнительно недавно анонсированных компанией Gigabyte моделей является плата Gigabyte GA-8I945G Pro. Эта плата поддерживает процессоры корпорации Intel, включая топовые высокопроизводительные варианты IntelPentium 4 и новейшие двуядерные модели IntelPentium D в конструктиве LGA 775. Кроме этого, реализованы двухканальная оперативная память DDRII SDRAM с модулями DDRII 400/533/667, две подсистемы накопителей на жестких магнитных дисках с функциями RAID, порты SerialATA 300 с пропускной способностью до 300 Мбайт/с, шины PCIExpress X16 и PCIExpress X1, гигабитный Ethernet, многоканальная аудиосистема Intel High Definition Audio и т. п.
Основой этой платы стал объявленный недавно новейший чипсет с интегрированными графическими средствами Intel 945G.
Чипсет Intel 945G материнской платы Gigabyte GA-8I945G Pro
Рис. 1. Структура компьютера, созданного на основе чипсета Intel 945G
Чипсет Intel 945G (i945G) относится к линейке I945, пришедшей на смену I915. Ориентирован на создание высокопроизводительных настольных персональных компьютеров со встроенными в чипсет графическими средствами, как это ранее осуществлял I915G.
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. Это обеспечивает скоростную передачу данных и адреса соответственно с частотами 533/800/1066 МГц и 266/400/533 МГц.
Шиной поддерживается 32-битная адресация, что обеспечивает до 4 Гбайт оперативной памяти.
Особенностью чипсета I945G является поддержка двуядерных процессоров Intel, что формально не обеспечивают чипсеты предыдущего семейства I915.
Традиционно для наборов микросхем системной логики чипсет I945G состоит из двух компонентов, называемых Graphicsand Memory Controller Hub (GMCH) и I/O Controller Hub (ICH).
Базовый комплект чипсета i945G состоит из микросхем Intel 82945G Graphics and Memory Controller Hub (GMCH) 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 GMCH и ICH соединены специальной локальной шиной Direct Media Interface (DMI) со скоростью передачи данных до 2 Гбайт/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 533/800/1066 МГц и двухканальной оперативной памятью. Кроме того, они организуют работу графических средств, представленных встроенным графическим ядром Intel Graphics Media Accelerator (GMA) 950 и графическим интерфейсом PCI Express x16 (до 8 Гбайт/с) для внешнего видеоадаптера, а также средств связи с микросхемой ввода/вывода ICH.
Встроенный в Intel 82945G 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 82945G 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 i945G отсутствует возможность конфигурации системы 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.
Графическое ядро Intel GMA 950, обеспечивающее высокую производительность графических операций и высокое качество воспроизведения видеозаписей. Частота ядра — 400 МГц, для аналогового дисплея используется встроенный 400 МГц 24-разрядный RAMDAC, поддерживаются режимы до 2048 х 1536 @ 75 Гц, для цифрового дисплея — два SDVO порта, поддерживается DMI интерфейс и т. д.
Управление периферийными устройствами компьютера осуществляет вторая компонента чипсета. При этом необходимо отметить, что в чипсете i945G 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 i945G.
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), представленного микросхемой Intel 82801GR.
Остается добавить, что по утверждению компании Intel и, как показывает тестирование, 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-8I945G Pro
Рис. 2. Состав комплекта Gigabyte GA-8I945G Pro
В состав комплекта стандартно входят (Рис. 2):
· Упаковочная коробка,
· Материнская плата Gigabyte GA-8I945G Pro,
· 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-8I945G Pro
Рис. 3. Материнская плата Gigabyte GA-8I945G Pro
Рис. 4. Разъемы материнской платы Gigabyte GA-8I945G Pro
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 82945G (GMCH),
·
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
· Микросхема ICH7R,
· Четыре порта Serial ATA 300.
IDE
· Микросхема ICH7R,
· Один порт IDE (Ultra DMA 33/66/100).
Serial ATA RAID
· Микросхема ICH7R,
· Четыре порта Serial ATA для поддержки RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, RAID 5.
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 порт COAXIAL SPDIF Out,
· Один порт OPTICAL SPDIF Out,
· Один порт VGA,
· Четыре порта USB 2.0/1.1,
· Один порт RJ45,
· Шесть разъемов аудио (7.1-канальный выход, линейный вход, микрофон).
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-8I945G Pro
Материнская плата Gigabyte GA-8I945G Pro (Рис. 3, Рис. 4) создана в соответствии с существующими требованиями, определяемыми высокочастотными компонентами и требованиями энергопитания двуядерных процессоров.
Необходимо отметить, что материнская плата Gigabyte GA-8I945G Pro 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.
Высокая производительность современных комплектующих сопровождается значительным теплообразованием. Это требует адекватных средств охлаждения, используемых в архитектуре материнской платы. Для микросхем чипсета они представлены соответствующими кулерами (Рис. 5). Как известно, микросхема GMCH в своем составе имеет сравнительно мощное графическое ядро, работа которого сопровождается значительным теплообразованием. Кроме того, и остальные компоненты этой микросхемы, представленные контроллерами, отвечающими за связь с процессором, подсистемами оперативной памяти, внешним видеоадаптеры, связью с микросхемой ICH (в данном случае ICH7R), также выделяют значительное количество тепла. Учитывая это, охлаждающий медный радиатор GMCH усилен вентилятором (Рис. 5). Что же касается второй микросхемы чипсета — ICH7R, то для поддержания необходимого температурного режима разработчики посчитали достаточным использование небольшого медного радиатора без добавочных средств вентиляции.
Рис. 5. Входящие в состав чипсета Intel 945G микросхемы Graphics and Memory Controller Hub (GMCH) и I/O Controller Hub (ICH7) со средствами охлаждения
Хотя данный радиатор имеет весьма скромные размеры, он успешно выполняет свои функции, несмотря на то, что в состав микросхемы входят большое количество контроллеров периферийных устройств, включая средства RAID.
Архитектура материнской платы Gigabyte GA-8I945G Pro 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.
Использование двухканальной конфигурации оперативной памяти с быстродействующими модулями является важным условием для производительной работы встроенных в чипсет i945G видеосредств. Для этих средств необходимые для эффективного функционирования видеобуферы представляют собой часть оперативной памяти, от пропускной способности которой зависит скорость работы видеоподсистемы.
В тех случаях, когда недостаточно производительности встроенных в чипсет графических средств возможно использование отдельного видеоадаптера, подключаемого посредством шины 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-8I945G Pro используется микросхема Intel 82801GR (ICH7R), 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, обеспечивающих сравнительно высокое качество. Так, например, в полосе 40 Гц – 15 кГц неравномерность АЧХ составляет менее 0,2 дБ, динамический диапазон — около 85 дБ, гармонические искажения — менее 0,01%.
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-8I945G Pro, служат соответствующие слоты, представленные тремя традиционными разъемами PCI (до 133 Мбайт/с) и двумя PCI Express x1 (до 500 Мбайт/с).
Еще одна особенность Gigabyte GA-8I945G Pro — это организация дисковой подсистемы накопителей на жестких магнитных дисках.
Архитектура материнской платы благодаря поддержке компоненты чипсета ICH7R имеет в своем составе четыре порта Serial ATA 300 (четыре устройства) и один порт Parallel ATA-100 (UltraDMA 100/66/33, два устройства IDE).
Благодаря использованию микросхемы ICH7R, которая предусматривает RAID с использованием накопителей Serial ATA, имеется возможность реализации функций RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, RAID 5.
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.
Рис. 6. Микросхемы, реализующие Dual BIOS
Рассматривая возможности материнской платы Gigabyte GA-8I945G Pro, необходимо отметить, что эта плата поддерживает целый ряд фирменных технологий.
Среди них Dual BIOS — технология резервного хранения программного кода BIOS во второй микросхеме (Рис. 6), что обеспечивает повышенную надежность при выполнении операции модификации кода, а также в случае вирусных атак.
Кроме того, поддерживается CIA (CPU Intelligent Accelerator) 2 — динамическое изменение частоты процессорной шины, а, следовательно, и процессора в зависимости от его текущей загрузки, определяемой характером выполняемых задач. Поддерживается технология MIB (Memory Intelligent Booster) 2, которая позволяет повысить производительность (декларируется — до 10%) подсистемы оперативной памяти за счет сокращения задержек без снижения стабильности.
Традиционно поддерживается развитая система разгона (overclocking). Этому помогает фирменная утилита EasyTune 5, работающая под Windows. Она обеспечивает разгон и мониторинг системных параметров в реальном времени.
Энергоснабжение элементов материнской платы Gigabyte GA-8I945G Pro осуществляется через систему импульсных стабилизаторов.
В многоканальном импульсном стабилизаторе напряжения питания процессора, 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.
В архитектуре материнской платы Gigabyte GA-8I945G Pro реализованы возможности аппаратного мониторинга, обеспечивающего контроль за напряжениями питания и работой охлаждающих вентиляторов.
Устойчивость и надежность
В процессе длительного тестирования материнская плата Gigabyte GA-8I945G Pro работала устойчиво, как это обычно и характерно для изделий этого производителя.
Материнская плата Gigabyte GA-8I945G Pro может быть рекомендована широкому кругу пользователей в качестве основы высокопроизводительных систем, ориентированных на использование высокопроизводительных вариантов процессоров Intel, включая двуядерные модели, и рассчитанных на использование как встроенных в чипсет графических средств, так и отдельного видеоадаптера PCI Express x16.
Материнская плата Gigabyte GA-8I945G Pro предоставлена компанией Marvel (www.marvel.ru), официальным дистрибьютором компании Gigabyte
Статья опубликована в журнале Компьютер Прайс (Computer Price).