Архитектура материнской платы ASUS P4C800 Deluxe

Евгений Рудометов,

Виктор Рудометов

http://www.rudometov.com

Сравнительно недавно фирмой ASUSTeK была выпущена материнская плата ASUS P4C800, которая в короткий срок стала одной из самых популярных плат среди пользователей. Основой этой платы стал высокопроизводительный чипсет Intel 875P. Материнская плата ASUS P4C800 ориентирована на создание высокопроизводительных компьютерных систем, основу которых составляют процессоры архитектуры NetBurst с технологией Hyper-Threading.

Фирма ASUSTeK является одним из лидеров компьютерного рынка. Эта фирма стабильно занимает верхние позиции в списке производителей материнских плат. Более того, в последние годы эта фирма устойчиво занимает первые места по числу выпускаемых плат.      

Одной их недавно выпущенных моделей материнских плат, созданных на основе популярного чипсета Intel 875P, является плата ASUSP4C800, являющаяся благодаря своим функциональным возможностям одним из самых популярных изделий данного типа. Расширенным ее вариантом является материнская плата ASUSP4C800 Deluxe.

Материнская плата ASUSP4C800 Deluxe ориентирована на разработку мощных рабочих станций и высокопроизводительных настольных персональных компьютеров. Как и все изделия, созданные на основе чипсета Intel 875P, эта плата  позволяет реализовать все преимущества архитектуры процессоров Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading. Высокая производительность материнской платы ASUSP4C800 Deluxe достигается благодаря поддержке процессорной шины с частотой передачи данных 800 МГц и модулей двухканальной подсистемы памяти DDR400.

Чипсет Intel 875P материнской платы ASUSP4C800 Deluxe

Рис. 1. Структура компьютера, созданного на основе чипсета i875P

Чипсет Intel 875P (i875P, Canterwood) ориентирован на архитектуру рабочих станций и высокопроизводительных настольных персональных компьютеров. Поддерживает системы с процессорами Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading, созданными по технологии 0,13 мкм. Данные процессоры подключаются через разъем Socket 478 и работают с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus), тактовая частота которой для данного чипсета может составлять 133 или 200 МГц. Однако возможно использование моделей, рассчитанных и на частоту шины 100 МГц.

Чипсет i875P состоит из двух компонентов — Memory Controller Hub (MCH) и I/O Controller Hub (ICH), соединенных шиной Hub Link (256 Мбайт/с).

Компонент MCH представлен микросхемой Intel 82875P, содержащей средства интерфейсов работы с процессором, видеоадаптером AGP, модулями оперативной памяти, а также с микросхемой I/O Controller Hub.

Встроенный в микросхему Intel 82875P контроллер памяти предусматривает поддержку: двух- и одноканального режимов работы памяти DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM — SDRAM с передачей данных по передним и задним фронтам тактовых импульсов шины памяти), DDR400/333/266, максимального объема памяти — до 4 Гбайт, микросхем 128, 256, 512 Мбит DDR SDRAM, модулей как с ECC, так и без ECC. В конфигурациях с поддержкой ECC в двухканальном режиме используется шина 144 бит, без поддержки ECC — 128 бит.

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

Для синхронного режима работы памяти DDR400 и частоты шины 800 МГц возможно использование режима, обеспечивающего повышенную производительность подсистемы памяти, — технологии Intel PAT (Performance Acceleration Technology). В этом режиме минимизированы задержки, связанные с синхронизацией.

Встроенный контроллер графики поддерживает одно устройство 0,8/1,5 В AGP 3.0, работающее в режимах AGP 8х/4x.

В архитектуре микросхемы Intel 82875P предусмотрен специальный интерфейс, позволяющий реализовать Gigabit Ethernet. Перенос этих средств из ICH в MCH объясняется недостаточной пропускной способностью локальной шины, соединяющей хабы MCH и ICH.

Управление периферийными устройствами компьютера осуществляет микросхема Intel 82801ЕB — ICH пятой версии, входящей в состав базового комплекта чипсета i875P.

Встроенные средства микросхемы управления периферийными устройствами базового набора поддерживают: два канала IDE с поддержкой ATA 33/66/100 (до четырех устройств IDE), два порта Serial ATA 150, восемь портов USB 2.0, шесть PCI (32 бит/33 МГц), LPC (Low Pin Count), AC'97 с поддержкой трех кодеков аудиоканалов, интегрированный контроллер Ethernet 10/100 Base-TX, SMBas, ACPI 2.0, а также другие средства и функции.

Кроме Intel 82801ЕB, возможно использование расширенной версии хаба ICH5 — ICH5R. Этот расширенный вариант представлен микросхемой Intel 82801ЕR, которая отличается от своего предшественника функцией RAID уровня 0.

Основные технические параметры материнской платы ASUSP4C800 Deluxe

Рис. 2. Комплект материнской платы ASUSP4C800 Deluxe

Рис. 3. Материнская плата ASUSP4C800 Deluxe

Рис. 4. Разъемы материнской платы ASUS P4C800 Deluxe

Процессор

·        поддержка процессоров Intel Pentium 4 тактовой частотой 3,06 ГГц+ и с технологией Hyper-Threading с шиной 800, 533, 400 МГц в 478-контактном корпусе mPGA,

·        поддержка процессоров Intel Celeron в 478-контактном корпусе mPGA.

Чипсет

·        Intel 82875P (MCH) и Intel 82801ER (ICH5R);

·        два порта Serial ATA 150 c поддержкой RAID 0;

·        протокол Ultra ATA 100/66;

·        пять разъемов PCI.

Оперативная память

·        четыре разъема (184 контакта) для оперативной памяти DIMM, DDR 400,  DDR333, DDR266 (2,5 В, 128/256/512/1024 Мбит, unbuffered), поддерживается режим ECC, максимальный объем — до 4 Гбайт;

·        поддержка одного или двух каналов оперативной памяти. 

Видео

·        один универсальный объем 1,5 или 0,8 В AGP 3.0 с поддержкой режима AGP 8X/4X/Pro.

Аудио

·        аудиоподсистема на основе кодека ADI AD1984 6-channel audio CODEC.

LAN

·        интегрированный сетевой контроллер 3Com 3C940 Gigabit PCI LAN controller (RJ45).

IEEE1394 (optional)

·        VIA 6307 IEEE 1394 controller с поддержкой двух коннекторов IEEE 1394.

Интерфейсы накопителей

·        два коннектора Ultra DMA 100/66/33;

·        два коннектора Serial ATA 150. 

Интерфейсы накопителей (Promise PD20378 – optional)

·        один коннектор Ultra DMA 100/66/33;

·        два коннектора Serial ATA 150;

·        RAID0, RAID1, RAID0+1, Multi-RAID. 

Системный BIOS 

·        AMI BIOS, 4 Mбит Flash EEPROM.

·        Q-Flash.

Слоты

·        один слот AGP, пять слотов PCI.

Разъемы периферии

·        один Floppy порт (поддерживает устройства объемом до 2,88 Мбайт);

·        PS/2 клавиатура и PS/2 мышь;

·        один параллельный порт (Parallel);

·        один последовательный порт (COM);

·        четыре разъема USB 2.0;

·        один разъем IEEE1394;

·        один разъем RJ45;

·        один разъем S/PDIF Out;

·        аудиоразъемы (Line-In, Mic-In, Line-Out).

Мониторинг аппаратных средств

·        мониторинг напряжений и температур.

Форм-фактор

·        ATX, размеры 30,5 x 24,4 см, 6 слоев PCB.

Состав комплекта материнской платы ASUSP4C800 Deluxe

В состав комплекта входят:

·        коробка;

·        материнская плата ASUS P4C800 Deluxe;

·        компакт-диск с драйверами и утилитами;

·        руководство пользователя на английском языке;

·        краткое руководство Quick Setup;

·        краткий справочник по Ai Series;

·        защитная панель ввода/вывода, соответствующая спецификации ATX;

·        шлейфы для подключения дисководов;

·        наклейки.

Рис. 5. Описание фирменных технологий, представленное коробке с материнской платой ASUS P4C800 Deluxe

Особенности архитектуры и дизайна материнской платы ASUSP4C800 Deluxe

Дизайн материнской платы ASUSP4C800 Deluxe в целом соответствует референс-дизайну подобных изделий.

Рис. 6. Структура материнской платы ASUS P4C800 Deluxe

Материнская плата ASUSP4C800 Deluxe, как и ее менее мощный прототип, ориентирована на применение в высокопроизводительных системах. Поэтому в системах, созданных на основе данной платы, рекомендуется использование процессоров Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading и шиной 800 МГц, обеспечивающих достижение максимального уровня производительности. Однако возможно использование и менее производительных моделей. Это могут быть, например, процессоры, рассчитанные на шину 533 МГц и даже 400 МГц. При этом совместно с материнской платой Intel В875PBZ возможно применение моделей и без поддержки технологии Hyper-Threading. Однако совместно с этой платой могут эксплуатироваться и модели процессоров Celeron, хотя, надо признать, что это не обеспечивает высоких уровней производительности, доступных более производительным вариантам процессоров и данной материнской платы.

Режим работы модулей памяти DDR SDRAM может быть как одноканальным (3,2 Гбайт/с), так и двухканальным (6,4 Гбайт/с). Двухканальный режим позволяет получить полностью сбалансированную систему в том случае, если полосы пропускания процессорной шины и шины памяти совпадают и составляют равные величины — 6,4 Гбайт/с. При этом работа модулей памяти DDR SDRAM может быть либо синхронной — тактовая частота совпадает с частотой FSB, либо асинхронной — тактовая частота отличается от частоты FSB. Это задается в BIOS Setup — SDRAM Frequency.

Встроенные средства материнской платы позволяют изменять стандартный набор таймингов.

В случае синхронного режима для частоты шины 800 МГц и модулей памяти DDR400 возможно использование режима, обеспечивающего повышенную производительность подсистемы памяти. Эта технология, реализованная во всех изделиях, созданных на основе i875P, носит название «PAT» (Performance Acceleration Technology). Идея, лежащая в ее основе, заключается в ускорении прохождения данных через MCH за счет отказа лишней в данном случае синхронизации. При этом не задействуются лишние синхронизационные буферы внутри чипсета, и данные передаются напрямую. По оценкам специалистов Intel, достигаемый выигрыш составляет 3‑5%.

Не обойдены вниманием и возможности разгона. Тактовая частота процессора может быть изменена в широких пределах: от 100 МГц до 400 МГц с шагом 1 МГц.

Рис. 7. Микросхема MCH чипсета i875P со средствами охлаждения и процессорный разъем Socket 478

Cредствами чипсета поддерживается режим Intel RAID 0 (только для операционной системы Windows XP). Обычно он реализован с помощью двух портов Serial ATA 150, однако с помощью встроивания в архитектуру материнской платы удается увеличить количество портоы этого типа. Этот путь и был выбран в ASUSP4C800 Deluxe, что позволило реализовать полный спектр возможностей RAID.

В архитектуру материнской платы встроен сетевой контроллер 3Com 3C940 GigabitPCI LAN. Этот сетевой контроллер позволяет легко включить компьютер через встроенный разъем RJ-45 в состав локальной сети.

Рис. 8. Микросхемы ICH, BIOS, разъемы SerialATA и UltraDMA

Повышению надежности и стабильности работы способствует реализация  аппаратного мониторинга, обеспечивающего контроль за напряжениями питания и работой охлаждающих вентиляторов. Эта возможность упрощает контроль в случае использования режимов разгона.

Контролируются следующие параметры: напряжение процессора Vcore, +3,3, +5 и +12 В; температуру процессора, платы и внешнего датчика, подключаемого к плате, частоты вращения трех вентиляторов.

Еще одной особенностью архитектуры ASUSP4C800 Deluxe является использование двухканального варианта VRM, хотя многие производители материнских плат используют уже четырехканальные решения. Тем не менее, тестирование показало высокую стабильность работы платы.   

Рис. 9. VRM ASUS P4C800 Deluxe

В двухканальном импульсном стабилизаторе напряжения питания процессора применены 7 конденсаторов по 1500 мкФ и 3 по 1200 мкФ, также на плате находятся стабилизаторы питания шин AGP и памяти.

Тестирование показало высокую стабильность работы платы ASUS P4C800 Deluxe и высокую ее производительность, но об этом в одной из следующих статей.

Материнская плата ASUS P4C800 Deluxe может быть рекомендована широкому кругу пользователей.

Материнская плата ASUS P4C800 Deluxe предоставлена московским представительством фирмы ASUSTeK