Rudometov.COM

Материнская плата Shuttle AV40

Статья основана на материалах книг "Устройство мультимедийного компьютера" и "Материнские платы и чипсеты"

Материнские платы фирмы Shuttle вновь постепенно завоевывают популярность среди российских пользователей. В немалой степени этому способствуют их новейшие изделия, созданные под процессоры Intel Pentium 4. Благодаря удачному дизайну, высокому качеству изготовления, широким функциональным возможностям и устойчивой работе, а также сравнительно невысокой цене материнские платы этой фирмы, входящей, кстати, в первую десятку производителей, существенно потеснили аналогичную продукцию, выпущенную более агрессивными конкурентами, занимающими верхние позиции таблицы рейтинга.

Как известно, материнские платы относятся к одним из самых важных частей современных компьютеров, а их выбор является сложной и ответственной задачей. От выбора этих комплектующих зависят не только потенциальные возможности систем, включая их производительность, но даже и устойчивость их работы.

Функциональная сложность современных материнских плат, являющаяся следствием значительного числа высокоинтегрированных комплектующих, накладывает строгие рамки на их дизайн. Проблему оптимального дизайна усугубляют постоянно возрастающие частотные требования к шинам передачи информации. При этом, как можно заметить, из года в год данные требования только увеличиваются, что связано со стремлением разработчиков обеспечить рост производительности выпускаемых изделий, а через них и компьютеров.

Все это ужесточает требования к производству данных, чрезвычайно сложных и ответственных комплектующих, к которым относятся современные материнские платы, которые, как правило, выпускаются в соответствии с референс-дизайном, разработанным производителями процессоров и чипсетов производителя. К таким изделиям относится и материнская плата Shuttle AV40 фирмы Shuttle.

Необходимо отметить, что данная фирма входит в первую десятку производителей материнских плат. И несмотря на давление своих агрессивных конкурентов, фирма Shuttle продолжает разрабатывать и выпускать все более совершенные изделия, которые нередко по своим функциональным возможностям не уступают продуктам, созданным лидерами этого сектора компьютерного рынка.

В качестве примера, заслуживающего внимания, можно привести материнские платы AV40 и AV40R, ориентированные на использование процессоров Intel Pentium 4.

Данные платы построены на основе чипсета VIA P4X266, выпущенного в качестве альтернативы i850 Chipset фирмы Intel (http://rudteam.narod.ru/mb.html).

Прежде чем переходить к рассмотрению и анализу архитектуры и возможностей указанных материнских плат, целесообразно напомнить некоторые данные о чипсете. Это тем более важно поскольку, как известно, именно чипсет в наибольшей степени определяет потенциальные возможности материнской платы. И от того, насколько удачным оказался выбор этого чрезвычайно важного компонента конструкторами материнской платы, зависят и параметры, и надежность выпускаемого изделия. Причем это касается не только самой платы, но, в конечном счете, и всего компьютера.

Рис. 1. Структура компьютера с чипсетом VIA P3X266

Структура чипсета VIA P4X266 базируется на использовании архитектуры, предусматривающей использовании двух микросхем VT8753 и VT8233. По давней традиции они и в этом чипсете называются как North Bridge и South Bridge.

Для ускорения информационного обмена между компонентами компьютера в отличие от традиционного решения, предусматривающего использование шины PCI (33 МГц, 32 бит, 133 Мбайт), указанные микросхемы соединены специальной интерфейсной шиной V-Link, обеспечивающей скорость обмена 266 Мбайт/с. Данное решение сравнительно недавно впервые было успешно опробовано конструкторами фирмы VIA в чипсетах VIA Apollo Pro266 и VIA Apollo KT266.

Как и в чипсетах предыдущих поколений, микросхема North Bridge, в качестве которой используется VT8753, определяет возможности чипсета при работе с процессором, оперативной памятью, видеоадаптером и с микросхемой South Bridge, подключаемыми посредством соответствующих шин. Сама же микросхема South Bridge, в качестве которой используется, как правило, VT8233, отвечает за взаимодействие с жесткими дисками, платами расширения и периферией. Кроме того, нередко South Bridge обеспечивает и сетевые возможности, и аудио.

Микросхема North Bridge VT8753, называемая нередко VIA P4X266, обеспечивает поддержку процессоров Intel Pentium 4 с разъемами Socket 423 и Socket 478. Частота FSB — 400 MГц (Quad Pumped, тактовая частота — 100 МГц, передача данных — 400 МГц, передача адресной части — 200 МГц). Память — PC100/PC133 SDRAM или PC1600/PC2100 DDR SDRAM при максимальном объеме памяти 4 Гбайт. Видео — AGP 2X/4X. Фирменная интерфейсная шина V-Link обеспечивает связь с максимальной пропускной способностью 266 Мбайт/c.

Микросхема South Bridge VT8233 имеет в своем составе средства поддержки двух каналов IDE с поддержкой стандартов ATA 33/66/100, а также Ethernet/Home PNA. Поддерживает до 6 USB 1.1, 5 PCI, AC'97, ACPI, OnNow и т. д.

В дополнение к приведенным параметрам чипсета VIA P4X266, необходимо напомнить, что архитектура и функциональные возможности материнских плат, как известно, определяются не только типом применяемых микросхем чипсета, а также количеством слотов DIMM, задающих число модулей и объемы оперативной памяти. Кроме того, необходимо учитывать количество слотов PCI, наличие и типы дополнительных микросхемам, расширяющих набор функциональных возможностей, а также функциональные возможности специального программного обеспечения и т. д.

Рис. 2. Материнская плата Shuttle AV40

Процессоры: Pentium 4 с процессорным разъемом Socket 478 и тактовой частотой 100 МГц шины FSB, также поддерживаются процессоры с ядром Northwood.

Чипсет: VIA P4X266 (VT8753 + VT8233).

Оперативная память: от 64 Мбайт до 1,5 Гбайт в 3 DIMM (184 pin, 2,5 В) PC1600/PC2100 DDR SDRAM, частота шины памяти 100/133 МГц.

BIOS: Award BIOS V6.0 PG.

Видео: поддержка 1 устройства AGP 1X/2X/4X.

Аудио: AC’97 codec VIA VT1611A

Средства ввода/вывода (I/O): 2 порта IDE (до 4 устройств Ultra DMA 100/66/33), 2 разъема PS/2 для подключения клавиатуры и мыши, 1 floppy-порт, 1 параллельный порт DB25 (SPP/EPP/ECP), 2 последовательных порта DB9 16550 UART, 2 порта USB (+4 доп.), Line-Out, Line-In, Mic-In, MIDI/GAME.

Слоты: 1 AGP, 5 PCI.

Форм фактор: ATX (305x244 мм).

Рис. 3. Основные элементы материнской платы Shuttle AV40

Известно, что чипсеты, выпускаемые в последнее время, по сложности архитектуры и числу используемых элементов уже соизмеримы с процессорами. Особенно это касается микросхемы North Bridge чипсета, определяющей работу высокоскоростных подсистем компьютера.

Функциональная сложность и наличие большого числа плотно упакованных полупроводниковых элементов современной микросхемы North Bridge, ориентированной на работу с высокопроизводительными элементами, к которым относятся процессор Intel Pentium 4, память DDR SDRAM и видеоадаптер AGP 4X, требует адекватных средств охлаждения. Эти средства обычно представлены соответствующими радиаторами. Инженеры же фирмы Shuttle пошли дальше и добавили к радиатору охлаждающий вентилятор, что по замыслу разработчиков, должно повысить устойчивость и надежность системы. Этой же цели служит использование 16 конденсаторов емкостью 1500μF, используемые в цепях питания ядра процессора. Руководствуясь опытом тестирования различных материнских плат, необходимо подчеркнуть, что конструкторы правы, когда используют указанные средства повышения устойчивости и надежности работы системы. Особенно такие средства актуальны в форсированных режимах, характеризующихся повышенными рабочими частотами, а, следовательно, и повышенными уровнями энергопотреблнения и теплообразования. Необходимо отметить, что форсированные режимы (overclocking) постепенно становятся все более популярными среди пользователей (http://rudteam.narod.ru/cpu.html).

Рис. 4. Кулеры на процессоре и микросхеме North Bridge чипсета VIA P4X266 AV40

Повышению потребительских свойств платы Shuttle AV40 служат и целых шесть портов USB, два из них выведены традиционно на заднюю панель платы, а дополнительные четыре требуют специальных планок с портами. Их наличие зависит от комплектации.

Необходимо отметить, что существует расширенный вариант материнской платы Shuttle AV40 — Shuttle AV40R. Основным отличием данного варианта является то, что в архитектуре платы используется специализированная микросхема Promise 20265R IDE Controller. Это позволило реализовать для данного варианта материнской платы возможности RAID. Как известно, RAID предоставляет возможность повысить скорость работы и/или надежность хранения данных на жестких дисках. Для тех же, кто не собирается использовать RAID, микросхема Promise 20265R IDE Controller позволяет расширить по сравнению с младшим вариантом материнской платы AV40 число подключаемых IDE-устройств.

BIOS материнской платы Shuttle AV40 основан на версии 6.00PG от Award и достаточно стандартен для плат, основу которых составляет чипсет P4X266.

BIOS Setup содержит большой выбор регулировок работы памяти и шины AGP, возможность ручного распределения прерываний по слотам PCI и позволяет менять как напряжение, подаваемое на чипсет, память и ядро процессора, так и частоту FSB с шагом в 1 МГц. Напряжение Vcore может быть увеличено до 1,85 В с шагом 0,025 В, а напряжения подаваемые на чипсет и модули DIMM – до 2,65 В с шагом 0,05 В.

Режим работы модулей памяти DDR SDRAM может быть либо синхронным (тактовая частота 100 МГц), либо асинхронным (тактовая частота 133 МГц).

Уровни напряжений, температуру и работу вентиляторов кулеров контролируют средства hardware monitoring (http://rudteam.narod.ru/mb/monitoring/monitoring.html), предусматривающие, кстати, выключение компьютера при превышении температуры процессора предельного уровня, установленного в BIOS Setup.

Среди настроек BIOS Setup имеется и возможность изменения коэффициента умножения процессора, однако, учитывая, что коэффициент умножения процессора у всех серийных образцов зафиксирован, данная возможность представляет интерес только при наличии инженерных образцов процессоров.

Что касается быстродействия, то, Shuttle AV40 является одной из самых производительных плат, созданных на основе набора системной логики VIA P4X266. Результаты тестирования этой платы представлены ниже.

Конфигурация систем:

Материнские платы:

• Shuttle AV40
• Abit BE6-II.

Процессоры:

• Intel Pentium 4 1,6 ГГц (Socket 478, 256 Кбайт кэш-памяти L2),
• Intel Pentium 4 1,5 ГГц (Socket 478, 256 Кбайт кэш-памяти L2),
• Intel Pentium III 550 (Slot 1, 256 Кбайт кэш-памяти L2),
• Intel Pentium III 700 (Socket 370, 256 Кбайт кэш-памяти L2, использован переходник Slot-Socket),

Жесткий диск: IBM DPTA-372050 (20 Гбайт, 2 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, UDMA/66).

Аудио: Creative Sound Blaster Live! Player 1024 (CT4760)

CD-ROM: ASUS CD-S400/A.

ОЗУ:

• 256 Мбайт SDR SDRAM,
• 256 Мбайт DDR SDRAM.

Видеоадаптер:

• Asus V3800 (TNT2) с видеопамятью 32 Мбайт,
• Asus V7700 (GeForce 2 Ti) с видеопамятью 64 Мбайт (в конфигурации с процессором Intel Pentium 4 1,5 ГГц).

ОС: Windows 98 Second Edition с установленными драйверами контроллера жестких дисков Ultra DMA/66.

Рис. 7. Результаты теста Winbench 99/Business Disk WinMark

Рис. 8. Результаты теста Winbench 99/High-End Disk WinMark

Материнская плата Shuttle AV40 предоставлена фирмой "Euclid" (www.euclid.ru), процессор Intel Pentim 4 1,6 ГГц предоставлен фирмой "Скорпион" (www.scorpion.ru), процессор Intel Pentim 4 1,5 ГГц предоставлен фирмой "Свега+" (www.svegaplus.ru).