Евгений Рудометов 
 

В настоящее время наиболее популярными и массовыми продуктами являются материнские платы среднего уровня.

Соответствующие массовые модели, ориентированные на поддержку процессоров Intel, создаются на основе популярных наборов микросхем системной логики (чипсетов) Intel G41, P55, H55 и чипсетов для высокоэкономичных процессоров Intel Atom. Эти платы характеризуются оптимальным для большинства задач набором функциональных возможностей и сравнительно невысокой ценой.

Наиболее же производительные модели материнских плат для процессоров Intel создаются на основе чипсетов на Intel X58 и P55. Такие платы ориентированы на сравнительно сложные задачи, решаемые за минимальное время. Кроме того, платы данной группы оптимальны для динамичных игр с максимально высокой реалистичностью выводимого изображения.

Нижний уровень материнских плат для процессоров этого же производителя представлен бюджетными моделями на основе чипсетов Intel G31 и G41.

Что же касается процессоров AMD, то, конечно, и для них выпускаются соответствующие модели материнских плат:

• массовые модели для процессоров AMD представлены материнскими платами на базе чипсетов AMD 880G, 870 и 770,
• производительные — на AMD 890FX, 890GX, 890X, 
• бюджетные — AMD 760G, 740G.

И хотя компьютеры с процессорами AMD и платами, созданными на базе соответствующих чипсетов, пользуются заслуженной популярностью, необходимо отметить, что лидером настольных решений являются все-таки решения, ориентированные на процессоры Intel. Эта компания не только удерживает лидирующую роль среди производителей данных важнейших компонентов, но и с завидной регулярностью осуществляет обновление моделей и поддерживающих их наборов микросхем системной логики.

Несколько лет назад компания Intel представила концепцию регулярного обновления полупроводниковых технологий и процессорных микроархитектур, которая получила наименование Tick-Tock.

Она предусматривает переход на новые микроархитектуры по четным годам и на новые технологии по нечетным, то есть смена микроархитектур и смена технологий осуществляется каждые два года.

Остается добавить, что каждая микроархитектура перед запуском в массовое производство сначала отрабатывается на текущем техпроцессе, а потом уже новый техпроцесс отлаживается на зрелой микроархитектуре процессорных ядер.

Графическое представление концепции Tick-Tock приведено на рис. 1.

Рис. 1.  Концепция Tick-Tock

Очередной шаг в модификации внутренних структур процессоров — модели с очередным ядром, созданным по технологии 32 нм на основе микроархитектуры, получившей наименование Sandy Bridge.

Одновременно с этим событием осуществляется выпуск наборов специализированных микросхем поддержки, известных как чипсеты шестой серии.

Данные чипсеты ориентированы на поддержку новых процессоров, выполненных в стандарте LGA1155, который сменил стандарт LGA1156 ранее созданных моделей процессоров предыдущей разработки.

Оценивая достоинсва и перспективы процессоров Sandy Bridge, необходимо отметить, что изделия стандарта LGA1155 являются несовместимыми с материнскими платами, созданными под предыдущие процессоры стандарта LGA1156.

Реагируя на изменения в номенклатуре процессоров компания Gigabyte анонсировала ряд моделей материнских плат, созданных на чипсетах шестой серии — материнских платах шестой серии.

Более подробно о материнских платах шестой серии —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Архитектура материнской платы Gigabyte GA-X58A-UD9 (GA-X58A-UD9) представлена на рис. 3, а на рис. 4 приведена структура и основные элементы данной платы.

Рис. 4.  Структура и основные элементы GA-X58A-UD9

Используемые в составе материнской платы контроллер NEC D720200F1 обеспечивает поддержку USB 3.0 с пропускной способностью — до 5 Гбит/с. При этом реализованная функция GIGABYTE 3x USB Power Boost обеспечивает совместимость, энергоэффективность и стабильность USB-соединения, в том числе для устройств, которые отличаются повышенным энергопотреблением.

Энергоснабжение элементов материнской платы Gigabyte GA-X58A-UD9 осуществляется через систему импульсных преобразователей. Технология снижения энергопотребления Dynamic Energy Saver 2, предусматривающая 6-ти ступенчатое аппаратное переключение режимов энергопотребления. Интеллектуальный 24-фазный преобразователь питания с возможностью работы дублированных 12-ти фазных схем, обеспечивает надежное энергопитание для экстремального разгона 6-ядерных моделей (рис. 5).

Рис. 5.  Фрагмент платы GA-X58A-UD9

Кнопки включения/перезагрузки/обнуления CMOS расположены на плате

Встроенные в архитектуру GA-X58A-UD9 средства мониторинга обеспечивают контроль напряжений, температуры, вращения вентиляторов.

В дополнение к аппаратным средствам в GA-X58A-UD9 традиционно реализован и ряд фирменных программных разработок, расширяющих возможности, облегчающих настройку и эксплуатацию компьютерных систем.

Некоторые подробности архитектуры, структуры и основных компонентов материнской платы GA-X58A-UD9 рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Итак, в дополнение к аппаратным средствам в GA-880GMA-UD2H традиционно реализованы фирменные разработки, включая фирменную DualBIOS (2 х 8 Мбит flash) — защиту от отказа BIOS из-за сбоев и вирусных атак.

Реализованные в GA-880GMA-UD2H аппаратно-программные средства, такие как EasyTune, позволяют управлять производительностью компьютера за счет использования режимов разгона.

Для повышения стабильности на высоких частотах имеется возможность изменения питающих напряжений, подаваемых на процессор, модули памяти и чипсет.

Среди интересных новинок необходимо отметить, что благодаря средствам, поддерживающим технологию Auto Unlock, у пользователей появляется возможность, как обещают конструкторы материнской платы GA-880GMA-UD2H, «снять блокировку с полной производительности процессора». Это означает в ряде случаев возможность разблокировки скрытых процессорных ядер.

А еще функция Gigabyte On/Off Charge позволяет владельцам iPhone, iPad и iPod Touch заряжать аккумуляторы, подключив эти устройства к USB-портам ПК, вне зависимости от того, работает компьютер или нет.

Что же касается оценок производительности, то с четырехъядерным процессором AMD Phenom II X4 955 материнская плата GA-880GMA-UD2H показала следующие значения:

• в мультимедийных тестах PCMark Vantage — 5320,
• в 3DMark — 1810,
• в Quake 4 —  20.

Необходимо отметить, что встроенные в чипсет AMD 880G средства графики успешно справляются и с видео HD, включая стандарты 1080p и 1080i.

Остается добавить, что производительность компьютерной системы в значительной степени определяется процессором. Это означает, что, например, шестиядерные модели, например, AMD Phenom II X6 1090T (технология — 45 нм SOI, число ядер — 6, частота — 3,2 ГГц, частота в Turbo Boost — 3,6 ГГц, L2 — 3 Мбайт, L3 — 6 Мбайт) обеспечат системе большие возможности по сравнению с четырехъядерными и, конечно, по сравнению с трех- и двухъядерными вариантами.

В заключение необходимо отметить, что современные материнские платы, выпущенные лидерами рынка на основе одинаковых моделей чипсетов, как правило, демонстрируют близкие между собой результаты. Производительность  же компьютера в значительной степени определяется процессором, особенно в случае систем с интегрированной графикой.

 
     
Материнская плата GA-880GMA-UD2H была предоставлена московским офисом компании Gigabyte

В статье использованы материалы книги: Рудометов Е.А. «Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры» – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 464с.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Для поддержки внешних видеоадаптеров в архитектуре материнской платы присутствуют два видеослота конструктива PCI Express 2.0 x16. Однако здесь необходимо отметить, что чипсет AMD 880G предусматривает использование только одного внешнего видеоадаптера, поэтому возможность использования двух — это разработка конструкторов Gigabyte.

Один из видеослотов GA-880GMA-UD2H рассчитан на режим PCI Express x16, второй — PCI Express 2.0 x4.

Наличие двух видеослотов обеспечивает возможность формирования выводимых кадров видеоизображений с помощью двух видеоадаптеров, работающих параллельно (технология ATI CrossFireX).

При этом в случае одновременного использования двух видеоадаптеров конструкторы GA-880GMA-UD2H честно предупреждают, что каждый из них будет работать в режиме x4. А при установке одной видеокарты, первый порт получает все 16 линий.

Здесь следует напомнить, что оба слота и оба видеоадаптера поддерживают стандарт 2.0, что означает удвоенную по сравнению со стандартом 1.0 полосу частот.

Из других особенностей архитектуры GA-880GMA-UD2H следует отметить, что микросхемы чипсета AMD 880G поддерживают интерфейсы PCI, PCI Express, USB и SATA.

Благодаря второй компоненте AMD 880G — AMD SB850 в данной материнской плате реализовано 6 портов нового интерфейса SATA3 (один из них используется как eSATA для подключения скоростных устройств периферии) с пропускной способностью 6 Гбит/с и поддержкой RAID 0, 1, 5, 10, JBOD. А еще благодаря использованию этой микросхемы в архитектуре материнской платы GA-880GMA-UD2H реализована поддержка 10 портов USB 2.0/1.1.

В дополнение к чипсету AMD 880G в составе GA-880GMA-UD2H используется еще и ряд специализированных микросхем.

Среди них используемый в GA-880GMA-UD2H контроллер NEC SuperSpeed USB 3.0 с пропускной способностью — до 5 Гбит/с. Этот контроллер стал основой фирменного решения, получившего наименование GIGABYTE 3x USB Power Boost. Данное решение обеспечивает  совместимость, энергоэффективность и стабильность USB-соединения, в том числе для устройств, которые отличаются повышенным энергопотреблением.

Структура материнской платы GA-880GMA-UD2H и ее основные элементы представлены на рис. 6.

Рис. 6.  Структура и основные элементы материнской платы GA-880GMA-UD2H

Энергопитание осуществляется через систему импульсных многофазных преобразователей с изменением числа активных фаз в зависимости от загрузки процессора — технология DES (Dynamic Energy Saver). Это уменьшает   энергопотребление, а, следовательно, и теплообразование, что снижает нагрузку на средства охлаждения. В результате существенно уменьшается акустический шум от охлажающих компьютерные подсистемы вентиляторов.

В дополнение к аппаратным средствам в GA-880GMA-UD2H традиционно реализован и ряд фирменных программных разработок, расширяющих возможности, облегчающих настройку и эксплуатацию компьютерных систем.

Некоторые подробности фирменных разработок рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

В материнской плате GA-880GMA-UD2H, созданной на основе чипсета AMD 880G с интегрированной графикой, используются проводники удвоенной толщины и твердотельные конденсаторы, а в цепях электропитания — транзисторы и ферритовые дроссели с низкими потерями. Это улучшает надежность работы, как в штатных режимах, так и при оверклокинге (overclocking – разгон).

Для обеспечения оптимальных условий работы микросхемы чипсета снабжены небольшими радиаторами.

Материнская плата GA-880GMA-UD2H рассчитана на процессоры AMD линеек AMD Phenom II и Athlon II, включая, например, шестиядерные модели AMD Phenom II X6. Процессоры устанавливаются в разъем стандарта AM3. Такой разъем, расположенный на GA-880GMA-UD2H, представлен на рис. 4.

Рис. 4.  Разъем стандарта AM3

В двухканальной подсистеме памяти могут использоваться до четырех модулей памяти DDR3 1800/1333/1066. Частота 1800 МГц достижима в режимах оверклокинга, при этом успех зависит от используемых модулей памяти и процессора. Здесь необходимо напомнить, что двухканальный контроллер памяти уже несколько поколений процессоров AMD встроен не в состав чипсета, а в полупроводниковый кристалл процессора.

Из особенностей материнской платы GA-880GMA-UD2H следует отметить наличие интегрированных в чипсет видеосредств ATI Radeon 4250 (DirectX10.1). Возможностей данных средств вполне достаточно не только для типичных офисных приложений, но и для мультимедийных задач, например для воспроизведения аудио и видео, включая видеофильмы стандартов HD.

В тех случаях, когда мощности встроенных видеосредств недостаточно для выполнения задач, требовательных к ресурсам, можно расширить возможности видеоподсистемы за счет добавления внешнего видеоадаптера, созданного на основе графического процессора (GPU) и дискретных элементов. Благодаря поддержке интерфейса PCI-Express 2.0 и технологии ATI Hybrid CrossFireX Technology можно объединить вычислительную мощь интегрированного графического ядра и подключенного к плате видеоадаптера на дискретных элементах.

Архитектура материнской платы GA-880GMA-UD2H представлена на рис. 5.

Рис. 5.  Архитектура материнской платы GA-880GMA-UD2H

Некоторые подробности построения видеоподсистемы и другие особенности материнской платы GA-880GMA-UD2H рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Внешний вид материнской платы GA-880GMA-UD2H представлен на рис. 2 и  рис. 3.

В таблице 1 приведены основные  характеристики этой платы.

Рис. 2.  Материнская плата GA-880GMA-UD2H 

Рис. 3.  Разъемы материнской платы GA-880GMA-UD2H 

Таблица 1.  Основные параметры Gigabyte GA-880GMA-UD2H

Некоторые подробности архитектуры, структуры и основных компонентов материнской платы GA-880GMA-UD2H рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Для поддержки своих процессоров AMD Phenom II / Athlon II, выполненных в стандарте подключения AM3, компания AMD предлагает специализированные наборы микросхем системной логики (чипсеты) восьмой серии. Входящие в эту серию представители отличаются от своих предшественников — чипсетов седьмой серии улучшенной архитектурой, обеспечивающей большую производительность и более широкие  функциональные возможности.

Восьмая серия чипсетов AMD в настоящее время состоит из четырех моделей:

• AMD 890FX,
• AMD 890GX,
• AMD 880G,
• AMD 870.

Среди этого списка два варианта обладают встроенными в состав компоненты North Bridge видеосредствами. Этими вариантами являются чипсеты:

• AMD 890GX ,
• AMD 880G.

На основе этих чипсетов, обладающих интегрированными графическими средствами (интегрированной графикой), все основные производители материнских плат выпустили соответствующие модели своих изделий, активно используемые конструкторами настольных компьютерных систем (Desktop PC).

Важнейшими достоинствами настольных компьютерных систем с интегрированной графикой являются:

• компактность,
• энергоэкономичность,
• низкий шум от систем охлаждения, 
• сравнительно небольшая конечная цена.

В качестве примера материнской платы, созданной на основе младшего представителя с интегрированными средствами графики — чипсета AMD 880G, можно привести модель Gigabyte GA-880GMA-UD2H (GA-880GMA-UD2H).

Указанная материнская плата GA-880GMA-UD2H упакована в традиционную картонную коробку белого цвета, на поверхость которой нанесено множество надписей и фирменных эмблем. На лицевой и обратной сторонах данной упаковки обозначены все основные функции и технологии, реализованные в данном изделии компании Gigabyte.

Комплект материнской платы GA-880GMA-UD2H приведен на рис. 1.

Рис. 1.  Комплект материнской платы GA-880GMA-UD2H 

В состав комплекта материнской платы  GA-880GMA-UD2H  входят следующие основные компоненты:

• красочная картонная коробка,
• материнская плата GA-880GMA-UD2H,
• два кабеля SATA,
• один кабель UltraDMA 100/66/33,
• заглушка задней панели (I/O Shield),
• руководство пользователя,
• оптический диск с драйверами и утилитами.

Внешний вид материнской платы GA-880GMA-UD2H, созданной на основе чипсета AMD 880G с интегрированными видеосредствами, а также основные характеристики данной платы представлены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Для поддержки современных процессоров компания AMD предлагает наборы микросхем системной логики (чипсеты) восьмой серии.

Эта серия, восьмая серия чипсетов AMD, состоит из следующих моделей:

• AMD 890FX,
• AMD 890GX,
• AMD 880G,
• AMD 870.

Наибольшими функциональными возможностями обладают наборы AMD 890FX и AMD 890GX, два других набора имеют существенно более простую архитектуру и меньшие возможности.

Каждый чипсет традиционно состоит из двух компонентов, представленных двумя специализированными микросхемами:

• North Bridge,
• South Bridge.

Основные параметры компонентов North Bridge и South Bridge чипсетов AMD восьмой серии приведены в таблице 1 и таблице 2.

Таблица 1.  Основные параметры компонентов North Bridge
чипсетов  AMD  восьмой серии (AMD 890FX / 890GX / 880G / 870)

Таблица 2.  Основные параметры компонентов South Bridge 

На основе восьмого семейства чипсетов AMD соответствующие изделия выпустили все основные производители материнских плат. Данные изделия отличаются архитектурными решениями, функциональными возможностями и ценой.

Оценивая возможности чипсетов восьмой серии, следует отметить, что плата на AMD 890FX необходима лишь в том случае, если имеется потребность в использовании нескольких видеокарт в режиме CrossFire: две карты, работающие на полной скорости PCI Express 2.0 x16 или сразу четыре на скорости x8. Если же такой потребности нет, то следует обратить внимание на изделия, основанные на логике AMD 870.

В качестве примера  материнской платы, созданной на основе младшего представителя наборов восьмой серии — чипсета AMD 870, можно привести модель Gigabyte GA-870A-UD3 (далее — GA-870A-UD3).

Основные технические параметры материнской платы GA-870A-UD3, созданной и выпущенной компанией Gigabyte, представлены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Для поддержки популярных процессоров линеек AMD Phenom II / Athlon II, выполненных в стандарте подключения AM3, их разработчик компания — AMD предлагает наборы микросхем системной логики  (чипсеты) восьмой серии.

Эта серия чипсетов состоит из следующих моделей:

• AMD 890FX,
• AMD 890GX,
• AMD 880G,
• AMD 870.

Наиболее функционально насыщенными являются модели AMD 890FX и 890GX, два других представителя восьмой серии наборов микросхем системной логики имеют  существенно более простую архитектуру и меньшие возможности.

На основе чипсетов данного семейства соответствующие изделия выпустили все основные производители материнских плат. При этом необходимо отметить, что данные изделия отличаются не только брендами и наименованиями, но и функциональными возможностями. И, конечно, они отличаются своей себестоимостью и отпускной ценой.

В качестве примера  материнской платы, созданной на основе младшего представителя наборов восьмой серии — чипсета AMD 870, можно привести модель Gigabyte GA-870A-UD3 (далее — GA-870A-UD3).

Внешний вид материнской платы GA-870A-UD3 представлен на рис. 1.

В таблице 1 приведены основные  характеристики этой платы.

Рис. 1.  Материнская плата GA-870A-UD3

Таблица 1.  Основные параметры GA-870A-UD3

Некоторые особенности конструкции и архитектуры материнской платы GA-870A-UD3, созданной и выпущенной компанией Gigabyte, представлены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2