Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 3 
  

Бюджетные модели

Материнские платы можно условно разделить на три группы: бюджетные, массовые и высокопроизводительные.

Бюджетные модели материнских плат сравнительно невысокой стоимости характеризуются меньшей производительностью и обладают меньшей функциональностью. Обычно они ориентированы на соответствующие недорогие процессоры: Intel Celeron и Pentium, а также AMD Sempron и Athlon 64. Такие платы создаются либо на младших моделях чипсетов, либо на чипсетах со встроенной графикой. В последнем варианте экономия достигается за счет отсутствия видеокарты. Такие материнские платы создаются, например, на чипсетах: Intel G45, G43, G33, G31, а также AMD 780G, 740G, 690G и т.п. Сюда же можно отнести модели плат с чипсетами NVIDIA nForce 630, nForce 730 и др.

В качестве примера плат для процессоров Intel можно привести: ASUS P5KPL-CM, Gigabyte GA-G31M-S2L, Intel DG31PR. Данные модели компактного форм-фактора (mATX) созданы под процессоры Intel на основе чипсета Intel G31. Каждая из них имеет встроенные графические средства, но допускает альтернативные конфигурации на основе видеокарт в слоте PCI Express x16; память — DDR2 (два слота, до 4 Гбайт); аудио — 6 каналов (5.1); сеть — Gigabit Ethernet; USB — 8 портов. Для процессоров Intel в этом сегменте есть компактные платы и с более мощной графикой Intel GMA X4500, реализованной в чипсете Intel G45: ASUS P5Q-VM, Gigabyte GA-EG45M-DS2H-SI, Intel DG45ID.

Как варианты недорогих, компактных плат для процессоров AMD можно привести модели: ASUS M2N68AM (чипсет nForce 630a), Gigabyte GA-MA74GM-S2 (чипсет AMD 740G), Gigabyte GA-MA78GM-S2H (чипсет AMD 780G).

А вот материнские платы с чипсетом AMD 790GХ хотя и имеют интегрированную графику могут претендовать на высокопроизводительный сектор. Связано это с тем, что такие платы  поддерживают режим одновременной работы встроенных и внешних графических средств.

Массовые модели

Массовые модели материнских плат, ориентированные на процессоры Intel, созданы на чипсетах Intel P45, P43, P35, P31. А конкурирующие модели с процессорами AMD — это платы с чипсетами AMD 770.

В качестве примера плат для процессоров Intel можно привести: ASUS P5QL SE, GA-EP43-S3L, Intel DP43TF. Данные модели форм-фактора ATX созданы под процессоры Intel Core 2 Duo/Quad на основе чипсета Intel P43; память — DDR2 (4 слота, до 8 Гбайт); аудио — 6 каналов (5.1); сеть — Gigabit Ethernet; USB — 12 портов (у Intel — 2 порта IEEE1394). Формально чипсет Intel P43 не поддерживает работу двух видеокарт, но конструкторы Gigabyte в ряде моделей реализовали эту возможность, например, в модели Gigabyte GA-EP43-DS3.

Компьютеры пониженной стоимости создаются на основе моделей материнских плат с чипсетами Intel P31 и P35, а более производительные и функционально насыщенные — на платах с Intel P45.

Что же касается процессоров AMD, для них в качестве примера материнской платы, созданной на чипсете AMD 770, можно привести модель Gigabyte GA-MA770-UD3 c поддержкой DDR2, RAID,  аудио 7.1, Gigabit Ethernet, 12 USB, 2 IEEE1394 и т.п.

Высокопроизводительные модели

Высокопроизводительные матенинские платы — это модели, ориентированные на компьютеры, способные решать самые сложные задачи, включая динамичные игры с высокой степенью реалистичности выводимого изображения.

К ним относятся модели, рассчитанные на процессоры Intel Core i7 (разъем LGA 1366), например, ASUS Rampage II Extreme, Gigabyte GA-EX58-UD5, Intel DX58SO. Эти платы созданы на основе чипсета Intel X58, память — DDR3 (три канала), видео — до трех видеокарт у плат ASUS/Gigabyte и двух — у Intel, поддержка технологий SLI, RAID, Gigabit Ethernet (у Gigabyte — 2 контроллера). Все платы поддерживают восьмиканальный звук (7.1) и имеют более 10 портов USB и по два — IEEE1394. У платы Intel отсутствуют разъемы PS/2, поэтому с ней используются клавиатура и мышь, подключаемые через USB.

К линейке высокопроизводительных изделей относятся и платы с чипсетами Intel X48 и X38, ориентированные на процессоры Intel Core 2 Quad (4 ядра) и Core 2 Duo (2 ядра).

В сегменте высокопроизводительных материнских платах, конечно, имеются соответствующие модели и для процессоров AMD, старшие представители которых  представлены моделями Phenom X3/X4 (разъемы AM2+). Это, например, ASUS M3A32-MVP Deluxe/WiFi-AP, Gigabyte GA-MA790X-DS4 и другие. Эти платы созданы на основе чипсетов AMD седьмой серии: первая — AMD 790FX (NB) + SB600 (SB), вторая — AMD 790X (NB) +  SB600 (SB). Платы поддерживают: память — DDR2 (два канала), видео — до двух видеокарт, поддержка технологий ATI CrossFire, RAID, Gigabit Ethernet, восьмиканальный звук (7.1), 10 портов USB, порты  IEEE1394 (ASUS — 2, Gigabyte — 3).

Кстати, в категорию высокопроизводительных изделий благодаря поддержке технологии NVIDIA SLI претендуют платы с чипсетами NVIDIA nForce 790i для процессоров Intel и платы с NVIDIA nForce 780a — для процессоров AMD.     

Заключение

Оценивая особенности материнских плат перечисленных сегментов, нужно отметить, что разделяющие их границы условны и зависят как от архитектуры и дизайна материнских плат, так и от остальных компонентов компьютера. Более того, после выхода новых процессоров, поддерживающих их чипсетов и созданных на их основе системных плат границы сегментов смещаются в сторону роста производительности и увеличения функциональных возможностей.

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

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 1 
  

Подсистема оперативной памяти

Важной характеристикой материнской платы является тип используемых модулей памяти. В настоящее время доминирующим стандартом является память DDR2, сменившая в процессе эволюции память DDR. Но и память DDR2 постепенно теснит следующий стандарт — DDR3.

Рис. 3.  Модули оперативной памяти

Модули стандарта DDR3 работают быстрее и обладают примерно на 40% меньшим энергопотреблением, а, следовательно, и теплообразованием. За ними будущее. Однако необходимо учитывать, хотя они конструктивно и электрически несовместимы со своими предшественниками.

Необходимо отметить, что важной характеристикой подсистемы памяти, реализованной в материнских платах, является число слотов для модулей памяти. Очевидно, что большее число – лучше, так как обеспечивает большую свободу для пользователей конфигурировать свои компьютерные системы.

Остается добавить, что в настоящее время доминируют решения с двухканальным доступом к подсистеме оперативной памяти, что обеспечивает большую скорость по сравнению с одноканальными вариантами. 

Дисковая подсистема

Еще одной важной харарактеристикой материнской платы являются доступные средства управления дисковой подсистемой, состоящей из контроллера и накопителей.

В настольных компьютерных системах накопители представлены:

• накопителями на жестких магнитных дисках (HDD — Hard Disk Drive или Hard Drive или Hard Disk — жесткий диск), 
• накопителями на гибких магнитных дисках (FDD — Floppy Disk Drive — гибкий диск),
• накопителями на оптических дисках (CD, DVD, BD).

Необходимо отметить, что гибкие диски уже потеряли свое значение, говоря о дисковая подсистема настольного компьютера представлена исключительно HDD и CD/DVD/BD.

Жесткие диски в основном подключаются посредством интерфейса Serial ATA (SATA). В архитектуре современных системных плат предусмотрено несколько соответствующих разъемов. Чем больше разъемов, тем можно больше подключить накопителей.

Рис. 4.  Накопитель на жестких магнитных дисках

В случае необходимости два устройства — HDD и/или CD/DVD могут быть подключены через разъем интерфейса Parallel ATA (PATA, IDE).     

В некоторых моделях системных плат жесткие диски можно группировать в массивы RAID, что позволяет повысить скорость передачи данных (режим чередования, обеспечивает удвоение скорости) и/или надежности хранения информации (режим зеркалирования, уменьшает доступный объем вдвое). В некоторых вариантах плат допускается объединение HDD в несколько массивов RAID с одинаковыми или разными режимами работы.

Остальные характеристик материнских плат, которые необходимо учитывать во время выбора оптимальной модели, приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов
 

Материнская плата являются наиболее важной и, пожалуй, наиболее сложной частью компьютерной системы, как настольной, стационарной, так и мобильной.

Материнская плата несет на себе большинство полупроводниковых элементов, реализующих основные контроллеры большинства внутренних и внешних интерфейсов.

В дополнение к этому, материнские платы являются своеобразными центрами, осуществляющими электрические и логические связи с остальными компонентами.

Основа материнской платы

Основой материнских плат являются специализированные наборы микросхем системной логики — чипсеты. Они обычно состоят из двух компонентов, хотя встречаются и однокомпонентные варианты.

Двухкомпонетный чипсет и основные информационные потоки в компьютерной системе.

Рис. 1.  Система с двухкомпонентным чипсетом

Первый чип двухкомпонентного набора традиционной архитектуры, часто называется Северным Мостом (от англ. North Bridge — NB). Он содержит основные контроллеры, отвечающие за работу процессора, оперативной памяти, видеосредств, связь со вторым компонентом чипсета. Его характеристики определяют частоту процессорной шины, тип памяти и ее максимальный объем, а также интерфейс и характеристики видеоподсистемы, которая может быть как внешней, так и встроенной (интегрированной). Подчеркивая важность и сложность данного чипа, его нередко обозначают по имени всего чипсета, хотя обычно у него свое уникальное наименование. 

Второй чип, называемый Южным Мостом (от англ. South Bridge — SB), отвечает за связь с дисковой подсистемой, картами расширения и периферийными устройствами.

Чипсеты определяют функциональные свойства системных плат.

Остается добавить, что кроме архитектуры и особенностей чипсетов, важнейшими характеристиками материнской платы являются:

• поддерживаемые модели процессоров,
• тип (число контактов) процессорного разъема,
• тип модулей оперативной памяти,
• особенности видеоподсистемы,
• интерфейсы для подключения внутренних и внешних устройств, расширяющих возможности компьютеров.

Центральный процессор

В настоящее время в настольных компьютерах применяются в основном центральные процессоры (процессоры), созданные и выпущенные  компаниями Intel (Рис. 2) и AMD.

Рис. 2.  Двухъядерный процессор Intel

Используемые процессоры разных производителей имеют свои внутренние и конструктивные особенности, что исключает их взаимозаменяемость. В частности, они отличаются между собой разъемами, обеспечивающими подключение процессоров к системной плате.

Тема важнейших характеристик материнских плат, которые необходимо учитывать во время выбора оптимальной модели, приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов
 

Производители материнских плат продолжают выпуск изделий под традиционные процессоры Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Quad с разъемом LGA775. Основой этих плат служат чипсеты третьего и четвертого поколений. Часть из этих чипсетов имеют в своем составе встроенные видеосредства, обеспечивающие возможность выпускать бесшумеые модели материнских плат.

В качестве примера такой платы можно привести модель GA-EG45M-DS2H, созданную конструкторами Gigabyte на основе чипсета  Intel G45.

Чипсет Intel G45

Чипсет Intel G45 Express (Intel G45) ориентирован на процессоры Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Quad, подключаемые через разъем LGA775 и работающие с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus), которая обеспечивает передачу данных на частотах 800/1066/1333 МГц.

Рис. 1.  Архитектура компьютера с чипсетом iG45

Чипсет построен по двухчиповой схеме. Первая микросхема отвечает за связь с процессором, оперативной памятью, второй компонентой чипсета, а также за работу видеоподсистемы. Вторая микросхема поддерживает работу периферийных устройств.

Чипсет обладает встроенной видеоподсистемой Intel Graphics Media Accelerator X4500HD (Intel GMA X4500HD), которая полностью поддерживает воспроизведение видео HD 1080p, в том числе фильмов на дисках Blu-ray

Контроллер памяти рассчитан на память DDR2-800/667 или DDR3-1066/800, один или два канала, non-ECC, 2 DIMM на канал. Максимальный объем оперативной памяти составляет 16 Гбайт, количество модулей — до 4.

Управление периферийными устройствами компьютера осуществляет  микросхема ICH десятой версии — ICH10. Кроме нее, в составе комплекта может использоваться и микросхема ICH10R, осуществляющая поддержку еще и фунций RAID.

Комплект GA-EG45M-DS2H

В состав комплекта Gigabyte GA-EG45M-DS2H (GA-EG45M-DS2H) входят (Рис. 2): упаковочная коробка; материнская плата Rev. 1.0, созданная на основе чипсета Intel G45; руководство пользователя на английском языке и краткое руководство; комплект из двух кабелей SATA; кабели ATA100/66 и floppy; заглушка на заднюю панель; CD-ROM с программным обеспечением.

Рис. 2. Комплект GA-EG45M-DS2H

Внешний вид  GA-EG45M-DS2H и ее  внешних портов, а также  основные параметры  приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов
 

Несмотря на появление процессоров архитектуры Nehalem, производители материнских не оставляют внимание и процессоры Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Quad. Для этих процессоров они выпустили широкую гамму соответсвующих плат. Основой этих плат служат чипсеты третьего и четвертого поколений. Часть из них имеют в своем составе встроенные видеосредства.  В качестве примера платы с интегрированной ведеоподсистемой можно привести модель Gigabyte GA-EG45M-DS2H, созданную на основе современного чипсета  Intel G45.

Чипсет Intel G45

Чипсет Intel G45 Express (iG45) ориентирован на процессоры Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Quad, подключаемые через разъем LGA775 и работающие с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus). Тактовая частота процессорной шины iG45 — 200/266/333 МГц, что обеспечивает передачу данных на частотах 800/1066/1333 МГц.

Рис. 1. Архитектура компьютера с чипсетом iG45

Чипсет iG45 обладает встроенной видеосистемой Intel Graphics Media Accelerator X4500HD (Intel GMA X4500HD), которая полностью поддерживает воспроизведение видео HD 1080p, в том числе фильмов на дисках Blu-ray

Контроллер памяти рассчитан на память DDR2-800/667 или DDR3-1066/800, один или два канала, non-ECC, 2 DIMM на канал. Максимальный объем оперативной памяти составляет 16 Гбайт, количество модулей — до 4.

Управление периферийными устройствами компьютера осуществляет  микросхема ICH десятой версии — ICH10 или ICH10R (поддержка RAID).

Комплект GA-EG45M-DS2H

В состав предоставленного комплекта материнской платы Gigabyte GA-EG45M-DS2H (GA-EG45M-DS2H) входят (Рис. 2):

• упаковочная коробка;
• материнская плата Rev. 1.0, созданная на основе чипсета Intel G45;
• руководство пользователя на английском языке и краткое руководство;
• комплект из двух кабелей SATA;
• кабели ATA100/66 и floppy;
• заглушка на заднюю панель;
• CD-ROM с программным обеспечением.

Рис. 2. Комплект GA-EG45M-DS2H

Внешний вид материнской платы GA-EG45M-DS2H и ее  внешних портов, а также  основные параметры  приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

Для IT-индустрии вот уже несколько лет главным событием июня, безусловно, является традиционная выставка Computex. Она  уже много лет является основным компьютерным событием в Азии, но, учитывая большие и постоянно растущие объемы производства изделий, относящихся к IT, оказывает свое влияние на все регионы мира.

Очередная Computex, получившая номер 2008, прошла в начале июня в столице Китайской Республики на Тайване (именно так официально называется всем известный Тайвань) — городе Тайбэе.

К этому важнейшему для отрасли высоких технологий событию старательно подготовились большинство IT-компаний мира. На своих стендах и в ходе проводимых ими мероприятий основные игроки индустрии высоких технологий продемонстрировали свои новейшие достижения, с которыми смогли ознакомиться как рядовые посетители, так и маститые профессионалы.

На многочисленных стендах можно было увидеть продукцию свыше полутора тысяч компаний, начиная от крупнейших производителей полупроводниковых микросхем, компьютерных комплектующих, стационарных и мобильных систем различной сложности и стоимости и заканчивая предприятиями, занимающимися выпуском различной потребительской электроники, а также несложной периферии и аксессуаров (Фото 1).

Фото 1. Стенды Computex 2008

Участников и стендов на выставке было очень много. Тем не менее, можно выделить несколько основных ключевых особенностей.

Оценивая представленные изделия, нельзя не отметить очень большое количество материнских плат, являющихся основой компьютерных платформ. Кстати, именно в это же время компания Intel официально объявила о выпуске четырех новых наборов микросхем системной логики. Этими микросхемами стали чипсеты P45, P43, G45 и G43.

Главные микросхемы этих чипсетов — хабы памяти и графики обеспечивают поддержку процессорной шины QPB с частотой 1333 МГц. А еще они ориентированы на работу с модулями оперативной памяти DDR2/DDR3 и шины PCI Express спецификации 2.0. В дополнение к этому чипсет P45 поддерживает еще и двухадаптерную конфигурацию видеоподсистемы.

Два из перечисленных чипсетов — G45 и G43 по своим основным характеристикам соответствуют P45 и P43, однако от своих прототипов отличаются наличием интегрированного графического ядра. При этом наиболее мощное видеоядро — Intel GMA X4500HD досталось чипсету G45. При всех улучшенных достоинствах своих предшественников, снабженных встроенными видеосредствами, он обладает еще и способностью эффективного аппаратного декодирования видео ряда стандартов HD. Его более дешевый вариант, получивший наименование G43, имеет в своем составе видеоядро GMA X4500, которое такой возможности не имеет. Однако по производительности G43 существенно обходит соответствующие чипсеты предшествующих линеек с интегрированным видео. Благодаря своей пониженной цене он ориентирован на так называемый бюджетный рынок, где как ожидается он способен завоевать симпатии корпоративных и частных пользователей.

Остается отметить, что второй компонентой объявленных чипсетов P45, P43, G45 и G43 являются микросхемы ICH10 или ICH10R. Они, как известно, являются хабами ввода/вывода, осуществляющими управление многочисленными внешними устройствами, число которых существенно выросло при увеличении функциональности. 

В следующей части данной статьи рассмотрены материнские платы и ряд перспективных технологий.
    

>>    Часть 2