Евгений Рудометов 
 

Значительная часть интеллектуальной собственности компании Intel «куется» в ее научно-технических лабораториях — Intel Labs. Возглавляет Intel Labs вице-президент корпорации Джастин Раттнер (Justin Rattner). Ее подразделения расположены по всему миру. В этих подразделениях работают граждане многих стран. Сотрудники не связаны жестким подчинением с высшим руководством корпорации. В настоящее время исследовательские лаборатории находятся в более чем десятке крупных стран, расположенных в разных частях мира. В этих лабораториях трудятся около тысячи сотрудников. Они занимаются широким спектром различных разработок.

Подробности их функционирования, а также полученные результаты по вполне понятным причинам обычно не афишируется. Действительно, интеллектуальная собственность сегодня стоит больших денег.

Однако недавно завеса таинственности все-таки была приоткрыта, и компания пригласила представителей российских СМИ ознакомиться с деятельностью своего санкт-петербургского исследовательского подразделения. В мероприятии приняли участие ряд руководителей компании Intel и работающие в лаборатории специалисты.

Олег Семенов, директор по исследованиям Intel Labs St. Petersburg, в своем выступлении рассказал об организации и основных направлениях исследований, а также он сообщил о некоторых полученных результатах.

Подразделение Intel Labs в России было образовано в 2003 году в Нижнем Новгороде, в 2005 году оно переехало в Санкт-Петербург. Лаборатория Intel в Санкт-Петербурге — это целенаправленное научное подразделение Intel. Целью ее деятельности является широкий спектр научно-исследовательских работ, питающих бизнес-подразделения корпорации Intel различными научно-техническими идеями, а в некоторых случаях — и рабочими образцами.

За время существования лаборатории в Санкт-Петербурге ее сотрудниками было выполнено большое количество разнообразных научно-технических работ. Основные направления исследований:

• Методы обработки и кодирования сигналов для беспроводной связи (802.11n, 802.16e, UWB, WUSB) и 10 Gbit Ethernet (802.3 ap/an);
• Архитектура и программные инструменты для множественного радио (Multi-Radio);
• Полный цикл разработки – от идеи до прототипа.

В рамках работ, осуществляемых лабораторией в Санкт-Петербурге:

• Разработка (Wi-Fi +Wi-Max) экспериментального чипа на основе разработанного решения “Multi-Radio”,
• Обработка, сжатие видео и передача по беспроводным каналам.

О других разработках Intel Labs St. Petersburg —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Поддерживая концепцию Intel, связанную с объявлением и поддержкой нового класса ноутбуков, о выпуске собственных моделей сверхкомпактных, сверхлегких, высокопроизводительных ноутбуков — ультрабуков (ultrabook) объявили все основные игроки сектора компактных мобильных компьютеров, имеющих соответствующий опыт в разработке, выпуске и обслуживании ноутбуков разного класса.

Не осталась в стороне от этого процесса и компания Lenovo, которая является вторым по величине производителем персональных компьютеров в мире. Продукция этой компании уже давно пользуется заслуженной популярностью у широкого круга корпоративных и частных пользователей.

В соответствии с новейшими тенденциями данная компания в рамках нового класса мобильных устройств предлагает несколько чрезвычайно интересных моделей.

Среди этих моделей необходимо отметить сверхкомпактный ноутбук U300s линейки IdeaPad. Его характеристики полностью удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к ультрабукам в настоящее время. Это позволяет отнести его к новому классу изделий, получившему наименование «ультрабуки», что и было сделано.

Ультрабук IdeaPad U300s выпущен в цельном алюминиевом корпусе. Это обеспечило необходимую жесткость и прочность тонкой конструкции устройства, а также улучшило температурный режим элементов, плотно размещенных в ограниченном пространстве сверхкомпактного корпуса данного изделия.

Тонкий металлический корпус помог дизайнерам и конструкторам придать данному ультрабуку весьма стильный вид. При этом у потенциальных пользователей имеется возможность выбора подходящего варианта из моделей двух доступных расцветок:

• оранжевый (верхняя и нижняя части корпуса),
• графитово-серый.

Производитель уточняет, что окраска выполнена методом электролиза, а затем подвергнута пескоструйной обработке. Это позволяет сформировать красивое, прочное, устойчивое к появлению царапин покрытие.

По словам производителя, новинка спроектирована для тех, кто следит за модой и хочет обладать стильным, и вместе с тем и высокопроизводительным устройством.

Необходимо отметить, что ультрабук IdeaPad U300s наделен ультратонким 13,3-дюймовым жидко-кристаллическим дисплеем (ЖК-дисплеем) со светодиодной подсветкой. Разрешение TN-матрицы дисплея — 1366 х 768 (HD-дисплей), соотношение сторон дисплея — 16:9, покрытие — глянцевое, яркость — достаточная, однако углы традиционно для матриц TN являются невысокими.

Данный ультрабук укомплектован, как и предусмотрено спецификациями указанного нового класса сверхкомпактных мобильных компьютерных систем, несъемным аккумулятором сравнительно высокой емкости. Этот аккумулятор размещен в корпусе устройства и полностью скрыт от глаз.

Ультрабук IdeaPad U300s cнабжен компактной акустической системой, состоящей из двух миниатюрных динамиков.

Связь же ультрабука с периферийными устройствами и компьютерными сетями осуществляется с помощью портов высокоскоростных интерфейсов, а также с помощью беспроводных средств.

В следующей части  данной статьи приведены некоторые подробности о технологиях и элементах ультрабука IdeaPad U300s, выпущенного компанией Lenovo.
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Возможные штатные электрические и частотные режимы эксплуатации процессора Intel PXA255 приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Режимы работы процессора Intel PXA255 

Допустимый температурный диапазон окружающей среды (Ambient Temperature) для работающего процессора составляет от -40 C до +85 C, температурный диапазон хранения процессора — от -40 C до +125 C. 

Воплощение архитектурных замыслов разработчиков и реализация широких функциональных возможностей процессора стало возможным благодаря применению хорошо отработанного технологического процесса. Процессор Intel PXA255 создан по  CMOS технологии с использованием литографии 0,18 мкм и шести слоев металлизации. Выпускаемые процессоры проходят тщательный контроль.

Кристалл процессора Intel PXA255 упакован в корпус PBGA с размерами 17 х 17 мм и  содержит 256 контактов.

Платформа

Специалистами корпорации Intel на основе процессора Intel PXA255 разработана платформа Intel DBPXA255 (Intel DBPXA255 Development Platform for Intel Personal Internet Client Architecture), функциональная схема которой представлена на Рис. 3.

Рис. 3. Функциональная схема платформы Intel DBPXA255

В следующей части  данной статьи приведен пример структуры КПК с несколькими подсистемами беспроводной связи.
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Необходимо отметить, что корпус зеркальной цифровой камеры Canon EOS 5D Mark III создан из легкого и сравнительно прочного магниевого сплава. Это обеспечивает надежную защиту электронным и механическим компонентам, а также придает необходимую прочность и надежность всему устройству.

Пыле- и влагозащитная конструкция корпуса данной цифровой камеры, поверхность которой покрыта резиноподобным материалом, предохраняет ее от неблагоприятных атмосферных воздействий.

Кроме того, используемые материалы и эргономичный дизайн обеспечивают удобство применения цифровой камеры Canon EOS 5D Mark III в повседневном использовании.

Итак, основные особенности зеркальной цифровой камеры Canon EOS 5D Mark III:

• Датчик изображения CMOS, 36 x 24 мм, 22,3 мегапикселей
• Встроенная система очистки EOS
• Авто и ручная фокусировки
• 61-точечный автофокус
• Фокальный затвор с электронным управлением
• Чувствительность ISO — Авто (100-12800), 100-25600;
  может быть расширена до L: 50, H1: 51200, H2: 102400
• Выдержка 30–1/8000 с при шаге 1/2 или 1/3 ступени
• Серийная съемка 6 кадров/сек
• Видео в формате Full-HD с ручным управлением
• 14-битный процессор DIGIC 5+
• Экран 8,11 см (3,2 дюйма), 1 040 000 пикселей,
  антибликовое покрытие, 7 уровней яркости
• Режим HDR
• Высокоскоростной USB
• Выход HDMI mini,
  видеовыход (PAL/ NTSC),
  мини-разъемы для наушников и  внешнего микрофона
• Литий-ионный аккумулятор LP-E6 1800 мАч
• Пыле- и влагозащищенная конструкция
• Габариты — 152 x 116,4 x 76,4 мм
• Вес (только корпус) — 950 г

Как сообщили на упомянутом мероприятии представители компании “Белый Ветер ЦИФРОВОЙ”, зеркальный фотоаппарат Canon EOS 5D Mark III уже доступен для заказа и приобретения во всех магазинах ее сети, а также на фирменном сайте данной компании в Интернете.

Как заверили выступающие, максимальный срок доставки Canon EOS 5D Mark III в любую точку России составляет не более 2-х дней, доставка по Москве осуществляется в день заказа. 

Данную цифровую камеру можно приобрести и в кредит (до 2 лет), и в рассрочку (до 6 месяцев, без процентов).

Установленная базовая цена на Canon EOS 5D Mark III Body составляет 129 990 рублей.

Однако более интересный для  потенциальных пользователей вариант, представленный комплектом Canon EOS 5D Mark III 24-105 IS USM, обойдется им уже в 164 990 рублей. Данная цена, конечно, сравнительно высока. Но не следует забывать, что она относится к топовому изделию (High End) известного производителя цифровых камер, а, как известно, высокое качество и раскрученный бренд требуют и заслуживают адекватных денег. 

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

Компания «Белый Ветер ЦИФРОВОЙ» провела пресс-конференцию, посвященную старту продаж в ее сети магазинов обновленного зеркального фотоаппарата (цифровой камеры) Canon EOS 5D Mark III.

На пресс-конференции выступили руководители и специалисты компании, которые рассказали о развитии рынка цифровых фотоаппаратов и представили модель Canon EOS 5D Mark III.

Фото 1.  Выступление Андрея Маркова, директора филиала

Как сообщили выступавшие, по данным аналитиков рынок зеркальных фотокамер в 2011 году вырос на 60% по отношению к 2010 г. и составил около 800 тысяч штук. Активному росту продаж способствовали: снижение розничных цен, принципиально иное качество фотографий по сравнению с компактными камерами, упрощение эксплуатации зеркальных камер. Улучшились «понятные» для непрофессиональных пользователей режимы (автоматический, возможность сюжетной съемки). По предварительным оценкам аналитиков компании, рост продаж в 2012 году сохранится и достигнет 70%.

Представленная на указанном мероприятии модель Canon EOS 5D Mark III является  полнокадровой зеркальной цифровой камерой. В целом она похожа на предшественницу — Canon EOS 5D Mark II, которая была выпущена в 2008 г.

Фото 2.  Главный объект внимания на мероприятии

Однако сменившая ее модель получила ряд весьма существенных обновлений: более производительный процессор, расширенный набор функций, повышенную скорость серийной съемки и, самое главное, матрицу большего разрешения: 22,3 Мп (у EOS 5D Mark II было 21,1 Мп).

Цифровая камера Canon EOS 5D Mark III обеспечивает высокое качество снимков независимо от условий освещения. Диапазон чувствительности ISO простирается от 100 до 25600 единиц с возможностью расширения до ISO 102 400.

Высокая детализация фиксируемых изображений обеспечивается 22,3-мегапиксельным CMOS-датчиком изображения. За обработку данных, поступающих с этой матрицы, отвечает спецпроцессор DIGIC 5+ (у Canon EOS 5D Mark II — DIGIC 4), который, как утверждают специалисты, в 17 раз превосходит предыдущий процессор Canon по производительности, что обеспечивает высокую скорость работы цифровой камеры EOS 5D Mark III.

В результате компании Canon удалось добиться прироста скорости серийной съемки, увеличился и диапазон чувствительности ISO увеличился, улучшилось шумоподавление.

Процессор DIGIC 5+ выполняет коррекцию виньетирования, хроматических аберраций и подавление шумов при высокой чувствительности ISO.

Для автофокусировки используется 61-точечная система (у Canon EOS 5D Mark II — 9 основных точек и 6 вспомогательных), а замер поручен 63-зонной системе (у Canon EOS 5D Mark II — 35-зонная). 

В следующей части  данной статьи — о видеовозможностях EOS 5D Mark III.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Увеличению производительности ПК способствует и поддержка шинного интерфейса PCI Express 3.0. Очередная, на этот раз уже третья версия технологии PCI Express предоставляет максимальную пропускную способность новым дискретным видеоадаптерам и PCIe SSD. При этом обеспечена примерно, удвоенная пропускная способность (рис. 5).

Рис. 5.  Пропускная способность интерфейсов PCI Express 2.0 и PCI Express 3.0

А еще материнские платы Gigabyte 7-й серии комплектуются эксклюзивной утилитой EZ Setup, предоставляющей пользователям очень простой доступ к новейшим технологиям Intel, которые позволят повысить быстродействие ПК .

С утилитой EZ Setup пользователь сможет воспользоваться тремя ‘EZ’ инсталляторами которые быстро установят и настроят следующие ключевые технологии Intel:

• Intel Smart Response,
• Intel Rapid Start,
• Intel Smart Connect.

Внесены инновации и в конструкции материнских плат. Так, например, в добавление к преимуществам Ultra Durable 3 компания анонсировала комплекс мер, получивших наименование Ultra Durable 4 Classic и направленных на дальнейшее улучшение характеристик:

• Только твердотельные конденсаторы,
• Новое стекловолокно в печатных платах,
• Транзисторы в преобразователях энергопитания (транзисторы MOSFET) с низким сопротивлением канала в открытом состоянием (RDS (on)),
• Микросхемы с усиленной защитой от повреждения статическим электричеством,
• Технология DualBIOS,
• Защита от перепадов напряжения.

А еще для ряда моделей расширена комплектация за счет добавления модулей Gigabyte Bluetooth 4.0 + WiFi, представленных PCIe-платой расширения. Эта плата обеспечивает взаимодействие ПК с внешними устройствами средствами беспроводных интерфейсов Bluetooth 4.0 и IEEE 802.11 a/b/g/n.

Рис. 6.  Модуль Gigabyte Bluetooth 4.0 + WiFi

Данной платой комплектуются расширенные варианты следующих моделей:

• G1.Sniper 3,
• GA-Z77X-UD5H WIFI,
• GA-Z77X-UD3H WIFI

Некоторые подробности об архитектуре нескольких моделей материнских плат 7-серии —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Оценивая достоинства перспективных инноваций, реализованных в материнских платах Gigabyte 7-серии (серии Z77), необходимо подчеркнуть, что конструкторы уделили большое внимание вопросам настройки и контроля.

Технология тонкой настройки M.I.T. дает доступ ко всем параметрам платы, а также настройке нового модуля питания 3D Power engine.

3D Power — это интерактивная утилита дающая доступ к настройкам и мониторингу напряжения, фазы и частоты.

Пользователь может воспользоваться настройками этих параметров в реальном времени, что обеспечивает контроль и тонкую настройку ключевых параметров для достижения высокой стабильности, производительности и устойчивой работы системы в режиме Overclocking.

В материнских платах Gigabyte серии Z77 используются преимущества эксклюзивного модуля питания All Digital Engine для обеспечения максимального питания мощных процессоров. Применение цифровых контроллеров позволяет обеспечить более точную и своевременную подачу энергии на наиболее энергоемкие и чувствительные к качеству питания компоненты системы. Индивидуальные цифровые контроллеры питания используются для ядер процессора, интегрированной графики, контроллера памяти и самой оперативной памяти.

Для повышения производительности ПК в материнских платах реализованы ряд специальных разработок.

Увеличить скорость работы системы можно за счет использования, например, специального миниатюрного модуля mSSD, устанавливаемого в специальный разъем (рис. 3)

Рис. 3.  Разъем и модуль mSSD

Накопители mSATA просты в установке, занимают мало места, мало потребляют и не требуют лишних кабелей, что актуально для компактных ПК.

Часть из разработок направлена на увеличение возможностей видеоподсистемы. Благодаря реализованной технологии Lucid Virtu обеспечиваются: быстрый отклик, улучшенная обработка видео и плавное воспроизведение при минимальных энергозатратах. Указанная функция позволяет пользователям динамически переключаться между интегрированным видеоадаптером и мощной дискретной видеокартой в зависимости от нагрузки (рис. 4).

Рис. 4.  Динамическое переключение интегрированных и дискретных видеосредств

Тема повышения производительности компьютерных систем с помощью аппаратно-программных средств, реализованных в материнских платах 7-серии, продолжена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

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 1 
  

Основные технические параметры GA-X58A-UD9

Внешний вид материнской платы Gigabyte GA-X58A-UD9 (GA-X58A-UD9) представлен на рис. 2.

В Таблице 1 приведены основные характеристики этой платы.

Рис. 2.  Материнская плата GA-X58A-UD9

Таблица 1.  Основные параметры GA-X58A-UD9

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

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Производительность

Тестовая система:

• материнская плата — Gigabyte GA-D510UD,
• процессор — встроенный двухъядерный Intel Atom D510,
• память — 2 Гбайт DDR2 667 МГц,
• видео — встроенные в процессор средства графики,
• жеский диск — ST32000641AS (2 Tбайт),
• операционная система — Microsoft Windows XP/2002 Professional (Win32 x86/IA32) с Service Park 2.

В качестве эталонов были использованы системы, основой которых послужили платы GA-GC330UD с двухъядерным процессором Intel Atom 330 и GA-GC230UD с одноядерным процессором Intel Atom 230.

Результаты тестирования приведены в таблице 3 (больше — лучше).

Таблица 3. Результаты выполнения тестов SiSoft Sandra 2004 и PCMark05

Необходимо отметить, что для тестирования был предоставлен инженерный семпл платы GA-D510UD. Обычно серийные экземпляры демонстрируют более высокие результаты.

В заключение следует добавить, что компьютер с платой Gigabyte GA-D510UD можно успешно использовать не только для работы в Интернете и выполнения традиционных несложных офисных задач, но и для обработки мультимедийной информации, включая  просмотр видео HD стандартов 720, а во многих случаях и даже HD стандартов 1080.

Материнская плата GA-D510UD была предоставлена московским офисом компании Gigabyte

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 2 
  

Пример реализации

В качестве примера решения, ориентированного на недорогие настольные компьютеры начального уровня, можно привести материнскую плату Gigabyte GA-D510UD (GA-D510UD), созданную компанией Gigabyte на основе описанных выше энергоэффективных элементов.

Внешний вид материнской платы GA-D510UD представлен на рис. 3, основные технические характеристики — в таблице 2.

Рис. 3.  Материнская плата GA-D510UD

Таблица 2.  Основные параметры материнской платы GA-D510UD

Одной из основных особенностей материнской платы GA-D510UD является  уже установленный и несъемный процессор Intel Atom D510.

Для охлаждения процессора применяется компактный кулер, состоящий из небольших радиатора и вентилятора.

Единственная микросхема чипсета охлаждается миниатюрным радиатором.

Подсистема памяти представлена двумя модулями, управляемыми контроллером, встроенным в процессор.

Интегрированная в процессор видеоподсистема поддерживает аппаратное декодирование видео для плавного и качественного воспроизведения.

За управление устройствами ввода-вывода отвечает единственная микросхема чипсета Intel NM10.

Энергоснабжение элементов материнской платы Gigabyte GA-D510UD осуществляется через систему импульсных преобразователей.

Встроенные в архитектуру Gigabyte GA-D510UD средства мониторинга  предоставляют возможность контроля основных параметров.

Настройку и эксплуатацию облегчают реализованные фирменные аппаратно-программные средства.

В следующей части  данной статьи представлены оценки производительности компьютерной системы, созданной на базе материнской платы GA-D510UD, основу которой составляют однокомпонентный чипсет Intel NM10 и встроенный в состав платы двухъядерный процессор Intel Atom D510.
    

>>    Часть 4 
    

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

От 3- к 2-чиповым решениям

Новая архитектура процессоров позволила перейти от традиционного трехчипового решения (рис. 1), состоящего из процессора и двух традиционных микросхем чипсета, к двухчиповому варианту, состоящему из процессора новой архитектуры и одной микросхемы чипсета (рис. 2).

Рис. 1. Платформа трехчиповых решений

Рис. 2. Платформа двухчиповых решений

Чипсет

Для поддержки процессорв Intel Atom с ядром Pineview разработан специальный чипсет, получивший наименование Intel NM10 Express Chipset (NM10).

Состоит чипсет NM10 из одной микросхемы. Она отвечает за связь с процессором и за  работу ввода/вывода. Обеспечивает поддержку: четырех линий PCI Express x1, двух PCI, 2 Serial ATA 3Gb/s, 8 USB 2.0, LAN 10/100 Mbit/s, HD Audio и т. п.

Соединяется микросхема чипсета с процессором посредством шины DMI (Direct Media Interface) с пропускной способностью 20 Гбит/с (по 10 Гбит/с в каждую сторону).

Максимальное значение энергопотребления чипсета NM10 — менее 2,1 Вт.

Максимальное значение рабочей температуры корпуса — 115 °С.

Пример решения, ориентированного на недорогие настольные компьютеры начального уровня и созданного на основе энергоэффективных элементов, представлен  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
    

Евгений Рудометов 
 

Для сектора настольных компьютеров начального уровня, создаваемых на основе энергоэффективных процессоров линейки Intel Atom и соответствующих наборов микросхем системной логики (чипсетов), свои решения предлагают все основные производители материнских плат. При этом они постепенно обновляют парк выпускаемых моделей на более совершенные изделия, создаваемые на основе более совершенных элементов. 

Основные элементы платформы

Процессор

Для платформы недорогих настольных компьютеров начального уровня, ориентированных на работу в Интернете и выполнение несложных офисных задач, не требующих высоких уровней производительности, в начале 2010 года компания Intel выпустила второе поколение энергоэкономичных процессоров, входящих в линейку Intel Atom.

Данные модели представлены моделями D410 и D510. Главная особенность данных моделей, созданных на основе ядра Pineview, — объединение в едином корпусе процессора вычислительных ядер и встроенных контроллеров оперативной памяти и графических средств.

Основные параметры даннах моделей в сравнении с их предшественниками, входящими также в линейку Intel Atom и предназначенных для настольных решений, приведены в таблице 1.

Таблица 1.  Основные параметры Intel Atom моделей  330,  230,  D410,  D510 

Тема развития “атомных” решений продолжена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
    

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Благодаря низким уровням теплообразования процессора и чипсета в конструкции GA-GC330UD для процессора и микросхем чипсета применяются компактные средсва охлаждения. При этом для процессора Intel Atom 330 и компоненты ввода/вывода ICH7 чипсета Intel 945GS используются только одиночные радиаторы, а для компоненты GMCH данного чипсета — сравнительно небольшой радиатор с миниатюрным вентилятором.

Важной особенностью материнской платы GA-GC330UD является  использование в ее печатной плате медных слоев удвоенной толщины для шин питания и заземления.

А еще в составе электронных компонентов применены высококачественные элементы с низкими потерями. К таким элементам относятся, в частности, твердотельные конденсаторы, мощные транзисторы MOSFET, высокочастотные дроссели с ферритовыми сердечниками.

Все это обеспечило высокие уровни надежности и энергоэффективности компьютерных систем, созданных на основе GA-GC330UD.

Остается добавить, что производительности настольного компьютера, созданного на основе  материнской платы GA-GC330UD, достаточно не только для выполнения традиционных офисных задач, но для воспроизведения аудио и широкой гаммы разнообразных видеофайлов. Последнее касается и видеофайлов стандартов HD.

В качестве иллюстрации мультимедийных возможностей следует отметить, что при тестовом воспроизведении видеофайлов стандарта HD 720p загрузка центрального процессора составила менее 35%.

Успешным в процессе тестирования оказался и просмотр ряда фильмов стандарта HD 1080p умеренных значений битрейтов. Загрузка центрального процессора составила 70-100%.

Указанные мультимедийные возможности связаны с наличием в архитектуре процессора Intel Atom 330 двух физических ядер, а также с дополнительной реализацией технологии Hyper-Threading.

Здесь следует напомнить, что данная технология, впервые появившаяся в микроархитектуре NetBurst процессоров Intel Pentium 4, обеспечивает аппаратную поддержку многопоточности в обработке информации.

Остается добавить, что в результате указанных микроархитектурных особенностей центральный процессор Intel Atom 330, интегрированный в состав материнской платы GA-GC330UD, воспринимается операционной системой как четырехъядерный.

И эта модель, действительно, работает во многих задачах именно как четырехъядерный процессор (рис. 2), у которого два физических ядра, но четыре логических.

Рис. 2.  Работа процессора Intel Atom 330 

Особенности тестовой системы, созданной на основе материнской платы GA-GC330UD, и оценка результатов разгона рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
    

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Использованная в составе материнской платы GA-P55-UD6 микросхема однокомпонентного чипсета Intel P55, кроме традиционных интерфейсов PCI, PCI Express, USB и SATA, поддерживает еще и функции RAID для накопителей SATA.

В дополнение к чипсетным портам SATA в архитектуре предусмотрены дополнительные порты благодаря микросхемам GIGABYTE SATA2 и JMB362.

Предусмотрена возможность подключения также двух устройств IDE.

Архитектура GA-EP55-UD6 представлена на Рис. 7.

Рис. 7.  Архитектура материнской платы GA-P55-UD6

В архитектуре GA-P55-UD6 используются два канала Gigabit (10/100/1000 Mbits/s) LAN. Их совместное использование позволяет повысить скорость и надежность соединений.

Для повышения надежности в архитектуре используется две микросхемы BIOS: одна из них играет роль основной, другая – резервной.

Для поддержки аудиовозможностей использован качественный аудиокодек ALC889A стандарта High Definition Audio (8 каналов, соотношение сигнал/шум микросхемы — более 104 дБ).

Следует отметить, что функциональность платы находится на очень высоком уровне благодаря большому количеству портов, выведенному на заднюю панель. Из особенностей следует отметить наличие Combo-портов, объединяющих два порта USB 2.0 со скоростными портами eSATA.

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-P55-UD6 осуществляется через систему импульсных многофазных (многоканальных) преобразователей.

Рис. 8.  Многофазный преобразователь

Для центрального процессора предусмотрена 24-фазная схема. Но половина из них является «виртуальными», полученными за счет распараллеливания двенадцати «реальных» каналов.

Индивидуальными  преобразователями снабжены еще и чипсет — однофазный преобразователь, и модули памяти — двухфазный преобразователь.

Для повышения энергоэкономичности используется система динамического переключения числа активных фаз в зависимости от загрузки процессора — технология DES. Ее работа снижает еще и нагрузку на средства охлаждения.

Для удобства на плате расположены кнопки включения/выключения,   перезагрузки, обнуления CMOS, а также индикатор прохождения POST. Средства мониторинга обеспечивают контроль напряжений, температуры, вращения вентиляторов.

Заключительная часть обзора материнской платы GA-P55-UD6 приведена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 6 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Материнская плата Gigabyte GA-P55-UD6 выполнена на основе восьмислойного дизайна с использованием проводников удвоенной толщины,  высоконадежных конденсаторы, транзисторов с пониженным сопротивлением каналов и ферритовых дросселей с низкими потерями (технология Ultra Durable 3).

В конструкции системы охлаждения полупроводниковых компонентов  использованы несколько компактных радиаторов. 

В конструкции платы реализовано шесть слотов для модулей памяти: два канала, в каждом из которых могут быть установлены по три модуля DDR3-2200/1333/1066/800. Соответствующие контроллеры встроены непосредственно в процессор.

В архитектуре материнской платы присутствуют три видеослота конструктива PCI Express x16 (Рис. 2), что обеспечивает поддержку режимов SLI/CrossFireX.

Эти слоты являются разделяемыми и могут работать как PCI Express x16, PCI Express x8, PCI Express x4. Их использование определяется системным ПО и установленными видеоадаптерами.

Реализация нескольких видеослотов представлена на Рис. 3.

Рис. 3. Фрагмент архитектура материнской платы

Дисковая подсистема поддерживает функции RAID для накопителей SATA.

В дополнение к чипсетным портам SATA предусмотрены дополнительные порты благодаря микросхемам GIGABYTE SATA2 и JMB362.

Предусмотрена возможность подключения также двух устройств IDE.

В архитектуре используются два канала Gigabit (10/100/1000 Mbits/s) LAN. Их коммутация осуществляется автоматически.  

Для повышения надежности в архитектуре - две микросхемы BIOS: одна из них играет роль основной, другая – резервной.

Для поддержки аудиовозможностей использован качественный аудиокодек ALC889A стандарта High Definition Audio (8 каналов, соотношение сигнал/шум микросхемы — более 104 дБ).

Следует отметить, что функциональность платы находится на очень высоком уровне благодаря большому количеству портов, выведенному на заднюю панель. Из особенностей следует отметить наличие Combo-портов, объединяющих два порта USB 2.0 со скоростными портами eSATA.

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-P55-UD6 осуществляется через систему импульсных многофазных (мнококанальных) преобразователей.

Для процессора предусмотрена 24-фазная схема. Но половина из них является «виртуальными», полученными за счет распараллеливания двенадцати «реальных» каналов.

Для удобства на плате расположены кнопки включения/выключения,   перезагрузки, обнуления CMOS, а также индикатор прохождения POST.

Средства мониторинга обеспечивают контроль напряжений, температуры, вращения вентиляторов.

В дополнение к аппаратным средствам в GA-P55-UD6 традиционно реализованы фирменные утилиты и программы.

Оценивая возможности материнской платы, GA-P55-UD6 необходимо подчеркнуть, что ее основные достоинства — это оригинальные архитектура и дизайн, а также высокая функциональность, обеспечивающие удобство настройки, включая режимы оверклокинга, и удобство эксплуатации.

Кроме того, комплект GA-P55-UD6 выделяется широким набором входящих в него компонентов.

Что же касается производительности, то при использовании процессоров с равным количеством ядер и тактовых частот она очень близка к возможностям моделей на топовом чипсете iX58.

Материнская плата GA-P55-UD6 была предоставлена московским офисом компании Gigabyte
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 3 
  

Как уже отмечалось выше, в материнских платах 900-й серии, как, впрочем, и в их предшественниках, особое внимание уделяется попросам обеспечения высокой надежности.

Так например, технология DualBIOS призвана обеспечить работоспособность компьютера даже в тех случаях, когда микрокод BIOS поврежден или микросхема, которая его хранит, вышла по каким-либо причинам из строя. С этой целью на материнских платах устанавливаются две микросхемы BIOS. Одна из них выполняет роль основной, другая — резервной.

А еще в новых платах DualBIOS поддерживает загрузку с накопителей на жестких магнитных дисках (жестких дисках — HDD) емкостью свыше 3 Тбайт без разбиения дискового пространства на разделы (технология Hybrid EFI). Это расширяет возможности дисковой подсистемы и существенно упрощает эксплуатацию компьютеров.

Фирменная утилита EasyTune6 предоставляет широкие возможности тонкой настройки параметров и мониторинга компьютерной системы для достижения максимальной производительности.

А в ряде случаев опытному пользователю может быть полезна и утилита AMD OverDrive, которая предоставляет возможности для настройки системы и мониторинга ее основных параметров.

Функции для разгона дополнены контроллером EC AOD-ACC, который позволяет расширить возможности процессоров серии AMD Phenom II Black Edition в режимах разгона при помощи утилиты AMD OverDrive.

Технология Cloud OC позволяет не только контролировать состояние системы при запуске тестовых пакетов в полноэкранном режиме, но и осуществить ее дистанционно (рис. 6). Это средство дает доступ к мониторингу и разгону системы в реальном времени с помощью почти любого подключенного к сети устройства.

Рис. 6.  Работа Cloud OC

Представляет интерес и комплекс «333 Onboard Acceleration», объединяющий три возможности: 3x USB Power Boost, USB 3.0, SATA 6GBps.

3x USB Power Boost предусматривает повышение в три раза уровня тока, выдаваемого по шине USB для электропитания периферийных устройств.

USB 3.0 — внешний интерфейс со скоростью передачи данных до 5 Гбит/с.

SATA 6GBps — интерфейс со скоростью передачи данных до 6 Гбит/с.

Оценивая возможности портов, следует упомянуть еще и функцию On/Off Charge. Данная функция обеспечивает быструю зарядку iPhone/iPad/iPod и других устройств во всех режимах, включая «Глубокий сон» и «Программное выключение».

В дополнение к перечисленным технологиям и инструментам необходимо отметить, что материнские платы комплектуются качественными аудикодеками. Используемый в материнских платах аудиокодек ALC889 характеризуется очень высоким отношением сигнал-шум (SNR — Signal-to-Noise ratio), достигающим значения 108 дБ. Данное значение превышает возможности традиционных оптических носителей звука, представленных аудио CD.

А еще для удобства на старших моделях плат установлены специальные индикаторы напряжений.

На плате также имеются кнопки «Включение», «Обнуление CMOS» и Reset, облегчающие настройку системы.

Антивирусную защиту осуществляет Norton Internet Security.

В заключение следует отметить, что рамки небольшой статьи не позволяют  осветить в полной мере все нововведения, используемые компанией Gigsbyte в своих новейших материнских платах, созданных на основе чипсетов AMD 900-й серии.

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 2 
  

В материнских платах 900-й серии с AM3+ реализована и достаточно эффективная схема питания.

Основой этой системы уже традиционно для плат Gigabyte является оригинальная конструкторско-технологическая разработка, названная ее созателями технологией Ultra Durable 3 (рис. 5).

Рис. 5.  Основные характеристики Ultra Durable 3

Итак, технология Ultra Durable 3 — это специальная конструкторская разработка системных плат для домашних настольных компьютеров. Согласно ее спецификации изделия Gigabyte выполнены на базе печатных плат с удвоенной толщиной слоя меди в цепях питания и заземления.

Кроме того, в составе плат с Ultra Durable 3 устанавливаются энергоэффективные дроссели с ферритовым сердечником, полевые транзисторы с низким сопротивлением канала и японские твердотельные конденсаторы (срок службы 50 тыс. час).

И конечно, стабильность работы процессора в значительной степени зависят от модуля регулятора напряжения питания процессора VRM (Voltage Regulator Module). В состав конструкцию данного модуля входят дроссели, конденсаторы, полевые транзисторы, управляющая микросхема.

Для повышение эффективности и надежности работы VRM, а также компактности, конструкторы объединили пару полевых транзисторов с управляющей микросхемой в единый модуль — драйвер MOSFET.

Кроме того, конструкторы повысили частоту работы VRM. Это увеличило  эффективность преобразования и снизило пульсации, то есть повысило качество электропитания.

Для улучшения энергопитания используется улучшенная 8+2-фазная (в ряде младших моделей — 4+1-фазная) система питания. При этом число активных фаз энергопитания зависит от вычислительной нагрузки.

С помощью технологии Easy Energy Saver можно управлять энергосбережением. Для активации необходимо с помощью мышки нажать на кнопку Easy Energy Saver.

В результате пользователю предлагается выбрать один из трех готовых профилей режимов питания процессора. Данная утилита самостоятельно определит и установит оптимальный уровень напряжения питания процессора в зависимости от загрузки.

Указанная аппаратно-программная организация энергопитания в материнских платах обеспечивает следующие преимущества:

• повышает эффективность,
• снижает нагрузку на средства охлаждения,
• уменьшает уровень акустического шума,
• улучшает надежность.

Необходимо отметить, что перечисленным моделям материнских плат уделяется особое внимание обеспечению надежности.

Аппаратно-программные средства повышения надежности материнских плат 900-й серии рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов
 

  >>    Часть 3 
  

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-EG45M-DS2H осуществляется через систему импульсных преобразователей.

В их составе используются:

• дроссели с ферритовыми сердечниками,
• высоконадежные твердотельные конденсаторы,
• качественные транзисторы MOSFET, которые в открытом состоянии имеют низкое сопротивление канала. 

Это позволило уменьшить потери и увеличить кпд преобразователей, что в конечном счете обеспечивает:

• экономию энергии,
• уменьшение теплообразования,
• снижение нагрузки на охлаждающие средства.

Остается добавить, что встроенные в архитектуру GA-EG45M-DS2H средства мониторинга предоставляют возможность контроля основных параметров, к которым относятся:

• уровни напряжения питания,
• значения температуры,
• частоты вращения охлаждающих вентиляторов.

Основные элементы и топология GA-EG45M-DS2H — на Рис. 5.

Рис. 5.  Элементы и топология GA-EG45M-DS2H

Из реализованных фирменных средств следует отметить традиционные Virtual Dual BIOS, Q-Flash, Xpress Recovery2, Xpress Install и, конечно, утилита управления Easy Tune 5 Pro.

Реализованные в GA-EG45M-DS2H аппаратно-программные средства оверклокинга (от англ. overclocking — разгон — форсированные режимы функционирования компонентов, работа которых осуществляется на повышенных частота) позволяют гибко управлять производительностью системы, например, установить частоту процессорной шины 1600 МГц, а памяти — 1066 МГц. При этом для обеспечения устойчивости работы компонентов предусмотрена возможность изменения не только их частотных режимов и таймингов, но и значений напряжения питания. 

В дополнение к упомянутым функциональным возможностям в данной плате инженеры Gigabyte реализовали свою фирменную технологию Dynamic Energy Saver Advanced. Эта технология призвана обеспечить экономное использование электроэнергии за счет динамического изменения числа используемых фаз питания.

В результате удается снизить энергопотребление, и, следовательно, уменьшить еще и уровень теплообразования. А это в свою очередь снижает нагрузку на системы охлаждения элементов и способствует уменьшению уровня акустического шума.

В дополнение к перечисленным функциональным возможностям данная плата поддерживает ставшими уже традиционными операционные системы Microsoft Windows VISTA/XP.

Результаты тестирования GA-EG45M-DS2H приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов
 

  >>    Часть 3 
  

Итак, в дизайне материнских плат Gigabyte используется технология Ultra Durable 3. Согласно ее спецификациям в дизайне плат используются:

• Проводники удвоенной толщины для слоев питания и заземления,
• Твердотельные конденсаторы высокой надежности,
• Специальные транзисторы MOSFET, обладающие низким сопротивлением канала в открытом состоянии (Рис. 3),
• Ферритовые дроссели с низкими потерями на высоких частотах.

Все это повышает ресурс, надежность и стабильность работы материнских плат, как в штатных режимах, так и в режимах оверклокинга.

Рис. 3.  Тепловая эффективность новых транзисторов

Указанные нововведения позводили конструкторам и технологам полностью переработать дизайн материнских плат. В результате внедрения перспективных технологий и на основе новейших элементов компания Gigabyte выпустила ряд линеек своей продукции, отличающихся функциональными возможностями и ценой.

Один из примеров реализации Ultra Durable 3 в материнских платах Gigabyte приведен на Рис. 4.

Рис. 4.  Пример материнской платы с реализацией Ultra Durable 3

В дополнение к описанным усилиям по экономии энергии и улучшению условий работы электронных элементов в современных материнских платах Gigabyte реализован ряд интересных аппаратно-программных средств.      

Здесь следует напомнить, что современные высокопроизводительные компоненты, работающие на высоких частотах, характеризуются высокими уровнями энергопотребления. Как уже отмечалось выше, ток потребления центрального процессора достигает нескольких десятков ампер. Это очень много. Но что много важнее — это накладывает очень высокие требования на средства энергопитания. Как результат, требуются очень мощные транзисторы, высокоемкие конденсаторы, большие катушки, дроссели и т.п. Такие решения сложны и дороги.

В качестве альтернативы, конструкторы уже давно используют многоканальные (многофазные) источники. Это упрощает схемотехнику и увеличивает надежность энергопитания. А теперь конструкторы Gigabyte решили оптимизировать работу системы энергопитания.

Идеологической и аппаратно-программной основой оптимизации работы узлов и подсистем стали ряд инноваций, в качестве примера которых можно назвать технологию Dynamic Energy Saver, а также утилиты Power Saving и Easy Tue 5 Pro.

Dynamic Energy Saver, Power Saving и Easy Tue 5 Pro рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов
 

  >>    Часть 2 
  

Оценивая достоинства Ultra Durable 3, необходимо отметить, что удвоенная толщина слоев меди в материнских платах, созданных согласно спецификациям данной технологии, обеспечивает более эффективное охлаждение элементов. Это обеспечивается благодаря лучшему отводу тепла от критических участков системной платы, в том числе от центрального процессора и расположенных рядом с ним электронных компонентов.

В результате указанного технологического решения материнские платы с Ultra Durable 3 позволяют снизить рабочие температуры на величину до 50 °C по сравнению с традиционными вариантами, использованными ранее (Рис. 2).

Рис. 2.  Тепловая эффективность дизайна Ultra Durable 3

Все это позволяет без ухудшения показателей устойчивости и надежности значительно повысить частоту работы элементов материнских плат, что характерно для форсированных режимов оверклокинга (от англ. overclocking — разгон — работа компонентов на повышенных частотах).

Еще одной инновацией, реализованной в Ultra Durable 3, является применение  в материнских платах специальных конденсаторов с твердым электролитом, поставляемые ведущими японскими производителями. Средний срок службы этих элементов достигает 50000 часов (более пяти лет непрерывной работы). Это способствует увеличению ресурса бесперебойной эксплуатации материнских плат.

А еще конденсаторы с твердым электролитом обладают крайне низкими электрическими потерями, что улучшает их работу и уменьшает их теплообразование.

Остается добавить, что  использование в материнских платах конденсаторов с твердым электролитом благодаря их свойствам повышает устойчивость и надежность работы электронных схем, а следовательно, и компьютерных систем.

Кстати, оценивая уменьшение теплообразования, нельзя не отметить еще две инновации, реализованные в Ultra Durable 3.

Первая из них — это использование в архитектуре материнских плат дросселей с ферритовыми сердечниками. Здесь следует напомнить, что дроссели — это катушки индуктивности, которые запасают энергию и тем самым регулируют токи. Они являются неотъемлемой частью преобразователей и фильтров в схемах преобразователей источников питания.

Ранее в составе преобразователей использовались дроссели со стальными сердечниками. Они были технологичны и дешевы, однако с повышением рабочих частот стали плохо справляться со своими функциями.

С целью повышения энергоэффективности их заменили на новые аналоги. В новых катушках  индуктивности (дросселях) использует более дорогие ферритовые сердечники. Ферритовые сердечники дросселей выполнены из сплава оксида железа и других металлов, который обладает свойством дольше удерживать электромагнитную энергию при высоких частотах по сравнению со стальными. Это приводит к меньшим потерям энергии и к уменьшению электромагнитного излучения, что увеличивает надежность системы.

Вторая инновация — это применение в источниках питания специальных транзисторов MOSFET (MOSFET, MOS-FET, MOS FET — Metal–Oxide–Semiconductor Field Effect Transistor — полевой транзистор структуры Метал-Оксид-Полупроводник — МОП), обладающих низким сопротивлением в открытом состоянии (Low RDS(on)). Эти мощные транзисторы играют важную роль в подаче питания на высокопроизводительные процессоры и другие компоненты системной платы, необходимые для работы современных ресурсоемких приложений и игр. Использование новых транзисторов в цепях питания позволяет повысить уровень энергосбережения, уменьшить требования к системам охлаждения транзисторов, уменьшить локальные нагревы материнской платы (Рис. 3).

В следующей части  данной статьи рассмотрены другие инновации,  реализованные в материнских платах Gigabyte.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов
 

  >>    Часть 1 
  

Еще одной инновацией, реализованной в Ultra Durable 3, является применение  в материнских платах высоконадежность конденсаторов.

Не секрет, что надежность конденсаторов в традиционных решениях оставляет желать лучшего. Действительно, довольно часто причиной нестабильной работы компьютерных систем были именно данные элементы, число которых исчисляется многими десятками даже в платах начального уровня.   

В материнских платах с Ultra Durable 3 применяются специальные конденсаторы с твердым электролитом. Средний срок службы таких элементов, выпускаемых известными японскими производителями, достигает 50 000 часов, что превышает пять лет непрерывной работы. Таким образом, использование данных высоконадежных элементов способствует увеличению ресурса бесперебойной эксплуатации материнских плат.

А еще конденсаторы с твердым электролитом обладают крайне низкими электрическими потерями. Это улучшает их работу в качестве фильтров. Кроме того, низкие потери уменьшают их теплообразование, что не только продлевает их ресурс, но и улучшает температурный режим электронных схем и снижает расход энергии. Остается добавить, что качественные конденсаторы повышают устойчивость и надежность работы электронных схем, в составе которых используются такие конденсаторы.

Кстати, оценивая уменьшение теплообразования, нельзя не отметить еще две инновации, реализованные в Ultra Durable 3.

Первая из них — это использование в архитектуре материнских плат дросселей с ферритовыми сердечниками. Они являются неотъемлемой частью преобразователей и фильтров в схемах преобразователей источников питания.

Ранее в составе таких схем использовались дроссели со стальными сердечниками. Они были технологичны и дешевы, однако с повышением рабочих частот, что связано с использованием высокопроизводительных компонентов, стальные дроссели стали плохо справляться со своими функциями.

В новых моделях материнских плат, созданных согласно инноваций Ultra Durable 3, использует более дорогие ферритовые сердечники. Ферритовые сердечники дросселей выполнены из сплава оксида железа и других металлов, который обладает свойством дольше удерживать электромагнитную энергию при высоких частотах по сравнению со стальными. Это приводит к меньшим потерям энергии и к уменьшению электромагнитного излучения, что упрощает разработку компактных вариантов дизайна и увеличивает надежность компьютерных систем.

Вторая инновация — это применение в источниках питания специальных транзисторов (MOSFET — МОП), обладающих низким сопротивлением в открытом состоянии (Low RDS(on)). Эти мощные транзисторы играют важную роль в подаче питания на высокопроизводительные процессоры и другие компоненты материнской платы, необходимые для работы современных ресурсоемких приложений и игр. Использование новых транзисторов в цепях питания позволяет повысить уровень энергосбережения, уменьшить требования к системам охлаждения транзисторов, уменьшить локальные нагревы материнской платы.

Остается добавить, что снижение температуры элементов, достигаемое за счет использования новых элементов и применения нового дизайна материнских плат, позволяет упростить систему охлаждения микросхем чипсета и элементов преобразователя процессора. В результате системы охлаждения можно создавать без традиционного вентилятора на главной микросхеме чипсета, применяя только радиаторы, соединенные тепловыми трубками.

Указанные нововведения позводили полностью переработать дизайн материнских плат и на основе новейших элементов выпустить ряд линеек, отличающихся между собой функциональными возможностями и ценой. Один из примеров приведен на Рис. 2.

Рис. 2. Пример материнской платы с реализацией Ultra Durable 3

В дополнение к описанным нововведениям в современных материнских платах Gigabyte реализованы и другие интересные аппаратно-программные средства, способствующие увеличению надежности, производительности и энергоэффективности компьютерных систем.

Среди них необходимо отметить, например, технологию Dynamic Energy Saver Advanced, призванную обеспечить экономное использование электроэнергии за счет динамического изменения числа используемых фаз питания, в результате чего повышается эффективность использования энергопитания.

А еще есть много дополнительных аппаратных опций и множество фирменных утилит. Но это темы уже других статей.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов
 

  >>    Часть 1
  

Комплект платы

В комплект материнской платы Gigabyte GA-EX58-EXTREME (GA-EX58-EXTREME) входят:

• материнская плата GA-EX58-EXTREME;
• комплект Hybrid Silent-Pipe;
• набор кабелей для SATA, IDE, floppy;
• внешние планки  с портами SATA и IEEE 1394a;
• коннекторы для реализации 2- и 3-Way SLI;
• шильд для разъемов задней панели;
• CD-ROM с программным обеспечением;
• руководство пользователя и  краткая инструкция по установке.

Рис. 2. Комплект материнской платы GA-EX58-EXTREME 

Параметры и особенности платы

Внешний вид материнской платы GA-EX58-EXTREME и ее внешних разъемов представлен на Рис. 3.

В Таблице 1, приведены основные  характеристики этой платы.

Рис. 3. Материнская плата GA-EX58-EXTREME

Таблица 1. Основные параметры GA-EX58-EXTREME

Особенности архитектуры  GA-EX58-EXTREME приведены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Итак, компания Intel выпустила в 1971 г. первый в мире процессор – Intel 4004.

Этот процессор имел размеры 1/8 дюйма на 1/16 дюйма (3,18х1,59 мм), содержал лишь немногим больше 2000 транзисторов и выпускался по 10-микронной производственной PMOS-технологии Intel (Рис. 5).

Рис. 6. Процессор Intel 4004

Его наследниками стали хорошо известные процессоры. Вот только некоторые разработки и числа.

В 1978 г. появился 16-разрядный процессор 8088, содержавший 29000 транзисторов. Он работал с тактовыми частотами 5, 8 или 10 МГц. На основе этого процессора в 1981 г. был создан персональный компьютер IBM PC, ставший родоначальником современных настольных, мобильных и серверных моделей.

В 1982 г. создан микропроцессор 286, известный также как 80286. Данный 16-разрядный процессор Intel был способен выполнять программы, написанные для его предшественника. 286-й процессор содержал 134000 транзисторов, его тактовые частоты составляли 6, 8, 10 и 12,5 МГц.

В 1985 г. выпущен микропроцессор Intel 386, в котором содержалось 275000 транзисторов. Он представлял собой 32-разрядную микросхему и поддерживал многозадачность, т. е. был способен выполнять несколько программ одновременно. Было выпущено несколько моделей (Рис. 7).

Рис. 7. Модели Intel 386

В 1993 г. выпущен процессор Intel Pentium, насчитывавший уже 3 миллиона транзисторов и изготовленный по 0,8-микронной производственной технологии Intel.

В 1999г. Intel выпустила в продажу процессор Pentium III, содержавший более 9,5 миллионов транзисторов и изготовленный по 0,18-микронной производственной технологии Intel. Вскоре его сменил процессор Intel Pentium 4. Новый лидер отличался от своих предшественников внутренней архитектурой, предусматривающей существенно большие тактовые частоты ядра и шины, значения которых стало стремительно увеличиваться в последующих моделях.

В марте 2003 г. на свет появился бренд Intel Centrino. В состав мобильных устройств был включен новейший по тем временам процессор Intel Pentium M.

Процессор Intel Pentium M, созданный на базе новой микроархитектуры, специально оптимизированной для мобильных ПК, выпускался по 0,13-микронной производственной технологии Intel и состоял из 77 миллионов транзисторов. Этот процессор значительно отличался по своему внутреннему устройству от доминирующей в этот момент архитектуры Netburst, ставшей основой Intel Pentium 4 и его мибильного варианта. Они обладали меньшими тактовыми частотами и меньшим энергопотреблением, но при демонстрировали большую производительностью. Последующие модификации процессора Intel Pentium M и его упрощенного варианта Intel Celeron M выпускались по улучшенным архитектурам и полупроводниковым технологиям. 

Здесь следует прерваться и сделать ряд замечаний.

В следующей части рассмотрены некоторые проблемы эволюции процессоров и пути дальнейшего развития.
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

На выставке Samsung среди многочисленных моделей видеокамер были представлены модели с записью на магнитную пленку, оптические диски, но особого упоминания заслуживают изделия с записью на SSD.

Флагманом этого семейства является модель H106 (Фото 5), снабженная встроенной памятью объемом 64 Гбайт и слотом SD/SDHC/MMC+ и поддерживающая разрешение Full HD 1920х1080 (50i/25p). Важнейшие характеристики: 37 мм широкоугольный объектив, оптический стабилизатор, CMOS-матрица 2,2 Мп, зум 10Х, сенсорный 2,7” ЖК-экран, видеокодек H.264, фотосъемка с разрешением 4,7 Мп.

В качестве примера сверкомпактных представителей с записью во флэш-память можно привести модель R10 (Фото 6). Как утверждает производитель, на тот момент, когда проводилась выставка,  это самая легкая (229 г) и компактная Full HD видеокамера, которая позволяет не только снимать видео, но и делать фотоснимки с разрешением до 12 Мп. Остается добавить, что фото и видеоинформация, полученная с помощью данного устройства,  может быть выведена через выходы S-Video или HDMI на телевизор.

Фото 5. Модель видеокамеры H106

Фото 6. Модель видеокамеры R10

Следует отметить, что телевизоры и мониторы являются хорошо известными и популярными изделиями компании Samsung. И на выставке было представлено большое количество моделей.

Среди телевизоров ярким, насыщенным изображением выделялась модель плазменного телевизора PS 50 B 850 Y1W:

• диагональ — 50”,
• разрешение Full HD 1920×1080,
• частота кадров — 100 Гц,
• встроенный тюнер (DVB-T, MPEG4),
• толщина — 30 мм,
• рекомендованная цена — 99 990 руб.

Этому телевизору по качеству изображения практически не уступал LED-телевизор UE 40 B 6000 VW (Фото 7):

• диагональ — 40”,
• разрешение Full HD 1920×1080,
• частота кадров — 100 Гц,
• два встроенных тюнера,
• толщина — 29 мм,
• рекомендованная цена — 79 990 руб.

Фото 7. Модель телевизора UE 40 B 6000 VW

Указанные и аналогичные модели телевизоров Samsung могут быть использованы в качестве основы домаших кинотеатров, особенно учитывая строенные в их состав средства.

Для расширения их потребительских возможностей целесообразно с ними использовать фирменные многоканальные усилители и аккустические системы, модели которых были представлены на выставке, ставшей демонстрацией возможностей и достижений современной IT-компании.
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

На выставке изделий компании Samsung было представлено большое количество телефонов различной сложности и стоимости (Фото 2).

Фото 2. Телефоны Samsung

К старшим представителям относится, например, смартфон i8910 Omnia HD. Этот смартфон, представленный двумя моделями с внутренним объемом флэш-памяти 8 и 16 Гбайт, обладает дисплеем 3,7” AMOLED с разрешением 640х360, поддержкой карточек microSD (до 32 Гбайт), встроенными камерой 8 Мп и GPS-приемником, а также  аккумулятором 1500 мАч.

Интересной разработкой является и модель i7410 с дисплеем AMOLED, имеющая в своем составе встроенный проектор. Этот проектор позволяет  отображать на внешний экран символьную, фото и видеоинформацию, выводимую на графический дисплей i7410. В качестве экрана может использоваться практически любая незеркальная плоскость, например, стена. Кстати, размер проецируемого изображения может достигать 40”. Данная функция удобна для проведения презентаций, а также индивидуального и коллективного просмотра фото и видео.

Необходимо отметить, что фото и видеокамеры стали традиционными изделиями Samsung (Фото 3).

Фото 3. Фото и видеокамеры Samsung

Одной из новинок цифровых фотокамер является модель WB550 с матрицей 12 Мп, 24 мм, ультрашироким объективом Schneider, оптическим зумом 10Х, двойной стабилизацией изображения (оптической и цифровой), 3,0” TFT ЖК-дисплеем, поддержкой 720p HD видео. 

Из предсталенных новинок фотокамер следует упомянуть также модель GX-20 (Фото 4) с 14,6 Мп CMOS-сенсором (23,5х15,7 мм) разработки Samsung. Модель снабжена системой оптической стабилизации изображения (OIS), двойной системой очистки матрицы, пыле- и влагозащитным корпусом, поддержкой 11-точечной автофокусировки и ISO 100-6400.

Фото 4. Модель цифровой камеры GX-20

В следующей части  данной статьи рассмотрены некоторые модели видеокамер и телевизоров.
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

Сегодня отрасли, связанные с полупроводниковыми и компьютерными технологиями, переживают небывалый подъем. В исследованиях и производствах заняты уже миллионы (а возможно и десятки миллионов)  людей разных стран, осваивающих ресурсы, оцениваемые многими сотнями миллиардов долларов.

Очевидно, что эта деятельность нуждается в международной координации, а также в соответствующих ориентирах. Вместе с различными союзами и комитетами их роль выполняют различные семинары, выставки, конференции, удачным примером которых является традиционный IDF — Intel Developer Forum (Форум IDF или просто Форум).              

Форум Intel для разработчиков — это мероприятие, определяющее дальнейшее развитие не только технологий Intel и создаваемых на их базе систем и решений, ориентированное на представителей отраслей телекоммуникаций и вычислительных систем, но и многих отраслей, связанных с высокими технологиями.

Состоявшийся впервые в 1997 году в городе Сан-Франциско и собравший тогда всего 200 разработчиков, Форум IDF за прошедшие годы превратился в постоянно развивающуюся всемирную программу, участниками которой ежегодно становятся более 25 000 технологических экспертов.

Благодаря Форуму Intel для разработчиков ведущие представители отрасли могут углубить свое представление о передовых технологиях, получить инструменты разработки корпоративных решений и сформировать взаимовыгодные отношения с другими компаниями.

В рамках проводимых мероприятий Форума большое количество компаний могут не только поведать общественности о своих достижениях с помощью специализированных докладов и семинаров, но и показать образцы своей продукции на выставке.   

Очередной Форум IDF состоялся 19-21 августа 2008 г. в Сан-Франциско (США, Калифорния). Местом проведения был выбран традиционно выставочный центр  Moscone, который часто используется для проведения различных массовых мероприятий, например,  связанных с IT  (Рис.1).

Рис. 1. Центр Moscone (Сан-Франциско)

На этом Форуме  выступили ведущие специалисты и авторитетные руководители отрасли рассказали о новейших разработках и полученных результатах.  Среди них были представлены руководители многих крупных IT-компаний, определяющих лицо всей отрасли.

Наиболее представительно выглядела компания-устраитель Форума. Поэтому нет ничего удивительного в том, что открытие доверили Крейгу Барретту (Craig Barrett).   

Основные моменты ключевых докладов рассмотрены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 
 

Ограничения частотного роста

С точки зрения пользователя, быстродействие процессора характеризуется временем выполнения определенного набора команд, последовательность которых образует компьютерную программу. Чем меньше данное время, тем выше производительность.

Иными словами:
  

Производительность  =  (Количество микрокоманд за такт)  х  (Тактовая частота).
  

Модели процессоров одного семейства, выполненные по единой архитектуре и имеющие более высокие показатели тактовых частот, обладают и большей производительностью, что соответствующим образом отражается на производительности всей компьютерной системы.

Именно поэтому на протяжении сравнительно длительного времени повышение производительности процессоров в основном достигалось путем постепенного увеличения тактовых частот, на которых работают полупроводниковые ядра процессоров.

Однако безудержному росту тактовых частот препятствуют объективные физические законы, определяющие работу внутренних элементов, размеры которых, кстати, уже сравнительно давно достигли нанометровых уровней. В ряду таких миниатюрных элементов нужно назвать прежде всего полупроводниковые транзисторы, изготовленные по традиционной технологии КМОП (КМОП — Комплементарная логика на транзисторах Металл-Оксид-Полупроводник — от англ. CMOS — Complementary Metal-Oxide Semiconductor).

Параметры этих транзисторов, десятки миллионов которых составляют основу ядер процессоров, в значительной степени зависят от типоразмеров. Изменение размеров определяется эволюцией технологических процессов, в соответствии с которыми осуществляется выпуск полупроводниковых микросхем, включая и процессоры.

Среди параметров, характеризующих техпроцесс,  одним из основных выступают габариты созданных полупроводниковых элементов, размещенных на полупроводниковом (кремниевом) кристалле. Габариты данных элементов регулярно уменьшаются: согласно закону Мура они уменьшаются каждые два года уже в течение длительного времени, составляющим, кстати, уже несколько десятков лет.

Необходимо отметить, что совершенствование технологии и постепенное уменьшение размеров транзисторов, размещаемых на кремниевом кристалле, способствуют улучшению их параметров, важнейшими из которых являются скоростные свойства. Благодаря уменьшению длины затвора в М раз пропорциональным образом возрастают частотные параметры и плотность размещения транзисторов на кристалле.

Изменение параметров транзисторов при масштабировании приведено в таблице 1. 

Таблица 1. Масштабирование транзисторов

Однако работающие на высоких частотах транзисторы, десятки и даже сотни миллионов которых расположены на очень малой площади полупроводникового кристалла, оказывают друг на друга негативное влияние, что ограничивает частотный рост, а следовательно, и производительность.

Это влияние можно легко проиллюстрировать на примере расположенных рядом проводников, соединяющих элементы в ядре процессора (рис. 1).

Некоторые особенности работы миниатюрных полупроводниковых элементов на высоких частотах рассмотрены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 1 
  

Основные технические параметры

Внешний вид материнских плат линейки GA-G1975X, а также разъемы портов задней панели, представлены на Рис. 2.  Основные характеристики данных плат приведены в Таблице 1.
      

Рис. 2.   Две материнские платы линейки GA-G1975X:
              Gigabyte  GA-G1975X-C  (на заднем плане)  и
              Gigabyte  GA-G1975X  (на переднем плане  и  внизу)

Таблица 1.  Основные параметры материнских плат линейки GA-G1975X

    
Особенности архитектуры указанных материнских плат приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов
          

Часть 1  
  

Оставляя в стороне аудиовозможности видеокамеры Mustek  DV Vintage , ставшие уже традиционными для многих подобных устройств, целесообразно сосредоточиться на наиболее популярных функциях, связанных с обработкой фото и видео.

В камере Mustek DV Vintage для пользователя предлагаются разные режимы, задающие качество и определяющие размеры выходных файлов. Последние определяют количество снимков и/или продолжительность видеосъемки, которые, конечно, зависят и от емкости доступной памяти. Предельные значения информационной емкости памяти, доступной для пользователя, приведены на Рис. 3 и Рис. 4.
   

Рис. 3. Параметры встроенной памяти
    

И если с возможностями фото все более-менее ясно, то потенциал видео требует специального исследования. Информационные возможности встроенной памяти и карточек SD максимальной емкости оценивались при максимальных параметрах качества видео: Size — VGA, Quality — Super.

Итак, как показало тестирование, емкости встроенной памяти хватило лишь на 3 минуты 19 секунд непрерывной записи. Параметры сгенерированного видеофайла:
  -  разрешение — 640х480,
  -  объем — 40,1 Мбайт,
  -  Audio Bit Rate — 64 kbps,
  -  Frame Rate — 30 frames/second,
  -  Date Rate — 208 kbps (зависит от контента),
  -  Video sample size — 24 bit,
  -  Video compression — XVID.

Емкости карточки SD максимального объема (2 Гбайт) хватило на 2 часа 17 минут непрерывной записи. Параметры видеофайла:
  -  разрешение — 640х480,
  -  объем — 1,8 Гбайт,
  -  Audio Bit Rate — 64 kbps,
  -  Frame Rate — 30 frames/second,
  -  Date Rate — 230 kbps,
  -  Video sample size — 24 bit,
  -  Video compression — XVID.

Как показало тестирование, запас энергии штатного, нового, полностью заряженного аккумулятора позволяет вести запись видео в течение примерно 2 часов 20 минут (яркость дисплея была установлена на минимум). Это довольно много, однако есть основание утверждать, что со временем эта оценка будет уменьшаться. Дело в том, что по мере старения аккумулятора его реальная емкость уменьшается.
  

Рис. 4. Параметры карточки SD
   

А теперь о субъективной оценке качества.

Фотовозможности Mustek DV Vintage вряд ли впечатлят профессионала, так как они практически находятся на уровне мобильных телефонов. Не спасает и встроенная вспышка, «не вытягивает» качество и большие значения разрешения изображений. По всей видимости дело в особенностях объектива, размеры, используемые материалы и качество исполнения которого не позволяют в полной мере реализовать возможности встроенной электроники.

Существующий в Mustek DV Vintage миниатюрный объектив, сделанный  из пластика, не может дать яркого и четкого изображения на CMOS датчике. Результатом экономии на объективе является пониженное качество фото и видео изображения, и оно, конечно, уступает традиционным камерам фото/видео, снабженным более качественными объективами.

Не добавит энтузиазма любителям компактных изделий и электронный зум, который фактически уменьшает реальное разрешение при увеличении (приближении) снимаемых объектов.

Нельзя высоко оценить и электронную стабилизацию, так как ее эффективность оказалась крайне низкой. Более того, даже появились сомнения не только в полезности, но даже в реальности данной функции в предоставленном семпле камеры.

Конечно, можно утверждать, что все отмеченные недостатки стали следствием экономии для достижения минимальной цены изделия.

Что же касается процедуры восполнения затраченной энергии, то особых претензий к камере нет: для этой цели пригодится любой USB-порт любого настольного компьютера или ноутбука/нетбука. Кстати, можно воспользоваться и внешним адаптером. Например, аккумулятор камеры Mustek DV Vintage прекрасно заряжается с помощью стандартного сетевого адаптера iPhone.

Кстати, камера Mustek DV Vintage не позволяет вести видеозапись в режиме зарядки аккумулятора. Это означает, что даже при доступности внешнего энергопитания на видеосъемку в течение нескольких часов можно не рассчитывать. Данная особенность Mustek DV Vintage стала неожиданным и весьма неприятным открытием.

В заключение необходимо отметить, что возможности приведенного устройства каждый потенциальный пользователь должен оценить самостоятельно. Целесообразность приобретения подобного изделия зависит от планируемых задач и условий их реализации.

Вряд ли эта сравнительно недорогая камера, чья цена находится в районе одной-двух сотен американских долларов, может составить достойную конкуренцию для устройств стоимостью 500-1000 долларов. Тем не менее, можно рассчитывать, что Mustek DV Vintage все-таки найдет свою нишу.

Принимая во внимание сравнительно невысокую цену, данное устройство может стать отличным подарком для ребенка. Учитывая же компактность и многофункциональность, изделие может быть полезным и для студентов, например, в качестве сравнительно  недорогого видео и аудиодиктофона для записи лекций.

А вот если будущие потомки камеры Mustek DV Vintage обретут качественную оптику без существенного увеличения цены, то им можно предрекать весьма светлое будущее. Но это уже всецело зависит от менеджеров и  конструкторов компании-разработчика.

Часть 1