Евгений Рудометов 
 

Рост объемов мультимедийной информации и размеров системных и прикладных программных файлов, исчисляемых уже нередко в гигабайтах. Все это требует соответствующих технических средств обработки и хранения программ и данных.

Эти технические средства в процессе работы с информацией должны обеспечивать:

• быструю запись,
• возможность оперативного изменения,
• надежное, долгосрочное хранение программ и данных.

В компьютерных системах на эту роль уже сравнительно давно претендуют средства, созданные на основе проверенных временем следующих технологий:

• технологии записи на жесткие магнитные диски,
• технологии записи в массивы микросхем флэш-памяти.

Первая из них привела к созданию накопителей на жестких магнитных дисках (жестких дисков, HDD).

Вторая — к накопителям SSD, которые часто называют еще и твердотельными накопителями (SSD, Solid State Drive).

Достоинствами HDD являются:

• очень высокая емкость выпускаемых накопителй,
• очень низкая стоимость единицы хранения информации.

Достоинствами SSD являются:

• малый вес,
• компактность,
• энергоэкономичность,
• устойчивость к вибрациям и ударным нагрузкам.

Однако обладатели компьютерных систем, более половины которых составляют пользователи ноутбуков, хотят большей производительности при максимальном удобстве использования и минимальных тратах своих денежных средств. Это касается всех комплектующих, включая и накопители информации, обеспечивающие энергонезависимое хранение программ и данных.

К сожалению, при всех достоинствах микросхем флэш-памяти цена хранения информации с их помощью пока еще сравнительно высока.

В результате, несмотря на сравнительно быстрое снижение стоимости данных микросхем (и соответствующего уменьшения стоимости единицы хранения информации), существующие цены накопителей SSD не позволяют им вытеснить традиционные накопители, работа которых основана на использовании технологий магнитной записи.

Действительно, стоимость единицы хранения информации в SSD существенно выше стоимости хранения в HDD.

Как показывает опыт, твердотельные накопители часто и стоят в десять раз больше своих традиционных соперников. Особенно это касается старших моделей SSD, создаваемых на основе высококачественных, но весьма дорогих элементах.

Именно поэтому в настоящее время накопители на жестких магнитных дисках сохраняют свое доминирующее положение в компьютерных системах оперативной обработки информации.

При этом наибольшее распространение получили модели со скоростью вращения их магнитных дисков 5400 и 7200 оборотов в минуту (об/мин, RPM).

Конечно, как альтернатива традиционным моделям HDD, существуют специальные модели со скоростью вращения дисков 10 000 об/мин. Это обеспечивает существенно большую скорость чтения и записи информации по сравнению с накопителями, диски которых вращаются со скоростями 5400 и 7200 об/мин.

Однако HDD с дисками 10 000 об/мин характеризуются значительным энергопотреблением и теплообразованием, а также повышенными вибрациями.

Кроме того, они еще и вдвое дороже обычных HDD, и в целом они сравнительно малоэффективны.

Остается добавить, что их крайне трудно использовать в компактных системах, особенно это касается мобильных устройств, примером которых служат ноутбуки и нетбуки.

Альтернативные варианты рассмотрены  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Тестирование

Аудиовозможности PMP638R являются типичными для современных устройств данной ценовой категории. В процессе знакомства аудивозможности данного устройства не вызвали особенных нареканий.

Возможности съемки фото и видео с помощью данного устройства ограничены светосилой его штатного объектива, чьи миниатюрные размеры не обеспечивают приличные уровни светосилы.

При  ярком солнечном свете результат можно считать удовлетворительным. Однако в условиях недостаточной освещенности проявляются все недостатки сверкомактных цифровых камер:

• проблемы с резкостью,
• пролемы с цветопередачей,
• проблемы с повышенным уровем помех.

Необходимо отметить, что все это касается и фотосъемки, и видеосъемки.

Тем не менее, встроенные в PMP638R средства обеспечивали во время тестирования данного изделия вполне качественное воспроизведение видеофайлов:

• цветопередача дисплея — хорошая,
• яркость и углы — достаточные.

Остается добавить, что во время проигрывания видеофайлов пользователю доступны функции воспроизведения/паузы/останова, а также функции перемотки.

Кстати, изображение можно воспроизводить как в обычном, так и в широкоформатном режимах.

Оценивая доступные видеовозможности PMP638R, следует принимать во внимание, что разрешение экрана данного устройства составляет 320 х 240.  Однако устройство успешно справляется и видеофайлами нестандартного для PMP638R разрешения, масштабируя изображение.

Тем не менее, целесообразно конвертировать видеофайлы с учетом штатного разрешения экрана. Это позволяет снизить нагрузку на процессор и экономить энергию автономного источника.

Для преобразования файлов в оптимальный формат на комплектном CD-ROM имеется соответствующая программа конвертации.

А еще необходимо отметить, что для хранения информации, как показала проверка, можно использовать не только карточки SD с максимальным информационным объемом 2 Гбайт, но и карточки SDHC и microSDHC с существенно большей емкостью.

Очевидно, что возможность использования высокоемких карточек памяти существенно расширяет возможности PMP638R.

Действительно, возможность применения флэш-карточек высокой емкости позволяет использовать данное устройство не только по его назначению, то есть как компактный мультимедиа центр, но и как традиционный USB-накопитель для хранения разнообразной компьютерный информации, не ограничиваясь мультимедийными файлами.

О скоростных параметрах данного накопителя можно судить по приведенным ниже результатам тестирования.

В качестве тестового стенда использовался компактный субноутбук Fujitsu Siemens LIFEBOOK P7010:

• Материнская плата — FUJITSU FJNB189
  (процессорная шина 400 МГц, чипсет Intel 855GME со встроенной графической подсистемой и ICH4-M),
• Процессор — Intel Pentium M ULV 733
  (1.10 ГГц, 2048 Кбайт кэш-памяти L2, тактовая частота процессорной шины 100 МГц, что обеспечивает передачу данных с частотой 400 МГц),
• Накопитель на жестких 2,5-дюймовых магнитных дисках — HDD Seagate объемом 160 Гбайт,
• Модули оперативной памяти — Apacer DDR333 SDRAM 1 Гбайт,
• Видеоадаптер представлен средствами встроенной графики чипсета Intel 855GME,
• Оптический дисковод — MATSHITA UJDA755 DVD/CDRW,
• Операционная система — Microsoft Windows XP Home Edition.

Продолжение обсуждения результатов тестирования —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

Стандартные средства настройки энергопотребления, предусматривающие выбор подходящей схемы питания, позволяют оптимизировать расход энергии в зависимости от характера решаемых задач. Однако данные средства не позволяют реализовать все потенциальные возможности процессора.

Для более тонкой настройки режимов энергопотребления следует воспользоваться специализированными утилитами. Такие утилиты позволяют во многих случаях достичь лучшего результата по сравнению с традиционными стандартными средствами.

В качестве примера можно привести российскую утилиту RightMark CPU Clock/Power Utility (RMClock), позволяющую достичь лучшего результата в настройке энергопотребления процессора по сравнению со стандартными средствами, входящими в состав операционных систем, например, Windows XP. Более того, она лучше многих фирменных программных средств. 

Утилита работает практически со всеми процессорами. Для поддержки новых моделей периодически выпускаются новые версии.

Приведенные ниже примеры основаны на версии RMClock 2.35.0 (http://cpu.rightmark.org/download.shtml), которая была установлена на субноутбук с процессором Intel Pentium M ULV.

Интерфейс утилиты сравнительно прост и ее настройка не представляет особой сложности не только для специалистов-профессионалов, но и просто для более-менее подготовленных пользователей компьютеров. Однако новичку, который не обладает достаточными знаниями, лучше воспользоваться помощью более опытных коллег. Это позволит избежать досадных недоразумений и разочарований, а также возможных проблем.

Итак, основные окна утилиты RMClock:

• CPU info,
• Monitoring,
• Management,
• Profiles,
• Battery info,
• Advanced CPU Settings.

В окне CPU info (рис. 1) отображается общая информация о процессоре: модель процессора (CPU Model), название ядра (CPU Core), версия ядра (Revision). Кроме того, в данном окне приводится информация о технологиях, поддерживаемых процессором (PM Features). Активные технологии в окне утилиты выделены синим цветом, а неактивные — черным.

Рис. 1.  Окно CPU info утилиты RMClock 2.35

Кроме того, в этом окне отображаются тактовая частота ядра в реальном времени (Core Clock), частота троттлинга (Throttle), загрузка процессора (CPU Load) и загрузка процессора операционной системой (OS Load). А в следующих строчках — информация о коэффициенте умножения и напряжения питания. Здесь приведены: текущие значения, значения при старте, минимальные и максимальные значения. Кстати, утилита сама определяет тип и параметры процессора, что позволяет минимизировать вмешательство в настройки, установленные утилитой.

В следующей части  данной статьи приведены примеры настроек в окне Monitoring. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Чипсет

Для поддержки своего энергоэкономичного процессора Intel Atom N270 компания Intel выпустила соответствующий чипсет Intel 945GSE Express (i945GSE).

Этот чипсет был ранее известен под кодовым названием Calistoga. Он является, по сути, упрощенным вариантом известного набора i945G, созданного за несколько лет до этого для настольных систем.

Указанный мобильный чипсет, как и его прототип, имеет встроенное графическое ядро Intel GMA950 c поддержкой аппаратного ускорения видео стандартов высокого разрешения. Однако по сравнению с i945G он отличается существенно более низким энергопотреблением.

Состоит чипсет i945GSE традиционно из двух микросхем: Graphics Memory Controller Hub и I/O Controller Hub.

Компонента Graphics Memory Controller Hub (GMCH), представленная микросхемой 82945GSE (QG82945GSE, 998 µFC-BGA, 27 x 27 mm), управляет основными традиционными подсистемами через соответствующие интерфейсы: процессора (FSB), оперативной памяти (System Memory Interface), графических средств (Graphics Interface) и второй компоненты чипсета через (Direct Media Interface).

Микросхема GMCH поддерживает тактовые частоты 133 и 166 МГц процессорной шины Front Side Bus (FSB), что обеспечивает скорость передачи данных по этой шине с частотами 533 и 667 МГц (QPB).

GMCH имеет одноканальный встроенный контроллер памяти DDR2 SDRAM 400/533 МГц (non-ECC). Оперативная память может быть представлена как модулями SODIMM, так и микросхемами памяти на материнской плате, а также их комбинацией. Максимальный объем — 2 Гбайт. Максимальная полоса частот — 4,2 Гбайт/с.

Интегрированные графические средства основаны на архитектуре GMA 950 и работают на частотах 166 МГц (Render Clock) и 200 МГц (Display Clock). Имеет встроенные средства аппаратного ускорения видео стандартов HD, включая форматы 720p и 1080i.

Вторая компонента I/O Controller Hub седьмой версии (ICH7-M) создана специально для мобильных систем. Она представлена микросхемой 82801GBM (NH82801GBM, 652 µ-BGA, 31 x 31 mm). Поддерживает традиционные интерфейсы и предусматривает подключение большого числа устройств, максимальное число которых может достигать: 2 SATA HDD (до 150 Мбайт/с), 1 PATA (IDE), 8 USB 2.0 (Hi-Speed, до 480 Мбит/с), 4 PCI Express х1 или 1 PCI Express х4, 6 PCI (32/33) и т. п. Поддерживает 10/100 LAN, LPC, Intel High Definition Audio и т. п.

Чипсет отличается очень низким энергопотреблением. Максимальное значение (TDP) соответствует уровню 9,3 Вт (6 Вт — TDP GMCH и 3,3 Вт — TDP ICH7-M).

Структура мобильного компьютера с чипсетом i945GSE представлена на Рис. 2.

Рис. 2.  Структура мобильного компьютера с чипсетом i945GSE 

В следующей части  данной статьи описан нетбук MSI Wind U100-005RU, созданный на основе описанных энергоэкономичных процессора и чепсета. 
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Платформа Napa

Третье поколение появилось в начале 2006 года после выпуска нового процессора, построенного на основе принципиально нового ядра. Разработка получила наименование Yonah, а двуядерный процессор — Intel Core Duo. Был выпущен и одноядерный вариант — Intel Core Solo. Платформа, построенная на основе мобильного чипсета i945 (Рис. 4) со встроенной графикой Intel GMA 950, получила наименование Napa. Она сохранила все достоинства предыдущей разработки, обеспечив рост производительности и повышение экономичности в соответствии с критерием «производительность на ватт». Из новых параметров следует отметить повышение частоты процессорной шины и памяти до 667 МГц с одновременным внедрением более совершенных технологий энергосбережения.

Основой новой платформы стали чипсеты семейства Intel 945 (i945), представленного тремя версиями:

• i945GM,
• i945PM,
• i945GMS.

К этому же семейству относится и i940GML.

Чипсет i945GM является самым мощным представителем из мобильных наборов i945. Он поддерживает все процессоры семейства Intel Pentium M/Celeron M, а также одноядерные и двухъядерные модели процессоров.

Кроме того, чипсет поддерживает: частоты процессорной шины 533 и 667 МГц, встроенную графику Intel GMA 950, внешний видеоадаптер PCI Express x16, один или два канала DDR2 533/667 с максимальным объемом памяти 4 Гбайт.

Чипсет i945PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает наличие внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Остальные параметры совпадают с i945GM.

Чипсет i915GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели мобильных процессоров.

Остается добавить, что для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей мобильного чипсета i945 предусмотрено использование компонента ICH7-M. Он поддерживает работу двух портов Serial ATA-150 и одного порта Parallel ATA-100, до восьми портов USB 2.0, аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков), 10/100 Mbit Ethernet LAN, 7 PCI и 4 PCI Express x1 для карт расширений, и т. п. Кроме того, поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology.

Оценивая функциональные возможности чипсета i945, необходимо отметить поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных. Это нашло свое воплощение в следующей версии технологии Intel Centrino.

Рис. 4.  Архитектура мобильного компьютера с чипсетом i945GM

Одновременно с семейством чипсета i945 для мобильных компьютеров, как и ранее в случае i915, был объявлен и выпущен набор микросхем системной логики Intel 940GML Express (i940GML). Этот сравнительно недорогой чипсет оптимизирован для использования с процессорами низкого и сверхнизкого напряжение питания.

Остальные характеристики платформы Napa и появление следующей приведены  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Все приведенные функции, впервые были реализованы в настольных системах, созданных на основе моделей семейства настольного набора микросхем системной логики аналогичного наименования — i915, а также настольного чипсета i925. Теперь эти же возможности реализованы и средствами нового высокопроизводительного мобильного чипсета i915 (Рис. 3), представленного тремя версиями:

• i915GM,
• i915PM,
• i915GMS.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i915GM представлена на рис. 3

Рис. 3.  Архитектура мобильного компьютера с чипсетом i915GM

Чипсет i915PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает возможность подкдючения внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Он поддерживает процессоры Intel Pentium M, Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M, Intel Celeron M (ULV) с процессорной шиной 533 или 400 МГц и один или два канала DDR2 333/400/533.

Чипсет i915GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели процессоров Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M (ULV). Он имеет встроенные средства Intel GMA 900 с производительностью в 1,4 раза больше i855GME (следует обратить внимание, что у i915GM — в 2 раза). Кроме того, чипсет i915GMS поддерживает шину только 400 МГц (у i915GM — и 400 МГц, и 533 МГц) и только один канал памяти DDR2 400 МГц (у i915GM — и DDR2 400, и DDR2 533).

Остается добавить, что для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей мобильного чипсета i915 предусмотрено использование компонента ICH6-M. Он поддерживает работу двух портов Serial ATA-150 и одного порта Parallel ATA-100, до восьми портов USB 2.0, аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков), 10/100 Mbit Ethernet LAN, шины PCI и PCI Express x1 для карт расширений и т. п. Кроме того, поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology 2 (Intel DPST 2), обеспечивающую снижение энергопотребления LCD-дисплеев. Встроенные видеосредства предоставляют возможность просмотра двух независимых изображений при подключении внешнего монитора или панели к ноутбуку.

Оценивая функциональные возможности чипсета i915, необходимо отметить поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных. Это нашло свое воплощение в новой версии технологии Intel Centrino.

Одновременно с семейством чипсета i915 для мобильных компьютеров в рамках платформы Sonoma был объявлен и выпущен набор микросхем системной логики Intel 910GML Express (i910GML). Этот сравнительно недорогой чипсет оптимизирован для использования с процессорами Intel Celeron M и Intel Celeron M Ultra Low Voltage (ULV — сверхнизкое напряжение питания).

Дальнейшее совершенствование процессоров и чипсетов потребовало внесения соответствующих корректив и в архитектуру систем.

В следующей части  данной статьи описаны особенности платформы Napa — третьей платформы Centrino. 
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Рассматривая особенности перечисленных чипсетов, необходимо отметить, что при использовании в мобильном компьютере модулей оперативной памяти типа DDR 333 интегрированное графическое решение i855GME демонстрирует более высокую производительность, чем графическое решение в i855GM. В чипсете i855GME использован встроенный 32-разрядный 3D/2D графический адаптер с частотой до 250 МГц, бикубической фильтрацией, Video Mixer Rendering или разъем AGP 4X (для установки внешнего графического адаптера).

Среди перспективных энергосберегающих технологий следует отметить технологию Intel Display Power Saving Technology (Intel DPST). Применение этой технологии позволяет снизить энергопотребление жидкокристаллической панели дисплея до 25%. Это достигается рядом встроенных в видеосредства функций, например, за счет снижения частоты графического ядра при работе от батарей. Кроме того, имеется возможность автоматического анализа выводимого изображения и уровня окружающей освещенности. По результатам анализа аппаратно-программные средства, основу которых составляет чипсет, осуществляют автоподстройку яркости экрана без существенного снижения качества выводимого изображения, но при экономии энергии автономного энергопитания. 

Рис. 2.  Архитектура мобильного компьютера с чипсетом i855GME

Однако сравнительно скоро процессор с ядром Banias сменило новое изделие Intel, основой которого послужило ядро Dothan, являющееся модификацией Banias. Новое ядро было создано по технологии 90 нм.

В результате появления нового процессора платформа Carmel получила дальнейшее развитие. Однако она не могла обеспечить реализацию всех достоинств нового процессора, сохранившего, кстати, наименование Intel Pentium M.

Платформа Sonoma

В 2005 году была разработана платформа Sonoma, которая стала вторым вопрощением Centrino. Эта платформа определяет референс-дизайн мобильных систем. Ее основой стал чипсет с кодовым наименованием Alviso, получивший в дальнейшем наименование Alviso Mobile Intel 915 Express (далее i915).

В платформе Sonoma и чипсете i915 нашли воплощение перспективные разработки, уже проверенные в настольных системах, созданных на основе настольных чипсетов семейства аналогичного наименования.

Прежде всего, это реализованные для мобильных решений поддержка:

• двух- или одноканальных подсистем памяти DDR2 400/533 с полосой пропускания до 8,5 Гбайт и общим объемом до 2 Гбайт;
• внешних видеоадаптеров, подключаемых посредством шины PCI-Express x16 с пропускной способностью по 4 Мбайт в оба направления (8 Гбайт против чуть более 2 Гбайт у AGP 8X),
• средств встроенной графики Intel Graphics Media Accelerator 900 (Intel GMA 900) с двукратной производительностью ядра Extreme Graphics 2, использованного в аналогичных средствах чипсетов семейства i855.

Для управления вводом/выводом использованы шина PCI Express x1 для карт расширений, обеспечивающая в два раза большую пропускную способность по сравнению с традиционной PCI, а также интерфейс Serial ATA для накопителей, технологии AC’97 2.3 и Intel High Definition Audio (32 бит, до 192 кГц, восьмиканальный звук стандарта 7.1, технологии Dolby) и т. п.

Остальные особенности платформы Sonoma —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

По оценкам аналитиков IDC доля рост рынка мобильных ПК сохраняет высокие темпы. Уже в 2010 году свыше 50% всех продаваемых в ЕМЕА компьютеров - мобильные устройства. Среди которых основная доля - ноутбуки традиционных форматов.

Развитие российского компьютерного рынка представлено на Рис. 1.

Рис. 1.  Развитие российского компьютерного рынка

Оценивая темпы развития рынка мобильных устройств, необходимо отметить, что успех ноутбуков в первую очередь объясняется быстрым развитием полупроводниковых технологий и микроархитектуры процессорных ядер. Появление более совершенных моделей центральных процессоров позволяет снижать энергопотребление и увеличивать скорость обработки информации, которая долгое время определялась в основном тактовыми стотами процессора.

Однако в результате быстрой эволюции полупроводниковых технологий рост частоты перестал быть основной целью конструкторов мобильных изделий. Вместо этого критерием стала «производительность на ватт» затраченной энергии. Смена критерия потребовала переработки внутренних структур основных микросхем. Для их поддержки были внесены соответствующие изменения и в архитектуру платформенных решений. Концентратом реализованных  изменений стала технология Intel Centrino, прошедшая вместе с эволюцией мобильных платформ несколько стадий.

Платформа Carmel

Первое поколение решений, основанных на новых принципах, появилось вместе  с бендом Intel Centrino в 2003 году. Здесь следует напомнить, что соответствующий логотип допустимо было ставить только на те изделия, в которых были установлены:

• процессор Intel Pentium M (ядро Banias),
• чипсет линейки i855 (Рис. 2),
• модуль беспроводной передачи данных Wi-Fi от Intel.

Платформа для таких ноутбуков получила наименование Carmel.

Чипсет Intel 855 (i855) представлен тремя вариантами. По аналогии со своим предшественником i852 они получили следующие наименования:

• i855GME,
• i855GM,
• i855PM.

Первый, самый мощный вариант чипсета имеет встроенные графические средства и предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера AGP 4X. Он поддерживает процессорную шину с частотой передачи данных 400 МГц, оперативную память типа DDR 333/266/200 с общим объемом до 2 Гбайт.

Второй вариант чипсета имеет встроенные графические средства и не предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера. Этот чипсет также поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, оперативную память типа DDR 200/266, объемом до 2 Гбайт.

Третий вариант чипсета уже не имеет встроенных графических средства, но предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера AGP 4X. Поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, память типа DDR 333/266/200, объемом до 2 Гбайт.

Остальные особенности платформы Carmel и появление следующей —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

В качестве эталонного устройства использовался ультракомпактный, полуторакилограммовый ноутбук (субноутбук) Fujitsu Siemens LIFEBOOK P7010.

Выпущенный четыре года назад, Fujitsu Siemens LIFEBOOK P7010 относился к элитным устройствам и стоил около трех тысяч долларов США.

Этот ноутбук близок по весу и габаритам к MSI Wind U100-005RU (Рис. 2), поэтому представляется крайне интересным сравнить уровни производительности обоих устройств.

Рис. 2.  Нетбук MSI Wind U100 и ноутбук Fujitsu Siemens LIFEBOOK P7010

В состав субноутбука Fujitsu Siemens LIFEBOOK P7010 входят следующие компоненты:

• Материнская плата FUJITSU FJNB189 (процессорная шина 400 МГц, чипсет Intel 855GME со встроенной графической подсистемой и ICH4M),
• Intel Pentium M ULV 733 (частота ядра 1.10 ГГц, 2048 Кбайт кэш-памяти L2, тактовая частота процессорной шины 100 МГц, что обеспечивает передачу данных с частотой 400 МГц),
• Встроенная панель LCD 10,6” WSXGA (1280 x 768),
• Накопитель на жестких 2,5-дюймовых магнитных дисках HDD Seagate 160 Гбайт (после модернизации),
• Модули оперативной памяти DDR333 SDRAM объемом 1 Гбайт (после модернизации),
• Видеоадаптер, представленный средствами встроенной графики чипсета Intel 855GME,
• Оптический дисковод MATSHITA UJDA755 DVD/CDRW,
• Операционная система Microsoft Windows XP Professional.

В состав нетбука MSI Wind U100 входят следующие компоненты:

• Материнская плата MSI (чипсет Intel 945GSE со встроенной графической подсистемой и ICH7M),
• Intel Atom N270 (частота ядра 1.6 ГГц, 512 Кбайт кэш-памяти L2, тактовая частота процессорной шины 133 МГц, что обеспечивает передачу данных с частотой 533 МГц, поддержка Hyper-Threading Technology),
• Встроенная панель LCD 10″, 1024×600,
• Накопитель на жестких 2,5-дюймовых магнитных дисках HDD 80 Гбайт,
• Модули оперативной памяти DDR2 667 SDRAM объемом 1 Гбайт,
• Видеоадаптер, представленный средствами встроенной графики чипсета Intel 945GSE,
• Операционная система Microsoft Windows XP Home Edition.

В качестве программных средств оценки скоростных параметров в мультимедийных задачах был использован специализированный тест популярного пакета SiSoftware Sandra.

Полученные результаты сравнительного тестирования нетбука и субноутбука представлены в Таблице 2, а также на Рис. 3, Рис. 4.

Таблица 2. Результаты тестирования

В следующей части  данной статьи приведены дополнительные результаты сравнительного тестирования. 
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Одновременно с мобильными чмпсетами семейства i915, созданными и выпущенными для мобильных компьютеров, в рамках платформы Sonoma был объявлен и выпущен специальный набор микросхем системной логики Intel 910GML Express (i910GML).

Этот сравнительно недорогой мобильный чипсет оптимизирован для использования с мобильными процессорами Intel Celeron M и Intel Celeron M Ultra Low Voltage (ULV — сверхнизкое напряжение питания).

Основные параметры семейства мобильных чипсетов i915 и i910 представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные параметры семейства мобильных чипсетов i915 и i910

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики платформы. 
    

>>    Часть 6  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 6 
  

Оценивая функциональные возможности семейства мобильных чипсетов i945, необходимо отметить, как и у их предшественников в лице семейств i855 и i915, поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных.

Эта поддержка нашла свое воплощение в следующей версии технологии Intel Centrino.

Одновременно с семейством чипсета i945 для мобильных компьютеров, как и ранее в случае i915, был объявлен и выпущен набор микросхем системной логики Intel 940GML Express (i940GML). Этот сравнительно недорогой чипсет оптимизирован для использования с процессорами низкого и сверхнизкого напряжение питания.

Основные параметры семейства чипсетов i945 и i940 представлены в табл. 2.

Таблица 2. Основные параметры семейства мобильных чипсетов i945 и i940

В следующей части  данной статьи рассмотрены следующие варианты мобильных платформ. 
    

>>    Часть 8  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 5 
  

Оценивая достоинства перечисленных выше компонентов и особенности платформы Sonoma, выпущенных для мобильных решений, необходимо добавить, что дальнейшее совершенствование мобильных процессоров и чипсетов потребовало внесения соответствующих корректив и в архитектуру систем.

Следующая платформа для мобильных решений получила наименование Napa.

Основой этой мобильной платформы стали мобильные наборы микросхем семейства Mobile Intel 945 (i945).

Это семейство мобильных чипсетов i945 представлено тремя версиями:

• Intel 945GM   ( i945GM ),
• Intel 945PM    ( i945PM ),
• Intel 945GMS ( i945GMS ).

К этому же семейству относится и мобильный чипсет i940GML.

Мобильный чипсет i945GM является самым мощным представителем из семейства мобильных наборов i945.

Он поддерживает все процессоры семейства Intel Pentium M/Celeron M, а также одноядерные и двухъядерные модели процессоров.

Кроме того, этот мобильный чипсет i945GM поддерживает:

• частоты процессорной шины 533 и 667 МГц,
• встроенную графику Intel GMA 950,
• внешний видеоадаптер PCI Express x16,
• один или два канала DDR2 533/667 с максимальным объемом оперативной памяти 4 Гбайт.

Структура мобильного компьютера с мобильным чипсетом i945GM представлена на рис. 5.

Рис.  5.  Структура мобильного компьютера с чипсетом Mobile Intel 945GM

Мобильный чипсет i945PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает наличие внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Остальные параметры совпадают с i945GM.

Мобильный чипсет i945GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели мобильных процессоров.

Остается добавить, что для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей семейства мобильных чипсетов i945 предусмотрено использование компонента ICH7-M (хаб ввода/вывода), отвечающего за работу подключенных периферийных устройств.

Компонент ICH7-M поддерживает работу следующих встроенных в его состав контроллеров и технических средств:

• до двух портов Serial ATA-150,
• одного порта Parallel ATA-100,
• до восьми портов USB 2.0,
• аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков),
• 10/100 Mbit Ethernet LAN, 7 PCI и 4 PCI Express x1 для карт расширений, и т. п.

Кроме того, мобильными чипсетами семейства i945 поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology.

В следующей части  данной статьи приведена таблица с характеристиками мобильных чипсетов семейства i945. 
    

>>    Часть 7  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Второй вариант чипсета — i855GM имеет встроенные графические средства и не предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера. Этот чипсет также поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, оперативную память типа DDR 200/266, объемом до 2 Гбайт.

Третий вариант чипсета — i855PM уже не имеет встроенных графических средства, но предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера AGP 4X. Поддерживает процессорную шину с частотой 400 МГц, память типа DDR 333/266/200, объемом до 2 Гбайт.

При использовании в мобильном компьютере модулей оперативной памяти типа DDR 333 интегрированное графическое решение i855GME демонстрирует более высокую производительность, чем графическое решение в i855GM. В чипсете i855GME использован встроенный 32-разрядный 3D/2D графический адаптер с частотой до 250 МГц, бикубической фильтрацией, Video Mixer Rendering или разъем AGP 4X (для установки внешнего графического адаптера).

Среди перспективных энергосберегающих технологий следует отметить технологию Intel Display Power Saving Technology (Intel DPST). Применение этой технологии позволяет снизить энергопотребление жидкокристаллической панели дисплея до 25%. Это достигается рядом встроенных в видеосредства функций, например, за счет снижения частоты графического ядра при работе от батарей. Кроме того, имеется возможность автоматического анализа выводимого изображения и уровня окружающей освещенности. По результатам анализа аппаратно-программные средства, основу которых составляет чипсет, осуществляют автоподстройку яркости экрана без существенного снижения качества выводимого изображения, но при экономии энергии автономного энергопитания.

Оценивая возможности семейства i855, обеспечивающего работу Intel Pentium M, модели которого созданы по технологии 130 нм (ядро Banias) или 90 нм (ядро Dothan, созданное на основе ядра Banias), необходимо отметить, что данную связку новейших изделий компания Intel дополнила еще одним компонентом.

Речь идет о внедрении средств беспроводного доступа, представленных модулем Intel PRO/Wireless 2200BG. Эти средства работают по стандарту IEEE 802.11а/b/g и получили наименование Wi-Fi.

Совокупность указанных трех компонентов была названа технологией Intel Centrino (Intel Centrino mobile technology), на популяризацию и продвижение которой на компьютерный рынок корпорация Intel затратила значительные финансовые средства.

Именно поэтому компания Intel решила не отказываться от ставшего  популярным бренда Intel Centrino для своей платформы Sonoma.

Основу же этой платформы составил мобильный чипсет, ранее анонсированный как Alviso.

Прежде чем перейти к рассмотрению решений, связанных с перспективными платформами и чипсетами, необходимо отметить, что требования мобильности не снижает необходимости увеличения производительности. И одним из путей является увеличение частоты передачи данных по шине процессора, например, с 400 до 533 МГц. Для поддержки процессоров была представлена соответствующая платформа, получившая наименование Sonoma.

Один из вариантов рекомендованного корпорацией Intel дизайна (концепт Florence) ноутбука, созданного на основе платформы Sonoma, представлен на рис. 2.

Рис. 2.  Вариант дизайна ноутбука, рекомендованный корпорацией Intel

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики платформы. 
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Необходимо отметить, что платформа Sonoma определяет референс-дизайн мобильных систем. Ее основой стал чипсет с кодовым наименованием Alviso, получивший в дальнейшем наименование Alviso Mobile Intel 915 Express (далее i915).

В платформе Sonoma и чипсете i915 нашли воплощение перспективные разработки, уже проверенные в настольных системах, созданных на основе настольных чипсетов семейства аналогичного наименования.

К числу инноваций относятся следующие характеристики:

• поддержка двух- или одноканальных подсистем памяти DDR2 400/533 с полосой пропускания до 8,5 Гбайт и общим объемом до 2 Гбайт,
• подержка внешних видеоадаптеров, подключаемых посредством шины PCI-Express x16 с пропускной способностью по 4 Мбайт в оба направления (8 Гбайт против чуть более 2 Гбайт у AGP 8X),  
• поддержка средств встроенной графики Intel Graphics Media Accelerator 900 (Intel GMA 900) с двукратной производительностью ядра Extreme Graphics 2, использованного в аналогичных средствах чипсетов семейства i855.

Для управления вводом/выводом использованы шина PCI Express x1 для карт расширений, обеспечивающая в два раза большую пропускную способность по сравнению с традиционной PCI, а также интерфейс Serial ATA для накопителей, технологии AC’97 2.3 и Intel High Definition Audio (32 бит, до 192 кГц, восьмиканальный звук стандарта 7.1, технологии Dolby) и т. п.

Все приведенные функции, впервые были реализованы в настольных системах, созданных на основе моделей семейства настольного набора микросхем системной логики аналогичного наименования — i915, а также настольного чипсета i925. Теперь эти же возможности реализованы и средствами нового высокопроизводительного мобильного чипсета i915, представленного тремя версиями:

• Intel 915GM    ( i915GM ),
• Intel 915PM     ( i915PM ),
• Intel 915GMS  ( i915GMS ).

Структура мобильного компьютера с чипсетом i915GM представлена на рис. 3.

Рис. 3.  Структура мобильного компьютера с чипсетом Mobile Intel 915GM

Мобильный чипсет i915PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает возможность подкдючения внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Он поддерживает процессоры Intel Pentium M, Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M, Intel Celeron M (ULV) с процессорной шиной 533 или 400 МГц и один или два канала DDR2 333/400/533.

Мобильный чипсет i915GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели процессоров Intel Pentium M (LV), Intel Pentium M (ULV), Intel Celeron M (ULV). Он имеет встроенные средства Intel GMA 900 с производительностью в 1,4 раза больше i855GME (следует обратить внимание, что у i915GM — в 2 раза). Кроме того, чипсет i915GMS поддерживает шину только 400 МГц (у i915GM — и 400 МГц, и 533 МГц) и только один канал памяти DDR2 400 МГц (у i915GM — и DDR2 400, и DDR2 533).

В следующей части  данной статьи продолжено рассмотрение мобильных чипсетов семейства i915 и их преемников. 
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

Долгое время рост производительности компьютерных решений осуществлялось за счет совершенствования процессорных микроархитектур, направленных на увеличение тактовых частот. Однако побочным свойством данного подхода является сравнительно большое энергопотребление. К сожалению, это энергопотребление довольно трудно компенсировать специальными технологиями типа Enhanced Intel SpeedStep и Deeper Sleep Alert.

Именно поэтому специалистами Intel с учетом накопленного опыта было разработано ядро, созданное «с нуля» и названное Banias.

Разработанные на основе ядра Banias процессоры были представлены в 2003 г. и получили наименование Intel Pentium M.

Не вдаваясь в особенности данной архитектуры и особенности реализации внутренних структур, следует признать, что проект был крайне удачен. В результате затраченных усилий созданные процессоры не только обеспечивали высокие уровни производительности, но и характеризовались чрезвычайно низким энергопотреблением.

Потребляемую энергию экономят все узлы процессора и системы, включая кэш-память второго уровня, расположенную на кристалле ядра, и системную шину процессора, не используемые линии которой отключаются.

Ядро процессора оптимизирует потребляемую мощность за счет отключения от электропитания и линий связи простаивающих блоков.

Однако в экономичных режимах работают не только внутренние цепи ядра, кэш-память и процессорная шина, но и подсистема оперативной памяти.

Все не участвующие в работе узлы и модули находятся либо в режиме сна, либо временно отключаются до тех пор, пока они не будут востребованы выполняемыми на компьютере модулями системного и прикладного программного обеспечения.

Необходимо добавить, что перечисленные особенности требовали соответствующей поддержки от чипсета. Поэтому одновременно с процессором Intel Pentium M был разработан специальный чипсет, получивший наименование Intel 855 (i855) и реализующий совместно с процессором средства и технологии энергосбережения.

Данный чипсет представлен тремя вариантами. По аналогии со своим предшественником i852 они получили следующие наименования:

• Intel 855GME ( i855GME ),
• Intel 855GM   ( i855GM ),
• Intel 855PM   ( i855PM ).

Первый, самый мощный вариант чипсета – i855GME имеет встроенные графические средства и предусматривает поддержку внешнего видеоадаптера стандарта подключения AGP 4X.

Он поддерживает процессорную шину с частотой передачи данных 400 МГц, оперативную память типа DDR 333/266/200, общим объемом до 2 Гбайт.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i855GME представлена на рис. 1.

Рис. 1.  Структура мобильного компьютера с чипсетом Mobile Intel 855GME

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики чипсетов i855. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Итак, в процессе эволюции компьютерных комплектующих, технологий и архитектур постепенно менялась и сама концепция мобильных систем. В результате постепенно изменились и критерии выбора комплектующих, и критерии проектирования и выпуска мобильных компьютерных систем. Среди этих критериев на первое место вышли вес и энергоэкономичность мобильных решений.

В связи с этим мобильные процессоры стали проектировать с расчетом на пониженное энергопотребление, а функции поддержки легли на соответствующие мобильные чипсеты.

Одним из таких чипсетов, сменивших изделия поколения i440BX, стал набор i815EM, поддерживающий тактовую частоту процессорной шины до 100 МГц и ориентированный на мобильные варианты процессоров.

Такими вариантами стали мобильные Intel Pentium III–M и Intel Celeron.

Чипсет i815EM получил широкое распространение для систем, построенных на основе данных процессоров. Созданный на отлаженной базе технологий i440BX, набор микросхем i815EM обладает рядом характеристик следующего после изделий i440xx поколения.

Прежде всего, это наличие встроенных видеосредств. Набор микросхем i815EM позволяет установить дополнительно 4 Мбайт дисплейной кэш-памяти, либо использовать внешний графический контроллер AGP4X для повышения качества видеоизображений и ускорения вывода трехмерной графики.

Следующим мобильным чипсетом стал i830. Созданный на основе своего предшественника — i815EM, он ориентирован на системы с мобильными процессорами Intel Pentium III-M и Intel Celeron. Этот чипсет имеет тактовую частоту шины процессора до 133 МГц и поддерживает модули оперативной памяти PC133 SDRAM.

Из ключевых особенностей i830 следует отметить поддержку памяти до 1 Гбайт, шести портов USB и улучшенные по сравнению с предшественниками режимы энергосбережения, что позволяет еще больше увеличить время работы мобильных систем от встроенного источника электропитания.

Подводя итог анализу возможностей мобильных наборов микросхем системной логики семейства i830, следует отметить, что развитие данной архитектуры получило свое логическое продолжение в чипсете i845.

Семейство мобильных наборов микросхем i845 включает в себя два варианта микросхем: i845MP, созданный для высокопроизводительных систем, и i845MZ для систем начального уровня. Оба набора микросхем разработаны под процессоры Intel Pentium 4 – M.

Чипсетом i845MP обеспечена поддержка модулей оперативной памяти типа DDR 200 и DDR 266 SDRAM общим объемом до 1 Гбайт, а чипсетом i845MZ — только DDR 200 SDRAM общим объемом до 512 Гбайт.

Улучшенным вариантом чипсетов i845 являются чипсеты семейства i852, оптимизированные под модели мобильного процессора Intel Pentium 4-M. На их основе в сравнительно короткий срок удалось создать компактные и высокопроизводительные мобильные системы.

Оценивая потенциальные возможности чипсетов данного семейства, не следует забывать об особенностях обслуживаемых ими мобильных процессоров. Созданные на основе архитектуры ядра NetBurst, хорошо отработанной на настольных и серверных прототипах, они обеспечивают относительно высокие уровни производительности. Однако побочным свойством данной архитектуры, основанной на использовании высоких тактовых частот работы ядра, является сравнительно большое энергопотребление. К сожалению, это энергопотребление довольно трудно компенсировать специальными технологиями типа Enhanced Intel SpeedStep и Deeper Sleep Alert.

Именно поэтому специалистами Intel с учетом накопленного опыта было разработано новое ядро, созданное «с нуля» и названное Banias.

Остается добавить, что тема мобильных чипсетов и платформ, послуживших основой для ноутбуков, будет продолжена в следующих статьях. 
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Рассматривая эволюцию чипсетов от Intel, следует обратить внимание, что при реализации мобильных решений нередко использовались настольные варианты, даже в случае объявления и последующего выпуска именно специальных мобильных моделей чипсетов.

Как правило, это делалось по экономическим соображениям. Дело в том, что мобильные варианты, как правило, имели более высокую цену. Однако было бы ошибкой считать, что все мобильные наборы микросхем системной логики того времени были исключительно клонами своих настольных аналогов.

Как пример отдельной разработки, не копирующей настольный прототип, можно привести чипсет i440MX. Этот вариант, созданный на основе i440BX, представлял собой одночиповый вариант, ориентированный исключительно на мобильный рынок.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i440MX представлена на рис. 3.

Рис. 3.  Структура мобильного компьютера с чипсетом i440MX

Данный чипсет был ориентирован на поддержку мобильных процессоров Intel Celeron с архитектурой ядра P6, как и у процессоров Intel Pentium II и Intel Pentium III.

Основой внутренней структуры i440MX послужили микросхемы North Bridge и South Bridge чипсета i440BX с сохранением в новой разработке всех функций его прототипа.

Исключением послужила видеоподсистема, которая в новом чипсете представлена решениями на основе PCI в отличие от прототипа, где основой видеоподсистемы послужил порт AGP.

Рассматривая архитектуру и возможности этого решения, следует отметить, что с момента его появления линии чипсетов для настольных и мобильных систем стали расходиться все дальше и дальше. Связано это, прежде всего, с требованиями, налагаемыми процессорами, ориентированными на разные сегменты рынка и по-разному проектируемыми.

Если для настольных решений главное — это производительность, то для мобильных компьютеров на первое место стали выходить параметры связанные с эксплуатацией, из которых важнейшими являются вес и экономичность энергопитания. Именно вес в значительной степени определяет портативность компьютера, а энергоэкономичность системы наряду с емкостью аккумулятора — время автономной работы мобильного устройства.

В связи с этим мобильные процессоры стали проектировать с расчетом на пониженное электропотребление, а функции соответствующих логической и электрической поддержек ложились на соответствующие мобильные чипсеты.

Одним из таких чипсетов стал набор i815EM

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики восьмисотых чипсетов. 
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

В процессе совершенствования комплектующих, ориентированных на использование в мобильных системах, производителями портативных решений не прекращались попытки использования чипсетов настольных решений.

Это во многом связано и с деятельностью самой компании Intel, которая уже в 90-х годах занимала лидирующее положение в этом секторе и являлась своеобразным законодателем в области выпуска массовых процессоров и наборов микросхем системной логики.

Эта компания с целью расширения рынка и увеличения сбыта своих изделий выпускала чипсеты, которые могли быть использованы как в настольных, так и в мобильных решениях.

И как это уже отмечалось ранее, одним из примеров такого подхода являются разработка и выпуск чипсета i440BX. Этот чипсет был специально создан для поддержки процессоров Intel Pentium II.

Оценивая чипсеты первых мобильных компьютеров создаваемых на основе чипсета i440BX, созданного для поддержки процессоров Intel Pentium II, необходимо отметить, что этот чипсет стал вторым после i440LX набором двойного применения, поддерживающим перспективную для того периода времени видеоподсистему стандарта AGP.

Здесь следует напомнить, что до этого видеоподсистемы строились исключительно на основе шины PCI. Новый же стандарт не только освободил шину PCI от существенно возросших потоков информации, но и обеспечил значительный прирост производительности для графической подсистемы.

Данное обстоятельство нашло отражение и в самом наименовании чипсета: Intel 440BX AGPset.

Что же касается других существенных преимуществ, то i440BX стал первым чипсетом, поднявшим тактовую частоту до 100 МГц. Это обеспечило адекватный рост производительности всей компьютерной системы.

Остается добавить, что в чипсете i440BX была поддержана технология QPA (Quard Port Acceleration), обеспечивающая параллельность внутренних операций за счет реализации четырехпортового арбитража основных компьютерных шин:

• шины процессора,
• шины оперативной памяти.
• графической шины AGP,
• шины PCI,

А вскоре был объявлен и мобильный вариант i440BX, который фактически являлся клоном настольного прототипа.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i440BX представлена на рис. 2.

Рис. 2.  Структура мобильного компьютера с чипсетом i440BX

В дальнейшем были созданы упрощенные варианты, получившие наименование i440ZX. с поддержкой тактовой частоты 66 МГц (i440ZX-66) и 100 МГц (i440ZX-100), на базе которых создавались как настольные, так и мобильные системы.

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики следующего чипсета, известного как i440MX. 
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Итак, в процессе эволюции компьютерных комплектующих в 90-х годах появился целый ряд специализированных наборов системной логики (чипсетов), пригодных для использования в качестве основы мобильных систем.

Эти чипсеты обеспечивали реализацию новейших технологий и архитектурных решений, расширяющих функциональные возможности компьютеров и облегчающих их эксплуатацию.

Часть из этих специализированных наборов получила самое широкое применение, несмотря на все несовершенство первых автономных систем, вес которых часто превышал 10 кг, а время автономной работы было крайне малым.

Тем не менее, направление мобильных наборов быстро развивалось, и они пользовались определенной популярностью среди конструкторов компьютерных систем.

Однако, как уже отмечалось в предыдущей части данной статьи, по-настоящему популярным среди производителей мобильных систем того времени стал чипсет i430TX.

Именно в чипсете i430TX даже в настольном варианте был реализован ряд очень важных и востребованных технологий, которые были использованы затем и в различных мобильных решениях.

Среди нововведений, реализованных в этом наборе специализированных микросхем системной логики,  необходимо отметить технологию MMX, повышаюшую эффективность обработки потоковых данных (одна команда и много данных) и ориентированную на мультимедийные приложения. Это обеспечило существенное повышение скорости обработки аудио и видеоинформации.    

Кроме того, в чипсете i430TX был реализован один из первых стандартов энергосбережения, получивший наименование DPMA (Dynamic Power Management Architecture).

Благодаря технологиям, основанным на реализации DPMA, чипсет i430TX можно было использовать как в настольных, так и мобильных компьютерах. Результатом же применения данного чипсета стало пониженное энергопотребление, а, следовательно, и увеличение времени работы компьютерных системы от автономного источника питания.

Остается добавить, что реализация технологии ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) сделала возможным быстрое включение компьютера, а также переход системы в режим пониженного энергопотребления при отсутствии активности пользователя или запущенных процессов, что обеспечивало лучшие по сравнению с предшественниками условия эксплуатации.

Все это способствовало популярности набора микросхем i430TX как в настольных, так и в мобильных решениях.

Однако, несмотря на все достоинства данного чипсета, созданного в основном для настольных систем, компания Intel не ограничилась десктопными решениями. Она и специально объявила и выпустила мобильный вариант, который, в действительности являлся тем же чипсетом i430TX. Можно предположить, что этот шаг был направлен против конкурентов и должен был по замыслу разработчиков стимулировать производство мобильных систем.

Структура мобильного компьютера с чипсетом i430TX представлена на рис. 1.

Рис. 1.  Структура мобильного компьютера с чипсетом i430TX

В дальнейшем производителями мобильных решений не прекращались попытки использования чипсетов настольных решений, тем более, что этому способствовала и сама корпорация Intel, выпуская чипсеты, которые могли быть использованы как в настольных, так и в мобильных решениях.

Примером может послужить i440BX, созданный для процессоров Intel Pentium II.

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики чипсета i440BX и его мобильного варианта, а также ряда их  преемников. 
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

В 1994 г. на рынке чипсетов активно заявила о себе компания Intel со своими изделиями, которые позволили уже через год ей стать доминирующим производителем наборов специализированных микросхем системной логики – чипсетов (от англ. chipset – набор микросхем).

На первом этапе это были чипсеты, созданные для настольных систем. Однако, используя свой опыт, эта компания не упустила свой шанс и с мобильными компьютерами в период начала их массового выпуска. Для мобильных решений она создала ряд удачных мобильных чипсетов, что позволило закрепиться ей в этом секторе рынка.

В дальнейшем, с помощью еще более совершенных разработок компания Intel упрочила свой успех и практически вытеснила конкурентов с этого сегмента рынка, агрессивно захватив и удерживая в последующие годы более трех четвертей объема (в отдельные периоды ее доля составляла более 80%) выпускающихся мобильных чипсетов.

Первым специализированным набором от Intel считается чипсет i82350, поддерживающий шину EISA, и созданный для процессоров класса i386DX и i486.

Однако следует отметить, что он не имел особого успеха, поскольку данная шина не получила распространения. Тем не менее, попытки выпуска настольных и переносных компьютеров, в архитектуре которых использовалась данная шина, все-таки были предприняты. Однако такие системы не стали массовыми, даже на рынке настольных решений, что отразилось на судьбе самого чипсета i82350.

Следующими наборами микросхем системной логики, созданными для поддержки процессоров i486, стали чипсеты:

• i420TX (1992 г.),
• i420EX (1994 г.),
• i420ZX (1994 г.).

Несмотря на то, что эти чипсеты были более удачными, нежели предыдущие, но их все же трудно назвать чипсетами мобильных устройств из-за их архитектуры, функций и особенностей эксплуатации.

Здесь следует напомнить, что в то время мобильными считались любые относительно компактные компьютеры с автономными источниками питания. Что же касается их архитектуры, то за основу обычно брали известные решения с использованием комплектующих настольных компьютеров.

В результате использования комплектующих, созданных для настольных решений, так называемые мобильные устройства получались довольно тяжелыми. Особенно, если вспомнить, что такие решения требовали высокоемких источников автономного энергопитания, которые не отличались особой компактностью и низким весом.

Тем не менее, необходимо отметить, что даже первые, сравнительно несовершенные и не очень легкие изделия, были весьма популярными, поскольку вес 10-15 кг для автономных компьютерных систем тогда не считался чрезмерным и не слишком отпугивал пользователей.

Главное — такие компьютерные системы были сравнительно компактными и относительно мобильными, что позволяло быстро перемещать компьютерные системы и автономно работать от аккумуляторов. Правда, автономная работа длилась совсем недолго: от единиц до десятков минут в зависимости от характера решаемых задач и емкости аккумулятора, питающего подобную компьютерную систему.

Спустя некоторое время были выпущены и даже неплохие, конечно, для своего времени, ноутбуки. Однако настоящий прорыв произошел только после появления процессоров Intel Pentium, которые сменили предыдущих лидеров в лице процессоров i486.

В ряде комплектов электронных элементов, ориентированных на центральные процессоры (ЦП) данного класса, появился чипсет, анонсированный как мобильный набор. Им стал чипсет i430MX (1995 г.).

Основой данного мобильного чипсета i430MX послужил соответствующий настольный вариант, известный под именем i430FX.

Типичная для того времени компьютерная система характеризовалась следующим образом:

• центральный процессор — P75+,
• оперативная память — модули FPM/EDO с максимальным объемом 128 Мбайт при кэшировании только 64 Мбайт.

Отличие мобильных вариантов от настольных решений заключалось в основном в компоненте South Bridge, отвечающей за связь компьютерной системы с устройствами ввода/вывода:

• в настольном варианте использовалась микросхема PIIX,
• в мобильном — более совершенный и компактный компонент MPIIX.

Но по-настоящему популярным среди производителей мобильных систем того времени стал чипсет i430TX.

В следующей части  данной статьи рассмотрены основные характеристики чипсета i430TX, а также его более совершенных преемников. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Оценивая все нововведения очередного этапа эволюции техпроцессов и микроархитектур, необходимо отметить, что кристалл четырехъядерных моделей новой разработки, реализующих все инновации Intel Core 3-го поколения, имеет площадь 160 кв. мм. Это на 35% меньше площади кристалла предшественника, относящегося ко втрому поколению Intel Core.

На практике данное обстоятельство, связанное со значительным уменьшением площади процессорного кристалла, означает существенное снижение себестоимости производства процессоров.

Это обеспечивается за счет увеличения числа полупроводниковых кристаллов, формируемых на исходной пластине.  

А это открывает возможность для компании либо увеличить уровень рентабельности, либо снизить цены конечных изделий.  

Кстати, одновременно с уменьшением площади процессорного кристалла у моделей Intel Core 3-го поколения стало еще и существенно больше транзиторов. Действительно, их теперь стало 1,4 млрд. против 995 млн. в старших моделях Intel Core 2-го поколения.

Рис. 5.  Кристалл четырехъядерного процессора Ivy Bridge

В новых процессорах, созданных на основе улучшенной микроархитектуры, по-прежнему по 32 Кбайт кэша инструкций и данных первого уровня (L1) вместе с 256 Кбайт кэша второго уровня (L2) у каждого ядра. Как и у предшественников, имеется еще и кэш третьего уровня (L3) очень большой емкости — Smart Cache, достигающий 8 Мбайт у старших моделей Intel Core 3-го поколения.

Конечно, как и у представителей 2-го поколения Intel Core, в новых моделях Intel Core 3-го поколения имеются все ставшие традиционными компоненты. К их числу относятся, например, цепи, оптимизирующие процессы кодирования и декодирования, цепи предсказания переходов и т.п., то есть все отработанные достижения микроархитектуры Intel Core 2-го поколения, включая все реализованные ранее наборы команд.

С целью обеспечения высоких уровней производительности обеспечена поддержка технологий Intel Turbo Boost 2.0.

Как и в предыдущих разработках, в случае загрузки не всех процессорных ядер данная технология обеспечивает автоматическое увеличение тактовой частоты работы тех из них, которые остаются активными.

При этом допускается кратковременное превышение установленного для процессоров предела теплообразования (TDP). Дело в том, что на практике процессор разогревается не сразу, и чтобы дойти из состояния покоя до ограничения теплового уровня, ему потребуется некоторое время. И в тех случаях, когда процессор работает в благоприятных температурных условиях, его энергопотреблению разрешается выходить за границу, задаваемую параметром TDP,  связанным с микроархитектурными и конструктивными особенностями процессоров.

И конечно, еще одним способом увеличения производительности является для ряда моделей поддержка технологии Intel Hyper-Threading.

Использование этой технологии, появившейся и отработанной еще в процессорах Intel Pentium 4, позволяет удвоить число одновременно обрабатываемых потоков, что в большинстве случаев воспринимается операционной системой как удвоение числа ядер с соответствующим увеличением производительности.

Таким образом, у четырехъядерных ЦП с Intel Hyper-Threading информация обрабатывается восемью потоками, что позволяет во многих случаях еще больше увеличить скорость обработки данных, а следовательно, и производительность всей компьютерной системы.

В следующей части  данной статьи — о встроенных видеосредствах и других особенностях процессоров Intel Core 3-го поколения.
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Итак, новые процессоры, известные также как Ivy Bridge, созданы по новому технологическому процессу с масштабом 22 нм, с использованием транзисторов с трехмерной структурой затвора и, конечно, по улучшенной по сравнению с предыдущей разработкой микроархитектуре.

Новые процессоры унаследовали лучшие характеристики своих предшественников, что нашло отражение в наименовании всей разработки: процессоры Intel Core 3-го поколения.

В названиях выпущенных недавно моделей процессоров сохранились привычные наименования Intel Core i7, Intel Core i5, Intel Core i3 с использованием соответствующих цифро-буквенных символов для обозначения моделей.

И если в изделиях предыдущего поколения использовалась цифра “2″, то новые процессоры получили цифру “3″ в цифровом индексе.

А еще, как и у предшественников, в наименовании моделей процессоров Intel Core 3-го поколения используются специальные суффиксы, обозначающие специфические архитектурные, функциональные и эксплуатационные особенности конкретных моделей, например:

• «К» указывает на разблокированный множитель, связывающий внутреннюю тактовую частоту работы процессорных ядер с внешней тактовой частотой,
• «S» — экономичные модели,
• «T» — еще более экономичные модели,
• «М» — мобильная модель.

Кроме того, используемый в наименовании суффикс «QМ» обозначает, что в данной мобильной модели имеется четыре вычислительных ядра.

А вот суффикс «XМ» обозначает экстремальную (Extreme Edition) мобильную модель. У такой модели в ущерб стремлению максимально уменьшить уровень тепловыделения обеспечиваются максимальные уровни производительности, что соответствующим образом отражается на возможностях мобильной компьютерной системы.

Рис. 3.  Расшифровка наименования моделей процессоров Intel Core 3-го поколения 

Рис. 4.  Процессор Intel Core 3-го поколения

И можно не сомневаться, что спектр уже выпущенных моделей процессоров Intel Core 3-го поколения, представленных моделями Intel Core i7, Intel Core i5, Intel Core i3, будет сранительно быстро расширен. Вполне вероятно, что, как и в случае предшествующей разработки, этот спектр будет дополнен бюджетными вариантами процессоров в лице соответствующих моделей Intel Pentium и Intel Celeron, чьи возможности и, конечно, цена традиционно уступают старшим представителям.

Об архитектурных особенностях процессоров Intel Core 3-го поколения —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

Возможности настольных и мобильных компьютеров в значительной степени зависят от характеристик центрального процессора (ЦП, процессор). Именно этот важнейший элемент выполняет команды системных и прикладных программ, обеспечивая решение разнообразных вычислительных и мультимедийных задач.

Остается добавить, что от скорости обработки этих команд, сравнительно сильно зависят возможности всей компьютерной системы.

Оценивая характеристики современных процессоров, необходимо отметить, что повышение их производительности уже несколько лет осуществляется в основном за счет увеличения числа ядер, а также за счет совершенствования полупроводниковых технологий и внутренней микроархитектуры. Это, кстати, касается моделей процессоров всех типов массовых компьютерных систем:

• настольных,
• мобильных,
• серверов.

По этому пути пошли все производители, включая компанию Intel, которая является одним из лидеров в области компьютерных и полупроводниковых технологий.

В разработке и производстве своих изделий компания Intel использует специальную стратегию развития, получившую наименование Tick-Tock. Она предусматривает поэтапное внедрение новых технологических процессов (техпроцессов) и новых микроархитектур. При этом каждая процессорная микроархитектура перед запуском в массовое производство отрабатывается сначала на текущем техпроцессе, а потом уже новый техпроцесс отлаживается на зрелой микроархитектуре процессорных ядер.

Рис. 1.  Эволюция техпроцессов и микроархитектур

Так, например, в соответствии с указанной стратегией Tick-Tock в 2006 году были представлены процессоры с микроархитектурой Core. На ее основе были выпущены линейки процессоров, получивших кодовое имя Merom и созданных по технологии 65 нм. Их сменили изделия, созданные по технологии 45 нм и получившие имя Penryn.

В дальнейшем по микроархитектуре с кодовым именем Nehalem были выпущены линейки моделей процессоров Nehalem (45 нм) и Westmere (32 нм).

Каждая из разработок обладала своими особенностями, однако именно начиная с моделей линейки Westmere, процессоры к встроенному контроллеру памяти получили еще и интегрированную графику. А это означает перенос функций северного моста чипсета непосредственно в процессор. Как результат, переход от трехчиповой архитектуры компьютерных систем, предусматривающей использование с процессором еще и двух специализированных микросхем (двух микросхем чипсета), к двухчиповой — процессор и всего одной микросхемы чипсета (однокомпонентного чипсета).

Процессоры, созданные на основе указанных разработок, вышли на рынок под следующими именами:

• Intel Core i7,
• Intel Core i5,
• Intel Core i3.

Для недорогих же бюджетных решений были созданы и выпущены соответствующие недорогие модели процессоров:

• Intel Pentium,
• Intel Celeron.

Следующий этап развития процессорных микроархитектур и технологических процессов представлен  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

Сравнительно недавно компания Intel выпустила процессоры третьего поколения Intel Core. Данные мзделия были ранее известны как процессоры Ivy Bridge. Они созданы по новейшему технологическому процессу с масштабом литографии 22 нм.

Для поддержки указанных новейших процессоров компанией Intel были созданы и соответствующие наборы микросхем системной логики (чипсеты). Эти элементы, относящиеся к седьмой серии чипсетов, стали основой новых материнских плат, которые в кратчайшие сроки были созданы и выпущены в большом количестве всеми основными производителями данных важнейших компонентов настольных компьютерных систем.  

Не осталась в стороне от этого процесса и компания Gigabyte. Эта компания создала на основе новейших компонентов перспективные модели материнских плат, обеспечивающие поддержку не только новейших процессоров Intel Core i7/i5/i3, Intel Pentium и Intel Celeron третьего (Ivy Bridge, 22 нм) поколения Intel Core, но и их одноименных предшественников, относящихся ко второму (Sandy Bridge, 32 нм) поколению Intel Core.

Одной из таких моделей является материнская плата Gigabyte GA-Z77X-UD5H (GA-Z77X-UD5H), созданная на основе чипсета Intel Z77 Express (Intel Z77) — старшего представителя седьмой серии чипсетов.

Остается добавить, что GA-Z77X-UD5H обладает широким набором функциональных возможностей и относится к изделиям верхнего уровня (High End).

Внешний вид материнской платы GA-Z77X-UD5H представлен на рис. 1. Основные параметры данной платы приведены в таблице 1.

Рис. 1.  Материнская плата Gigabyte GA-Z77X-UD5H

Таблица 1. Основные параметры Gigabyte GA-Z77X-UD5H

Некоторые подробности архитектуры, структуры и основных компонентов материнской платы GA-Z77X-UD5H рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Приведенную выше формулу зависимости тепловой мощности от напряжения питания и частоты можно легко привести к следующему виду:
   

    
где переменные с индексом f обозначают соответствующие параметры разгона, а переменные с нулевым индексом — параметры штатного режима.

И частный вариант для случая сохранения штатного уровня напряжения питания (Vf=Vo):
     

По сути, эти формулы могут считаться одними из важнейших для оверклокеров, так как они дают прогноз мощности теплообразования в зависимости от установленных значений тактовых частот (F) и уровней напряжения питания (V). А это в свою очередь позволяет оценить требуемые средства энергопитания (блок питания) и средства охлаждения. От их качества зависят степень разгона и устойчивость работы.

Таким образом, оценка с помощью приведенных формул позволяет сразу, исходя из планируемых значений тактовых частот и уровней напряжения, подобрать необходимые средства энергопитания и охлаждения. При этом выбор может осуществляется с минимальным запасом, то есть без переплаты за излишнюю избыточность.

К слову сказать, все формулы и рекомендации относятся не только к процессорам (CPU), но и к чипсетам, и даже к модулям памяти. Сохраняют они свою корректность, конечно, и по отношению к графическим процессорам (GPU), которые являются основой видеоадаптеров. Вообще говоря, это верно и для других микросхем, которые подвергаются оверклокингу.

Необходимо отметить, что в приведенных формулах целесообразно в качестве Po использовать реальное значение тепловой мощности микросхемы (для тех, кто забыл, и процессор, и GPU являются микросхемами). В этом случае, как показывает практика, оценки с очень высокой точностью соответствуют фактическим данным.

При отсутствии информации об уровне реального теплообразования, можно использовать и соответствующее значение TDP (Thermal Design Power — максимальная мощность теплообразования). Значение TDP приводится в сопровождающей технической документации и в справочниках. Как уже отмечалось выше, это относится и к CPU, и к GPU, и к микросхемам чипсетов.    

Здесь следует напомнить, что величина реального теплообразования в штатном режиме всегда меньше значения TDP, устанавливающего максимальный уровень теплообразования. Фактически TDP — это предельное значение теплообразования, приводимое (декларируемое) производителем. Кстати, часто уровень TDP является неизменным для всей линейки изделий. Превышение TDP над реальным значением теплообразования является своеобразным запасом. Он специально введен производителем и рассчитан на некоторый разброс параметров. Этот разброс вызван случайными флуктуациями, связанными с особенностями технологических процессов.

Уровни TDP специально сообщаются проектировщикам и производителям кулеров, материнских плат, блоков питания, корпусов и т. д. Естественно, исходя из значений TDP, они ориентируются на предельные уровни теплообразования (и энергопотребления).

Примеры оценки ожидаемой тепловой мощности процессоров для разных режимов их разгона приведены в таблице 1.

Таблица 1.  Оценка тепловой мощности центральных процессоров
                     в разных режимах разгона 

В следующей части  данной статьи — некоторые выводы и следствия из приведенных формул и выполненных оценок тепловой мощности центральных процессоров при разных частотных режимах их эксплуатации.
    

>>    Часть 5 
      

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 
  

Производительность GA-GC230D

Тестовая система:

• материнская плата — GA-GC230D,
• память — 1 Гбайт DDR2 667 МГц,
• видео — встроенная графика,
• HDD — ST31500341AS 1,5 Tбайт .

Результаты тестирования с приведены в Таблице 3.

Таблица 3.  Результаты выполнения тестов SiSoft Sandra 2004

Материнская плата GA-GC230D, созданная и выпущенная компанией Gigabyte, продемонстрировала неплохие для встроенных решений уровни производительности, соответствующих производительности ноутбуков на Intel Pentium M.

Для примера субноутбук Fujitsu Siemens Lifebook p7010 продемонстрировал следующие результаты в PCMark05:

• CPU — 1767,
• Memory — 1780,
• HDD — 3165.

А в тесте  CPU Multi-Media Benchmark:

• Integer x4 iSSE, it/s — 10482,
• Float x4   iSSE2, it/s — 11571. 

Последнее значение свидетельствует о преимуществе настольного решения в задачах, связанных с операциями над данными с плавающей запятой, например, с видео. И при этом в Gigabyte GA-GC230D по сравнению с данным субноутбуком использован существенно более экономичный процессор.

Указанная материнская плата может быть интересна в качестве основы недорогих, сверхкомпактных, энергоэкономичных, и т. п, системных блоков с ценой менее $150 для офисных компьютеров.

Что же касается сферы досуга, то возможности интегрированных видеосредств GA-GC230D вряд ли устроят фанатов современных динамичных игр с высокой детализацией выводимого видеоизображения. Однако плата может заинтересовать поклонников сверхкомактных, практически бесшумных компьютерных систем для решения задач, не требующих высокой производительности.

В качестве заключения следует отметить, что благодаря мультимедийным возможностям чипсета, компьютер с Gigabyte GA-GC230D можно успешно использовать не только для работы в Интернете и выполнения офисных задач, но и прослушивания аудио и просмотра видео, включая HD 720p.

Материнская плата GA-GC230D 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 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 3 
  

Результаты тестирования компьютерной системы, созданной на основе материнской платы GA-GC230D, приведены в Таблице 3.

Таблица 3.  Результаты выполнения тестов PCMark05

Компьютерная система, созданная на основе материнской платы Gigabyte GA-GC230D, продемонстрировала неплохие для встроенных решений уровни производительности. Они соответствуют примерно производительности ноутбуков на Intel Pentium M.

Для примера субноутбук Fujitsu Siemens Lifebook p7010 продемонстрировал следующие результаты в  PCMark05:

• CPU — 1767,
• Memory — 1780,
• HDD — 3165.

А в тесте  CPU Multi-Media Benchmark:

• Integer x4 iSSE,  it/s —  10482,
• Float x4  iSSE2,   it/s —  11571.

При анализе приведенных результатов тестирования необходимо принимать во внимание тот факт, что в Gigabyte GA-GC230D по сравнению с указанным субноутбуком использован существенно более экономичные центральный процессор и обслуживающий его чипсет.

В заключение следует добавить, что материнская плата Gigabyte GA-GC230D может быть интересна потенциальным пользователям в качестве основы недорогих, сверхкомпактных, энергоэкономичных и т. п, системных блоков с ценой менее $150 для офисных компьютеров.

Следует отметить, что благодаря мультимедийным возможностям чипсета, компьютер с Gigabyte GA-GC230D можно успешно использовать не только для работы в Интернете и выполнения офисных задач, но и для прослушивания аудио и просмотра видео, включая HD 720p (Рис. 3).

Рис. 3.  Загрузка аппаратно-программных средств GA-GC230D при воспроизведении тестового видеофайла HD 720p

Что же касается игр, то возможности интегрированных видеосредств GA-GC230D вряд ли устроят фанатов современных динамичных игр с высокой детализацией выводимого видеоизображения. Однако данная материнская плата может заинтересовать поклонников сверхкомпактных, практически бесшумных компьютерных систем для решения задач, не требующих высокой производительности.

Материнская плата GA-GC230D 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 
  

Материнская плата Gigabyte GA-EG45M-DS2H (GA-EG45M-DS2H) поддерживает работу процессоров Intel микроархитектуры Intel Core, включая двух и четырехъядерные модели, выполненные по технологии 45 нм. 

К таким моделям относятся Intel Core 2 Extreme/Duo/Quad, Pentium Dual-Core / Celeron c разъемом LGA775 и с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus), обеспечивающей передачу данных с частотами 1333/1066/800 МГц.

Для охлаждения микросхем чипсета используются пассивные средства, представленные радиаторами. Отказ от вентиляторов делает материнскую плату полностью бесшумной.

Обеспечению высокой производительности способствует подсистема памяти. Режим работы модулей памяти DDR2 1066/800/667 с объемом до 16 Гбайт может быть одноканальным или двухканальным. Частота 1066 МГц поддерживается в режиме оверклокинга.

Видеоподситема представлена встроенными в чипсет видеосредствами. Поддерживается аппаратное декодирование видео для плавного и качественного воспроизведения HD контента и Blu-ray дисков. Реализован встроенный интерфейс HDMI для воспроизведения видео высокого разрешения (1080) с поддержкой HDCP. Это дает возможность создавать на базе данной платы  мультимедийные системы с поддержкой видео высокой четкости.

В случае необходимости через интерфейс PCI Express x4 может подключаться внешняя видеокарта, созданная на дискретных элементах.

За управление устройствами ввода-вывода отвечает вторая компонента чипсета, представленная микросхемой Intel ICH10R, выполняющей традиционную роль South Bridge.

Данной микросхемой Intel ICH10R поддерживается пять HDD c интерфейсом SATA2 и два устройства IDE. Еще один накопитель может быть подключен через интерфейс eSATA2. Этот скоростной интерфейс, разъем которого выведен на заднюю панель материнской платы, предоставляет возможность подключения внешних накопителей. Ну а в случае необходимости несколько внутренних HDD могут быть организованы в массив RAID с реализацией RAID 0/1/10/5.

Архитектура материнской платы GA-EG45M-DS2H представлена на Рис. 4.

Рис. 4.  Архитектура Gigabyte GA-EG45M-DS2H

Из особенностей архитектуры следует отметить:

• Dual BIOS (использование дополнительной микросхемы с копией кода BIOS),
• аудиоподсистему c реализацией Intel High Definition Audio (до 8 каналов, HDA-кодек Realtek ALC889A, отношение сигнал/шум, обеспечиваемое данным кодеком, составляет 106 дБ),
• сетевой контроллер Gigabit Ethernet с передачей информации со скоростью до 1000 Мбит/с, 
• интерфейсы USB 2.0 и IEEE1394a.

Еще одной особенностью архитектуры Gigabyte GA-EG45M-DS2H является встроенный модуль TPM с 2048-разрядным шифрованием. По замыслу конструкторов платы этот модуль должен обеспечивать аппаратное шифрование и дешифрование для поддержки ключей на базе цифровой подписи. В настоящее время этот модуль является опциональным, так как поставки таких средств в некоторые страны,  к сожалению,  включая и Россию,  ограничены законодательством этих стран.

Рассмотрение особенностей материнской платы GA-EG45M-DS2H продолжено  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4