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 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 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 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 3 
  

В дополнение к уже описанным характеристикам микросхем North Bridge трех вариантов мобильных чипсетов семейства i915 остается добавить еще и характеристики South Bridge.

Для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей мобильных чипсетов семейства i915 в качестве South Bridge предусмотрено использование мобильного компонента ICH6-M, отвечающего за связь компьютерной системы с устройствами ввода/вывода (ICH6-M – хаб вввода/вывода).

Компонент ICH6-M, используемый в составе всех трех вариантов мобильных чипсетов семейства i915, 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,
• шины PCI и PCI Express x1 для карт расширений и т. п.

Кроме того, мобильными чипсетами семейства i915 поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology 2 (Intel DPST 2), обеспечивающую снижение энергопотребления LCD-дисплеев.

Встроенные в данные мобильные чипсеты видеосредства предоставляют возможность просмотра двух независимых изображений при подключении внешнего монитора или панели к ноутбуку.

Оценивая функциональные возможности мобильных чипсетов семейства i915, необходимо отметить поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных. Это нашло свое воплощение в очередной версии технологии Intel Centrino (пожалуй, корректнее – комплект Intel Centrino).

Таким образом, у Intel Centrino, как и в случае предыдущей версии, по-прежнему три элемента:

• мобильный процессор Intel,
• мобильный чипсет Intel,
• модуль беспроводной передачи данных Wi-Fi.

Компоненты Intel Centrino мобильной платформы Sonoma представлены на рис. 4.

Рис. 4.  Компоненты Intel Centrino платформы Sonoma

В следующей части  данной статьи продолжено рассмотрение основных характеристик мобильных чипсетов семейства i915. 
    

>>    Часть 5  
      

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