Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Архитектура и особенности GA-X58A-UD9

В материнской плате Gigabyte GA-X58A-UD9 (GA-X58A-UD9) традиционно реализованы все полагающиеся атрибуты Ultra Durable 3:

• удвоенная толщина слоев питания и заземления,
• твердотельные конденсаторы повышенной надежности,
• транзисторы с пониженным сопротивлением каналов (в VRM),
• ферритовые дроссели с низкими потерями (в VRM).

Для поддержания оптимальных тепловых режимов основных компонентов  применяется комбинированная система охлаждения Hybrid Silent-Pipe 2. Для дополнительного охлаждения возможно использование воды.

Высокая производительность обеспечивается за счет использования мощного процессора. Плата рассчитана на процессоры Intel Core i7 c LGA1366, включая новейшие 6-ядерные модели. Высокопроизводительная работа процессора поддержана высокоскоростными модулями памяти.

В архитектуре материнской платы присутствуют семь слотов стандарта PCI Express x16.

Обеспечена поддержка режимов 4 Way SLI и 4 Way CrossfireX за счёт 2-х микросхем nF200 SLI. Такое решение обеспечивает очень высокую производительность в графике.

За управление устройствами ввода-вывода в материнской плате GA-X58A-UD9 используется микросхема ICH10R. Кроме традиционных интерфейсов PCI, PCI Express, USB и SATA, она поддерживает еще и функции RAID для накопителей SATA.

В дополнение к чипсету используется еще и ряд специализированных микросхем, расширяющих функциональные возможности материнской платы.

Например, с их помощью реализуются функции следующих важных компонентов архитектуры материнской платы:

• аудио (Realtek ALC889 с отношением сигнал-шум 108дБ),
• компьютерной сети (две микросхемы Realtek RTL8111E),
• IDE и SATA2 (GIGABYTE SATA2),
• SATA3 (Marvell 9128),
• FireWire (TSB43AB23),
• eSATA (JMicron JMB362),
• флоппи-дисковода (iTE IT8720).

В рамках дисковой подсистемы возможна реализация нескольких массивов RAID.

Архитектура GA-X58A-UD9 представлена на рис. 3.

Рис. 3.  Архитектура GA-X58A-UD9

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

Тема архитектуры и особенностей материнской платы GA-X58A-UD9 продолжена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

В материнской плате GA-870A-UD3 (Rev. 2.0) традиционно используются проводники удвоенной толщины и твердотельные конденсаторы, а в цепях электропитания — транзисторы с пониженным сопротивлением каналов и ферритовые дроссели с низкими потерями. Все это обеспечивает существенное снижение рабочей температуры компьютера, повышение энергоэффективности и улучшение стабильности работы системы, как в штатных режимах, так и в условиях разгона.

Материнская плата GA-870A-UD3 ориентирована на процессоры AMD линеек Phenom II и Athlon II. Обеспечена поддержка моделей, как начального уровня, так и верхнего. К последним относятся и высокопроизводительные шестиядерные процессоры, например, такие как AMD Phenom II X6 1090T (технология — 45 нм, число ядер — 6, частота — 3,2 ГГц, L3 — 6 Мбайт, L2 — 6 x 512 Кбайт).

В двухканальной подсистеме памяти могут использоваться до четырех модулей памяти DDR3-1866/1333/1066 (1866 МГц — в режимах оверклокинга). Здесь следует напомнить, что контроллеры памяти уже много лет являются атрибутами процессоров AMD, а не микросхем North Bridge, чья структура в результате данного перемещения стала существенно проще.

Кстати, для охлаждения микросхем чипсета AMD 870 применены лишь небольшие радиаторы. Это стало  возможным благодаря низкими значениями их теплообразования, что связано не только с технологией их производства, но и с особенностями их внутренней микроархитектуры.

Необходимо отметить, что микросхема North Bridge чипсета AMD 870 согласно его спецификациям предусматривает использование только одного слота видеоадаптера.

Однако в архитектуре материнской платы GA-870A-UD3, как во многих других изделиях этого производителя, присутствуют два видеослота (видеоразъемов) конструктива PCI Express x16. Достигается это за счет использования линий слотов PCI Express x1. 

Один из реализованных в GA-870A-UD3 видеослотов рассчитан на режим PCI Express x16, второй — PCI Express x4 (рис. 3).

Рис. 3.  Реализация двух видеослотов

Наличие двух видеослотов обеспечивает поддержку режима ATi CrossFireX для высокой производительности графической подсистемы.

Остается добавить, что второй видеослот делит четыре линии PCI Express x1 с двумя слотами PCI Express x1. Поэтому использование второй видеокарты в режиме работы PCI Express x4 блокирует работу слотов PCI Express x1.

Из особенностей архитектуры GA-870A-UD3 следует отметить поддержку как традиционных интерфейсов PCI, PCI Express, USB и SATA, так и новых разработок. Часть из них связана с микросхемами чипсета, другая — с дополнительными чипами.

Благодаря компоненте AMD SB850 в материнской плате, кроме традиционных функций, реализовано 6 портов нового интерфейса SATA3 с пропускной способностью 6 Гбит/с и поддержкой RAID 0, 1, 5, 10. А еще этой микросхемой реализована поддержка 12 портов USB 2.0/1.1.

В дополнение к чипсету в составе GA-870A-UD3 используется ряд специализированных микросхем. Например, с их помощью реализуются функции:

• аудио (Realtek ALC892),
• сети (Realtek RTL8111D),
• IDE и SATA 3Gbit/s (GIGABYTE SATA2),
• eSATA 3Gbit/s (JMicron JMB362),
• USB 3.0 (NEC D720200F1),
• FireWire (TSB43AB23).

Используемый в составе GA-870A-UD3 контроллер NEC SuperSpeed USB 3.0 обеспечивает очень высокую пропускной способностью — до 5 Гбит/с. При этом функция GIGABYTE 3x USB Power Boost призвана обеспечить максимальную совместимость, энергоэффективность и стабильность USB-соединения, в том числе для устройств, которые отличает повышенное энергопотребление. 

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

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

В материнской плате GA-H55M-UD2H (Rev. 1.0), созданной и выпущенной компанией Gigabyte, традиционно используются  проводники удвоенной толщины для обеспечения лучшего электропитания. Для повышения надежности использованы твердотельные конденсаторы. В цепях питания применены транзисторы с пониженным сопротивлением каналов и ферритовые дроссели с низкими потерями.

Учитывая незначительный уровень теплообразования, единственная микросхема чипсета Intel H55 снабжена лишь небольшим радиатором. Кстати, он является единственным на данной материнской плате.

Материнская плата GA-H55M-UD2H рассчитана на процессоры Intel линеек Core i7 серии 800, а также Core i5 и Core i3.

В конструкции платы реализовано четыре модуля памяти: по два в каждом канале. Конструкторы Gigabyte рекомендуют использовать модули DDR3-1666/1333/1066/800 (1666 МГц — в режимах оверклокинга), а при использовании процессоров без интегрированного видеоядра они утверждают, что можно использовать модули — до DDR3-2000.

Остается добавить, что контроллеры памяти встроены непосредственно в состав процессора Intel, разработчики которого рекомендуют ограничиться модулями DDR3-1333.

В архитектуре материнской платы присутствуют два видеослота конструктива PCI Express x16. При этом один рассчитан на режим PCI Express x16, второй – PCI Express x4.

На рис. 4 приведена реализация двух разъемов видео в материнской плате GA-H55M-UD2H.

Рис. 4.  Два разъема видео в GA-H55M-UD2H

Наличие двух видеослотов обеспечивает поддержку режима ATi CrossFireX для высокой производительности графической подсистемы за счет одновременной обработки видеопотока двумя видеоадаптерами.

Видеоконтроллеры интегрированы в состав процессора и чипсета. А в ряде процессоров средства  графики встроены непосредственно в процессоры. За  формирование видеинформации в этом случае будет отвечать графическое ядро процессора — Intel HD Graphics, а за вывод на монитор по физическим интерфейсам — DVI/HDMI/DisplayPort — чипсет Intel H55. При использовании процессоров без встроенных видеосредств пользователям придется ограничиться только графикой внешних видеоадаптеров, созданных на дискретных элементах.

Здесь необходимо отметить, что в ряде процессоров интегрированная графика встроена непосредственно в процессоры. В этом случае в GA-H55M-UD2H за формирование видеинформации будет отвечать графическое ядро процессора — Intel HD Graphics. Вывод же на монитор осуществляется с помощью средств чипсета Intel H55: DVI/HDMI/DisplayPort.

При использовании процессоров без встроенных видеосредств пользователям придется ограничиться только графическими возможностями видеоадаптеров.

Из особенностей архитектуры GA-H55M-UD2H следует отметить, что микросхема чипсета чипсета поддерживает традиционные интерфейсы PCI, PCI Express, USB и SATA.

В дополнение к чипсету в составе GA-H55M-UD2H используется ряд специализированных микросхем, реализующих функции аудио (Realtek ALC889), сети (Realtek RTL8111D), устройств IDE (JMicron JMB368), FireWire (TSB43AB23).

Тема аппаратно-программных особенностей материнской платы GA-H55M-UD2H продолжена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 3 
  

Видеоподсистема в материнской плате Gigabyte GA-EP45-EXTREME  поддержана тремя слотами конструктива  PCI Express x16.

Два слота поддерживают PCI Express 2.0, они могут работать в режиме x8 и поддерживают два видеоадаптера в режиме CrossFireX.

В полноскоростном режиме стандарта PCI Express x16 — только первый слот.

Третий слот конструктива PCI Express x16 функционирует за счет контроллера PCI Express x1, реализованного в ICH10R. Однако этот слот работает в режиме x4.  Данный слот — разделяемый.

Реализация трех видеослотов, обеспечивающих подключение до трех видеоадаптеров, представлена на рис. 6.

Рис. 6.  Реализация трех видеослотов

Разделяемость не допускает работу устройств PCI Express x1 при использовании третьего слота.

За управление устройствами ввода-вывода в Gigabyte GA-EP45-EXTREME отвечает микросхема ICH10R. Данная микросхема  поддерживает функции RAID для накопителей SATA.

Из особенностей архитектуры следует отметить:

• Dual BIOS (две микросхемы с копией кода BIOS материнской платы),
• аудиоподсистему c реализацией Intel High Definition Audio (до 8 каналов, HDA-кодек Realtek ALC889A),
• сетевые контроллеры Gigabit Ethernet (две микросхемы RTL 8111С),
• большое количество портов USB 2.0,
• три IEEE1394a (микросхема Texas Instruments TSB43AB23).

Энергоснабжение осуществляется через систему импульсных преобразователей процессора, подсистем видео и оперативной памяти. При этом в схемах питания используются твердотельные конденсаторы, качественные транзисторы, дроссели с ферритовыми сердечниками.

Средства мониторинга, встроенные в состав Gigabyte GA-EP45-EXTREME, осуществляют контроль напряжений, температуры, вращения вентиляторов.

Фирменные технологии повышают потребительские свойства материнской платы. Средства разгона (overclocking) позволяют увеличить производительность системы. Для увеличения стабильности работы подсистем возможно изменение уровней напряжения питания основных подсистем.

Оценивая функциональные возможности Gigabyte GA-EP45-EXTREME, необходимо отметить, что конструкторы реализовали расширенные возможности Power Saving,  предназначенные для настройки технологии Dynamic Energy Saver (Dynamic Energy Saver Advanced). Технология DES обеспечивает экономное использование электроэнергии за счет динамического изменения числа используемых фаз питания. В результате удается снизить энергопотребление, и, следовательно, уменьшить уровень теплообразования.

Материнская плата поддерживает традиционные операционные системы Microsoft.

Что же касается численной оценки производительности, то она была проведена в процессе тестирования.

Особенности тестирования и полученные результаты приведены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов
 

>>    Часть 3 
  

Обеспечению высокой производительности материнской платы Gigabyte GA-EP35-DS4 способствует не только процессор, но и подсистема памяти. В ее составе могут быть использованы модули DDR2 1066/800/667 с объемом до 8 Гбайт, включенные в одноканальном или двухканальном режиме.

А еще Gigabyte GA-EP35-DS4 обладает высокопроизводительной видео подсистемой. Ее поддержка обеспечена наличием двух разъемов конструктива PCI Express х16 и соответствующими интерфейсами, хотя это и не предусмотрено архитектурой iP35.

Архитектурные решения материнской платы Gigabyte GA-EP35-DS4 в конфигурации с двумя видеоадаптерами позволяют реализовать технологию ATI CrossFire, котораяя предусматривает одновременную работу двух видеоадаптеров, обслуживающих вывод графической информации общей задачи.

Остается доавить, что первый видеослот материнской платы обеспечивает  поддержку скоростного режима х16. Второй — не выше х4. Этот слот является разделяемым. Он делит общие линии со слотами PCI Express x1, что хорошо видно на схеме.
          

Рис. 3. Реализация второго видеослота материнской платы Gigabyte GA-EP35-DS4
    

В результате при использовании второго видеослота исключается возможность работы устройств PCI Express x1. Однако данное обстоятельство, как правило, не является критичным, поскольку в состав материнской платы интегрированы практически все наиболее востребованные аппаратные средства, и слоты PCI Express x1, как правило, остаются незадействованными.

За управление устройствами ввода-вывода отвечает вторая компонента чипсета, представленная микросхемой Intel 82801IR (ICH9R).

Из особенностей архитектуры следует отметить использование дополнительной микросхемы с копией кода BIOS (Dual BIOS), аудиоподсистему c реализацией Intel High Definition Audio (до 8 каналов, HDA-кодек Realtek ALC889A), сетевого контроллера Gigabit Ethernet (микросхема RTL 8111B), а также интерфейсов USB 2.0 и IEEE1394a (микросхема Texas Instruments TSB43AB23). Добавим, что на заднюю панель платы вынесено восемь портов USB 2.0, что, во-первых, является своеобразным рекордом, во-вторых, практически исключает необходимость использования дополнительных планок.

В архитектуре Gigabyte GA-EP35-DS4 реализованы два массива RAID-накопителей SATA. Один из них обеспечен микросхемой ICH9R с реализацией RAID 0/1/10/5, другой — Gigabyte SATA2 с реализацией RAID 0/1/JBOD. Возможно использование и двух традиционных накопителей с интерфейсом Parallel ATA, подключаемых через один разъем соответствующего стандарта.

Встроенные в архитектуру Gigabyte GA-EP35-DS4 средства мониторинга обеспечивают:
  -  определение температуры процессора, системы и блока питания,
  -  поддержку функции CPU Smart Fan,
  -  предупреждение о перегреве CPU,
  -  определение скорости вращения вентиляторов и сообщение о неисправностях,
  -  определение напряжения питания.

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

Реализованные средства оверклокинга позволяют гибко управлять производительностью системы, например, установить частоту процессорной шины 1600 МГц, а памяти — 1200 МГц. Это позволяет расширить стандартные возможности чипсета iP35 за счет использования более высокопроизводительных процессоров и более скоростных модулей оперативной памяти.

Для увеличения стабильности работы компьютерных подсистем возможно изменение уровней напряжения питания основных подсистем.

Особенности энергопитания и оценки производительности материнской платы Gigabyte GA-EP35-DS4 приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 1 
  

В материнской плате Gigabyte GA-EP35-DS4 использованы высоконадежные, твердотельные конденсаторы (Solid) с повышенной устойчивостью к экстремальным условиям работы. В дополнение к этому в Gigabyte GA-EP35-DS4 реализованы четыре фирменные технологии: Safe, Smart, Speed, Silent-Pipe. Эти технологии обеспечивают повышение надежности, управляемости и максимальной производительности.

Плата Gigabyte GA-EP35-DS4 поддерживает работу процессоров Intel, включая двух и четырехъядерные модели, выполненные по технологии 45 нм. Их работу обеспечивают элементы окружения, основу которых составляют микросхемы чипсета iP35. Для поддержания соответствующих тепловых режимов инженеры Gigabyte отказались от активных средств охлаждения, ограничившись компактными радиаторами, соединенными тепловыми трубками (технология Silent-Pipe).

Отказ от активных средств охлаждения  обеспечивает бесшумность системы охлаждения даже в режимах высокой производительности.

Обеспечению высокой производительности способствует подсистема памяти. Режим работы модулей памяти DDR2 1066/800/667 с объемом до 8 Гбайт может быть одноканальным или двухканальным. Двухканальный режим позволяет получить максимально сбалансированную относительно информационных потоков систему.

Поддержка видеоподсистемы осуществлена наличием двух разъемов конструктива PCI Express х16 и соответствующими интерфейсами, хотя это и не предусмотрено архитектурой iP35.

Архитектура материнской платы Gigabyte GA-EP35-D приведена на Рис. 3.
   

Рис. 3. Архитектура материнской платы Gigabyte GA-EP35-DS4
     

Архитектурные решения материнской платы Gigabyte GA-EP35-DS4 в конфигурации с двумя видеоадаптерами обеспечивают поддержку технологии ATI CrossFire. Первый слот поддерживает скоростной режим х16. Второй — не выше х4. Этот слот является разделяемым. Он делит общие линии со слотами PCI Express x1 (Рис. 4)
    

Рис. 4. Реализация второго видеослота
   

В результате при использовании второго видеослота исключается возможность работы устройств PCI Express x1. Однако данное обстоятельство, как правило,  не является критичным, поскольку в состав материнской платы интегрированы практически все наиболее востребованные аппаратные средства, и слоты PCI Express x1, как правило, остаются незадействованными.

За управление устройствами ввода-вывода традиционно отвечает вторая компонента, входящая в состав используемого чипсета. В качестве этой  компоненты в материнской плате Gigabyte GA-EP35-DS4 используется микросхема Intel 82801IR (ICH9R).

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), сетевого контроллера Gigabit Ethernet (микросхема RTL 8111B), а также интерфейсов USB 2.0 и IEEE1394a (микросхема Texas Instruments TSB43AB23).

В архитектуре Gigabyte GA-EP35-DS4 реализованы два массива RAID накопителей SATA. Один из них обеспечен микросхемой ICH9R с реализацией RAID 0/1/10/5, другой — Gigabyte SATA2 с реализацией RAID 0/1/JBOD. Возможно использование и двух традиционных накопителей с интерфейсом Parallel ATA, подключаемых через один разъем соответствующего стандарта.

Энергоснабжение элементов материнской платы Gigabyte GA-EP35-DS4 осуществляется через систему импульсных преобразователей процессора, подсистем видео и оперативной памяти. В высокочастотных модулях питания используются дроссели с ферритовыми сердечниками, качественные транзисторы и твердотельные конденсаторы. Это позволило уменьшить потери и увеличить кпд преобразователей.

Встроенные в архитектуру Gigabyte GA-EP35-DS4 средства мониторинга обеспечивают: определение температуры процессора, системы и блока питания, поддержка функции CPU Smart Fan, предупреждение о перегреве CPU, определение скорости вращения вентиляторов и сообщение о неисправностях, определение напряжения питания.

Следует ответить, что в данной плате Gigabyte представила утилиту Power Saving (Рис. 5), которая предназначена для настройки технологии Dynamic Energy Saver. Данная технология призвана обеспечить экономное использование электроэнергии за счет динамического изменения числа используемых фаз питания. В результате удается снизить энергопотребление, и, следовательно, уменьшить уровень теплообразования. А это в свою очередь снижает нагрузку на системы охлаждения элементов и способствует уменьшению уровня акустического шума.

Интересной особенностью утилиты Power Saving является встроенный счетчик  сэкономленой электроэнергии. Это позволяет снизить расходы, связанные с эксплуатацией компьютера. Очевидно, чем больше времени работает компьютер, тем выше стоимость сэкономленной энергии. И вполне возможно,  спустя некоторое время выяснится, что сэкономленная часть составила значительную часть цены материнской платы, а в дальнейшем — полная окупаемость.
    

Рис. 5. Утилита Power Saving
   

Для рассматриваемой материнской платы реализованы фирменные программно-аппаратные средства, помогающие в настройке, управлении и оптимизации работы компьютерной системы. Ряд этих средств, а также тестирование и оценки производительности рассмотрены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 1 
  

Основные технические параметры

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

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

Таблица 1.  Основные параметры материнских плат линейки GA-G1975X

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

>>    Часть 3