Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Для обеспечения высокой надежности в архитектуре GA-Z77X-UD5H реализована технология DualBIOS, предусматривающая использование двух микросхем BIOS. При этом одна из двух микросхем играет роль основной, другая — резервной. И в случае повреждения кода BIOS, хранимого в первой микросхеме, восстановление работоспособности компьютера осуществляется с помощью копии, хранимой во второй.

Сетевые функции реализованы с помощью двух микросхем — Intel GbE LAN chip (10/100/1000 Mbit)  и  Atheros GbE LAN chip (10/100/1000 Mbit), формирующих два гигабитных канала.  

Для реализации звуковых возможностей компьютерной системы в архитектуре GA-Z77X-UD5H применен качественный аудиокодек Realtek ALC898 стандарта High Definition Audio. Он поддерживает до восьми звуковых каналов при высоком соотношении сигнал/шум. Обеспечена поддержка технологий X-Fi Xtreme Fidelity и EAX Advanced HD 5.0.

Следует отметить, что функциональность платы находится на очень высоком уровне благодаря большому количеству портов, выведенному на заднюю панель. В частности, здесь представлены видеовыходы DVI-D, HDMI и DisplayPort, и новомодные порты USB 3.0 и eSATA, предназначенные для подключения скоростной периферии. При этом, интерфейс eSATA присутствует у модели GA-Z77X-UD5H благодаря чипсету Intel Z77, а порты USB 3.0 реализованы с помощью дополнительных микросхем.

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-Z77X-UD5H осуществляется через систему многоканальных (многофазных) импульсных преобразователей. При этом для улучшения энергоэффективности преобразователя электропитания процессора, направленного на повышение КПД, уменьшение теплообразования и экономию энергии, применяется 12-фазный VRM-модуль. И здесь необходимо отметить, что применение многофазных преобразователей уже стало традицией для Gigabyte, и это характерно не только для старших, но и для младших моделей материнских плат этого производителя.

Отдельные преобразователи энергопитания имеют также подсистемы оперативной памяти и  видео.

Для охлаждения элементов с высоким теплообразованием, к которым относятся микросхема чипсета и элементы VRM, предусмотрены  пассивные кулеры, представленные компактными радиаторами.

За работой различных подсистем наблюдают встроенные средства мониторинга (Hardware Monitor).

В дополнение к аппаратным средствам в GA-Z77X-UD5H традиционно реализован обширный набор фирменных разработок, облегчающих оптимальную настройку и обеспечивающих беспроблемную эксплуатацию компьютерной системы. Указанный набор представлен следующими утилитами:

• EZ Setup,
• LAN Optimizer,
• 3D Power,
• Xpress Recovery2,
• @BIOS,
• EasyTune,
• Q-Flash,
• ON/OFF Charge,
• eXtreme Hard Drive (X.H.D),
• Auto Green,
• Q-Share,
• Xpress Install и др. 

Часть из указанных функций используется в режимах оверклокинга, которые обеспечивают повышение производительности компьютерной системы за счет установки форcированных режимов для комплектующих.

Возможность оптимизации таймингов, установки повышенных частот, изменения коэффициентов умножения и индивидуальное повышение напряжения питания на основных компонентах  позволяет существенно увеличить производительность.

Так, например, компьютер с материнской платой GA-Z77X-UD5H продемонстрировал устойчивую работу с процессором Intel Core i7-2600K, частота работы которого была повышена с 3,4 до 4,8 ГГц.

В результате скорость выполнения тестов Cinebench R11.5 и WinRar Bench возросла в среднем на 20%. 

В заключение следует отметить, что компьютеры, построенные на основе GA-Z77X-UD5H, кроме высокой производительности, выгодно отличает оригинальный дизайн и высокая функциональность, обеспечивающие удобство настройки и эксплуатации настольной компьютерной системы.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 
 

 >>    Часть 7 
  

Анализируя перечисленный комплекс проблем, необходимо отметить, что высокие частоты, на которых работают элементы и подсистемы, требуют от конструкторов материнских плат разработки специального дизайна. Кроме обеспечения устойчивой работы и высоких уровней производительности, разработчики дизайна матернских плат, предоставляющих возможности разгона (оверклокинга), должны учитывать еще и повышенные уровни энергопотребления элементов и, соответственно, их теплообразования.

Первая проблема обычно решается установкой мощных VRM (Voltage Regulator Module — модуль регулятора напряжения), представленных многофазными решениями, предусматривающими динамическое изменение числа активных фаз (по сути, каналов) в зависимости от вычислительной нагрузки.

Здесь следует напомнить, что мощные источники питания в режимах пониженной нагрузки характеризуются крайне низким кпд (кпд — коэффициент полезного действия).

А вот маломощные варианты, имеющие более высокую энергоэффективность в режимах пониженной нагрузки, как следует из теории и практики, не справляются в моменты пиковой нагрузки, когда от источника энергопитания требуется большая мощность. Особенно сильно это проявляется в режимах разгона (оверклокинга), требующих для работы “разогнанных” элементов повышенных уровней энергопитания.

Эффективным решением данных проблем являются многоканальные системы энергопитания. В результате при высокой нагрузке задействована вся мощь источника питания, а при уменьшении нагрузки уменьшается и число каналов, сохраняя высокий кпд.

У производителей материнских плат такие (многоканальные) решения гордо именуются технологиями.

Дополненные соответствующими программными средствами такие решения снижают и общее энергопотребление.

Здесь уместно отметить, что маркетинговые службы компаний, занимающихся разработкой и производством материнских плат, обычно обращают внимание потенциальных пользователей на экономии электрической энергии, подчеркивая постепенную окупаемость, а также экологичность многоканальных решений.

Вряд ли эти аргументы могут стать доминирующими для поклонников высокопроизводительных и сравнительно недешевых компьютерных систем.

Много важнее то, что многоканальная система обеспечивает за счет подключения дополнительных каналов значительную электрическую мощность в режимах повышенной нагрузки, характерной при оверклокинге.

Не последнюю роль играет и то, что высокая энергоэффективность многоканального преобразователя энергопитания позволяет снизить общее теплообразование. А это в свою очередь снижает нагрузку на средства охлаждения, что способствует уменьшению акустического шума.

Что же касается второй проблемы, связанной с высокими уровнями теплообразования компонентов материнских плат, особенно в режимах разгона, то она решается с помощью применения специально спроектированных систем охлаждения. В их конструкции часто используются различные радиаторы часто замысловатой конструкции, тепловые трубки и даже элементы водяного охлаждения.

Рис. 8.  Примеры реализации средств охлаждения элементов материнских плат

Кроме того, ряд производителей материнских плат вводят в свои изделия различные средства, повышающие функциональные возможности своих изделий.

Одними из таких нововведений являются различные версии динамического разгона. Некоторые из них  обеспечивают  автоматическое изменение тактовых частот в зависимости от изменения вычислительной нагрузки. Такие средства обеспечивают рост тактовых частот при увеличении нагрузки и уменьшение — при ее снижении, что улучшает тепловые режимы эксплуатации комплектующих.

А еще ряд производителей рекламируют фирменные средства автоматического и поуавтоматического разгона.

О средствах автоматического и полуавтоматического разгона —  в заключительной части  данной статьи.
    

>>    Часть 9 
      

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 3 
  

Материнская плата GA-EX58-UD4 относится, по сути, к изделиям mainstream топового уровня. Из названия платы (модели UD3 и выше) следует, что в архитектуре платы реализованы  технологии Ultra Durable 3 (Рис. 5). Это означает, что для слоев питания и заземления в  применены проводники удвоенной толщины. Кроме того, в плате использованы твердотельные конденсаторы повышенной надежности. В добавление к этому в преобразователях питающих напряжений применены еще и транзисторы с пониженным сопротивлением канала, а также ферритовые дроссели с низкими потерями.

Рис. 5.  Компоненты Ultra Durable 3

Все это повышает энергоэффективность источников питания и уменьшает теплообразование, что в частности, снижает нагрузку на средства охлаждения.   

Для поддержания оптимальных тепловых режимов основной микросхемы чипсета iX58 и элементов VRM инженеры Gigabyte использовали компактные радиаторы, соединенные тепловыми трубками (технология Silent-Pipe).

Материнская плата, архитектура которой приведена на Рис. 6, осуществляет поддержку высокопроизводительных процессоров Intel Core i7, выпущенных в стандарте подключения LGA1366.

Обеспечению высокой производительности способствует подсистема памяти, рассчитанная на использование модулей памяти DDR3. Соответствующий контроллер встроен не в чипсет, а в процессор Intel Core i7. Варианты модулей зависят от модели процессора. Формально в штатном режиме работы плата поддерживает память DDR3-1333/1066/800. В режиме разгона возможно использование более скоростных моделей памяти.

Рис. 6.  Архитектура материнской платы GA-EX58-UD4

Рассмотрение особенностей архитектуры материнской платы GA-EX58-UD4 продолжено  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Плата создана согласно спецификациям Ultra Durable 3 используются  твердотельные конденсаторы повышенной надежности, транзисторы с пониженным сопротивлением канала, ферритовые дроссели с низкими потерями.    

Для поддержания оптимальных тепловых режимов основной микросхемы чипсета iX58 и элементов VRM инженеры Gigabyte использовали компактные радиаторы, соединенные тепловыми трубками.

Обеспечению высокой производительности способствует подсистема памяти, рассчитанная на использование модулей памяти DDR3-1333/1066/800. В режиме разгона возможно использование более скоростных моделей памяти.

В архитектуре материнской платы присутствуют два видеослота PCI Express 2.0 x16. Возможно использование еще одного видеослота стандарта PCI Express 2.0 x4 (Рис. 4). 

Здесь следует отметить, что слоты спецификации 2.0 обеспечивают удвоенную полосу частот по сравнению с решениями предудущей спецификации. Остается отметить, что наличие нескольких видеослотов (более одного) обеспечивает поддержку режимов SLI/CrossFireX.

Рис. 4.  Слоты видеоадаптеров в GA-EX58-UD4

За управление устройствами ввода-вывода в материнской плате GA-EX58-UD4 используется микросхема ICH10R. Кроме традиционных интерфейсов PCI, PCI Express, USB и SATA, она поддерживает еще и функции RAID для накопителей SATA2 (3Gb/s), которых может быть до шести штук.

Возможности ICH10R конструкторы дополнили микросхемой GIGABYTE SATA2. Она обеспечивает два дополнительных порта SATA2 с RAID, а также предоставляет еще и порт IDE для двух устройств.

В архитектуре GA-EX58-UD4 используются один канал Gigabit (10/100/1000 Mbits/s) LAN, созданный на основе микросхемы Real 8111D.

Для поддержки аудиовозможностей использован качественный аудиокодек ALC888 стандарта High Definition Audio с соотношением «сигнал/шум» 106 дБ.  

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-EX58-UD4 осуществляется через систему импульсных преобразователей. При этом для процессора предусмотрено 8-канальная схема с двумя полевыми транзисторами на канал, но лишь одним драйвером на два канала, Такая конфигурация означает, что конструкторы фактически использовали 4-канальную схему (Gigabyte называет ее «виртуальной» 8-канальной).

Питание северного моста чипсета и модулей памяти осуществляется двухканальными преобразователями.

Для повышения экономичности энергопитания используется технология Gigabyte DES Advanced. Данная технология подразумевает возможность динамического переключения числа активных фаз в зависимости от загрузки процессора.

Для отображения числа активных фаз на плате имеется массив из восьми светодиодных индикаторов, с помощью которого пользователь может отслеживать переключение количества фаз питания процессора в реальном времени.

Средства мониторинга обеспечивают контроль напряжений, температуры, вращения вентиляторов.

В дополнение к аппаратным средствам в GA-EX58-UD4 реализованы традиционные фирменные разработки: @BIOS, Q-Flash, Virtual Dual BIOS, Download Center, Xpress Install, Xpress Recovery2, EasyTune, Dynamic Energy Saver Advanced, Time Repair, Q-Share. Часть из них используется в режимах overclocking.

Результаты тестирования материнской платы GA-EX58-UD4, созданной и выпущенной компанией Gigabyte, приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 2 
  

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

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

Рис. 5.  Основные характеристики Ultra Durable 3

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 2 
  

Для поддержания оптимальных температурных режимов микросхем чипсета iX58 и элементов VRM инженеры Gigabyte использовали компактные радиаторы, соединенные тепловыми трубками (технология Silent-Pipe). При этом, как и в ряде некоторых ранее объявленных топовых моделей, созданных на чипсетах предыдущих разработок, в конструкции радиатора на микросхеме IOH чипсета X58 заложена возможность водяного охлаждения.

Как альтернативу, конструкторы платы предложили решение, предусматривающее установку дополнительной системы охлаждения. Эта система выполнена в виде отдельного,сменного модуля, получившего наименование Hybrid Silent-Pipe. Данный модуль составлен из радиаторов, соединенных тепловыми трубками. Этот модуль крепится к радиатору на микросхеме IOH

Обеспечению высокой производительности компьютерной системы способствует подсистема памяти, рассчитанная на использование модулей памяти DDR3 1333/1066/800. Но здесь необходимо отметить, что контроллер памяти встроен не в чипсет, как это было когда-то, а уже непосредственно в процессор Intel Core i7.  

В архитектуре материнской платы присутствуют три видеослота. Два из них могут работать как PCI Express x16 (стандарт PCI Express 2.0), третий только как PCI Express x8. При этом использование третьего видеослота ограничивает скорость второго до скорости x8 (Рис. 4). Наличие нескольких видеослотов предоставляет возможность поддержки режимов SLI/CrossFireX, обеспечивающих совместную обработку видеопотока несколькими видеокартами.

Рис. 4. Реализация нескольких видеослотов

За управление устройствами ввода-вывода в материнской плате GA-EX58-EXTREME используется ставшая уже традиционной для топовых плат  микросхема ICH10R. Кроме традиционных интерфейсов PCI, PCI Express, USB и SATA, она поддерживает еще и функции RAID для накопителей SATA. Данная микросхема содержит контроллеры шести SATA2 (по 3 Гбайт/с), способные работать в RAID-массиве. Для расширения функциональных возможностей GA-EX58-EXTREME конструкторы дополнили ICH10R микросхемой GIGABYTE SATA2. Эта микросхема вместе с двумя дополнительными чипами JMB322 предоставляет один порт IDE (два устройства) и четыре порта SATA2 с RAID.

В архитектуре материнской платы GA-EX58-EXTREME используются два канала Gigabit (10/100/1000 Mbits/s) LAN, созданных на основе двух микросхем Real 8111D. Такое решение предоставляет возможность повысить скорость и надежность передачи данных в компьютерных сетях.

Для поддержки аудиовозможностей использован качественный аудиокодек ALC889A стандарта High Definition Audio с паспортным значением сигнал/шум 106 дБ. Обычно решения, созданные на основе данной микросхемы, обеспечивают высокие параметры:

• динамический диапазон — более 90 дБ,
• неравномерность АЧХ в диапазоне 40 Гц — 15 кГц — менее 0,05 дБ,
• чрезвычайно низкие значения гармонических искажений.

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-EX58-EXTREME осуществляется через систему импульсных преобразователей. При этом для процессора предусмотрено 12 фаз питания, а для подсистем видео и оперативной памяти — по две на каждую из подсистем. Для повывшения экономичности и надежности используются дроссели с ферритовыми сердечниками, качественные транзисторы и твердотельные конденсаторы.

Встроенные в архитектуру GA-EX58-EXTREME средства мониторинга обеспечивают контроль напряжений, температуры, вращения вентиляторов. А интегрированные индикаторы предоствляют пользователю удобный контроль за состоянием системы.

Из фирменных разработок, реализованных в GA-EX58-EXTREME, следует отметить: @BIOS, Q-Flash, Virtual Dual BIOS, Download Center, Xpress Install, Xpress Recovery2, EasyTune, Dynamic Energy Saver Advanced, Time Repair, Q-Share. Часть из них используется в режимах overclocking, позволяющих расширить диапазон компонентов и существенно повысить производительность компьютерной системы.

Особо следует отметить, что в данной плате инженеры реализовали расширенные возможности Power Saving,  предназначенные для настройки технологии Dynamic Energy Saver (DES). Данная технология призвана обеспечить экономное использование электроэнергии за счет динамического изменения числа используемых фаз питания. Кроме того, данная технология позволяет уменьшить уровень теплообразования, что снижает нагрузку на средства охлажденияи даже в режимах разгона.

Остается отметить, что данная плата поддерживает операционные системы Microsoft Windows VISTA/XP/2000.

Особенности и результаты тестирования материнской платы Gigabyte GA-EX58-EXTREME, созданной на основе чипсета iX58, приведены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 2 
  

Плата Gigabyte GA-EP45-EXTREME поддерживает работу современных процессоров Intel, включая двух и четырехъядерные модели, выполненные по технологии 45 нм. В их число входят старшие представители высокопроизводительных процессоров.

Для поддержания оптимальных тепловых режимов микросхем чипсета iP45 и элементов VRM инженеры Gigabyte использовали компактные радиаторы, соединенные тепловыми трубками (технология Silent-Pipe). При этом в  конструкции радиатора на микросхеме MCH заложена возможность прменения водяного охлаждения (Рис. 5).

Рис. 5. Система охлаждения c возможностью водяного охлаждения

Учитывая, что водяная помпа не всегда является приемлемым решением, конструкторы предусмотрели альтернативное вариант. Этот вариант предусматривает установку дополнительного радиатора — модуль Hybrid Silent-Pipe. Обладая большой площадью и снабженный тепловыми трубками, этот модуль эффективно отводит и рассеивает тепло. 

Рис. 6. Система охлаждения с дополнительным радиатором

Этот дополнительный элемент крепится посредством четырех миниатюрных винтиков к основному радиатору на микросхеме MCH (Рис. 6). Как итог, получается полностью бесшумная система охлаждения, эффективно выполняющая свои функции даже в режимах максимальной производительности.

Обеспечению высокой производительности способствует подсистема памяти, рассчитанная на использование модулей памяти DDR2 1200/1066/800/667, выбор которых зависит от частотных режимов. Максимальный объем — до 8 Гбайт. Однако эти 8 Гбайт оперативной памяти будут доступны только при использовании 64-разрядных операционных системах, так как 32-разрядные ОС ограничивают доступное пространство всего четырьмя гигабайтами (реально — даже меньше).

В архитектуре материнской платы присутствуют три слота форм-фактора PCI Express x16.

Два из них соответствуют стандарту PCI Express 2.0 и могут работать одновременно со скоростью x8 для поддержки двух видеоускорителей в режиме CrossFireX.

В режиме x16 может работать только первый слот.

Третий слот — х4. Он является разделяемым (Рис. 7). В результате при использовании третьего видеослота исключается возможность работы устройств PCI Express x1.

Архитектура материнской платы Gigabyte GA-EP45-EXTREME приведена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 2 
  

Материнская плата Gigabyte GA-EX58-EXTREME ориентирована на линейку процессоров Intel Core i7, выполненные по технологии 45 нм. При этом в число поддерживаемых данной платой процессоров включены и высокопроизводительные модели Intel Core i7 965 Extreme Edition, Intel Core i7 940, Intel Core i7 920

Для обеспечения оптимальных тепловых режимов микросхем чипсета Intel X58 и элементов VRM инженеры Gigabyte применили компактные радиаторы, соединенные тепловыми трубками (технология Silent-Pipe). При этом, как и в ряде ранее объявленных топовых моделей, в конструкцию радиатора на микросхеме IOH заложена возможность использования еще и водяного охлаждения.

Как альтернативу, конструкторы платы предусмотрели решение, предусматривающее установку дополнительной системы охлаждения — модуль Hybrid Silent-Pipe (Рис. 5), составленный из двух радиаторов, соединенных тепловыми трубками.

Рис. 5. Модуль Hybrid Silent-Pipe

Дополнительный радиатор крепится к основному радиатору на микросхеме IOH (Рис. 6). Получившаяся конструкция эффективно выполняет свои функции даже в режимах максимальной производительности, включая форсированные режимы эксплуатации (режимы оверклокинга), сопровождающиеся значительным теплообразованием.

Рис. 6. Система водяного охлаждения с дополнительным радиатором

Обеспечению высокой производительности способствует подсистема оперативной памяти, рассчитанная на использование модулей DIMM высокопроизводительной памяти DDR3 1333/1066/800.

Необходимо отметить, что чипсет Intel X58, использованный в архитектуре материнской платы Gigabyte GA-EX58-EXTREME, поддерживает три канала подсистемы памяти. В каждом канале может быть установлено до двух модулей. Таким образом, в Gigabyte GA-EX58-EXTREME возможна установка до шести модулей с максимальным объемом до 24 Гбайт.

Однако всем потенциально доступным объемом можно воспользоваться только при 64-разрядных операционных системах, так как наиболее распространенные 32-разрядные операционные системы поддерживают не более 4 Гбайт.

Особенности видеоподсистемы материнской платы Gigabyte GA-EX58-EXTREME рассмотрены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Оценивая преимущества новой архитектуры Intel Core (Nehalem), необходимо отметить, что процессоры Intel Core i7 требуют соответствующей инфраструктуры. Это означает, что при переходе на новые ЦП потребуется смена ряда комплектующих.

Прежде всего это касается выбора новой материнской платы. И это связано не только с новым процессорным разъемом LGA1366 и с соответствующим процессорным кулером с иной конструкцией крепления. Добавились и новые требования на электропитание ЦП, которое обеспечивают цепи преобразователя (VRM), интерированные в архитектуру материнской платы.

Кроме того, ЦП Intel Core i7 рассчитан исключительно на модули DDR3 SDRAM, что означает окончательный отказ от привычных модулей DDR2 SDRAM в мощных домашних ПК.

Для поддержки новых процессоров компания Intel выпустила соответствующий набор микросхем системной логики (чипсет) — Intel X58 Express. На основе этого чипсета Intel, а также все основные производители выпустили материнские платы, поддерживающие ЦП Intel Core i7. В качестве примера можно привести материнскую плату Intel DX58SO.

Внешний вид Intel DX58SO приведен на рис. 2, основные параметры — в таблице 2.

Рис. 2. Материнская плата Intel DX58SO 

Таблица 2. Основные параметры Intel DX58SO

Что же касается производительности новых процессоров, она может быть оценена в процессе тестирования с помощью специальных программ.

Результаты тестирования приведены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 2 
  

Рассматривая особенности конструкции материнской платы Gigabyte GA-EP45-EXTREME, неободимо отметить, что в ее составе традиционно для старших моделей использованы твердотельные конденсаторы, характеризующиеся очень высокой надежностью и длительным ресурсом, даже в условиях повышенных температур.

Плата Gigabyte GA-EP45-EXTREME ориентирована на применение  2-ядерных и 4-ядерных процессоров, выпускаемых, как и чипсет iP45, ставший основой данной платы, компанией Intel.

Для охлажения микросхем чипсета iP45 и элементов VRM используются радиаторы, соединенные тепловыми трубками (конструкторы Gigabyte назвали такую конструкцию, состоящую из радиаторов и тепловых трубок, технологией Silent-Pipe).

Охлаждение микросхемы MCH, обладающей сравнительно высоким теплообразованием, предусматривает использование двух вариантов :

• Использование водяного охлаждения, эта возможность заложена в конструкцию радиатора.
• Применение дополнительного радиатора.

Дополнительный радиатор приведен на рис. 4.

Рис. 4.  Дополнительный радиатор для MCH

Дополнительный радиатор крепится к радиатору MCH с помощью четырех миниатюрных винтов. Это фактически включает данный компонент, устанавливаемый на основной радиатор чипсета MCH, во всю систему охлаждения. Таким образом, дополнительный радиатор участвует в охлаждении обеих микросхем чипсета и элементов VRM.   

Система охлаждения с установленным на MCH дополнительным радиатором приведена на рис. 5.

Рис. 5. Система охлаждения, не требующая водяного охлаждения

Отказ от вентиляторов обеспечивает высокую эффективность и полную бесшумность данной системы охлаждения даже в самых экстремальных режимах разгона (overclocking).

Обеспечению высокой производительности способствует и подсистема памяти. Режим работы модулей памяти DDR2 1200/1066/800/667  с  максимальным объемом до 8 Гбайт.

С целью повышения производительности видеоподсистемы в архитектуре Gigabyte GA-EP45-EXTREME присутствуют 3 слота конструктива PCI Express x16.

Подробности реализации видеоподсистемы и другие особенности архитектуры Gigabyte GA-EP45-EXTREME приведены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 2  
  

Особенности архитектуры

Материнские платы линейки GA-G1975X созданы в соответствии с референс-дизайном с учетом требований повышенного энергопитания современных электронных компонентов. Выполненные на чипсете i975X, они ориентированы на сектор мощных компьютеров с соответствующими процессорами, включая двуядерные модели.

Архитектура каждой из данных плат, как Gigabyte GA-G1975X-C, так и GA-G1975X, рассчитана на использование как одноканальных, так и двухканальных конфигураций подсистемы оперативной памяти с модулями DDR2 SDRAM. Без ограничений могут применяться модули DDR2 533. В режимах с частотой передачи данных процессорной шины 800 и 1066 МГц возможно использование модулей DDR2 667. При выборе частоты 1066 МГц в режиме разгона, устанавливаемого в BIOS Setup, модули памяти работают как DDR2 888. В двухканальном режиме это обеспечивает достижение максимальной полосы пропускания для оперативной памяти, а, следовательно, и всей системы.

Оценивая функциональные возможности материнских плат линейки GA-G1975X, необходимо отметить, что используемые в конструкции полупроводниковые элементы отличаются не только высокой производительностью, но и высоким энергопотреблением, а, следовательно, и теплообразованием. Кроме процессора и микросхем чипсета, значительным источником тепла являются элементы преобразователей напряжений (VRM). Они необходимы для питания процессора, модулей оперативной памяти, и видеоподсистемы.

Мощный общий тепловой поток требует использования адекватных средств поддержания необходимых термических режимов эксплуатации. И если в случае модели Gigabyte GA-G1975X-С для охлаждения электронных компонентов достаточно традиционных средств охлаждения, то для решения проблемы высокого теплообразования элементов Gigabyte GA-G1975X, рассчитанных на экстремальные режимы эксплуатации, конструкторы в дополнение к пассивным средствам предложили специальную конструкцию (Рис. 2, Рис. 3, Рис. 4).
    

Рис. 3. Элементы средств охлаждения материнской платы Gigabyte GA-G1975X
    

Эта конструкция предусматривает наличие воздуховодов и специальных турбин: в торцах двух воздуховодов установлено четыре 40-миллиметровомых вентиляторов. Образуемые ими мощные потоки воздуха, обтекая элементы VRM, радиаторы процессора и чипсета, а также модулей памяти, уносят значительное количество тепловой энергии от нагретых компонентов. В одном из воздуховодов расположен северный мост чипсета с радиатором, во втором — часть преобразователя процессорного питания с радиатором на полевых транзисторах.

Данный способ охлаждения, основанный на использовании описанной конструкции, инженеры Gigabyte назвали технологией Turbojet. Основные потоки воздуха, порожденные Turbojet, представлены на Рис. 4.

Рис. 4. Система охлаждения Turbojet и охлаждающие воздушные потоки
    

Необходимо отметить, что перечисленными элементами не исчерпываются особенности материнских плат линейки GA-G1975X. Архитектура представлена на Рис. 5, а дизайн и расположение основных элементов на платах — на Рис. 6.
        

Рис. 5. Архитектура плат линейки GA-G1975X

Рис. 6. Дизайн и расположение основных элементов плат линейки GA-G1975X
   

Особенностью указанных материнских плат является возможность одновременного использования двух видеоадаптеров, используемых в режиме SLI. Эти видеоадаптеры подключаются посредством двух слотов стандарта PCI Express x16, поддерживающих режимы PCI Express x8 (Рис. 7). А для расширения компьютерной системы используются два слота PCI и два PCI Express x4.
  

Рис. 6. Материнская плата Gigabyte GA-G1975X с двумя видеоадаптерами
      

В качестве аудиокодека в составе материнских плат линейки GA-G1975X использована микросхема Creative CA0106-DAT. Реализовано восемь аудиоканалов (7.1), обеспечивающих сравнительно высокое качество: в полосе 40 Гц – 15 кГц неравномерность АЧХ составляет менее 0,15 дБ, динамический диапазон — около 85 дБ, гармонические искажения — менее 0,01%.

Традиционный сетевой контроллер Gigabit Ethernet реализован на микросхеме  Broadcom 5789, подключенной через шину PCI Express х1.

Данные платы благодаря поддержке компоненты чипсета ICH7R имеют в своем составе четыре порта Serial ATA 300 и один порт Parallel ATA-100. Микросхема ICH7R предоставляет возможность на основе накопителей Serial ATA реализовать функции RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, RAID 5. Дополнительная микросхема ITE IT8211F обеспечивает работу Parallel ATA IDE с поддержкой протоколов UltraDMA 133/100/66.

Хотя указанные материнские платы и обеспечивают высокие уровни производительности всех входящих в их состав систем, конструкторы  предусмотрели дополнительные средства. К их числу относятся режимы технологии разгона (overclocking), предусматривающей повышение производительности компьютеров за счет увеличения тактовых частот основных подсистем.

Кроме overclocking материнская плата поддерживает целый ряд фирменных разработок Gigabyte. Среди них Dual BIOS — технология резервного хранения программного кода BIOS во второй микросхеме, что обеспечивает повышенную надежность при выполнении операции модификации кода, а также в случае вирусных атак.

Кроме того, данными материнскими платами поддерживается CIA (CPU Intelligent Accelerator) 2 — динамическое изменение частоты процессорной шины, а, следовательно, и процессора в зависимости от его текущей загрузки, определяемой характером выполняемых задач. Поддерживается технология MIB (Memory Intelligent Booster) 2, которая позволяет повысить производительность (декларируется — до 10%) подсистемы оперативной памяти за счет сокращения задержек без снижения стабильности. Поддерживается и развитая система разгона (overclocking). Этому помогает фирменная утилита EasyTune 5, работающая под Windows. Она обеспечивает разгон и мониторинг системных параметров в реальном времени.

Что касается производительности систем, созданных на основе материнских плат линейки GA-G1975X, то она была оценена в процессе тестирования, результаты которого приведены в следующей части данной статьи.
    

>>    Часть 4