MB Pentium 2

Вимоги до швидкодії пам'яті:

Сучасні чіпсети дозволяють під час POST виконувати автоматичну ідентифікацію типів (а іноді швидкодії) встановлених модулів пам'яті, хоча реалізація цієї можливості залежить і від застосовуваної версії BIOS. При конфігуруванні пам'яті в BIOS Setup часто вказують специфікацію швидкодії застосовуваних модулів, при цьому, якщо використовуються модулі з різним швидкодією, вказують специфікацію самого повільного з них. У деяких версіях BIOS Setup задають і тимчасові діаграми в тактах системної шини (вибирають з декількох можливих значень). Якщо від комп'ютера потрібна стабільна робота, не слід «розганяти» пам'ять щодо рекомендованих діаграм.

При установці модулів пам'яті є деякі тонкощі при заповненні банків. По-перше, банк працездатний, тільки якщо він заповнений. Банк для АТ-286 і 386SX складається з 2 байт, для 386DX і 486 - з 4 байт, а для старших процесорів - з 8 байт. Відповідно до цього вибирається необхідна кількість модулів пам'яті. По-друге, якщо системна плата підтримує чергування банків (Bank Interleaving), то заповнення всіх банків дозволяє підвищити продуктивність пам'яті. Але при цьому ускладнюється нарощування обсягу пам'яті в майбутньому - замість придбання додаткових модулів доведеться робити їх заміну, що трохи дорожче.

На сучасних системних платах обсяг коректно встановленої пам'яті визначається автоматично. Проте пам'ять більше 16 Мбайт може не сприйматися, якщо в BIOS Setup дозволено приміщення образу ROM BIOS під кордон 16 Мбайт.

12. Вторинний кеш (SRAM)

Статична кеш-пам'ять на системній платі стала широко застосовуватися з процесорами 386, 486 і Pentium, продуктивність яких сильно відірвалася від швидкодії динамічної пам'яті. Кеш на системній платі 486 і Pentium є вторинним (Level 2), оскільки перший рівень кешування реалізується всередині процесора. У процесорів Pentium pro & Pentium II вторинний кеш з системної плати перекочував на мікросхему (картридж) процесора.

Як кеш-пам'яті застосовуються наступні типи статичної пам'яті:

• Async SRAM, вона ж A-SRAM або просто SRAM - традиційна асинхронна пам'ять;

• Sync Burst SRAM, або SB SRAM - пакетна синхронна пам'ять;

• PB SRAM - пакетно-конвеєрна синхронна пам'ять.

Конструктивно, вторинний кеш може бути запаяний на системну плату або мати можливість додаткової установки мікросхем в DIP-корпусах в сокети (тільки асинхронна пам'ять) або модулів COAST в спеціальний слот (на них може бути встановлена ​​пам'ять будь-якого типу). Крім власне пам'яті даних кеша, може знадобитися і установка додаткової мікросхеми TagSRAM (асинхронної для будь-яких типів пам'яті даних кеша).

Тип модулів, що встановлюються або однозначно задається системної платою, або встановлюється перемичками.

Розмір кешу часто доводиться задавати перемичками.

Необхідну швидкодію мікросхем визначається тактовою частотою. Вторинний кеш може бути заборонений в BIOS Setup, крім того, часто може задаватися політика запису, помітно впливає на продуктивність підсистеми пам'яті.

Хоча вторинний кеш і не є суворо обов'язковим елементом РС, його установка дозволяє істотно підвищити продуктивність комп'ютера в цілому.

13. Процесор

Процесори, встановлені в комп'ютерах ХТ, АТ-286 і АТ-386, зазвичай замінювати не доводиться: виходять з ладу вони самі по собі вкрай рідко - швидше відмовлять інші компоненти системної плати. Їх заміна на більш продуктивні може зажадати радикальних змін в інших компонентах або ж просто не підтримуватися. У цих комп'ютерах частіше доводиться стикатися з установкою математичного співпроцесора. Для цього мікросхему досить встановити у відповідну колодку і включити опцію співпроцесора в BIOS Setup. Деякі версії BIOS не мають спеціальної опції дозволу і автоматично виявляють його присутність під час POST. У ХТ для включення співпроцесора необхідно перемкнути відповідний DIP-перемикач конфігурації.

Починаючи з процесорів 486 ситуація істотно змінилася: співпроцесор став частиною основного процесора. У той же час заміна процесора на потужніший стала можлива завдяки застосуванню внутрішнього множення частоти, прогресу архітектури процесорів і гнучкою конфігурується системних плат. Процесори стали встановлювати в стандартизовані ZIF-сокети - контактні колодки з нульовим зусиллям вставки. Призначення їх висновків зазвичай визначається процесорами-першопрохідцями від фірми Intel, а інші фірми в своїх процесорах витримують сумісність з цими сокетами. В даний час визначені сокети типів з 1 по 8, а для процесорів Pentium II - слот 1.

Типи сокетів для процесорів 4, 5 і 6 поколінь:

На жаль, повної сумісності між усіма процесорами, що встановлюються в сокет одного типу, немає. Можливий тип встановлюваного процесора визначається наступними властивостями системної плати:

• Тип сокета.

• Наявність можливості встановлення необхідного напруги живлення процесора і його допустимої потужності.

• Підтримкою процесора конкретної версії BIOS.

• Вказівкою на придатність даного процесора, зробленим розробником системної плати в її описі.

Якщо перші два пункти визначаються однозначно, то для останніх можливі варіанти. Версію BIOS можна й поновити. Що стосується списків сумісності, то вони умовні. Розробник плати може наперед заявити про сумісність з майбутнім процесором, але чи будуть вони працювати разом - питання. Навпаки, розробник процесорів може і не включити конкретну системну плату в свій список сумісності, але вони зможуть нормально працювати в парі. Типів системних плат набагато більше, ніж типів процесорів, і якщо виробник плати не подбав про доставку зразків своїх виробів для тестування з конкретним процесором, така плата може і не потрапити в список. Існують і «чорні списки», які заповнюються збирачами комп'ютерів. Що стосується ряду системних плат для процесорів Pentium, то практика показує, що не заявлені в документації процесори AMD в них працюють з дивацтвами, часто не виявляються діагностичними програмами. Ці дивні речі можуть виявлятися у роботі зі вторинним кешем, а також у генерації помилкових переривань від клавіатури в процесі завантаження.

Плати для симетричних мультипроцесорних систем повинні мати пару слотів. У них встановлюють процесори фірми Intel, придатні для використання в таких конфігураціях. Відомостей про підтримку мультипроцесорних конфігурацій виробами фірм AMD, Cyrix, IBM поки не траплялося. Архітектура Pentium Pro підтримує безпосереднє об'єднання чотирьох процесорів, але на системних платах більше двох слотів зазвичай не розміщують. У чотирипроцесорних системах найчастіше застосовують двопроцесорні модулі, встановлювані в загальну системну або крос-плату. Шина Pentium II допускає об'єднання з двома процесорами.

14. Харчування та охолодження процесорів

Процесори молодших поколінь (до перших моделей 486) використовували напруга живлення 5 В. Розвиток технології призвело до необхідності і можливості зниження напруги живлення до 3,3 В і нижче. Стандартний блок живлення для живлення процесора забезпечує тільки харчування +5 В, тому на системних платах для процесорів із зниженою напругою харчування стали використовувати додаткові регулятори напруги VRM (Volt Regulation Module). Ці регулятори представляють собою мікросхему стабілізатора напруги фіксованого або керованого рівня. Для живлення потужних процесорів вона встановлюється на радіаторі, на деяких системних платах для 486 в якості тепловідводу використовується мідна майданчик під мікросхемою на самій друкованій платі. Напруга керованих регуляторів задається джамперами, іноді їх для відмінності роблять червоного кольору. Встановлене значення напруги живлення повинно відповідати номіналу процесора. Занадто низька напруга призводить до нестійкої роботи, занадто високий може вивести процесор з ладу. Для процесорів з роздільним харчуванням на платі має стояти два і навіть три регулятора. На платі АТХ він може бути і один, оскільки для живлення інтерфейсу процесора 3,3 В може використовуватися безпосередньо додаткова шина джерела +3,3 В. Можливий варіант, коли на платі встановлений один VRM і є роз'єм для підключення додаткового. Для процесорів з одним харчуванням у цьому роз'ємі джамперами з'єднується кілька контактів, а для процесорів з роздільним харчуванням у нього потрібно вставити додатковий VRM - не дуже поширене і стандартизоване виріб.

З максимально припустимою потужністю регулятора можуть з'явитися проблеми при використанні процесорів Cyrix, що відрізняються підвищеним енергоспоживанням.

Питання охолодження став досить актуальним для користувачів також починаючи з процесорів 486. Процесор 486SX 33 ще не вимагав установки спеціального радіатора. Однак з підвищенням тактової частоти зростає потужність, що розсіюється процесором. Крім того, споживана потужність залежить від інтенсивності роботи процесора: різні інструкції задіють різний обсяг внутрішнього обладнання процесора, і при збільшенні частки «енергоємних» інструкцій потужність, що розсіюється процесором, підвищується. Існують навіть спеціальні тестові програми для перевірки теплового режиму, здатні перегріти процесор з недостатнім охолодженням і довести його до збоїв і навіть руйнування.

Для охолодження процесорів застосовують радіатори (Heat Sink - тепловідвід). Радіатор ефективно працює, тільки якщо забезпечується його щільне прилягання до верхньої поверхні корпусу процесора. Вельми ефективне використання теплопровідної мастики, яку наносять тонким шаром на корпус процесора, після чого радіатор «притирают» до процесора. Хороші результати дає і приклеювання радіатора до процесора двосторонньої «самоклейкой». Коли пасивного тепловідведення, забезпечуваного тільки радіатором, який розрахований на природну циркуляцію повітря всередині корпусу комп'ютера, виявляється недостатньо, застосовують активні тепловідводи (Cooler). Вони мають додаткові вентилятори (Fan), що встановлюються на радіатор процесора. Вентилятори зазвичай є знімними пристроями, що харчуються від джерела +12 В через спеціальний перехідною роз'єм. Деякі процесори мають вентилятори, приклеєні на заводі.

Стандарт конструктиву АТХ передбачає установку процесора прямо під блоком живлення, при цьому для обдування радіатора може використовуватися як внутрішній вентилятор блоку живлення, так і додатковий зовнішній, встановлюваний зовні блоку живлення, і вентилятор процесора. Теоретично, всі вони повинні працювати узгоджено - на обдування повітрям радіатора процесора. В іншому разі їх сумарна ефективність буде падати. При наявності великого радіатора на процесорі в корпусі АТХ можна обійтися і без окремого вентилятора на процесорі.

Вентилятор як електромеханічний пристрій принципово має меншу надійність, ніж процесор. З вентиляторами можуть бути пов'язані неприємності різного ступеня тяжкості - від підвищеного шуму при роботі до відмови. Частою причиною зупинки вентилятора є торкання внутрішніх сполучних проводів. Тому рекомендується після збирання комп'ютера підв'язувати дроти до шасі корпусу - для збереження як проводів, так і вентилятора. Існують вентилятори з сигналізацією несправності: вони мають датчик обертання і простеньку плату електроніки, змонтовану на вентиляторі. Ця плата включається між роз'ємом стандартного динаміка і самим динаміком. При зупинці вентилятора динамік починає пищати. Ознакою наявності такого пристрою є характерна мелодія, що звучить при включенні харчування.

Більш досконалі системи можуть мати і датчики температур, що подають переривання у разі її перевищення. Процесори Pentium Pro & Pentium II мають внутрішній датчик температури, аварійно зупиняє процесор у випадку перегріву. Вентилятор картриджа Pentium II має датчик обертання, що виробляє пару імпульсів за один оберт. Сигнал датчика виведений на роз'єм живлення вентилятора, його обробка покладається на компоненти системної плати.

Робоча температура процесора вимірюється в центрі верхньої поверхні корпусу процесора в сталому робочому режимі. Процесори для мобільних застосувань зазвичай мають меншу споживану потужність і більш високу допустиму температуру корпусу. Існують і спеціальні виконання процесорів, що допускають розширений температурний діапазон. Вони дорожче звичайних і в РС застосовуються досить рідко.

15. Синхронізація

Основний тактовий генератор системної плати виробляє Високостабільні імпульси опорної частоти, що використовується для синхронізації процесора, системної шини і шин введення / виводу. Стандартні частоти генератора: 4.77, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 33.3, 40, 50, 60, 66.6 МГц, для новітніх плат характерні частоти 75, 83 МГц, не за горами і частоти 100 МГц і вище . Коли з'явилися комп'ютери з тактовою частотою, що забезпечує продуктивність вище стандартної моделі ХТ (4.77 МГц) або АТ (8 МГц), для забезпечення сумісності з програмами, у яких будь-які затримки формувалися за допомогою підрахунку циклів процесора, ввели режим і перемикач TURBO. У режимі TURBO процесор працює на максимальній швидкості, а в нормальному - на зниженому, обеспечіваюшей еталонну продуктивність. З часом продуктивність комп'ютера навіть на зниженій швидкості від початкового еталона пішла далеко вперед і великого сенсу перемикання режиму вже не має.

Оскільки швидкодія різних компонентів істотно різниться, в комп'ютерах на процесорах класу Pentium застосовується розподіл опорної частоти для синхронізації шин введення / виводу і внутрішнє множення частоти в процесорах. Розрізняють такі частоти:

Host Bus Clock - частота системної шини (зовнішня частота шини процесора). Ця частота є опорною для всіх інших і встановлюється перемичками. Процесора класу Pentium використовують частоти 50, 55, 60, 66, 75, 83, 100, 125 МГц. Частоту 55 мгц, мають не всі системні плати. Частоти 75 мгц і вище висувають дуже високі вимоги до технології виготовлення системних плат, чіпсетів і мікросхем обрамлення.

Cpu clock - внутрішня частота процесора, на якій працює його обчислювальне ядро. Сучасні технології дозволили суттєво підвищити граничні частоти інтегральних компонентів, у зв'язку з чим широко застосовується внутрішнє множення частоти на 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4 і деякі інші значення. Коефіцієнт множення вибирається перемичками на системній платі, заземлюючі певні висновки процесора. Зауважимо, що не всі моделі процесорів сприймають всі сигнали управління коефіцієнтом розподілу. Крім того, одному і тому ж положення джамперів можуть відповідати різні значення коефіцієнтів - трактування керуючих сигналів залежить від марки і моделі процесора.

PCI Bus Clock - частота шини PCI, яка повинна складати 25-33.3 МГц. Вона забезпечується поділом Host Bus Clock на 2. Занадто низька частота шини PCI уповільнює обмін даними, що особливо помітно на графічних адаптерах, SCSI-контролерах, адаптерах швидкісних локальних мереж, встановлених в слоти PCI. Занадто висока частота може призвести до нестійкості роботи адаптерів.

VLB Bus Clock - частота шини VLB, обумовлена ​​аналогічно PCI Bus Clock. Плати з шиною VLB зазвичай мають джампер, перемикається в залежності від того, чи перевищує системна частота значення 33.3 МГц.

ISA Bus Clock - частота шини ISA, яка повинна бути близька до 8 МГц.

Крім цих тактових частот на системній платі присутні й інші - для синхронізації COM-портів, CMOS-таймера, НГМД і інших периферійних адаптерів.

16. Шини розширення введення / виводу

Стандартизовані шини розширення введення \ виводу забезпечують основу функціональної розширюваності РС-сумісного персонального комп'ютера, який з самого народження не замикався на виконанні суто обчислювальних завдань. Хоча багато компонентів, раніше розміщуються на платах розширення, поступово переселяються на системну плату.

До шин розширення введення \ виводу, реалізованим у вигляді слотів на системній платі, відносяться наступні:

• ISA-8 & ISA-16 - традиційні універсальні слоти підключення периферійних адаптерів, не вимагають високих швидкостей обміну

• EISA - дорога 32-бітна шина середньої продуктивності, застосовувана в основному для підключення контролерів дисків і адаптерів локальних мереж в серверах

• PCI - найпоширеніша високопродуктивна 32/64-бітная шина. Використовується для підключення адаптерів дисків, контролерів SCSI, графічних, відео-, комунікаційних та інших адаптерів. На системній платі найчастіше встановлюють 3 або 4 слота PCI. Слот PCI іноді має додатковий маленький слот розширення Media BUS, на який виведені сигнали шини ISA

Крім шин, релізованних щілинними роз'ємами-слотами, є ряд шин, в яких з'єднуються кабелями. До них належать такі:

• SCSI - інтерфейсна шина системного рівня, призначена для подлкюченія широкого спектру внутрішніх та зовнішніх периферійних пристроїв, що вимагають високої продуктивності обміну даними. Системна плата з вбудованим SCSI-адаптером має роз'єм одного з типів, прийнятих для цього інтерфейсу, який з внутрішніми і зовнішніми пристроями з'єднується зазвичай стрічковим кабелем-шлейфом.

• USB - послідовна шина середнього швидкодії для підключення різноманітних зовнішніх пристроїв. Системна плата може мати два порти USB, виведених на 4-штирьковий роз'єми. Зовнішні роз'єми встановлюються на задній або передній панелі корпуса комп'ютера.

• FireWire - високопродуктивна послідовна шина підключення зовнішніх пристроїв, призначена в основному для підключення відеоапаратури. За допомогою цієї ж шини можливо і об'єднання декількох комп'ютерів в локальну мережу.

Крім шин розширення, сучасні системні плати можуть мати і допоміжні шини, використовувані для тестування і передачі конфігураційної інформації. До них належать такі:

• JTAG - послідовний інтерфейс тестування, реалізований в більшості процесорів, а також входить до специфікацію роз'єму шини PCI

• I2C - послідовна шина, що використовується для передачі конфігураційної інформації нових модулів пам'яті DIMM, а також у цифровому каналі зв'язку з монітором.

Карти розширення встановлюються у відповідні слоти системної плати. Їх кількість і склад на різних платах варіюється. Типи слотів легко визначити візуально. Поширені поєднання: ISA + PCI, ISA + VLB, EISA + PCI, EISA + VLB.

У адаптерів для шини PCI компоненти розташовані на лівій стороні друкованої плати. Для економії площі друкованої плати часто використовують так званий розділяється слот. Насправді це поділюване вікно на задній стінці корпусу, яке може використовуватися або картою ISA, або картою PCI.

Конфігурування шин розширення припускає настроювання їх часових параметрів.

Для шини VLB застосовується перемичка, керуюча дільником частоти сигналу синхронізації в залежності від того, чи перевищує системна частота значення 33,3 МГц.

Для шини PCI частота синхронізації визначається частотою системної шини процесора. Крім того, в Bios Setup для цієї шини можуть визначатися деякі її можливі режими.

Для шини ISA крім частоти задають час відновлення для 8 - і 16-бітових звернень до пам'яті введення висновку. Нестійка робота адаптерів може зажадати уповільнення шини ISA, але зараз час пониження її продуктивності не сильно відбивається на продуктивності комп'ютера в цілому.

Для шин ISA і PCI іноді опціями Bios Setup доводиться розподіляти системні ресурси.

17. Чіпсет

Як вже згадувалося вище, чіпсет є сполучною ланкою між усіма компонета системної плати.

Центральну роль в архітектурі грає процесор. До його локальної шині адреси і даних підключаються модулі вторинного кеша. Основна динамічна пам'ять має власну мультиплексованих шину адреси і шину даних, зазвичай ізольовану від локальної шини процесора. На цьому "поверсі" архітектури чіпсет вирішує наступні завдання:

• Обслуговування керуючих і конфігураційних сигналів процесора.

• Мультиплексування адреси і формування керуючих сигналів динамічної пам'яті, зв'язок шини даних пам'яті з локальною шиною.

• Формування керуючих сигналів вторинного кеша, порівняння його тегів поточним адресою звернення на локальній шині.

• Забезпечення когерентності даних в обох рівнях кеш-пам'яті і основної пам'яті при зверненні як з боку процесора, так і від контролерів шини PCI.

• Зв'язок мультиплексированной шини адреси і даних шини PCI з локальною шиною процесора і шиною динамічної пам'яті.

• Формування керуючих сигналів шини PCI, арбітраж контролерів шини.

3 мікросхеми чіпсета - системний контоллер і 2 корпуси комутаторів даних визначають:

• типи і частоти поддержіваетмих процесорів

• політику запису, можливості застосування різних мікросхем і швидкісні характеристики вторинного кеша, можливий розмір кешу і Кешована області основної пам'яті

• типи, обсяги і максимальна кількість модулів динамічної пам'яті, можливість чергування банків, швидкісні характеристики обміну

• підтримувані частоти шини PCI, можливу кількість контролерів шини, способи буферизації.

Наступний поверх архітектури - пристрої, підключені до шини PCI. Ця шина є центральною у сучасних системних платах, і всі інтерфейсні адаптери, а також системні засоби введення / виводу в кінцевому рахунку спілкуються з ядром системи через шину PCI. Крім плат розширення, що встановлюються в слоти шини PCI, її абонентом є і міст PIIX - практично невід'ємна частина сучасних плат.

PIIX являє собою багатофункціональний пристрій, на який покладаються такі функції:

• організація мосту між шинами PCI і (E) ISA з узгодженням частот синхронізації цих шин

• реалізація високопродуктивного, двоканального інтерфейсу АТА, підключеного до шини PCI

• реалізація стандартних систем засобів введення-виведення - двох контролерів переривань, двох контролерів прямого доступу до пам'яті, трьохканального системного лічильника-таймера, каналу керування динаміком, логіки немаскируемого переривання

• комутація ліній запитів переривання шин PCI & ISA, а також вбудованої периферії на лінії запитів контролерів переривань, управління їх чутливістю, обслуговування переривання від співпроцесора

• комутація каналів прямого доступу до пам'яті

• підтримка режимів енергозбереження - обробка SMM, програмування подій керування споживанням, управління частотою процесора, перемикання режимів

• реалізація мосту з внутрішньої шиною X-Bus, використовуваної для підключення мікросхем контролера клавіатури, BIOS, CMOS, RTC, контролерів гнучких дисків та інтерфейсних портів

• реалізація контролера USB

Реалізація перелічених функцій впливає на такі параметри системної плати, як:

• продуктивність шини ISA

• продуктивність, число каналів АТА, можливі режими звернення

• гнучкість системи управління енергоспоживанням

• гнучкість конфігурації системних ресурсів і підтримка PnP

• гнучкість управління адресацією ROM BIOS, що дозволяє використовувати великий обсяг зберігається коду, не займаючи зайвого простору у верхній пам'яті

Контролери гнучких дисків, інтерфейсних портів, клавіатури, CMOS RTC можуть входити власне в чіпсет, а можуть бути реалізовані на окремих "чужорідних" мікросхемах. Від них залежать наступні параметри системної плати:

• типи підтримуваних дисководів;

• режими паралельного порту;

• режими послідовних портів;

Чіпсети орієнтуються на різні застосування системних плат, і функції, необхідні для сервера, можуть виявитися надмірностями для офісного комп'ютера. Тому не можна чіпсети вибудувати по порядку від гіршого до кращого, вони позиціонуються в багатовимірному просторі суперечливих вимог.

18. 100-мегагерцові Pentium II чіпсети

Базовий набір мікросхем Intel 440BX складається з двох чіпів - ядра 82443BX і контролера введення-виведення PIIX4E 82371EB. Интеловский чіпсет підтримує двопроцесорної (SMP), і 64-розрядний оптимізований 3.3-вольта інтерфейс пам'яті, не підтримує 5-вольтові модулі. Підтримується 33-мегагеровая шина PCI версії 2.1 і AGP 1.0, яка функціонує в режимах 1х і 2х.

Фірма ALI, що є підрозділом ACER, пропонує свій чіпсет - Aladdin Pro II, що складається з контролера AGP, що підтримує режими 1х і 2х, пам'яті і буферізірованний контролера введення-виведення, що дозволяє реалізувати 66-мегагерцовую шину PCI, M1621 та мосту PCI-ISA, контролера ACPI, IDE, USB, PS / 2 і портів M1533/M1543.

Відмінною особливістю чіпсетів від ALI вже давно є досить швидка робота з пам'яттю. І на цей раз в Aladdin Pro II використовуються різні методи прискорення роботи з пам'яттю і розвантаження системної шини. Зокрема, застосовується так званий конвеєрний цикл звернення до пам'яті, коли періодичні регенерації даних в ній виконуються під час очікування.

Давній конкурент Intel, тайванська компанія VIA, на даний момент пропонує чіпсет VIA Apollo Pro - друге покоління Apollo P6, першого неінтеловского чіпсета для Slot-1. Складається з ядра VT82C691, що забезпечує як синхронне, так і асинхронне функціонування шин пам'яті, AGP і PCI, і південного моста VT82C596, запозиченого від MVP-3 і що дозволяє, крім базових функцій вводу-виводу (ACPI, USB, порти), реалізувати новий інтерфейс UltraATA-66. VIA Apollo Pro, як і i440BX, підтримує режим Suspend to DRAM.

VIA робить не самі продуктивні чіпи, але зате самі просунуті по функціях. Зокрема, південний міст у VIA вже давно сумісний за висновками з интеловским PIIX4E 82371EB.А нова версія Apollo Pro, VT82C692, також має назву BXPro, стала сумісна за висновками з i440BX.

SiS представляє 100-мегагерцовий чіпсет 5600/5595. Складається з ядра 5600, що підтримує до півтора гігабайт оперативної пам'яті - більше ніж всі інші, але тільки 4 PCI-пристрої та 1x/2x режими AGP. Південний міст 5595 крім базових функцій (ACPI, USB, порти) та інтегрованих годин реального часу має вбудований модуль контролю за системою, що має 5 аналогових датчиків вольтажу, 2 - лічильника обертів і один вхід для термоелемента.

Традиційно, чіпсети від SiS славилися невеликою швидкістю і не були популярні у користувачів. Зате, SiS представляє самі дешеві рішення саме за рахунок високого ступеня інтеграції.

У таблиці нижче наведено порівняння специфікацій на 100-мегагерцові чіпсети.

19. Типорозміри (форми-фактори) материнських плат

На сьогоднішній день існує чотири переважаючих типорозміри материнських плат - AT, ATX, LPX і NLX. Крім того, є зменшені варіанти формату AT (Baby-AT), ATX (Mini-ATX, microATX) і NLX (microNLX). Більш того, недавно випущене розширення до специфікації microATX, що додає до цього списку новий форм-фактор - FlexATX. Усі ці специфікації, що визначають форму і розміри материнських плат, а також розташування компонентів на них і особливості корпусів, і описані нижче.

AT

Форм-фактор АТ поділяється на дві, відмінні за розміром модифікації - AT і Baby AT. Розмір повнорозмірної AT плати досягає до 12 "у ширину, а це значить, що така плата навряд чи поміститься в більшість сьогоднішніх корпусів. Монтажу такої плати напевно буде заважати відсік для дисководів і жорстких дисків і блок живлення. Крім того, розташування компонентів плати на великій відстані один від одного може викликати деякі проблеми при роботі на великих тактових частотах. Тому після материнських плат для процесора 386, такий розмір уже не зустрічається.

Таким чином, єдині материнські плати, виконані у форм-факторі AT, доступні в широкому продажі, це плати відповідні формати Baby AT. Розмір плати Baby AT 8.5 "у ширину і 13" у довжину. У принципі, деякі виробники можуть зменшувати довжину плати для економії чи матеріалу по якихось інших причин. Для кріплення плати в корпусі в платі зроблені три ряди отворів.

Усі AT плати мають загальні риси. Майже усі мають послідовні і паралельні порти, що приєднуються до материнської плати через сполучні планки. Вони також мають один роз'єм клавіатури, упаяний на плату в задній частині. Гніздо під процесор установлюється на передній стороні плати. Слоти SIMM і DIMM знаходяться в різних місцях, хоча майже завжди вони розташовані у верхній частині материнської плати.

LPX

Ще до появи ATX, першим результатом спроб знизити вартість PC став форма-фактор LPX. Призначався для використання в корпусах Slimline або Low-profile. Замість того, щоб вставляти картки розширення безпосередньо в материнську плату, у цьому варіанті вони збожеволіють в підключається до плати вертикальну стійку, паралельно материнській платі. Це дозволило помітно зменшити висоту корпуса, оскільки зазвичай саме висота карт розширення впливає на цей параметр. Розплатою за компактність стала максимальна кількість карт - 2-3 штуки. Ще одне нововведення, що почало широко застосовуватися саме на платах LPX - це інтегрований на материнську плату відеочіп. Розмір корпусу для LPX залишає 9 х 13'', для Mini LPX - 8 х 10''.

ATX

Специфікація ATX, запропонована Intel ще в 1995 році, націлена саме на виправлення всіх тих недоліків, що виявилися згодом у форми-фактора AT. А рішення, по суті, було дуже простим - повернути Baby AT плату на 90 градусів, і внести відповідні виправлення в конструкцію. До того моменту в Intel уже був досвід роботи в цій області - форма-фактор LPX. У ATX саме втілилися кращі сторони і Baby AT і LPX: від Baby AT була узята розширюваність, а від LPX - висока інтеграція компонентів. У результаті вийшло:

• Інтегровані роз'єми портів введення-виведення. На всіх сучасних платах коннектори портів уведення-висновку присутні на платі, тому цілком природним виглядає рішення розташувати на ній і їхні рознімання, що приводить до досить значного зниження кількості сполучних проводів у середині корпусу. До того ж, заодно серед традиційних рівнобіжного і послідовного портів, рознімання для клавіатури, знайшлося місце і для новачків - портів PS / 2 і USB. Крім усього, у результаті трохи знизилася вартість материнської плати, за рахунок зменшення кабелів у комплекті.

• Значно збільшилася зручність доступу до модулів пам'яті. У результаті всіх змін гнізда для модулів пам'яті переїхали далі від слотів для материнських плат, від процесора і блоку живлення. У результаті нарощування пам'яті стало в будь-якому випадку хвилинною справою, тоді як на Baby AT материнських платах часом приходиться братися за викрутку.

• Зменшена відстань між платою і дисками. Роз'єми контролерів IDE і FDD перемістилися практично впритул до пристроїв, що приєднуються до них. Це дозволяє скоротити довжину використовуваних кабелів, тим самим підвищити надійність системи.

• Рознесення процесора і слотів для плат розширення. Гніздо процесора переміщене з передньої частини плати на задню, поруч із блоком живлення. Це дозволяє встановлювати в слоти розширення повнорозмірні плати - процесор їм не заважає. До того ж, зважилася проблема з охолодженням - тепер повітря, засмоктуваний блоком живлення, обдуває безпосередньо процесор.

• Поліпшено взаємодію з блоком живлення. Тепер використовується одне 20-контактне роз'єм, замість двох, як на AT платах. Крім того додана можливість керування материнською платою блоком живлення - включення в потрібний час або по настанню певної події, можливість включення з клавіатури, відключення операційною системою, і т.д.

• Напруга 3.3 В. Тепер напруга живлення 3.3 В, дуже широко використовуване сучасними компонентами системи, (узяти хоча б карти PCI!) Надходить з блоку живлення. У AT-платах для його одержання використовувався стабілізатор, установлений на материнській платі. У ATX-платах необхідність у ньому відпадає.

20. Процесор Intel Pentium II Xeon

Усередині корпусу процесора розташовані: варіант кристала Deschutes, виконаний за технологією 0.25, Vcc = 2 вольта, в стандартному корпусі, новий кеш другого рівня, здатний працювати на повній частоті процесора (зараз це 400 МГц), причому це одна (512 Кбайт) або дві (2 * 512 Кбайт) мікросхеми, практично в такому ж корпусі, як і сам процесор. Справа в тому, що працює на такій швидкості кеш розсіює тепла нітрохи не менше, ніж сам кристал процесора, і вимагає металевої кришки на корпусі для достатнього тепловідведення. Процесор розсіює 30 або 38 Ват тепла в штатному режимі роботи (кеш 512 Кбайт і 1Мбайт відповідно). Коли картридж зібраний, кришки всіх мікросхем стосуються металевої боку картриджа, на яку в свою чергу кріпляться радіатор і вентилятор. Крім процесора і кеш пам'яті другого рівня на платі картриджа знаходяться: PIROM (Processor Information Read Only Memory) - мікросхема ПЗУ з захистом у ній інформацією про частоту, моделі, розмір кеш пам'яті і версіях різних компонент процесора, SEEPROM (Scratch Electric Erasable Programmable Read Only Memory) - мікросхему з перезаписувати "для користувача" (наприклад, виробника сервера) інформацією і мікросхему інтерфейсу з тепловим датчиком розташованому на самому кристалі процесора. Всі ці компоненти об'єднані послідовної шиною SMBus (System Management Bus) і можуть бути опитані програмно, наприклад BIOS'ом, через чіпсет, що включає в себе контролер цієї шини. Треба відзначити, що подібна міра зовсім не є захистом від розгону, так як виробники материнських плат завжди можуть скоригувати BIOS, допустивши установку не призначених для даної моделі процесора параметрів. Як більшість з них і надходить у випадку з модулями пам'яті DIMM, що містять інформацію про швидкісні та електричних параметрах пам'яті. Не менш кардинальних, ніж кеш, відмінністю від Pentium II є нова FSB (Front Side Bus - зовнішня шина самого процесора), відома як Slot 2. Щоправда, якщо вже бути точним Slot 2, як і Slot 1, це специфікація на роз'ем, шину і геометрію картриджа, а також на електричні та термальні параметри шини і процесора. Процесор підтримує Extended Server Memory архітектуру, яка дозволяє програмно і апаратно адресувати обсяг пам'яті перевищує 4 Гб (64 Гбайта у разі Xeon), і була вперше застосована в процесорах Pentium Pro. Можливі SMP конфігурації до восьми процесорів, без додаткових схемних рішень (Pentium II - максимум 2 процесора).

21. Чіпсет i440GX

Чіпсет i440GX складається з двох мікросхем, модифікації PIIX4 (PCI ISA IDE Xcelerator 4) і GX (82443GX Host Bridge / Controller). Як і його попередники, побудований він по архітектурі QPA (Quad Port Architecture) і являє собою комутатор між чотирма інтерфейсами: AGP, PCI, FSB і шиною пам'яті.

• FSB: Slot 1 і Slot 2 процесори з зовнішньої частотою (64 бітної) шини 100 МГц. Підтримка відкладених транзакцій і SMP для двох процесорів. Режим 66 МГц більше не підтримується (частота PCI завжди дорівнює частоті FSB / 3).

• AGP: 1x (66 МГц) і 2x (133МГц) режими, можливо тільки одне AGP пристрій.

• PCI: специфікація версії 2.1 (32 біт, 5.5 та 3.3 вольта, 33 МГц), і всі можливості відомі ще з часів i430TX чіпсета. MEMBUS: До 8 банків 100 МГц SDRAM пам'яті (4 роз'єми 16, 64, 128 і ще не випускаються серійно 256 Мбіт чіпи на одно-і двухбанкових модулях DIMM). Разом - 16 Мбайт - 2 Гб пам'яті з підтримкою корекції помилок (ECC - Error Correction Codes). Перше серйозне відміну від LX і BX чіпсетів, якщо не вважати підтримки необхідних для Slot 2 рівнів логічних сигналів.

Чіпсет i440GX спочатку призначений для власників потужних робочих станцій на основі Xeon'а. Його підтримка - і є головна і кардинальна функція цього чіпсета, а 2 Гб пам'яті стануть нормальним явищем ще не скоро, навіть у світі робочих станцій.

22. Чіпсет i450NX

Це дійсно новий набір, що має власну оригінальну архітектуру, націлену на досягнення максимальної продуктивності в системі з декількома процесорами. Перше, що кидається в очі - це відсутність слова AGP в назві чіпсета. Справа в тому, що AGP була розроблена як недороге рішення, більш швидке, ніж стандартний PCI 32 біт / 33МГц і призначене для одного конкретного застосування - забезпечення необхідного для графічного прискорювача потоку даних. Навряд чи сервер вартістю $ 100000 буде використовуватися для графічних цілей, хай навіть не ігрових як звичайна однокористувальницька робоча станція. Натомість основні характеристики цілком під стать призначенню цього набору:

• Підтримка до 4-х (із застосуванням спеціальних розширювачів до 8) Slot 2 процесорів

• Підтримка повної 36 бітної адресації

• До 8 Гбайт пам'яті, DIMM 50 і 60 нс, 3.3 вольт, 16 - і 64 - мегабітні чіпи, пам'ять встановлюється блоками по 64 Мбайта

• Чергування звернень до пам'яті, з чотирма банками

• До чотирьох шин PCI 32 біта, 33 МГц або до двох PCI 64 біт

• Хороша залежність продуктивності від числа процесорів (продуктивність зростає до 3.5 разів при чотирьох процесорах)

• Чергування звернень бас-майстер карт до пам'яті

• До 6 майстрів і до 10 карт на кожній PCI шині

• Корекція помилок (ECC) на шині пам'яті і FSB

• Діагностика помилок (Parity) по всіх сигналам PCI

• Предвибірки даних при читанні з пам'яті (ось це дійсно нове)

За подібні можливості природно доводиться розплачуватися ціною, що розсіюється чіпсетом потужністю і кількістю чіпів, з яких він складається. Розсіюється 30 ватів тепла (тільки чіпсет, не рахуючи пам'яті і процесорів). Набір складається з чіпів чотирьох типів:

• 82451NX Memory and I / O Bridge Controller (MIOC) - самий "головний" чіп, комутатор

• 82454NX PCI Expander Bridge (PXB) - контролер шин PCI (дві 32 біт або одна 64)

• 82452NX RAS / CAS Generator (RCG) - генератор сигналів управління пам'яттю

• 82453NX Data Path Multiplexor (MUX) - мультиплексор даних пам'яті

Причому, перший з них як правило один (можливі конфігурації з двома наборами на одній платі, для підтримки 8 процесорів, але вони вимагають спеціальних замовних чіпів), контролерів шин може бути два, а генераторів сигналів і мультиплексорів до чотирьох, залежно від кількості підтримуваної пам'яті. Реальна швидкість зчитування з пам'яті з 4-х кратним чергуванням 1.067 Гбайт / сек, що трохи перевищує граничну пропускну здатність FSB Xeon. Зроблено це не даремно, чотири PCI шини здатні одночасно зажадати до 400 Мбайт / сек. Можлива установка на одну з PCI шин PIIX4, для забезпечення сумісності з PC архітектурою і периферією.

23. BIOS

Базова система введення / виведення BIOS є ключовим елементом системної плати, без якого всі її чудові компоненти являють собою лише набір дорогих "залозок". BIOS, користуючись засобами, предоствавляемимі чіпсетом, управляє всіма компонентами і ресурсами системної плати. З цього випливає, що використовувана версія BIOS дуже сильно прив'язана до чіпсету і вона повинна знати особливості застосовуваних компонентів. Код BIOS зберігається в мікросхемі енергонезалежній постійної або флеш-пам'яті. З точки зору регулярної роботи тип носія BIOS принципового значення не має. З точки зору модифікованості, флеш-пам'ять має явну перевагу - можливість модернізації прямо в комп'ютері.

Нову версію BIOS краще всього отримувати від виробника системної плати. Фірми-розробники BIOS нові версії BIOS для кінцевих користувачів не поставляють. Свої нові продукти з інструментальними засобами вони поставляють розробнику системної плати, який виробляє остаточну підгонку BIOS під конкретну модель плати, особливості якої він знає краще за всіх. У першому наближенні BIOS різних системних плат з однаковими або близькими чіпсетами можуть виявитися сумісними.

Утиліти перезапису флеш-пам'яті прив'язані до підтримуваних типів мікросхем енергонезалежної пам'яті, системним платам і виробникам BIOS. Зазвичай не вдається штатним чином переписати BIOS зі зміною виробника. Як варіант, можлива заміна мікросхеми BIOS на зняту з аналогічною системної плати, але якщо мікросхема припаяна, а не встановлена ​​в ліжечко, процедура заміни сильно ускладнюється. Сміливо займатися перепрограмуванням BIOS можна, тільки коли ви маєте доступ до програматора і мікросхема BIOS встановлена ​​в ліжечку.

Якщо нова версія BIOS не дозволяє завантажити комп'ютер, ряд системних плат дозволяє включити режим відновлення. Для цього на платі повинен бути спеціалний перемикач. У режимі відновлення працює тільки дисковод, в якому необхідно встановити спеціальну дискету з файлом-образом ROM BIOS. При цьому повідомлення користувачеві можуть зводитися до підморгування індикатором дисководу і гудкам динаміка. Мова цих повідомлень має наводитися в описі системної плати. Іноді режим відновлення включається автоматично.

Говорячи про недоліки флеш-BIOS, мається на увазі небезпеку втрати працездатності системної плати не тільки з-за необачних дій користувача, що модернізують BIOS, але і нове "поле діяльності" для вірусів. Стерти BIOS, знаючи роботу чіпсета і конкретної мікросхеми пам'яті, можна навіть відладчиком DEBUG. Парольний захист перезапису може бути зламана, а надійна апаратний захист є далеко не у всіх мікросхем енергонезалежної пам'яті і системних плат.

24. Харчування і обнуління CMOS

Для живлення енергонезалежній пам'яті конфігурації комп'ютера (CMOS) на системній платі встановлюється літієва батарейка. Вона має нормальний термін життя кілька років.

На сучасних системних платах частіше застосовується батарейка-таблетка в спеціальному тримачі, яку легко замінити.

Роз'єм підключення зовнішньої батареї використовується і для обнуління CMOS. Така необхідність може виникнути при втраті вхідного пароля, заданого в BIOS Setup. Теоретично для цього достатньо при вимкненому комп'ютері на кілька хвилин переставити перемичку. Іноді для скидання пароля призначений окремий джампер. У цьому випадку, переключивши джампер, комп'ютер необхідно включити - тільки тоді пароль буде скинутий, після чого повернути у вихідне положення.

Періодичне руйнування інформації CMOS при включенні харчування може бути викликане зовсім не батареєю, а недостатньою затримкою сигналу PowerGood щодо моменту встановлення живлячої напруги або зайвої затримкою цього сигналу після вимкнення джерела.

25. Основні характеристики системної плати

• конструктивне виконання, яке визначається передбачуваним типом корпусу, або визначає його тип (Mini Tower, Midi Tower, Big Tower, Desctop, Slim Line) традиційного стандарту або нового - ATX або NLX

• чіпсет - набір мікросхем, що визначає архітектуру і продуктивність плати

• BIOS - виробник і версія, що визначають функціональні можливості

• Можливість перезапису, блокування, і відновлення Flash BIOS

• підтримка PnP

• підтримувані типи і кількість процесорів, які визначаються типом сокетів, можливостями конфігурування чіпсета і BIOS

• можливості вибору живлячої напруги для процесора і максимальний струм його харчування, визначаються типом застосовуваного регулятора, можливість роздільного живлення ядра і інтерфейсу процесора

• підтримувані частоти синхронізації процесора і шин

• максимальний ОЗУ; кількість і тип застосовуваних модулів пам'яті - конструктивно і архітектурно; кількість банків, можливість змішування типів модулів у різних банках, застосування чергування сторінок пам'яті при використанні декількох банків, можливість використання модулів з різним часом доступу, застосовність пам'яті з виправленням помилок

• вторинний кеш: обсяг і тип - асинхронний, синхронний, конвеєрний,

• максимальний обсяг кешіруемой пам'яті

• кількість слотів шин введення / виводу

• кількість каналів IDE-інтерфейсу і підтримувані режими

• наявність контролера гнучких дисків, підтримка накопичувачів 2.88 Мбайт

• наявність і параметри адаптера SCSI

• наявність COM-портів з FIFO-буферами, можливість підключення інфрачервоного прийомопередавача, використання COM-порту як порту MIDI

• наявність LPT-порту, підтримувані режими, наявність FIFO-буфера для ECP

• наявність роз'єму PS/2-Mouse

• наявність роз'єму USB

• наявність і параметри графічного адаптера

• наявність і параметри звукового контролера.

26. Прайс-лист комп'ютерного центру Polaris на материнські плати:

27. Література:

М. Гук "Апаратні засоби IBM PC"

Журнал "Світ ПК" Листопад 1998.

http://www.ixbt.com

http:// www. developer.intel.com

http://www.inte l.ru