Архитектура Gigabyte GA-8I955X Pro

Евгений Рудометов

http://www.rudometov.com

Для линейки новейших материнских плат, относящихся к топовым изделиям, на основе набора микросхем системной логики Intel 955X компания Gigabyte разработала и выпустила модель Gigabyte GA-8I955X Pro. В архитектуре этой платы реализован ряд перспективных фирменных и отраслевых технологий

Несмотря на совершенство архитектуры, функциональную насыщенность и производительность сравнительно недавно созданных материнских плат,  производители этих важнейших компьютерных комплектующих не собираются успокаиваться. В жесткой конкурентной борьбе на пересыщенном рынке они выпускают все более совершенные изделия.

Технологической гонке способствует выпуск новейших комплектующих, к которым относятся наборы микросхем системной логики (чипсеты) и процессоры. Практически одновременно с объявлением корпорацией Intel двуядерных моделей процессоров были выпущены поддерживающие их чипсеты. Для сектора высокопроизводительных компьютеров, относящихся к верхней ценовой категории, предназначен специальный чипсет, являющийся наиболее совершенным изделием из недавно созданных  наборов микросхем системной логики. На его основе основными производителями материнских плат создан ряд перспективных моделей, ориентированных на сектор высокопроизводительных настольных систем.

В качестве примера таких высокотехнологичных изделий можно привести плату Gigabyte GA-8I955X Pro, разработанную и выпущенную компанией, уже много лет занимающей верхние строчки рейтинга ведущих производителей материнских плат. Данная плата поддерживает наиболее мощные процессоры корпорации Intel, созданные в конструктиве LGA 775, включая высокопроизводительные варианты IntelPentium 4, а также новейшие двуядерные модели IntelPentium D и IntelPentium Extreme Edition. Кроме того, в архитектуре этой платы реализован ряд фирменных и отраслевых нововведений, обеспечивающих высокую производительность, широкий диапазон функциональных возможностей и удобство эксплуатации высокопроизводительных систем, созданных на ее основе.

Основой же материнской платы Gigabyte GA-8I955X Pro стал объявленный недавно новейший, наиболее мощный и совершенный среди существующих в настоящее время наборов микросхем системной логики чипсет Intel 955X.

Чипсет Intel 955X

Рис. 1. Структура компьютера, созданного на основе чипсета Intel 955X

Чипсет Intel 955X (i955X) относится к изделиям верхнего диапазона функциональных возможностей, производительности и цен. Пришел на смену I925XE и I925X. Ориентирован на создание высокопроизводительных настольных персональных компьютеров высокой производительности с процессорами, созданными по технологии 90 нм, подключаемыми через разъем LGA 775 и работающими с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus).

Основной особенностью чипсета I955X является поддержка двуядерных процессоров Intel, что формально не обеспечивают чипсеты предыдущего семейства I925. Совместно с чипсетом I955X могут использоваться процессоры IntelPentium 4, IntelPentium 4 ExtremeEdition, IntelPentium D и IntelPentium Extreme Edition с технологией Hyper-Threading. Объявлена поддержка тактовых частот процессорной шины 266 или 200 МГц, что обеспечивает скоростную передачу данных и адреса соответственно с частотами 1066/800 МГц и 533/400 МГц. Использование чипсетом тактовых частот 133/100 МГц, обеспечивающих частоты передачи данных 533/400 МГц и адреса 266/200 МГц, формально не предусмотрено.

Процессорной шиной поддерживается 36-битная адресация, что обеспечивает для данного чипсета до 8 Гбайт оперативной памяти.

Традиционно для современных наборов микросхем системной логики чипсет I955X состоит из двух компонентов, называемых Memory Controller Hub (MCH) и I/O Controller Hub (ICH).

Базовый комплект чипсета i955X состоит из микросхем Intel 82955X Memory Controller Hub (MCH) и Intel 82801GB (ICH7). В качестве второй микросхемы может использоваться улучшенный вариант ICH7, представленный микросхемой Intel 82801GR (ICH7R).

Микросхемы MCH и ICH соединены специальной локальной шиной Direct Media Interface (DMI) со скоростью передачи данных до 2 Гбайт/с в каждом направлении. Обеспечивается полный дуплекс.  

Компонента MCH содержит в своем составе контроллеры, предоставляющие интерфейсы с высокой пропускной способностью. Эти контроллеры управляют системной шиной с передачей данных с частотой 800/1066 МГц и двухканальной оперативной памятью. Кроме того, они организуют работу графического интерфейса PCI Express x16 (до 8 Гбайт/с) для внешнего видеоадаптера, а также средств связи с микросхемой  ввода/вывода ICH.  

Встроенный в Intel 82955X контроллер процессорной шины FSB типа QPB поддерживает шину с тактовой частотой 266 или 200 МГц, что обеспечивает передачу данных на частотах 1066/800 МГц.

Встроенный в микросхему Intel 82955X контроллер памяти предусматривает поддержку двух- и одноканального режимов работы памяти DDR2 SDRAM. Следует отметить, что для чипсета I955X предусмотрена  поддержка только DDR2 SDRAM (533/667). Поддержка DDR SDRAM, как это было у чипсетов линейки i915, не предусмотрена.

Максимальный объем оперативной памяти — до 8 Гбайт, устанавливаемых  в четыре слота DIMM. Предусмотрена поддержка технологии автоматических контроля и коррекции сбоев памяти — Error Checkingand Correction (ECC). При этом возможно использование как модулей ECC х8 DIMM, так и non-ECC X8, и non-ECC X16. Для подсистемы памяти реализована фирменная технология ускорения работы, получившая наименование Intel Memory Pipeline Technology. Она обеспечивает небольшое повышение производительности подсистемы памяти. Микросхемой MCH поддерживаются разные частотные режимы работы для шин процессора и памяти. Двухканальная память DDR2 SDRAM с частотой 533 МГц имеет максимальную пропускную способность до 8,5 Гбайт/с, а с частотой 667 МГц — до 10,7 Гбайт/с. Возможны модули X8 и X16 с микросхемами 256 Мбит, 512 Мбит и 1 Гбит.

Управление периферийными устройствами компьютера осуществляет вторая компонента чипсета. При этом необходимо отметить, что в чипсете i955X использована микросхема ICH седьмой версии. В соответствии с этим фактом она получила наименование ICH7 и представлена микросхемой Intel 82801GB. Эта микросхема входит в базовый набор чипсета i955X.

Встроенные средства микросхемы управления периферийными устройствами базового набора поддерживают: один канал IDE с поддержкой ATA 33/66/100 (до двух устройств IDE), четыре порта Serial ATA 300 (SATA II — до  300 Мбайт/с), восемь портов USB 2.0, до четырех PCI Express x1, до шести PCI (PCI Rev 2.3, 32 бит/33 МГц), LPC (Low Pin Count), контроллер Intel High Definition Audio с поддержкой трех кодеков, AC ’97 2.3 (до 8 каналов), интегрированный контроллер LAN (10/100/1000 Mb/s Ethernet), SMBus, APIC, ACPI Rev.2.0, а также другие средства и функции.

Кроме Intel 82801GB, как было указано выше, возможно использование расширенной версии хаба ICH7 — ICH7R, представленного микросхемой Intel 82801GR. Компонента ICH7R обеспечивает до шести PCI-E и поддержку функций RAID: функции IntelMatrix Storage (RAID 0, 1, 0+1, 5).

Состав комплекта Gigabyte GA-8I955X Pro

Рис. 2. Состав комплекта Gigabyte GA-8I955X Pro

Для ознакомления и тестирования был предоставлен стандартный, серийный комплект (Рис. 2). В его состав входят:

·         Упаковочная коробка серии «i-DNA» (Intelligent Dual Nano Architecture),

·         Материнская плата Gigabyte GA-8I955X Pro, созданная на основе чипсета i955X,

·         Защитная панель ввода/вывода, соответствующая спецификации ATX 2.01, 

·         Планка на заднюю панель с 2 портами USB и 2 FireWire (IEEE1394),

·         Компакт-диск с программным обеспечением от компании Gigabyte,

·         Охлаждающий вентилятор для компоненты MCH чипсета I955X,

·         Два кабеля питания Serial ATA для подключения трех устройств,

·         Один кабель Ultra DMA 100/66 с логотипом компании Gigabyte,

·         Один кабель Floppy с логотипом компании Gigabyte,  

·         Три кабеля стандарта Serial ATA,

·         Документация на английском языке.

Основные технические параметры материнской платы Gigabyte GA-8I955X Pro

Внешний вид материнской платы Gigabyte GA-8I955X Pro, а также разъемы портов задней панели, представлены на Рис. 3. Ниже, в Таблице 1, приведены основные  характеристики этой платы.

Рис. 3. Материнская плата и разъемы Gigabyte GA-8I955X Pro

Таблица 1.  Основные параметры материнской платы Gigabyte GA-8I955X Pro

Особенности архитектуры Gigabyte GA-8I955X Pro

Материнская плата Gigabyte GA-8I955X Pro выполнена на стеклотекстолите красивого синего (точнее темно-бирюзового) цвета. Она создана в соответствии референс-дизайном с учетом требований повышенного энергопитания современных процессоров, видеоадаптеров и других компонентов.

Данная плата, созданная на дорогом, высокопроизводительном и многофункциональном чипсете I955X, ориентирована на сектор мощных компьютеров с соответствующими процессорами. В первую очередь это касается двуядерных моделей. И хотя чипсет формально поддерживает только частоты 1066 и 800 МГц, материнская плата Gigabyte GA-8I955X Pro обеспечивает корректную работу моделей процессоров, рассчитанных на частоту шины 533 МГц. Конечно, для них имеет смысл использовать более дешевые решения. Тем не менее, такие модели могут рассматриваться в качестве временных вариантов. В дальнейшем можно выполнить модернизацию и заменить процессор на более совершенную, более производительную модель.

Современные комплектующие требует специальных средств охлаждения.  микросхем чипсета они представлены соответствующими медными радиаторами. Для микросхемы MCH он усилен вентилятором, который прилагается в комплекте материнской платы.

Архитектура материнской платы Gigabyte GA-8I955X Pro, представленная на Рис. 4, имеет ряд особенностей, характерных для высокопроизводительных систем.

Рис. 4. Архитектура материнской платы Gigabyte GA-8I955X Pro

Архитектура платы 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 процессорной шины 800 и 1066 МГц возможно использование модулей DDR2 667. При установленной частоте 1066 МГц в режиме разгона, устанавливаемого в BIOSSetup, в модули памяти работают как DDR2 888. В двухканальной это обеспечивает достижение максимальной полосы пропускания для подсистемы оперативной памяти.

Высокой производительности способствует также использование шины PCI Express x16, используемой в качестве шины для видеоадаптера (4 Гбайт/с в каждом направлении).

За управление устройствами ввода-вывода отвечает вторая компонента, в качестве которой используется микросхема Intel 82801GR (ICH7R), реализующая контроллеры периферии.

В качестве аудиокодека использована микросхема Realtek ALC882 CODEC. Реализовано восемь аудиоканалов, обеспечивающих сравнительно высокое качество: в полосе 40 Гц – 15 кГц неравномерность АЧХ составляет менее 0,2 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.

Для расширения компьютерной системы используются три слота PCI и два PCI Express x1.  

Архитектура материнской платы благодаря поддержке компоненты чипсета ICH7R имеет 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 GigaRAID IT 8212F обеспечивает работу Parallel ATA IDE с поддержкой протоколов UltraDMA 133/100/66, а также функции RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, JBOD.

Перечисленные компоненты материнской платы представлены на Рис. 5.

Рис. 5. Структура и компоненты материнской платы Gigabyte GA-8I955X Pro

Традиционно материнская плата поддерживает целый ряд фирменных технологий 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, 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 развитая система разгона (overclocking). Этому помогает фирменная утилита EasyTune 5, работающая под Windows. Она обеспечивает разгон и мониторинг системных параметров в реальном времени.

Энергоснабжение элементов материнской платы Gigabyte GA-8I955X Pro осуществляется через систему импульсных стабилизаторов. Основным является  многоканальный импульсный стабилизатор напряжения питания процессора. Он  традиционно расположен вокруг процессорного разъема. Кроме этого преобразователя, на плате имеются дополнительные преобразователи напряжения питания PCI Express x16 и модулей оперативной памяти. В дополнение к развитой системе качественного энергопитания в архитектуре материнской платы Gigabyte GA-8I955X Pro реализованы возможности аппаратного мониторинга, обеспечивающего контроль за напряжениями питания и работой охлаждающих вентиляторов.

Производительность

В целом производительность системы, построенной на основе материнской платы Gigabyte GA-8I955X Pro, незначительно превышает соответствующие показатели решений, построенных на основе предыдущего лидера среди специализированных наборов, созданных для  поддержки процессоров Intel, — топового чипсета I925XE.

Материнскую плату Gigabyte GA-8I955X Pro целесообразно использовать в качестве основы высокопроизводительных систем, ориентированных на использование высокопроизводительных моделей процессоров Intel, включая новейшие двуядерные модели, такие как IntelPentium D и IntelPentium Extreme Edition.

Данную плату можно рекомендовать широкому кругу пользователей, стремящихся к предельным уровням производительности своих настольных систем.

Материнская плата Gigabyte GA-8I955X Pro предоставлена компанией Marvel (www.marvel.ru), официальным дистрибьютором компании Gigabyte