Архитектура Gigabyte GA-8I955X Royal

Евгений Рудометов

authors@rudometov.com

Расширяя линейку новейших материнских плат, относящихся к топовым изделиям, на основе набора микросхем системной логики Intel 955X компания Gigabyte разработала и выпустила модель Gigabyte GA-8I955X Royal. Данная модель представляет собой расширение модели Gigabyte GA-8I955X Pro. В архитектуре этой платы реализован ряд перспективных фирменных и отраслевых технологий, расширяющих функциональные возможности, надежность работы и повышающие удобство эксплуатации компьютерной системы

В соответствии с существующими требованиями современного рынка компьютерные компании регулярно обновляют номенклатуру своих изделий. Новые комплектующие, новые стандарты и новые технологии, а также просто смена модных течений становятся основными двигателями данного процесса. Это касается и компьютерных элементов, к которым относятся и процессоры, и видеокарты, и жесткие диски, и, конечно, материнские платы, аккумулирующие перспективные архитектуры и технологии.

Однако смена дизайна нередко сопровождается чрезвычайно высокими финансовыми расходами. Законы же рынка требуют разнообразия моделей. Вот и приходится производителям изобретать разные методы. Одним из таких методов является общий дизайн для широкого модельного ряда.

Для материнских плат это означает использование одного типа печатной платы для нескольких моделей. Разнообразие же достигается применением разных наборов компонентов, определяющих функциональные возможности будущих компьютерных систем, основой которых являются данные платы. При этом варианты нижней части модельного ряда имеют меньший набор используемых элементов, а варианты верхней — больший.

В качестве примера такого подхода можно привести две материнские платы, относящиеся к наиболее совершенным изделиям (конечно, в настоящее время) и занимающие верхний диапазон цен прайс-листов. Речь идет о материнских платах Gigabyte GA-8I955X Pro и Gigabyte GA-8I955X Royal, разработанных и выпущенных компанией Gigabyte, уже много лет занимающей верхние строчки рейтинга ведущих производителей материнских плат.

Основой же обеих названных плат стал сравнительно недавно объявленный, новейший, наиболее мощный и совершенный среди существующих в настоящее время наборов микросхем системной логики чипсет Intel 955X.

Отличие же в указанных платах заключается в комплектации и наборе элементов, определяющих функциональные возможности данных изделий. И как можно понять из приведенных наименований, плата с префиксом Royal является наиболее полной и, безусловно, интересным вариантом.

Данная плата поддерживает мощные процессоры корпорации Intel, созданные в конструктиве LGA 775, включая высокопроизводительные варианты Intel Pentium 4, а также новейшие двуядерные модели Intel Pentium D и Intel Pentium 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.

Именно эта плата и станет предметом дальнейшего рассмотрения, но прежде следует напомнить ряд особенностей специализированного набора микросхем системной логики — чипсета, получившего наименование Intel 955X и ставшего основой данной платы.

Чипсет 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 ПК 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 Intel Pentium 4, Intel Pentium 4 Extreme Edition, Intel Pentium D и Intel Pentium 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.

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 Checking and 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.

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 Intel Matrix Storage (RAID 0, 1, 0+1, 5).

Состав комплекта Gigabyte GA-8I955X Royal

Рис. 1. Состав комплекта Gigabyte GA-8I955X Royal

Для ознакомления и тестирования был предоставлен стандартный, серийный комплект материнской платы Gigabyte GA-8I955X Royal (Рис. 1). В его состав входят:

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

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

·         Документация на английском языке, которая включает руководство пользователя, руководство по настройке SATA RAID, краткое руководство с описанием основных установок и т. п.,

·         Компакт-диск с программным обеспечением от компании Gigabyte,

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

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

·         Планка с двумя портами USB,

·         Адаптер USB, обеспечивающий беспроводную связь (до 100 м) стандарта Bluetooth 1.2,

·         Дополнительный модуль VRM, U-Plus DPS,

·         Охлаждающий вентилятор для компоненты MCH чипсета i955X,

·         Шесть кабелей питания Serial ATA для подключения трех устройств,

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

·         Один кабель Floppy с логотипом компании Gigabyte, 

·         Шесть кабелей стандарта Serial ATA,

·         Удлинитель USB, 

Основные технические параметры материнской платы Gigabyte GA-8I955X Royal

Внешний вид материнской платы Gigabyte GA-8I955X Royal, а также разъемы портов задней панели, представлены на Рис. 2. Ниже, в Таблице 1, приведены основные  характеристики этой платы.

Рис. 2. Материнская плата и разъемы Gigabyte GA-8I955X Royal

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

Особенности архитектуры Gigabyte GA-8I955X Royal

Материнская плата Gigabyte GA-8I955X Royal выполнена на стеклотекстолите  синего 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 Royal, как, впрочем, и ее более простая модификация 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 более совершенной более производительной моделью.

Современные комплектующие требуют специальных средств охлаждения.  Для 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 Royal, представленная на Рис. 3, имеет ряд особенностей, характерных для высокопроизводительных систем. Новые по сравнению с Gigabyte GA-8I955X Pro компоненты архитектуры Gigabyte GA-8I955X Royal помечены на приведенном рисунке архитектуры красным.

Рис. 3. Архитектура материнской платы Gigabyte GA-8I955X Royal

Архитектура платы рассчитана на использование как одноканальных, так и двухканальных конфигураций подсистемы оперативной памяти с модулями DDR2 SDRAM. Без каких-либо 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 BIOS Setup, 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 традиционно отвечает вторая компонента, в качестве которой используется микросхема Intel 82801GR (ICH7R). Эта микросхема реализует контроллеры периферии.

В качестве аудиокодека использована микросхема Realtek ALC882M CODEC. Эта микросхема поддерживает большое количество технологий Dolby. 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%.

Рассматривая особенности архитектуры Gigabyte GA-8I955X Royal и ее отличия от Gigabyte GA-8I955X Pro, необходимо отметить наличие двух сетевых портов. Они реализованы на микросхемах Broadcom BCM5751KFB (в Gigabyte GA-8I955X Pro использована одна микросхема Broadcom 5789), подключенные 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. Еще одна дисковая подсистема, отсутствующая у  Gigabyte GA-8I955X Pro, реализована на основе Sil3132CNU, что позволяет с помощью двух дополнительных Serial ATA 300 реализовать RAID 0, RAID 1. 

Перечисленные компоненты материнской платы представлены на Рис. 4. Дополнительные компоненты, отсутствующие в Gigabyte GA-8I955X Pro, помечены красным.

Рис. 4. Структура и компоненты материнской платы Gigabyte GA-8I955X Royal

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 Royal  осуществляется через систему импульсных преобразователей (VRM). Основной VRM, расположенный вокруг процессорного разъема, осуществляет питание процессора. Кроме этого преобразователя, на плате имеются дополнительные преобразователи напряжения питания PCI Express x16 и модулей оперативной памяти. Для повышения устойчивости работы с мощными процессорами, обладающими значительным энергопотреблением, в составе платы Gigabyte GA-8I955X Royal предусмотрено использование дополнительного мощного VRM (модуль U-Plus DPS — U-Plus Dual Power System). Он реализован в виде специальной платы, подключаемой посредством специального разъема (Рис. 4), в результате формируется восьмиканальное питание.

В дополнение к развитой системе качественного энергопитания в архитектуре материнской платы Gigabyte GA-8I955X Royal 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 Royal, как и в случае Gigabyte GA-8I955X Pro,  незначительно превышает производительность решений, построенных на основе предыдущего лидера — чипсета i925XE. Однако необходимо учитывать, что указанные платы обеспечивают гарантированную поддержку двуядерных процессоров, что обеспечивает существенный прирост производительности, особенно при использовании соответствующим образом адаптированных программных приложений.

Материнскую плату целесообразно использовать в качестве основы высокопроизводительных систем, ориентированных на использование высокопроизводительных моделей процессоров Intel, включая новейшие двуядерные модели, такие как Intel Pentium D и Intel Pentium Extreme Edition.

Материнскую плату Gigabyte GA-8I955X Royal можно рекомендовать широкому кругу пользователей, стремящихся к предельным уровням производительности своих настольных систем.

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