Тема 4.2. Чипсеты Intel для процессоров класса Pentium.
Подробно чипсеты мы начнем изучать начиная с предназначенных для процессора Pentium. Мы с Вами подробно изучили этот класс процессоров, теперь же имеет смысл остановиться на чипсетах для него. Кроме того, изучая чипсеты для Pentium, мы сможем проследить основные тенденции, которые помогут нам в изучении сегодняшней ситуации с современными чипсетами. i430 LX (Mercury) Одновременно с появлением процессора Pentium в марте 1993 года Intel представила свой первый набор микросхем системной логики i430LX (кодовое название Mercury) для нового процессора. Этот набор микросхем использовался только с процессором Pentium первого поколения и, поэтому, прожил совсем недолго. Он был рассчитан на применение только с процессорами Pentium 60/66 МГц, поддерживал процессорное гнездо Socket 4 с питанием 5В. North Bridge в наборе микросхем системной логики 430LX состоял из трех микросхем. Основной микросхемой был системный контроллер 82434LX, который содержал контроллер кэша и контроллер шины PCI; кроме того, в его функции входила реализация интерфейса между процессором и памятью. Имелась также пара микросхем 82433LX для ускорения интерфейса шины PCI. Набор микросхем системной логики 430LX поддерживал: * один процессор; * кэш-память второго уровня объемом до 512 Кбайт; * память типа FPM объемом до 192 Мбайт. Вся оперативная память, установленная в системе могла быть кэширована. Это кажется вполне очевидным и без особого упоминания, но мы с Вами встретимся с чипсетами, которые могли кэшировать меньше памяти, чем установлено на материнской плате. * частота системной шины до 66 МГц. South Bridge чипсета 430LX назывался SIO (System Input/Output), имел маркировку 82378IB/ZB. Не содержал в себе контроллера жестких дисков, такой контроллер следовало установить в разъем для подключения плат расширения ISA или PCI. i430NX (Neptune) Представленный в марте 1994 года, 430NX был первым набором микросхем системной логики для второго поколения процессоров Pentium с напряжением питания 3,3 В. Эти процессоры устанавливались в гнезда типа Socket 5 со встроенным преобразователем напряжения на 3,3 В/3,5 В, который использовался и для процессора, и для набора микросхем системной логики. Этот набор микросхем был разработан прежде всего для процессоров Pentium с тактовыми частотами от 75 до 133 МГц, хотя обычно использовался для процессоров Pentium с тактовыми частотами 75 и 100 МГц. Вместе с процессором, потребляющим более низкое напряжение, этот набор микросхем работал быстрее и надежнее и расходовал меньше энергии, чем наборы микросхем системной логики для первого поколения процессоров Pentium. Компонент North Bridge в наборе микросхем системной логики 430NX состоял из трех микросхем. Основная микросхема 82434NX содержала контроллер кэш-памяти и оперативной памяти, интерфейс управления шиной PCI. Фактически передачей данных по шине PCI управляли две микросхемы 82433NX, называемые акселераторами локальной шины. Эти две микросхемы вместе с основной микросхемой и составляли North Bridge. Компонент South Bridge (микросхема 82378ZB) набора 430NX представлял собой ту же самую микросхему System I/O (SIO), что и в чипсете 430LX. Этот компонент подсоединялся к шине PCI и генерировал сигналы для шины ISA малого быстродействия. По сравнению с набором Mercury (430LX) рассматриваемый набор микросхем системной логики обладал некоторыми новыми возможностями. Он мог поддерживать: * два процессора; * память объемом до 512 Мбайт. * память типа FPM объемом до 512 Мбайт. Вся оперативная память, установленная в системе могла быть кэширована. * частота системной шины по прежнему до 66 МГц. Набор микросхем системной логики 430NX был ориентирован на мощные рабочие станции и сервера: об этом говорит возможность поддержки двух процессоров Pentium, поддержка до 512 Мб памяти, а так же возможность кэширования всей оперативной памяти. i430FX (Triton) В январе 1995 года Intel представила новый набор микросхем системной логики для процессора Pentium: i430FX (Triton). Это был первый набор, который поддерживал память EDO (Extended Data Out). Эта память хотя и не стоила дороже, но ее быстродействие было несколько выше, чем у стандартной памяти FPM (Fast Page Mode). Компонент North Bridge в 430FX состоял из трех микросхем. Основная микросхема 82437FX выполняла функции системного контроллера, который состоял из контроллеров памяти и кэш-памяти, интерфейса процессора и контроллера шины PCI, а две микросхемы 82438FX представляли собой тракты прохождения данных для шины PCI. Основные возможности 430FX: * поддержка памяти EDO; * поддержка более высокого быстродействия кэша (режим pipelined burst); * реализация PIIX South Bridge с быстродействующим Bus Master IDE; * отсутствие поддержки контроля четности в памяти; * поддержка только одного процессора; * поддержка оперативной памяти объемом не более 128 Мбайт, причем кэшироваться могли только первых 64 Мбайт. * частота системной шины максимум 66 МГц. Возможность кэшировать только до 64 Мбайт оперативной памяти означает, что, если в вашей системе установлена оперативная память емкостью более 64 Мбайт, эффективность системы снизится. Многие считают это несерьезной проблемой, поскольку их программное обеспечение не занимает все 64 Мбайт. Это еще одна ошибка, потому что Windows 9х и Windows NT/2000 (а также другие операционные системы, например Linux) загружаются в верхние адреса памяти. Таким образом, если вы установили оперативную память объемом 96 Мбайт (64 Мбайт + 32 Мбайт), то почти все ваше программное обеспечение, включая операционную систему, будет загружаться в некэшируемую область выше 64 Мбайт. Эффективность повышается только тогда, когда вы используете более 32 Мбайт. Попробуйте отключить кэш-память второго уровня, выбрав соответствующий параметр с помощью программы Setup BIOS, чтобы увидеть, как замедлится работа вашей системы. Именно такого эффекта можно ожидать, если установить более 64 Мбайт оперативной памяти на компьютере с набором микросхем 430FX. South Bridge (микросхема 82371FB) был первым чипом PIIX (PCI ISA IDE Xcelerator). Эта микросхема служила в качестве моста между шиной PCI, работающей на частоте 33 МГц, и более медленной шиной ISA, работающей на частоте 8 МГц. Кроме того, в этой микросхеме впервые был реализован двухканальный интерфейс IDE. Переместив интерфейс IDE с шины ISA в микросхему РIIХ, удалось подключить его к шине PCI, что позволило намного увеличить скорость передачи данных. Благодаря этому стало возможным реализовать новые интерфейсы IDE, и тем самым значительно повысить эффективность жесткого диска. Но, тем не менее, набор микросхем 430FX не мог вытеснить 430NX с рынка мощных серверов и рабочих станций, так как поддерживал только один процессор, всего 128 Мб оперативной памяти и кэшировал только первые 64Мб. Набор 430FX был ориентирован на рынок домашних компьютеров, в то время как 430NX, несмотря на отсутствие поддержки памяти EDO и устаревший South Bridge, по-прежнему применялся в серверах и мощных рабочих станциях. i430HX (Triton II) Набор микросхем системной логики Triton II 430НХ был разработан Intel для замены набора 430NX. Он поддерживает память EDO и кэш-память второго уровня типа pipeline burst. В нем также предусмотрена поддержка двухпроцессорных систем и в дополнение к средствам контроля четности добавлена поддержка кодов с исправлением ошибок, которые не только обнаруживают, но и исправляют ошибку в одном разряде в памяти. И для всего этого понадобилась только память с контролем четности. Этот набор микросхем системной логики подходит не только для выполняющих критические задания высокоэффективных систем, таких как файл-серверы, но и для дешевых компьютеров. Если контроля четности или кодов с исправлением ошибок в памяти не требуется, этот набор микросхем можно легко сконфигурировать так, чтобы использовать более дешевую память, т.е. без контроля четности или без кодов с исправлением ошибок. Ниже приведены основные преимущества набора микросхем системной логики НХ перед FX: * поддержка симметричной мультипроцессорной обработки (для двух процессоров); * поддержка кодов с исправлением ошибок (ЕСС) и контроля четности в памяти; * поддержка оперативной памяти объемом 512 Мбайт (а не 128 Мбайт); * кэширование оперативной памяти объемом 512 Мбайт с помощью кэш-памяти второго уровня, а не 64 Мбайт (если установлена необязательная микросхема Tag RAM); * уменьшение количества циклов при обмене с памятью; * поддержка версии PCI 2.1, которая допускает параллельно выполняемые операции PCI; * поддержка компонентом РIIХЗ различных установок скорости передачи IDE на одиночном канале; * поддержка шины USB компонентом РIIХЗ South Bridge. * частота системной шины до 66 МГц. Проблемы с кэшированием памяти, возникавшие в 430FX, были исправлены в 430НХ. Этот набор микросхем системной логики позволял кэшировать все 512 Мбайт оперативной памяти, если было установлено необходимое количество кэш-памяти для тэгов (это небольшая микросхема кэш-памяти, используемая для хранения адресов данных, которые содержатся в кэше). Большинство наборов микросхем 430НХ поставлялись с таким количеством микросхем кэш-памяти для тэгов, что можно было кэшировать только 64 Мбайт оперативной памяти, но по желанию каждый мог установить дополнительные микросхемы и кэшировать все 512 Мбайт оперативной памяти. North Bridge в наборе микросхем системной логики 430НХ был однокристальным. РIIХЗ South Bridge (микросхема 82371 SB) допускал независимую синхронизацию двойных каналов IDE. Иначе говоря, вы могли установить два устройства с различным быстродействием на одном и том же канале и конфигурировать скорости передачи для каждого устройства в отдельности. Микросхемы РIIX предыдущих поколений позволяли обоим устройствам работать только с одинаковым быстродействием. Микросхема РIIХЗ также поддерживала шину USB (Universal Serial Bus). К сожалению, в то время не существовало никаких устройств для подключения к USB, не было также ни операционных систем, ни драйверов для поддержки шины, а порты USB были диковинкой, и никто их не использовал. 430НХ поддерживает более новый стандарт PCI2.1, который допускает параллельное выполнение операций PCI и тем самым увеличивает эффективность. Поддерживая память EDO и кэш-память типа pipelined burst, этот набор микросхем системной логики, возможно, оказался самым лучшим решением для мощных компьютеров на основе Pentium. Системы на основе этого набора микросхем были не только эффективны, но и обладали высокой надежностью и устойчивостью - в них поддерживались коды с исправлением ошибок в памяти. Набор микросхем системной логики 430НХ, как мы уже упоминали, был ориентирован на замену уже прилично устаревшему 430NX в серверах, в то же время на базе этого чипсета можно было строить и недорогие рабочие станции с отличным быстродействием. Этот набор вобрал в себя все лучшее от 430NX и 430FX, кроме того сам по себе оказался очень удачным. i430VX (Triton III) Набор микросхем системной логики 430VX никогда не имел официального кодового названия, хотя многие начали называть его Triton III. Он был разработан в качестве замены дешевого набора 430FX, но никак не для замены более мощного 430НХ. Набор VX обладает только одним существенным техническим преимуществом перед НХ - поддержкой памяти SDRAM, во всех других отношениях он больше похож на 430FX, чем на НХ. Набор микросхем 430VX поддерживает: * синхронную память DRAM (SDRAM) 66 МГц, разумеется поддержка FPM и EDO остается; * коды с исправлением ошибок в памяти или отсутствие контроля четности; * только один процессор; * оперативную память объемом не более 128 Мбайт; * кэширование только 64 Мбайт оперативной памяти. * частота системной шины до 66 МГц. Хотя этот набор микросхем и поддерживает память SDRAM, фактическое быстродействие, достигаемое с помощью этой памяти, ограничено. Дело в том, что набор 430VX хоть и поддерживал SDRAM, но не по оптимальной схеме 5-1-1-1, а по схеме 6-1-1-1, именно поэтому большинство систем с 430НХ обладают более высоким быстродействием, чем системы на основе 430VX, даже несмотря на то, что VX может использовать память SDRAM с более высоким быстродействием. Кроме того: набор микросхем системной логики VX разработан для дешевых компьютеров, в большинство из которых никогда не устанавливалась память SDRAM. Как и 430FX, VX может кэшировать только 64 Мбайт оперативной памяти. После падения цен на микросхемы памяти в 1996 году многие пользователи установили память объемом более 64 Мбайт, и это ограничение стало действительно серьезным недостатком. i430TX (Triton IV)
Набор микросхем 430ТХ имеет некоторые преимущества перед 430VX, но, к сожалению, он не поддерживает контроль четности и коды с исправлением ошибок и может кэшировать только 64 Мбайт оперативной памяти, как и более старые наборы FX и VX. Этот набор микросхем системной логики не предназначался для замены высококачественного 430НХ, который все еще использовался в системах, выполнявших наиболее сложные задания. Набор микросхем системной логики ТХ обладает следующими возможностями: * поддержка памяти SDRAM, работающей на частоте 66 МГц; * кэширование памяти объемом до 64 Мбайт; * поддержка Ultra-ATA или Ultra-DMA 33 (UDMA) интерфейса IDE передачи данных; * более низкое потребление мощности, что важно для портативных компьютеров; * отсутствие контроля четности и поддержки кодов с исправлением ошибок; * поддержка только одного процессора; * частота системной шины - 66МГц. Набор 430TX был эффективнее и быстрее 430VX в первую очередь за счет использования SDRAM в качестве оперативной памяти. Именно с появлением на рынке 430ТХ этот тип оперативной памяти стал стремительно завоевывать рынок. Новый чипсет мог поддерживать больше оперативной памяти, нежели VX - 256 Мб. Кроме того, чипсет поддерживал новый протокол обмена с жесткими дисками, так называемый UDMA 33. Производители жестких дисков достаточно быстро стали изготавливать модели с поддержкой нового протокола, который позволял IDE контроллеру быстрее обмениваться данными с жестким диском (со скоростью 33 Мбайт/с, прежний протокол имел максимальную скорость 16,6 Мбайт/с. Подробнее о протоколах обмена с жестким диском мы поговорим, когда будем изучать сами жесткие диски). ТХ появился в феврале 1997 года и был последним чипсетом Intel для процессоров пятого поколения. После TX Intel прекращает разработку новых чипсетов и процессоров пятого поколения, и переходит к разработке систем шестого поколения, поколения Pentium II.
Сводная таблица чипсетов Intel для процессоров класса Pentium
|
Набор микросхем системной логики 430ТХ не имел кодового названия, однако некоторые пользователи называют его Triton IV. Это последний набор микросхем системной логики фирмы Intel для Pentium.
