Организация ЭВМ и систем

Тема: Интерфейсы

•Интерфейсы накопителей

• Интерфейсы SCSI

• Универсальная последовательная шина - Universal

Serial Bus (USB)

• Интерфейс IEEE 1394 – Fire Wire

• Актуальные чипсеты: Intel 945/955 Express и 975X,

NVIDIA nForce 680i SLI из новой серии nForce 600i

(для процессоров Intel)

Интерфейсы накопителей

Первоначально для подключения накопителей к

IBM PC использовались интерфейсы низкого уровня,

классифицируемые как интерфейсы на уровне

устройства: ST-506 (Shugart Technology), ESDI

(Enhanced Small Device Interface).

Для таких интерфейсов характерно, что их сигналы

являются функцией генерирующего и использующего

их устройства. Это позволяет использовать весьма

простую электронику в самом устройстве, а основную

нагрузку по обработке данных переложить на контроллер

или процессор, что, естественно, негативно отражается

на скоростных и прочих характеристиках подобных

накопителей.

В настоящее время распространены интерфейсы

системного уровня, использующие сигналы в логике

центрального процессора, что предполагает реализацию

функций контроллера накопителя в самом накопителе, а

устройство, сопрягающее интерфейс накопителя с

системной шиной ПК, выполняет лишь роль адаптера

интерфейса (моста).

В IBM PC таким интерфейсом является EIDE/ATA. Он

представляет собой «приставку» к 16-битной шине ISA,

иначе называемой AT Bus, поэтому стандарт именуется

AT Attachment (ATA). Другое название интерфейса –

Enhanced Integrated Drive Electronics (EIDE). Первая

спецификация ATA (IDE) определяла возможность

подключения двух устройств к одному интерфейсу.

Спецификация ATA-2 (EIDE) описывает совместную

работу двух интерфейсов, позволяя, таким образом,

подключать до четырех устройств.

С внедрением стандарта ATA-4 на поддержку

пакетных команд (ATAPI – ATA Packet Interface) стало

возможным подключение устройств со сменным

накопителем (приводы CD-ROM/DVD-ROM, стримеры,

приводы флоппи-дисков большого объема). Последующие

спецификации добавляли новые скоростные режимы и

решали некоторые проблемы.

В современной вычислительной технике

наблюдается тенденция перехода на

высокоскоростные последовательные интерфейсы.

Так, для накопителей был предложен последовательный

интерфейс SerialATA, по своим характеристикам

представляющий собой «приставку» к PCI Express.

Стандарт SATA/150 обеспечивает пропускную

способность до 1,5 Гбит/с (без учета кодирования

8B / 10B). Стандарт SATA/300 обеспечивает пропускную

способность до 3 Гбит/с (без учета кодирования 8B / 10B).

Каждое устройство работает на отдельном кабеле.

Стандарт предусматривает горячую замену устройств

и функцию очереди команд. SATA-устройства используют

два разъёма: 7-контактный – для подключения шины

данных и 15-контактный – для подключения питания.

Передача данных происходит в дуплексном режиме по

двум парам проводником (одна пара – на прием, другая –

на передачу) с использованием дифференциального

кодирования сигналов.

Кроме перечисленных интерфейсов, для подключения

накопителей используются универсальные периферийные

интерфейсы SCSI, USB, FireWire и т. п.

Интерфейсы SCSI

Интерфейс SCSI был разработан в конце 70-х годов

и предложен организацией Shugart Associates. Первый

стандарт на этот интерфейс был принят в 1986 г.. SCSI

определяет только логический и физический уровень.

Устройства, подключенные к шине SCSI, могут играть

две роли: Initiator (ведущий) и Target (ведомый), причем

одно и то же устройство может быть как ведущим, так

и ведомым. К шине может быть подключено до восьми

устройств. Каждое устройство на магистрали имеет свой

адрес (SCSI ID) в диапазоне от 0 до 7. Одно из этих

устройств – хост-адаптер SCSI. Ему обычно назначают

SCSI ID=7. Хост-адаптер предназначен для осуществления

обмена с процессором. Хост-адаптер, как правило, имеет

разъемы для подключения как встраиваемых, так и

внешних SCSI-устройств.

Стандарт SCSI определяет два способа передачи

сигналов – синфазный и дифференциальный. В

первом случае сигналы на линиях имеют ТТЛ-уровни, при

этом длина кабеля ограничена 6 м. Версии шины SCSI с

дифференциальной передачей сигнала («токовой

петлей») дают возможность увеличить длину шины до

25м.

Интерфейс

Скорость передачи

данных

8бит 16бит 32бит

Max

длина

кабеля,

м

SCSI 5МВ/с 10МВ/с 20МВ/с 6

Fast 10МВ/c 20МВ/с 40МВ/с 3

Ultra 20МВ/с 40МВ/с 80МВ/с 1,5

Существует также спецификация

на программный интерфейс

драйверов хост-адаптера и SCSI-

устройств, разработанная

фирмой Adaptec, ASPI

(Advanced SCSI Programming

Interface). Другая спецификация

– SCAM (SCSI Configuration Auto

Magically) – позволяет упростить

настройку SCSI-устройств и

скрыть от пользователя

некоторые ее детали.

Универсальная последовательная шина -

Universal Serial Bus (USB)

Спецификация периферийной шины USB была

разработана лидерами компьютерной и

телекоммуникационной промышленности (Compaq, DEC,

IBM, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom) для

подключения компьютерной периферии вне корпуса ПК с

автоматическим автоконфигурированием (plug-n-play).

Первая версия стандарта появилась в 1996 г.

Интерфейс USB представляет собой последователь-

ную, полудуплексную, двунаправленную шину со

скоростью обмена:

USB 1.1 – 1,5 Мбит/с или 12 Мбит/с;

USB 2.0 – 480 Мбит/с.

USB 3.0 – 5 Гбит/с.

Шина позволяет подключить к ПК до 127 физических

устройств.

Физическое соединение устройств в USB осуществляется

по топологии многоярусной звезды. Кабельная разводка

USB начинается с узла (host).

Хост обладает интегрированным корневым

концентратором (root hub), который предоставляет

несколько разъемов USB для подключения внешних

устройств. Затем кабели идут к другим устройствам USB,

которые также могут быть концентраторами, и

функциональным компонентам.

Концентраторы часто встраиваются в мониторы и

клавиатуры (которые являются типичными составными

устройствами). Концентраторы могут содержать до семи

«исходящих» портов.

ПК

ТелефонМонитор

МикрофонДинамик

Клавиатура

Перо

Мышь

Хост – контроллер - хаб

«Функция»

Хаб / «функция»

Топология многоярусной звезды

Интерфейс USB 1.1 декларирует два режима:

низкоскоростной подканал (пропускная способность –

1,5 Мбит/с), предназначенный для таких устройств, как мыши и

клавиатуры;

высокопроизводительный канал, обеспечивающий

максимальную пропускную способность 12 Мбит/с, что может

использоваться для подключения внешних накопителей или

устройств обработки и передачи аудио- и видеоинформации.

Хост узнает о подключении или отключении устройства из

сообщения от концентратора (эта процедура называется

опросом шины – bus enumeration). Затем хост присваивает

устройству уникальный адрес USB (1…127). После отключения

устройства от шины USB его адрес становится доступным для

других устройств.

Хост опрашивает все устройства и выдает им разрешения на

передачу данных (рассылая для этого пакет-маркер – Token

Packet). Таким образом, устройства лишены возможности

непосредственного обмена данными – все данные проходят

через хост.

Данные на шине передаются транзакциями, интервал между

которыми составляет 1 мс. Предусмотрено четыре типа

транзакций.

Управляющие передачи используются для конфигурации

вновь подключенных устройств (например, присвоения им

адреса USB) и их компонентов.

Групповая передача (bulk) используется для адресной

пересылки данных большого объема (до 1023 байт). В качестве

примера можно привести передачу данных на принтер или от

сканера.

Передача данных прерывания, например, введенных с

клавиатуры данных или сведений о перемещении мыши. Эти

данные должны быть переданы достаточно быстро для того,

чтобы пользователь не заметил никакой задержки. В

соответствии со спецификациями время задержки USB

составляет несколько миллисекунд.

Изохронные передачи (в реальном масштабе времени).

Пропускная способность и задержка доставки оговариваются до

начала передачи данных. За один сеанс в таком режиме может

быть передано до 1023 байт.

Интерфейс IEEE 1394 – FireWire

Группой компаний при активном участии Apple быларазработана технология последовательнойвысокоскоростной шины, предназначенной для обменацифровой информацией между компьютером и другимиэлектронными устройствами.

Интерфейс IEEE 1394 представляет собойдуплексную, последовательную, общую шину дляпериферийных устройств. Она предназначена дляподключения компьютеров к таким бытовым электроннымприборам, как записывающая и воспроизводящая видео- иаудиоаппаратура, а также используется в качествеинтерфейса дисковых накопителей (таким образом, онасоперничает с шиной SCSI).

Первоначальный стандарт (1394a) поддерживаетскорости передачи данных 100 Мбит/с, 200 Мбит/с и400 Мбит/с. Последующие усовершенствования стандарта(1394b) - 800 и 1600 Мбит/с (FireWire800, FireWire1600).

Устройства, которые передают данные на разных

скоростях, могут быть одновременно подключены к

кабелю (поскольку пары обменивающихся данными

устройств используют для этого одну и ту же скорость).

Рекомендуемая максимальная длина кабеля между

устройствами составляет 4,5 м. К кабелю общей длиной

до 72 м может быть одновременно подключено до 63

устройств, называемых узлами (nodes). Для увеличения

числа шин вплоть до максимального значения (1023) могут

быть использованы мосты.

Каждое устройство обладает 64-разрядным адресом:

• 6 бит – идентификационный номер устройства на шине,

• 10 бит – идентификационный номер шины,

• 48 бит – используются для адресации памяти (каждое

устройство может адресовать до 256 Тбайт памяти).

IEEE 1394 поддерживает два режима передачи

данных (каждый из которых использует пакеты

переменной длины).

Асинхронная передача используется для пересылки

данных по конкретному адресу с подтверждением

приема и обнаружением ошибок.

Изохронная передача предполагает пересылку данных

через равные промежутки времени, причем

подтверждения приема не используются. Этот режим

предназначен для пересылки оцифрованной видео- и

аудиоинформации.

Пакеты данных пересылаются порциям, которые

имеют размер, кратный 32 битам, и называются

квадлетами (guadlets). При этом пакеты начинаются, по

меньшей мере, с двух квадлетов заголовка, после чего

следует переменное число квадлетов полезной

информации.

Для заголовка и полезных данных контрольные суммы

(CRC) указываются отдельно. Длина заголовков

асинхронных пакетов составляет, как минимум, 4

квадлета.

У изохронных пакетов может быть заголовок

длиной 2 квадлета, поскольку единственным

необходимым при этом адресом является номер канала.

IEEE 1394 выделяет следующие функции устройств:

Хозяин цикла (cycle master) – выполняется корневым

узлом, имеет наивысший приоритет доступа к шине,

обеспечивает общую синхронизацию остальных устройств

на шине, а также изохронных сеансов передачи данных.

Диспетчер шины (bus manager) управляет питанием

шины и выполняет некоторые функции оптимизации.

Диспетчер изохронных ресурсов (isochronous

resource manager) распределяет временные интервалы

среди узлов, собирающихся стать передатчиками (talkers).

Все функции диспетчеризации могут выполняться

одним и тем же либо различными устройствами. Хозяин

цикла посылает синхронизирующее сообщение о начале

цикла через каждые 125 мкс (как правило). Теоретически

80% цикла (100 мкс) резервируется для изохронного

трафика, а остальная часть становится доступной для

асинхронного трафика.

Шинная архитектура системы на

основе МП Pentium II, IIICPU-SLOT 1

Control

Address

Data

AGP

SLOTPMC

82443BX

Main

Memory

(DRAM)

Addr

Cntrl

PCI BUS

Control

Address/Data

PIIX4EUSB1

USB2

PCI IDE

HEADER

ISA BUSISA

SLOT(s)

83977F

FDC

Buffer

X BUS

KBC

RTC

Flash BIOS

Serial

LPT

IrDA

PCI Express

Интерфейс PCI Express (первоначальное название –

3GIO (3rd Generation I/O – Ввод-вывод 3-го поколения))

использует концепцию PCI, однако физическая их

реализация кардинально отличается. На физическом

уровне PCI Express представляет собой не шину, а

некое подобие сетевого взаимодействия на основе

последовательного протокола. Высокое быстродействие

PCI Express позволяет отказаться от других системных

интерфейсов (AGP, PCI), что дает возможность также

отказаться от деления системного чипсета на северный и

южный мосты в пользу единого контроллера PCI Express.

Одна из концептуальных особенностей интерфейса

PCI Express, позволяющая существенно повысить

производительность системы, — использование топологии

«звезда».

Система на основе PCI

C созданием шины PCI отдельные микросхемычипсета стали называть мостами — так появилисьустоявшиеся термины: северный мост (North Bridge) июжный мост (South Bridge) чипсета, при этом северныймост соединяется непосредственно с процессором, аюжный — с северным. В некоторых случаях производителиобъединяют северный и южный мост в одну микросхему, итакое решение называют одночиповым, а если микросхемыдве, то это — двухмостовая схема.

В северный мост чипсета традиционно включеныконтроллер памяти (за исключением чипсетов дляпроцессоров с архитектурой AMD64), контроллерграфической шины (AGP или PCI Express x16),интерфейс взаимодействия с южным мостом иинтерфейс взаимодействия с процессором. В некоторыхслучаях северный мост чипсета может содержатьдополнительные линии PCI Express x1 для организациивзаимодействия с картами расширения, имеющимисоответствующий интерфейс.

На южный мост чипсета возлагается функцияорганизации взаимодействия с устройствами ввода-вывода. Южный мост содержит контроллеры жесткихдисков (SATA и/или PATA), USB-контроллер, сетевойконтроллер (только MAC-уровень), контроллер PCI-шины иPCI-Express-шины, контроллер прерывания и DMA-контроллер. К тому же в южный мост обычно встраиваетсязвуковой контроллер, и в этом случае еще необходимавнешняя к чипсету микросхема кодека. Кроме того, южныймост соединяется с еще двумя важными микросхемами наматеринской плате: микросхемой ROM-памяти BIOS имикросхемой Super I/O, отвечающей за последовательныеи параллельные порты и за флоппи-дисковод.

Для соединения северного и южного мостов друг сдругом используется специальная выделенная шина,причем разные производители используют для этогоразные шины (с различной пропускной способностью):• Intel — DMI (Direct Media Interface). Это слегкаизмененная электрически шина PCI Express х4 (шинаDMI синхронизируется с шиной PCI Express от однойтактовой частоты 100 MHz).• ULi — Hyper Transport;• VIA — V-Link;• SiS — MuTIOL;• ATI — Hyper Transport, PCI Express;• NVIDIA — Hyper Transport.

Как правило, название чипсета совпадает с названиемсеверного моста, хотя более правильным являетсяуказание именно совокупности северного и южного мостов,поскольку во многих случаях один и тот же северный мостчипсета может сочетаться с различными вариантамиюжных мостов.

Топология «звезда» в интерфейсе

PCI Express

Некоторые современные процессоры

Intel для настольных ПКПроцессоры Pentium XE 840 Pentium D 840 Pentium 4 670 Pentium 4

Технология производства

90 нм

Кэш-память L2

2 x 1 Мб 2 Мб 1 Мб

Тактовая частота

3,20 ГГц 3,20 ГГц 3,80 ГГц 2,80 ГГц

Частота системной шины

800 МГц 800 МГц 533 МГц

Технологии Intel

2 ядра, Extended Memory 64, Hyper-Threading, Execute Disable Bit

Intel SpeedStep, Execute Disable Bit, Extended Memory 64, 2 ядра

Hyper-Threading, Execute Disable Bit, Extended Memory 64, Intel SpeedStep

-

Корпус FC-LGA FC-PGA4

Некоторые современные процессоры

Intel для настольных ПК

Процессоры Pentium XE 840 Pentium D 840 Pentium 4 670 Pentium 4

Чипсеты

i955X Express i955X Express,

i945G Express,

i945P Express,

E7230

i955 Express,

серия i945,

E7230

i865GV,

i910GL

Express

Память

Двухканальная

DDR2

Двухканальная

DDR2

400/533/667

Двухканальная DDR

400/333/266 SDRAM

Тип разъема LGA775 Socket 478

Напряжение

питания

ядра

1,20 - 1,40 В 1,20 - 1,40 В 1,25 - 1,40 В 1,25 - 1,40 В

Семейство чипсетов

Intel 955X/945P/945G Express

i955X

Новая линейка чипсетов представлена тремя продуктами: топовым

(i955X — без интегрированной графики, с урезанными возможностями

по поддержке старых решений, с несколькими особенностями,

характерными для высокопроизводительных систем), интегрированным

(i945G) и базовым (i945P).

Intel 955X Express Северный мост 955X:• поддержка процессоров Intel Pentium 4, Pentium 4 Extreme Edition, Pentium Dи Pentium Extreme Edition с частотой системной шины 800/1066 МГц;

• двухканальный контроллер памяти DDR2-533/667 с поддержкой до 4модулей DIMM суммарным объемом до 8 ГБ (возможно применение модулей с ибез ECC);

• графический интерфейс PCIEx16;

Шина DMI (с пропускной способностью ~2 ГБ/с) до южногомоста ICH7/R;

Южный мост ICH7/R:

• до 4 (у ICH7)/6 (у ICH7R) портов PCIEx1;

• до 6 слотов PCI;

• до 2 устройств (1 канал) ATA100;

• до 4 портов Serial ATA на 4 устройства SATA300 (SATA II, второепоколение стандарта), с поддержкой AHCI и функций вроде NCQ;

• возможность организации RAID-массива уровней 0, 1, 0+1 (10) и 5 изSATA-дисков;

• до 8 устройств USB 2.0;

• High Definition Audio (7.1) или AC'97-аудио (7.1) и MC'97-модем;

• специальный интерфейс для подключения фирменного 100-мегабитного сетевого контроллера Intel серии 82562;

• обвязка для низкоскоростной и устаревшей периферии, прочее.

Intel i945G и i945P Express

Южные мосты для всего семейства общие.

Функциональность северного моста i945G и i945P:

Северный мост 945G:

• поддержка процессоров Intel Celeron D, Pentium 4, Pentium 4 Extreme Edition, Pentium D и Pentium Extreme Edition с частотой системной шины 533/800/1066 МГц;

• двухканальный контроллер памяти DDR2-400/533/667 с поддержкой до 4 модулей DIMM без ECC суммарным объемом до 4 ГБ;

• графический интерфейс PCIEx16;

• интегрированное графическое ядро GMA 950;

Северный мост 945P:

• поддержка процессоров Intel Celeron D, Pentium 4, Pentium 4 Extreme Edition, Pentium D и Pentium Extreme Edition с частотой системной шины 533/800/1066 МГц;

• двухканальный контроллер памяти DDR2-400/533/667 с поддержкой до 4 модулей DIMM без ECC суммарным объемом до 4 ГБ;

• графический интерфейс PCIEx16.

Intel 975X Express

В конце 2005 года Intel анонсировал новый чипсет,

который нельзя охарактеризовать иначе как версию i955X.

Характеристики i975X, кроме одной, совпадают с таковыми

у его предшественника:

Северный мост 975X:

• поддержка процессоров Intel Pentium 4, Pentium 4

Extreme Edition, Pentium D, Pentium Extreme Edition, Core 2

Duo и Core 2 Extreme с частотой системной шины 800/1066

МГц;

• двухканальный контроллер памяти DDR2-533/667 с

поддержкой до 4 модулей DIMM суммарным объемом до 8

ГБ (возможно применение модулей с и без ECC);

• графический интерфейс PCIEx16 или 2 графических

интерфейса PCIEx8.

Intel 975X Express

В единственном несовпадающем пункте i975X не отменяет,а расширяет возможности i955X: новый чипсет позволяетсоздать 2 графических порта путем «разбиения»оригинального графического интерфейса PCIEx16 на два поx8. Нужно это, в первую и единственную очередь, для болеебыстрой работы CrossFire (и еще остается больше свободныхпортов PCI Express в южном мосту). В остальном, включая те жеподдерживаемые модели южных мостов — ICH7/R, чипсетыодинаковы.

Стоит отметить, что, в силу разницы в сроках выхода в свет,i975X поддерживает процессоры нового поколения Intel Core 2Duo/Extreme. От самого чипсета здесь ничего не зависит, ноофициальная поддержка Core 2 дарована маркетологами толькоодному топовому решению, равно как и первыечетырехъядерные процессоры должны официально заработатьтолько в платах на базе i975X. Системные платы на i955X спроцессорами новой микроархитектуры несовместимы.Сергей Пикалов (peek@ixbt.com)

Опубликовано — 27 мая 2005 г. Последнее обновление — 9 сентября2006 г.

http://www.ixbt.com/mainboard/i945-i955-chipsets-specs.shtml

Intel 975X Express

Платформы на базе набора микросхем Intel 975XExpress и процессора Intel Pentium Extreme Editionобеспечивают исключительно высокуюпроизводительность для игр, мультимедийных развлеченийи ресурсоемких бизнес-приложений сегодняшнего изавтрашнего дня.

Набор микросхем Intel 975X Express обеспечиваетвысочайшую производительность платформ Intel иподдержку новейших двухъядерных процессоров, засчет чего дополнительные интеллектуальные ресурсыуправляют четырьмя потоками, получаемыми отпроцессора и устанавливают приоритеты этих потоков.

В дополнение к поддержке многопоточности, набормикросхем Intel 975X Express обеспечивает функцииоптимизации производительности, например,поддержку нескольких видеокарт 2x8, технологии IntelMPT, адресацию до 8 ГБ памяти с поддержкой 64-разрядного режима, а также поддержку кода коррекцииошибок памяти.

Intel 975X Express

Частота системной

шины 1066-/800 МГц

Поддерживает процессоры Intel

Core™2 Extreme, Intel Core™2 Duo,

Intel Pentium Extreme Edition и Intel

Pentium D, обеспечивая

высочайшую производительность

для игр и приложений

Технология Intel

MPT

Создание магистральной памяти,

обеспечивающих эффективное

использование каждого канала

памяти и повышение скорости

обмена данными между

процессором и системной памятью,

позволяет значительно повысить

производительность системы

Intel 975X Express

Технология Intel

High Definition

Audio

Интегрированная поддержка популярных

форматов электронного звука,

улучшенное качество звука и поддержка

нескольких звуковых потоков для

первоклассного цифрового звука

Интерфейс PCI

Express

16 дорожек PCI Express в блоке

контроллеров памяти (MCH)

обеспечивают повышение

производительности более чем в 3,5 раза

по сравнению с традиционным

интерфейсом AGP 8X, поддерживая

новейшие видеокарты для ресурсоемких

игр и приложений. 6 дорожек PCI x1 в

блоке контроллеров ввода/вывода

поддерживают широкий диапазон

приложений и карт ввода/вывода.

Intel 975X Express

Гибкая

конфигурация PCI

Express

2 контроллера PCI Express в блоке

контроллеров памяти (MCH)

обеспечивают работу в режиме 1 x

16 или 2 x 8 для 16 дорожек PCI

Express

Технология Intel

Matrix Storage

Обеспечивает улучшенный доступ к

цифровым фотографиям,

видеозаписям и документам с

помощью массивов RAID 0, 5 и 10, а

также защиту данных от

неисправности жестких дисков с

помощью массивов RAID 1, 5 и 10.

Intel 975X Express

Serial ATA (SATA) 3 Гбит/с Высокоскоростные системы

хранения данных облегчают

доступ к данным

Поддержка двухканальной

памяти DDR2

Пропускная способность до

10,7 ГБ/с и адресация до 8 ГБ

памяти для улучшения

быстродействия системы

Технология Intel Flex

Memory

Упрощает обновления,

позволяя устанавливать

модули памяти разной

емкости, сохраняя

возможность работы в

двухканальном режиме

Чипсет NVIDIA nForce 680i SLI из новой

серии nForce 600i (для процессоров Intel)

Что такое NVIDIA SLI

NVIDIA SLI (Scalable Link Interface) являетсявысокопроизводительной технологией, которая позволяетпользователям гибко изменять графическуюпроизводительность и качество изображения благодаряработе двух NVIDIA GPU в одной системе. SLIинтеллектуально масштабирует геометрическуюпроизводительность и скорость заполнения сцены длядвух GPU.

Для этого чипсет распределяет линии шины PCI Expressx16 на две шины PCI Express x8 (соответственно и наматеринских платах имеется два слота для установкивидеокарт), а остальное обеспечивают видеокарты и ихдрайверы.

SLI поднимает PCI Express систему на базенескольких GPU на новый уровень, разработавсемейство графических процессоров синтеллектуальной патентуемой программно-аппаратной технологией.

На каждом GPU есть специальная логика по

масштабированию, и между GPU есть специальный

цифровой интерфейс. Плюс, есть полный набор

программного обеспечения, поддерживающий

равномерное распределение динамической нагрузки и

передовые алгоритмы рендеринга*, обеспечивающие

лучшее качество изображения.

Степень увеличения производительности будет

зависеть от приложения и его способности к

масштабированию. В некоторых случаях

производительность может возрасти в два раза. В целом

наибольшую выгоду получат приложения, работающие на

высоких разрешениях с высокими установками качества.

*Рендеринг (англ. rendering — «визуализация») в компьютерной

графике — это процесс получения изображения по модели с помощью

компьютерной программы.

Технология SLI поддерживает 32-bit и 64-bit Windows

XP.

SLI поддерживается всеми игровыми

приложениями, обеспечивая либо увеличение

производительности через режимы рендеринга AFR или

SFR, либо повышенное визуальное качество с помощью

режима сглаживания в SLI. Чтобы обеспечить

оптимальные возможности для потребителей, NVIDIA

создала расширенный набор специальных игровых

профилей, которые автоматически включают SLI.

http://www.slizone.ru/page/slizone_faq.html

Функциональность чипсета

nForce 680i SLI«Раскладка» функциональности между мостами вполне

традиционная: северный мост (SPP) отвечает за поддержкупроцессора, памяти, работу одного слота PCI Express x16 инескольких PCI Express x1, а южный мост (MCP) реализуетподдержку периферии, второго слота PCI Express x16 (дляорганизации SLI) и третьего слота для видеокарт (со скоростью x8).Суммарно функциональность выглядит следующим образом:

поддержка всех процессоров Intel семейств Celeron D и Pentium(включая двухъядерные) с частотой системной шины 533/800/1066МГц, а также всех процессоров Core 2 Duo и Core 2 Quad;дополнительно поддержка частоты системной шины 1333 МГц длябудущих моделей Core 2;

двухканальный контроллер памяти DDR2-533/667/800 с поддержкойдо 4 модулей DIMM суммарным объемом до 8 ГБ (без ECC); естьподдержка «SLI-Ready»-памяти (с EPP); интегрированный блокDASP 4.0 предназначен для аппаратной предвыборки икэширования данных;

двунаправленная шина Hyper Transport (частота работы 1 ГГц,ширина 16 бит в каждом направлении), обеспечивающая связьмежду мостами чипсета;

два графических интерфейса PCIEx16 (от каждого из мостов) свозможностью организации SLI (x16+x16);

интерфейс PCIEx8 от южного моста, предназначенный дляустановки третьей видеокарты для расчета «физики» в играх;

6 интерфейсов PCI Express x1 (суммарно от северного и южногомоста), которые могут быть использованы для создания слотов PCIEx1или для подключения интегрированных на плату контроллеров;

до 5 устройств PCI;

до 6 портов Serial ATA на 6 устройств SATA300 (SATA-II, второепоколение стандарта), с поддержкой функций NCQ, TCQ и Hot-plug;

до 2 устройств (1 канал) ATA133;

возможность организации RAID-массивов уровней 0, 1, 0+1 и 5 изSATA-дисков;

2 MAC-контроллера для сети 10/100/1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet)с поддержкой таких функций, как разгрузка процессора при обработкеTCP/IP-трафика, приоритезация трафика, балансировка нагрузки,агрегирование и резервирование канала;

до 10 устройств USB 2.0;

поддержка High Definition Audio (7.1).

С архитектурной точки зрения, новинкой является толькораспределение интерфейсов PCI Express, да и то только вплане выделения интерфейса для третьеговидеоускорителя. В остальном nForce 680i SLI практическиполностью соответствует nForce 590 SLI (для процессоровAMD), за исключением работы с процессорами и памятью. Для680i SLI заявлена поддержка частоты FSB 1333 МГц.

Двухканальный контроллер памяти поддерживает какофициальные частоты 533/667/800 МГц, так и более высокиенестандартные. Благодаря технологии QuickSync частотапамяти может задаваться не через фиксированный наборделителей относительно частоты FSB, а полностьюнезависимо.

Два «полноскоростных» (x16+x16) слота PCI Express x16позволяют организовать SLI с (теоретически) несколько болеевысокой производительностью, чем у «обычных» решений(x8+x8). С другой стороны, эти слоты подключены к разныммостам чипсета, что при обмене данными по шине вноситдополнительные задержки — во всяком случае, так полагаеткомпания ATI, предлагающая чипсеты с поддержкой обоихслотов северным мостом.

Отличия чипсетов друг от друга

и конкурентовi955X лишен поддержки «низкоскоростных»

процессоров (с шиной 533 МГц) и памяти (DDR2-400), при

этом поддерживает больший объем памяти, ECC и

фирменную технологию ускорения работы с памятью

(Memory Pipeline). i945G — тот же i945P, только с

интегрированной графикой. По сравнению с

предшествующими чипсетами Intel добавилась поддержка

памяти DDR2-667 и частоты шины 1066 МГц.

Ни один из этого семейства чипсетов не имеет

возможности «разбить» графический интерфейс на 2 порта

PCI Express, однако работа двух видеокарт в паре (NVIDIA

SLI/ATI CrossFire) все-таки возможна. Для этого силами

периферийных портов PCI Express южного моста

организуется порт PCIEx4, к которому подключается второй

слот форм-фактора PCIEx16 на материнской плате.

Впрочем, NVIDIA не позволяет организовывать SLI на

чипсетах других производителей, так что, исключая случай

взлома драйверов, чипсеты Intel ограничены парой

видеокарт от ATI. Но и CrossFire официально разрешен

только на i955X (конечно, чисто из маркетинговых

соображений), а чипсеты среднего уровня для этой

технологии «подходят» только собственного производства

ATI.

ATI CrossFire — технология, позволяющая

одновременно использовать мощности двух и более

видеокарт для построения трехмерного изображения.

SLI и CrossFire - разные названия по сути одного и того

же предмета.

Семейство чипсетов Intel 965 Expressс официальной поддержкой

Core 2 Duo/Extreme

Основные функциональные характеристики

965-й серии чипсетов:

• поддержка всех «старых» процессоров семейств Celeron иPentium (включая двухъядерные) с частотой системной шины533/800/1066 МГц, а также всех процессоров Core 2 Duo/Extreme;

• двухканальный контроллер памяти DDR2-533/667/800 споддержкой до 4 модулей DIMM суммарным объемом до 8 ГБ(без ECC) и технологиями Fast Memory Access и Flex Memory;

• графический интерфейс PCI Express x16;

• интегрированное графическое ядро GMA X3000 (толькоG965) с поддержкой технологии Clear Video;

• Шина DMI (с пропускной способностью ~2 ГБ/с) до южногомоста ICH8/R;

• до 6 портов PCIEx1;

• до 4 слотов PCI;

• 4/6 (4 у ICH8, 6 у ICH8R) портов Serial ATA II на 4/6 устройствSATA300 (SATA-II, второе поколение стандарта), с поддержкойрежима AHCI и функций вроде NCQ (только для ICH8R);

Основные функциональные характеристики

965-й серии чипсетов:

• возможность организации RAID-массива (только для ICH8R)

уровней 0, 1, 0+1 (10) и 5 с функцией Matrix RAID (один набор

дисков может использоваться сразу в нескольких режимах RAID

— например, на двух дисках можно организовать RAID 0 и RAID

1, под каждый массив будет выделена своя часть диска);

• 10 устройств USB 2.0 с возможностью индивидуального

отключения;

• MAC-контроллер Gigabit Ethernet и специальный интерфейс

(LCI/GLCI) для подключения PHY-контроллера (i82566 для

реализации Gigabit Ethernet, i82562 для реализации Fast

Ethernet);

• High Definition Audio (7.1);

• обвязка для низкоскоростной и устаревшей периферии,

прочее.

Поддержка процессоров. По сравнению с

предыдущими чипсетами, все i965 изначально

поддерживают процессоры Core 2 Duo/Extreme.

Поддержка памяти. Здесь по сравнению с

предшественниками добавлена частота памяти 400(800)

МГц и технология Fast Memory Access, а также поднята

планка максимального объема памяти: ранее у «младших»

чипсетов (i915/945) она составляла 4 ГБ.

Flex Memory — технология, появившаяся еще у i915,

но теперь, с выходом i965, получившая новое наполнение.

Отныне она позволяет осуществлять двухканальную

адресацию памяти даже при неравномерном

заполнении слотов, относящихся к разным каналам:

чередующаяся адресация, которая помогает ускорить

обычный доступ в память, выполняется для объема

памяти, равного удвоенному объему меньшего из модулей

(пар модулей), а остаток большего из модулей (пар

модулей) адресуется линейно. Таким образом, для

полноскоростного двухканального доступа к [части] памяти

теперь не требуется соблюдать суммарное равенство

объемов в каждом из каналов.

Flex Memory — технология

Технология Fast Memory Access

Это комбинация технологий, реализованных дляконтроллера памяти в чипсетах i965, позволяющаяблагодаря углубленному анализу очереди командвыявить «совмещаемые» команды (например, чтение изодной и той же страницы памяти), а затемпереупорядочить реальное выполнение такимобразом, чтобы «совмещаемые» командывыполнялись друг за другом.

Более того, традиционно менее приоритетныекоманды записи в память теперь по возможностипланируются на те моменты, когда прогнозируетсяопустошение очереди на чтение, и в результате процессзаписи в память еще менее ограничивает скорость чтения.Отметим, что Fast Memory Access применяется в i965для всех интерфейсов (FSB, DMI, PCI Express x16,интегрированная графика), так что повышается не толькоскорость обмена данными с процессором.

Технология Fast Memory Access

Латентность — время, которое требуется для того,

чтобы начать считывать информацию с определённого

адреса. И действительно: с момента, когда процессор

посылает контроллеру памяти команду на считывание

(запись), и до момента, когда эта операция

осуществляется, проходит определённое количество

времени. Причём оно вовсе не равно времени, которое

требуется на пересылку данных.

Приняв команду на чтение или запись от процессора,

контроллер памяти «указывает» ей, с каким адресом он

желает работать. Доступ к любому произвольно взятому

адресу не может быть осуществлён мгновенно.

Возникает задержка: адрес указан, но память ещё не готова

предоставить к нему доступ. В общем случае, эту задержку

и принято называть латентностью. У разных типов памяти

она разная.

Южный мост ICH8/R. Глобальных изменений в новом

южном мосте нет, новые индустриальные интерфейсы не

добавились, тем не менее, важные отличия от

предшественников имеются.

Число портов PCI Express x1 во всех версиях ICH8

увеличено до 6.

Также до 6 увеличено количество портов SATA-II у

ICH8R, а вот устройств PCI Bus Master теперь может быть

всего 4.

В области поддержки USB южные мосты Intel догнали

долго солировавшие продукты NVIDIA — теперь

поддерживается 10 портов, причем есть теоретически

полезная для системных администраторов функция

индивидуального включения/отключения портов.

Отсутствие поддержки PATA(IDE). Впервые мы видим

чипсет, из которого убрана поддержка Parallel ATA. Еще

ICH6 задал тенденцию, оставив лишь один канал

контроллера PATA (на два устройства), некоторые

производители чипсетов ее постепенно переняли.

Несомненно, интерфейс SATA удобнее для применения с

«физической» точки зрения: удобнее кабели, проще

разводка, выше функциональность и скорость. С SATA-

винчестерами проблем также нет, они доступны массово и

давно, даже обеспечивая некоторые преимущества перед

PATA-моделями.

К сожалению, далеко не все доступные на рынке IDE-

контроллеры хорошо работают с ATAPI-устройствами

(CD/DVD-приводами), а при необходимости подключить к

тому же контроллеру жесткий диск PATA результат

становится и вовсе непредсказуем.

Подводя итог по функциональности nForce 680i SLI и

сравнивая его с i965 и i975X (а только с последними чипсетами

Intel под Core 2 и имеет смысл сравнивать), надо отметить, что

продукт NVIDIA значительно выигрывает в области

организации многопроцессорных видеорешений.

В поддержке процессоров и памяти у конкурентов

примерный паритет (равенство по основным характеристикам

и различные фирменные технологии). Дисковый контроллер в

i975X имеет меньше на 2 SATA-порта, а в i965 — на один канал

PATA, так что здесь nForce 680i SLI, конечно, на высоте;

единственное преимущество чипсетов Intel — поддержка

специфического режима Matrix RAID, режимы RAID 0, 1, 0+1 и

5 доступны всем трем конкурентам.

Гигабитные контроллеры nForce 680i SLI вызывают

заслуженное восхищение как своим количеством (2), так и

функциональностью, Intel может противопоставить лишь MAC-

контроллер в i965, но требующий специфического PHY-

контроллера. Наконец, у i975X на 2 порта USB меньше.

Вроде бы убедительный перевес на стороне новинки от

NVIDIA, не стоит забывать лишь, что у остальных чипсетов

серии nForce 600i функциональность будет немного

урезана и в области поддержки периферии — так,

ожидается сокращение с 6 до 4 SATA-портов (но

поддержка PATA-устройств останется и даже будет

расширена до 4-х устройств) и отключение ряда

возможностей у единственного сетевого контроллера. К

тому же, очевидные изменения коснутся поддержки

видеокарт, так что младшие чипсеты 600-й серии будут

примерно на уровне или даже чуть ниже решений Intel.Сергей Пикалов (peek@ixbt.com)

Опубликовано — 8 ноября 2006 г.

http://www.ixbt.com/mainboard/nvidia-nforce-680i-sli-chipset.shtml

Платформа Intel: G45 (Intel G45ID)

G45ID относится к линейке Media, но лучше оснащена,

чем DH55TC: в дополнение ко всем функциям чипсета Intel

добавила контроллер Firewire 1394a, один порт SATA был

выведен как eSATA, а также присутствует и оптический

звуковой выход. Данный продукт не имеет аналогового

выхода D-Sub, зато присутствуют выходы DVI и HDMI.

Intel использовала всего три фазы стабилизатора

напряжения, что явно недостаточно для стабильной

работы процессоров Extreme Edition, но все массовые

модели с двумя и четырьмя ядрами должны на этой

материнской плате заработать без проблем. Как и новая

материнская плата DH55TC, данная модель прекрасно

подходит для офисных и домашних ПК, а также для медиа-

центров.

Intel Core i3 и i5

Появление процессоров Intel Core i3/i5 с

интегрированным графическим ядром является своего

рода революцией, поскольку впервые за всю историю

персональных компьютеров с x86-архитектурой

видеоядро расположено не на отдельной карте, и не в

чипсете материнской платы, а непосредственно в

процессоре. Подобные процессоры требуют

соответствующих материнских плат и, разумеется,

ведущие производители не замедлили представить

линейки своих продуктов на чипсетах Intel H55 и H57.

До последнего времени компания Intel оперировала

ядром GMA X4х00, которое было составной частью

чипсетов G41-G45. Данное графическое ядро обладает

сравнительно невысокой производительностью, поэтому в

чистом виде оно не было внедрено в процессоры i3/i5.

Поэтому инженеры Intel поступили по-другому - они

сбалансировали производительность процессорного и

графического ядер путем переноса контроллера памяти

из первого во второе. Туда же "отправили" и контроллер

шины PCI Express. Помимо этого, графическое ядро

подверглось доработке - было увеличено количество

шейдерных процессоров с десяти до двенадцати, а

рабочая частота ядра увеличена на 100 МГц.

Стоит отметить, что графическое и процессорное

ядра являются отдельными кристаллами,

выполненными по разным техпроцессам - 45 нм и 32

нм, соответственно, которые соединены между собой

шиной QPI. Другим качественным улучшением встроенной

графики является кардинально переработанное

программное обеспечение, в частности, пользовательский

интерфейс драйверов.

Характеристики чипсета Intel H57 полностью

соответствуют характеристикам чипсета Intel P55.

Единственное различие этих чипсетов заключается в

наличии у H57 шины FDI (Flexible Display Interface),

которая основана на протоколе DisplayPort и

предназначена для трансляции видеосигнала от

графического ядра процессора.

Чипсет Intel H55 является "усеченной" версией чипсета

Intel H57, изменения заключаются в сокращении

количества портов USB 2.0 с 14 до 12 и отсутствии

поддержки RAID-массивов.

Цена чипсета Intel H57 составляет $43, а чипсет Intel

H55 стоит столько же, сколько и Intel P55 - $40.

Чипсет Intel H55

Одной из новых плат на чипсете Intel H55 является

модель ASUS P7H55-M Pro, которая выполнена в форм-

факторе MicroATX, имеет базовые возможности

расширения и довольно неплохие возможности разгона.

Чипсет AMD 785G является последней версией

настольного чипсета AMD для массового рынка с

интегрированной графикой. Он стал весьма популярным

выбором для мультимедийных ПК, в немалой степени по

причине того, что материнские платы и массовые

процессоры AMD были намного дешевле, чем эквиваленты

от Intel. Другим преимуществом по сравнению с Intel

является более проработанное графическое ядро,

поддерживающее DirectX 10.1, чем до сих пор не может

похвастаться Intel.

Материнская плата Gigabyte - MA785GMT-UD2H

использует чипсет 785G с южным мостом SB710,

который предоставляет пять внутренних портов

SATA/300 с базовой поддержкой RAID (без RAID 5) и

один порт eSATA для внешних накопителей.

Платформа AMD: 785G (Gigabyte

MA785GMT-UD2H)

Чипсет по-прежнему поддерживает один канал

UltraATA/133, что бывает полезно для подключения IDE-

накопителей, таких как оптические приводы или старые

жёсткие диски. Gigabyte добавила поддержку HD-звука,

контроллер Firewire 1394a с одним портом на

панели/ввода вывода, порт LAN 1 Гбит/с и полный

спектр функций Gigabyte, таких как технология

UltraDurable 3, которая работает с увеличенным

количеством меди для снижения сопротивления и

улучшения качества сигналов, а также Dual BIOS.

Поддерживаются все процессоры AMD с тепловым

пакетом до 140 Вт благодаря 5-фазному стабилизатору

напряжения. Плата использует только высококачественные

компоненты и только твёрдотельные конденсаторы для

всех цепей. Также присутствуют и все популярные функции

разгона.

Intel Core i7

- семейство процессоров x86-64 от Intel. Это первое

семейство, использующее микроархитектуру Intel Nehalem.

Также является преемником семейства Intel Core 2. Все

пять моделей процессоров являются 4-х ядерными.

Основные особенности новых процессоров поколения

Nehalem:

• Монолитное четырехъядерное строение: по аналогии

с процессорами AMD Phenom стали представлять собой

единый процессорный кристалл.

• Поддержка семи новых инструкций SSE4.2, в том

числе предназначенных для ускорения обработки XML-

файлов, увеличения скорости распознавания голоса и

определения последовательности молекул ДНК, ускорения

расчетов кодов для обнаружения ошибок.

• Отказ от использовании старой шины FSB и внедрение

нового последовательного интерфейса QuickPath (QPI

– QuickPath interface) с топологией «точка-точка».

Новый интерфейс позволяет не только соединять

процессор с памятью, но и связывать между собой сами

CPU.

• Контроллер памяти встроен в процессор. Поддержка

трехканальной (только) DDR3 памяти.

• Трехуровневая процессорная кэш-память.

• Поддержка технологии multithreading

(многопоточность), аналогичной технологии Hyper-

Threading, используемой еще в процессорах Pentium 4. С

помощью этой технологии каждое ядро может выполнять два

вычислительных потока, создавая таким образом 8 виртуальных ядер в

системе.

• Новые размеры процессора (теперь он стал не

квадратным, а прямоугольным) и новый сокет LGA 1366.

• Новая более эффективная боксовая система

охлаждения процессора (большинство существующих

кулеров не совместимы с процессорами i7 по креплению):

Помимо вышеуказанных явных особенностей,

процессор имеет серьезно переработанную внутреннюю

архитектуру. Вот как определяет процессор утилита CPU-Z:

В новом чипсете произошли существенные изменения

по сравнению с предшественниками.

Северный мост лишился контроллера памяти и теперь

он отвечает лишь за связь с шиной PCI-E (поддерживает до

36 линий PCI Express, которые могут разделяться на

четыре слота PCI-E). Интересно, что материнские платы на

чипсете X58 имеют родную поддержку одновременно двух

технологий multi-GPU – Crossfire и SLI. Другое дело, что

производители материнских плат не всегда эту поддержку

реализуют.

Южный мост – ICH10 – не изменился со времен чипсета

Intel P45.

Чипсет Intel X58

Материнская плата Intel DX58SO представляет собой

платформу для энтузиастов с широкими возможностями

разгона процессора. Из особенностей платы:

- реализация только четырех слотов памяти из шести

возможных;

- охлаждение южного и северного моста алюминиевыми

радиатороми. На северный мост крепится небольшой

вентилятор;

- шестифазная схема питания процессора с

использованием твердотельных конденсаторов;

- 8-слойная, а не 6-слойная печатная плата,

позволяющая улучшить стабильность питания процессора

и уменьшить посторонние электромагнитные наводки;

- реализация двух слотов PCI-E 2.0 x16 и режима

Crossfire.

Intel вводит новую систему оценки

производительности процессоров

Intel ввела новую систему оценки производительности

своих процессоров, а также обновила их логотипы. Данная

система основана на шкале из 5 звезд. В ней всем

процессорам Intel начального уровня, а также моделям

из бюджетной категории, присваиваются одна или две

звездочки.

Модели, которые позиционируются в среднем

ценовом диапазоне и обладают средней

производительностью, получают три-четыре звездочки,

и только самым мощным процессорам в модельном ряду

Intel присваиваются пять звездочек.

Intel вводит новую систему оценки

производительности процессоровКроме того, теперь пользователи получают

возможность определить производительность того или

другого процессора по цвету его логотипа. У моделей

бюджетной категории он белый, а у самых мощных,

например, из серии Extreme Edition - черный. Как и раньше,

на новых логотипах процессоров Intel указывается не

только название производителя, но и семейство

процессоров, к которому относится та или другая модель.