Реклама:

Реализация значительных потенциальных возможностей современных процессоров зависит от их электронного окружения — интегральных микросхем и других радиоэлементов. Данные микросхемы и элементы задают необходимые рабочие режимы электропитания и передачи данных, то есть обеспечивают эффективную работу центрального процессора (далее — просто процессора). Они также осуществляют электрическую и логическую связи процессора и остальных частей всей системы компьютера, оказывая влияние на общую производительность.

Современный подход заключается в том, что данные микросхемы окружения процессора обычно представлены специализированным набором микросхем системной логики, называемым чипсетом (chipset). От работы этого набора в значительной степени зависит реализация потенциальных возможностей процессора, а также и эффективность его взаимодействия с другими элементами и подсистемами компьютера. Поэтому специализированный набор микросхем, его внутренняя структура и функциональные возможности должны быть тесно увязаны с особенностями архитектуры конкретных вариантов процессоров, на работу с которыми они ориентированы и которым должны помочь в реализации их потенциальных возможностей. Кроме того, такой набор создается с учетом различных конфигураций компьютеров и возможного разнообразия решаемых задач.

Использование оптимально спроектированного специализированного набора является залогом высокой производительности компьютера, и наоборот, применение неоптимального набора микросхем окружения процессора приводит к снижснию общей производительности и ограничению функциональных возможностей всей системы компьютера.

Таким образом, наряду с выпуском новых процессоров обычно осуществляется практически одновременное проектирование специализированного набора системной логики. Без такого набора современный процессор остается просто микросхемой, бесполезным, но сравнительно дорогостоящим кусочком кремния с чрезвычайно сложной внутренней электронной структурой, представленной сегодня уже десятками миллионов полупроводниковых элементов, традиционно называемых транзисторами.

Существуют свои специализированные наборы микросхем системной логики — чипсеты — для каждого поколения процессоров, как для 386 (АLi М1429/М1431, С&Т 82310 и т. п.) и 486 (OPTi 82С802/82С602, SiS 85С496/85С497, VT82C470, 82420ЕХ и т. п.), так и для Intel Pentium, Pentium И, Pentium III и их аналогов, в качестве которых в настоящее время выступают процессоры, выпускаемые такими фирмами, как AMD, VIA и т. д. Для каждого из поколений процессоров может существовать несколько вариантов чипсетов, отличающихся внутренней архитектурой, составом и количеством микросхем, а также фирмой-изготовителем, функциональными возможностями и эффективностью работы такого специализированного набора, в значительной степени определяющего параметры основных подсистем. Вот почему так важно детальное рассмотрение структуры, параметров и возможностей чипсетов, анализ которых необходим для обеспечения их оптимального выбора с целью наиболее адекватного соответствия поставленным задачам.

Однако следует отметить, что эффективность чипсета связана не только с его чрезвычайно сложной внутренней структурой и алгоритмами работы его элементов, но и с особенностями архитектуры самого компьютера и составом входящих в его систему комплектующих, на работу с которыми этот компьютер ориентирован. К таким элементам относятся процессор, видеоадаптер, жесткие и гибкие диски, CD- и DVD-ROM, звуковая карта и многие другие комплектующие, связь с которыми осуществляется посредством портов и шин. Их работа, как правило, контролируется чипсетом. Его встроенные средства участвуют в преобразовании информации, управлении устройствами и т. д. В частности, для обеспечения согласованной работы всей системы компьютера чипсет осуществляет многоуровневый арбитраж шин, количество которых увеличивается по мере совершенствования архитектуры компьютеров.

Действительно, все современные вычислительные системы оснащены достаточно широким набором компьютерных шин, представляющих собой разветвленную систему передачи информации в компьютере. Эти шины являются магистралями передачи цифровых данных, адресов и разнообразных управляющих сигналов. Это шины процессора (FSB — Front Side Bus, она же — Host Bus или CPU Bus), оперативной памяти (Memory Bus), AGP, PCI, ISA, SMB и т. д. Однако далеко не каждый чипсет позволяет достичь высокой скорости передачи данных по этим шинам. Например, при максимальной теоретически возможной для шины PCI скорости передачи цифровых сигналов, приблизительно равной 133 Мбайт/с при частоте 33 МГц и разрядности 32 бита, реальная скорость для уже безвозвратно устаревших и порядком забытых чипсетов Intel Mercury и Intel Neptune, ориентированных на ранние процессоры Pentium, а также клонов данных чипсетов, произведенных такими фирмами, как SiS, OPTi, VLSI, обычно не превышала 30-50 Мбайт/с. И только с появлением более совершенных чипсетов, таких как Intel 430ТХ, удалось не только достичь уровня 100 Мбайт/с, но и во многих случаях вплотную приблизиться к теоретическому пределу для данной шины — 133 Мбайт/с. Аналогичным образом это обстоит и с другими шинами, такими как, например, шины процессора и памяти, увеличение скорости которых вместе с ростом пропускной способности остальных магистралей передачи информации, улучшением их взаимодействия со все более быстродействующими подсистемами компьютера способствует росту вычислительной мощности компьютера. Действительно, использование более совершенных вариантов чипсетов, работа которых осуществляется на повышенных частотах с применением оптимальных логики и алгоритмов управления элементами компьютера, сопровождается ростом общей производительности всей системы. Например, переход от одного из первых чипсетов для процессоров Pentium, известного под коммерческим наименованием Neptun, к следующему более совершенному поколению специализированных наборов — Triton привел к увеличению производительности системы почти на 7—10 %. Дальнейшее совершенствование архитектуры системных шин и чипсетов привело к дальнейшему росту скорости передачи информации и общей производительности. Особенно это заметно, если сравнивать, например, пиковые скорости шин памяти компьютеров с первыми чипсетами для процессоров Pentium с системами, созданными на основе последних чипсетов Intel 820/840/870, VIA Apollo Рго133/КХ133/КТ133/ Рго266/КХ266, AMD-750/760/770, предусматривающими использование новых типов памяти, к которым относятся Direct Rambus DRAM, включая ее многоканальные варианты, память VCM и DDR DRAM. Скорость шин памяти возросла со скромных значений 30-50 Мбайт/с до современных 2-6 Гбайт/с. И есть основание предполагать, что данная тенденция, приводящая к росту производительности шин и памяти компьютера, а следовательно, и всей системы компьютера, сохранится и в обозримом будущем. По крайней мере, в этом направлении развиваются существующие компьютерные технологии.

Очевидно, что производительность компьютера определяется не только быстродействием проиессора и изощренностью архитектуры чипсета, но в значительной мере зависит от возможностей остальных узлов и подсистем. Прежде всего, производительность компьютера зависит от возможностей материнской платы основной системной платы, объединяющей процессор, чипсет и все основные электронные компоненты. Через эту плату осуществляется связь со всеми элементами и подсистемами, входящими в состав компьютера. От качества элементов, входящих в состав материнской платы, от тщательности проработки ее архитектуры и качества изготовления этой платы зависят в дальнейшем производительность и потенциальные возможности всей системы компьютера. Не секрет, что разные материнские платы, ориентированные на один и тот же сектор рынка, могут отличаться по своей производительности на десятки процентов, что нередко значительно превышает разницу в производительности соседних выпусков процессоров.

Оптимальный выбор материнской платы с соответствующим чипсетом, являющимся ее основой и в значительной степени определяющим функциональные возможности как самой платы, так и всей системы, — залог высокой производительности компьютера, его надежной и стабильной работы. Это и возможность последующей модернизации компьютера и расширения его функций за счет замены процессора, наращивания оперативной памяти (ОЗУ), а также бесконфликтное подключение специализированных плат и контроллеров дополнительных устройств. И конечно, при сохранении надлежащего уровня стабильности системы, что обеспечивается тщательным выбором комплектующих, и в первую очередь это касается материнской платы, в значительной степени определяющей возможности компьютера как для текущей работы, так.и последующей модернизации его аппаратных средств.

Однако необходимо отметить, что оптимальный выбор материнской платы требует достаточно высокой квалификации, как правило, недоступной рядовому пользователю. Решая поставленную задачу, при недостатке собственного опыта, а также в спорных моментах целесообразно обращаться к специалистам, способным учесть все нюансы, связанные как с эксплуатацией систем различной комплектации, так и с возможностью последующей модернизации. К тому же необходимо учитывать, что материнские платы — это сложные многофункциональные элементы, предусматривающие широкий спектр используемых процессоров, конечно, в рамках определенной их последовательности. И как большинство сложных многофункциональных элементов, материнские платы требуют тщательного выбора и определенной настройки, что в конечном счете является заданием конфигурации и установкой необходимых режимов функционирования аппаратных средств компьютера в зависимости от выполняемых задач, режимов эксплуатации и используемых компьютерных комплектующих с учетом всех их особенностей.

Обычно настройка осуществляется в соответствии с технической документацией, руководствуясь приведенными рекомендациями или собственным опытом. Выполняется эта настройка с помощью установок соответствующих перемычек на материнской плате и оптимального подбора большого числа параметров в специальной программе BIOS SETUP, задающих конфигурацию аппаратных средств системы и в значительной степени определяющих ПрОР13ВО-дительность и функциональные возможности компьютера. Варианты установок перемычек и значения параметров в большой степени зависят от архитектуры материнской платы, основой которой является используемый в ее составе чипсет. Набор функций чипсета определяет потенциальные возможности не только платы, но и всего компьютера.

Обзору этих элементов — чипсетов и материнских плат, их техническим параметрам, особенностям эксплуатации и настройке посвящен предлагаемый далее материал.

От издательства

Ваши замечания, предложения, вопросы отправляйте по адресу электронной почты comp@piter-press.ru (издательство «Питер», компьютерная редакция).

Мы будем рады узнать ваше мнение!

Подробную информацию о наших книгах вы найдете на Web-сайте издательства http://www.piter-press.ru.

Оглавление || || Чипсеты