1. Чипсети на Intel от серията Express- intel 9хх



Дата15.10.2018
Размер104.25 Kb.
#88159
3.13 Дънна платка с Chipset Intel 915 за процесор Intel Pentium 4. Chipset от серията 9хх, архитектура на Chipset. PCI – Express шина, характеристики, спецификации.






      1.Чипсети на Intel от серията Express- Intel 9хх.

Чипсетите на Intel от серията Express са революционно нов продукт на пазара, използващи напълно нова вътрешна архитектура, повишаваща значително възможностите им. Най-съществената новост е въвеждането на серийната шина PCI Express. От една страна тя се използва за свързване на високопроизводителни видеоконтролери чрез PCI Express x16 и на по-бавни периферни устройства чрез PCI Express x1. От друга страна заменя хъбовия интерфейс AHA (Accelerated Hub Architecture – ускорена хъбова архитектура), който е с пропускателна способност 266 MB/s. Новата връзка между хъбовете се нарича DMI (Direct Media Interface – директен интерфейс на средата). Тя е изменена версия на PCI Express x4 и представлява серийна двупосочна пълнодуплексна връзка с топология „точка до точка”, осигуряваща пропускателна способност до 2 GB/s (по 1 GB/s във всяка посока).

Intel 915. Първият чипсет i915PL от семейството Intel 915 е представен през 2004 г. Чипсетите от тази серия са предназначени да заместят чипсетите 865. Включват следните членове: 910GL, 915PL, 915P, 915G, 915GV и 915GL. Те са първите, които поддържат процесори с цокъл Socket 775. Всички поддържат 90 nm Pentium 4 Prescott ядро.

Моделите 915P, 915G, 915GV, 915GL и 915PL са проектирани да поддържат хипернишковата технология (HT Technology), вградена в повечето последни Pentium 4 процесори и да поддържат скорости на шината до 800 MHz. Всичките пет чипсета поддържат двуканална DDR памет до 400MHz и PCI Express x1, както и PCI слотове версия 2.3. 915P, 915G и 915GV също поддържат новия DDR2 стандарт за памети при скорости до 533MHz.

915P и 915PL използват PCI Express x16 слот за високоскоростна графика, докато 915G1 е с PCI Express x16 слот, както и интегриран видеоконтролер Intel Graphics Media Accelerator 900 (първоначално известен като Extreme Graphics 3)2. 915GV, 915GL и 910GL използват интегриран Intel Graphics Media Accelerator 900, но не включват PCI Express x16 слот (не може да се поставя отделна видеокарта).

910GL е нискобюджетния член на семейството, в който липсват поддръжка за DDR2 оперативна памет, 800 MHz скорости на шината и PCI Express x16 видео. 910GL е проектиран да съответства на Intel Celeron или Celeron D процесорите за производство на евтини системи.

Всички чипове MCH / GMCH от 915-серия използват новото семейство на южния мост ICH6 (I/O Controller Hub или ICH). При него се поддържат паралелен интерфейс за дискове UDMA-100 и 4 устройства SATA-150, 4 USB 2.0 контролера с общо 8 порта, 4 PCI x1 слота, вграден 10/100 Ethernet и висококачествено аудио (Dolby Pro Logic IIx-съвместимо) с 7.1 канала. Версията ICH6R поддържа допълнително RAID масиви за SATA и новата Matrix Storage технология на Intel, предоставяща по-високо ниво на защита на данните, производителност и намалена консумация на енергия на твърдите дискове, както за RAID масиви, така и за единични дискови устройства. С ICH6 се използва за пръв път новия високоскоростен интерфейс DMI (Direct Media Interface) между MCH и ICH със скорост 2 GB/s.




фиг. 2 Архитектура на чипсети 915G.

Чипсетът 915G е първият чипсет на Интел, който поддържа едновременно PCI Express x16 вграден графичен контролер.





  1. Общо представяне на шината PCI Express. Архитектурни особености.

PCI Express е създадена през 2001 г. под името 3GIO (third-generation I/O), като трето поколение на входно-изходните шини. Първото поколение е ISA/АТ, а второто - PCI. През 2002 г. официално е одобрена първата спецификация PCI Express 1.0. Спецификацията е надградена до версия 1.1 през април 2005 г. и до версия 2.0 през януари 2007. През 2010 г. се очаква да влезе в действие версия 3.0.

PCI-E е конструкция на много бърза серийна шина, която е обратно съвместима със софтуерните драйвери и управление на съществуващата PCI паралелна шина. PCI Express е един от примерите за това как РС преминава от паралелни към серийни интерфейси.

При паралелните шини се изпращат едновременно битове по няколко паралелни проводници. Колкото повече са проводниците, толкова повече битове се изпращат за един такт и толкова по-висока е пропускателната способност. Проблемът на това решение е, че времето за получаване на паралелните сигнали трябва да бъде еднакво, което се осъществява все по-трудно с увеличаване на бързината и дължината на връзката, поради различните закъснения на сигналите, електромагнитни смущения и др.

Конструкцията на една серийна шина е много по-проста - в дадено време се изпраща само 1 бит по един-единствен проводник, но с много по-висока скорост, отколкото би позволила една паралелна шина, тъй като не съществуват проблеми със синхронизацията. Когато битовете се изпращат серийно (последователно), тактуването на отделните битове или дължината на шината стават значително по-маловажен фактор. Чрез комбиниране на множество серийни пътища може да се осъществи висока пропускателна способност, значително превишаваща възможностите на традиционните паралелни шини.

При PCI Express данните се предават и в двете посоки в дуплексен режим (отделните канали работят едновременно) по два чифта проводници с различни сигнали; тези два чифта проводници се наричат алея (lane). Всяка алея позволява пропускателна способност около 250MB/s във всяка посока, a конструкцията позволява мащабиране от 1 до 2, 4, 8, 16 или 32 алеи. Например една конфигурация с висока пропускателна способност, изградена от 8 алеи, позволява във всяка от посоките да се предават едновременно по 8 бита, което прави пропускателна способност от 2000MB/s (във всяка посока), a ce използват само 40 извода (32 за отделните чифтове проводници за данни и 8 за управление). Конфигурация с 16 алеи позволява да бъдат изпращани едновременно 16 бита във всяко направление, което осигурява 2000MB/s.

PCI Express 1.0 и 2.0 използват разработената от IBM схема за кодиране "8 бита към 10 бита", което прехвърля 8 бита данни на всеки изпратени 10 бита (коефициент 0.8). PCI Express 3.x използва по-ефективното 128b/130b кодиране, което прехвърля 128 бита данни на всеки изпратени 130 бита (коефициент 0,98). Тези схеми на кодиране позволяват самотактуване на сигналите, което значително се различава от синхронното тактуване. Самотактуването позволява лесното повишаване на тактовата честота за в бъдеще. Началната честота е 2.5GHz и спецификацията позволява повишаването й до 10 GHz, което е физическата граница на медните връзки.

Комбинирането на повишаването на честотата с увеличаването на броя на алеите до 32 би позволило достигането в бъдеще на пропускателна способност до 32 GB/s.

PCI Express е проектирана да подсили и евентуално да замести много от шините, използвани сега в РС. Тя не само ще бъде допълнение към PCI (и евентуално неин заместник), но може също да се използва за да замени съществуващата хъбова архитектура на Intel, хипертранспортната връзка (HyperTransport) и подобни високоскоростни интерфейси между компонентите на чипсета на дънната платка. Допълнително тя ще замести видео интерфейсите като AGP и ще действа като междинна шина за присъединяване на други интерфейси като Serial ATA, USB 2.0, 1394b (наричана още FireWire или i.LINK), Gigabit Ethernet и др. Докато за пълната замяна на PCI с PCI Express ще бъде необходим известен преходен период, то PCI Express x16 вече напълно е заместила AGP 8x.



Тъй като PCI Express може да се реализира не само на платката, а и чрез кабели, тя може да се използва за да създаде мощни компютърни системи, конструирани чрез отдалечени компоненти. Например, може процесорът, дънната платка и оперативната памет да са в малка кутия, скрита под масата, а в друга кутия, която е върху масата, за да се достига лесно, да се поставят видеокартата, дисковите устройства и входно-изходните портове. Това би позволило да се изграждат разнообразни гъвкави компютърни системи.

  1. Основни характеристики.

Основните характеристики на PCI Express са следните:

  • Съвместимост със съществуващите PCI приложения и драйвери

  • Физическо свързване посредством медни проводници, оптични проводници или друг физически носител, позволяващ бъдещи схеми за кодиране.

  • Опростена конструкция на шината, която позволява малки форм-фактори, ниска цена, опростена конструкция на платките и пистите по тях, както и по-малко проблеми с интегритета на сигналите.

  • използва разработената от IBM схема за кодиране "8 бита към 10 бита" (а във версия PCIe 3.0 - 128 към 130 бита), която позволява самотактуване на сигналите и ще позволи лесното повишаване на тактовата честота за в бъдеще.

  • Максимална пропускателна способност за извод, която позволява скорост на шината 2,5 GHz за PCIe 1.0, 5 GHz за PCIe 2.0и 8 GHz за PCIe 3.0 (очаква се да навлезе през 2010 г.), като спецификацията позволява тази честота да достигне до 10 GHz в бъдещи реализации.

  • Възможности за увеличаване на пропускателната способност. Честотната лента (пропускателната способност ) нараства много лесно с увеличаване на тактовата честота и ширината (броя на сигналните линии). PCI-Е протоколът определя следните стандартни широчини на връзките – х1, х2, х4, х8, х12, х16 и х32, които дефинират броя на алеите. Честотната лента е 250 MB/s за 1 алея до 8GB/s за 32 алеи при версия PCIe 1.0. При PCIe 2.0 честотната лента за 1 алея е 500 MB/s, а при очаквания PCIe 3.0 се предвижда да бъде около 1000 MB/s.

  • Ниска латентност, подходяща за приложения, изискващи изохронно (чувствително спрямо времето) доставяне на данните, като например поточно видео.

  • Възможности за Plug and Play, горещо включване (hot plugging) и гореща смяна (hot swapping). Това позволява да се добавят устройства, докато компютърът работи и без да са необходими допълнителни настройки.

  • Енергоспестяващи функции (функции за управление на енергията).

  • PCI-E използва point to point топология, като всяко устройство има собствена, независима връзка (link). За разпределяне на ресурсите между устройствата се използва общ превключвател (switch), който разбива потока от данни на отделни пакети и ги насочва между комуникиращите устройства. Превключвателят има свойството Quality of Service (QoS), което позволява контролиране на приоритета на различните пакети.

  1. Спецификации и режими на работа на PCI Express

Съществуват следните основни спецификации на PCI express (табл. 1):
Табл.1 Спецификации на PCI Express

Тип на шината

Широчина на шината (битове)

Скорост на шината (MHz)

Даннови цикли на такт

Пропуск.

способн. (MB/s)

PCI Express 1.х

1

2500

0.8

250

PCI Express 1.х

2

2500

0.8

500

PCI Express 1.х

4

2500

0.8

1000

PCI Express 1.х

8

2500

0.8

2000

PCI Express 1.х

16

2500

0.8

4000

PCI Express 1.х

32

2500

0.8

8000

PCI Express 2.x

1

5000

0.8

500

PCI Express 2.x

16

5000

0.8

8000

PCI Express 2.x

32

5000

0.8

16000

PCI Express 3.x

1

8000

~0.98

1000

PCI Express 3.x

16

8000

~0.98

16000

PCI Express 3.x

32

8000

~0.98

32000


PCI Express 1.x и 2.x използват 8b/10b кодиране, което прехвърля 8 бита данни на всеки изпратени 10 бита.

PCI Express 3.x използва 128b/130b кодиране, което прехвърля 128 бита данни на всеки изпратени 130 бита.

  1. Сравнителна характеристика между шини PCI/PCI-X и PCI-E.

    Характеристика

    PCI/PCI-X

    PCI Express

    Вид шина

    Паралелна, широка

    Серийна, тясна, осигуряваща мащабируема производителност

    Направление на връзката

    еднопосочна

    двупосочна

    Честота (скорост)

    33 MHz за PCI до 133 MHz за PCI-X

    2,5 GHz, като спецификацията позволява тази честота да достигне до 10 GHz в бъдещи реализации

    Пропускателна способност

    Сравнително ниска – 133 MB/s за PCI до 4266 MB/s за PCI-X 533

    Висока – 250 MB/s до 32000 MB/s

    Връзка на устройствата

    Споделена шина

    Връзка „точка до точка” (Point-to-point), като всяко устройство има независима връзка

    Латентност (или закъснение) в сървърните архитектури




    Малка – PCI Express осигурява по-директна връзка със северния мост, отколкото PCI-X

    Хардуерна реализация




    Малки конектори и в повечето случаи по-лесна реализация за системните проектанти

    Plug and Play

    Да

    Да

    Горещо включване/замяна на устройствата;

    Не

    Да

    Усъвършенствани характеристики




    • Quality of service (QoS) с изохронни канали за гарантирана честотна лента, когато е необходимо;

    • Управление на енергията;

  2. Сравнителна характеристика между шината PCI Express и ускорения графичен порт AGP.

В съвременните компютри шината PCI Express е изместила почти напълно ускорения графичен порт AGP. Причините за това са следните:

  • х16 PCI-E има по-голяма пропускателна способност от AGP 8x (8GB/s срещу 2GB/s);

  • слотът х16 PCI-E може да осигури 75 W енергия на видеокартата, срещу 25 W/ 42 W на AGP 8x;

  • дънна платка с две x16 PCIe връзки може да поддържа два графични адаптера едновременно, за разлика от AGP 8x, който може да поддържа само един. Например две графични карти се поддържат от NVIDIA Scalable Link Interface (SLI), като всяка карта управлява половината от екрана;

  • към PCI-E може да се включват и други устройства, а не само видеокарти;

  • по-ниска цена на PCIe видеокартите в сравнение с AGP



1 Буквата G в означенията указва че видеоконтролера е вграден.

2 Graphics Media Accelerator 900 е частична реализация на DirectX 9, но в него липсват шейдъри за върховете, присъстващи в напълно съвместимите с DirectX 9 графични процесори от ATI и NVIDIA.



Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница