All-In-One — интегрированные чипсеты начального уровня


Существует две противоположные точки зрения на интегрированные платформы, касающиеся размещения на материнских платах дополнительных компонентов — для снижения цены конечного решения. Одна из них так и оправдывает преимущество встраивания в материнские платы периферийных устройств — уменьшением совокупных расходов на построение готовой системы и упрощением ее настройки. Оппоненты аргументированно возражают, что во времена быстрой смены технологий и машинного парка непозволительно замораживать средства в платформах, обладающих крайне низким потенциалом для последующей модернизации. К тому же, для подобных плат при установке дополнительного оборудования характерны аппаратные конфликты, проблемы с отключением бортовых устройств, распределением прерываний и.т.д. Правы те и другие. У первых, однако, позиции сильнее по той простой причине, что обсуждение технологий интересно большей частью самим технарям, тогда как цена — категория социальная. Другими словами, есть пороговый уровень стоимости, ниже которого обсуждение технический решений теряет смысл и аудиторию.

Компьютер начального уровня — средство удовлетворительного решения разнообразных задач за минимальные деньги, рациональный, законченный и настроенный инструмент. А системные платы с высокой степенью интеграции элементов — самая простая возможность наделить при помощи конвейерного производства таким инструментом массового потребителя. Нижний сегмент рынка уже превратился в арену соревнования по компактной упаковке компонентов, сперва в материнские платы, а теперь уже и в их базовую логику. Ранний уход Intel с разработки низкоуровневых решений при переходе к архитектуре P6 привел к тому, что основные его конкуренты — Silicon Integrated Systems Corp. (SiS), VIA Technologies, Aсer Laboratories (ALi) получили карт-бланш на любые действия в рамках Socket 7, являющейся до сих пор наиболее экономичной из конкурирующих. И хотя именно Intel были сформулированы большинство спецификаций, определяющих лицо индустрии, в реализации "ресурсосберегающих" технологий преуспела как раз "группа преследования".

Обсуждая интегрированные решения, невозможно обойти умолчанием Cyrix Media GX, стоящий особняком вне ходовых архитектур и представляющий собой практически компьютер на чипе (точнее говоря, на двух). По сути это — процессор, расположившийся в одной упаковке с двухуровневой кэш-памятью, контроллером основной памяти, эмулятором видео, дополняемый внешним контроллером периферии и звука на чипе-компаньоне. Media GX заслуживает упоминания хотя бы потому, что именно с его помощью, в составе модели Compaq Presario 2100 в свое время был взломан одиозный барьер $1000 для настольных систем. Сегодня нишей Cyrix Media GX являются в основном недорогие мини-ноутбуки.

Ниже рассматриваются наборы логики, существующие и планируемые к производству, которые соединяют в себе устройства и функции, достаточные для полноценной работы с актуальными приложениями, воплощают передовую архитектуру, и рассчитаны под сменные процессоры-современники.

SiS 530/5595 и 620/5595

Тайваньская компания SiS, поставщик недорогой системной логики и недорогих же графических акселераторов, в свое время одной из первой имплантировала видеочип в базовый набор микросхем. Хотя события происходили еще до массовой горячки попадания в сегмент sub-$1000, сверхэкономичный и компактный (на одном BGA-чипе!) набор логики SiS5598 быстро привлек внимание и SiS в свое время удалось оттянуть на себя приличную долю производителей материнских плат под Socket 7 среди земляков-островитян (Asustek, Gigabyte, и многих других). Миновав несколько промежуточных стадий, SiS к настоящему моменту разработала два новых набора базовой логики со встроенными 3D-акселератором SiS6326AGP и рядом дополнительных функций — один под архитектуру Socket 7, и один под процессоры Pentium II/Celeron. Оба набора двухчиповые, первый, SiS530/5595 AGP Set носит кодовое наименование Sindbad, второй, SiS620/5595 — Eagle. Общим для наборов является не только 3D-акселератор, но и один и тот же Южный Мост SiS5595. Его размещение на отдельном чипе объясняется экономическими соображениями переходных процессов между архитектурами (а SiS5595 кроме упомянутых двух чипсетов используется еще в одном наборе под Pentium II — SiS600/5595), а также с учетом относительно медленного функционального старения схем обслуживания периферийных устройств типа мостов PCI-ISA.

Итак, SiS530/5595 представляет собой 100MHz-набор логики под Socket 7, включающий в себя Cеверный Мост SiS530 (контроллеры памяти и кэш-памяти L2, интерфейс с шиной PCI, 2хAGP 3D VGA-акселератор, контроллер PCI IDE) и Южный Мост SiS5595 (мост PCI-ISA, контроллер DMA, интерфейсы ISA, USB, контроллер прерываний, RTC). SiS530 выполнен в корпусе BGA, SiS5595 — в PQFP.

Чипсет отличается улучшенными в сравнении с предшественниками характеристиками работы с памятью. Поддерживается до 1.5GB DRAM в конфигурации с тремя модулями SDRAM DIMM, контроллер кэш-памяти L2 обслуживает до 2MB PB SRAM, кэшируется до 256MB системной памяти. Возможен выбор между синхронным и асинхронным режимом тактирования шин процессора и памяти, что увеличивает гибкость системы и позволяет использовать старые модули памяти PC66 при работе со 100MHz-процессорами.

SiS620/5595 предназначен для использования в архитектуре P6, это 100MHz-набор логики с поддержкой AGP, в котором взаимодействие между процессором — памятью — кэш-памятью L2 — все тем же графическим акселератором — PCI IDE-контроллером обеспечивается Cеверным Мостом SiS620. Тот же Южный Мост SiS5595. SiS620 выполнен в корпусе BGA.

Интегрированный в оба набора 64-разрядный 2хAGP 3D VGA-контроллер SiS620 избавляет от необходимости размещения на материнских платах слота AGP. Используется архитектура разделения основной памяти с выделением под видеопамять фрейм-буфера необходимого размера DFB/SMA (Display Frame Buffer/Shared Memory Architecture). При настройке системы из BIOS следует выбрать требуемое значение: 2MB, 4MB или 8MB. Теоретически, набор логики допускает возможность обслуживания локальной, установленной на плате видеопамяти типа SDRAM или SGRAM размером до 8MB, хотя вряд ли это свойство когда-либо будет востребовано — экономить так экономить. Из остальных свойств, связанных с видео, "модными" являются поддержка порта вывода цифрового видеосигнала на активноматричную TFT-панель без цифро-аналогового преобразования, используемого сейчас, а также аппаратный ускоритель проигрывания DVD.

Перенесенный, в отличие от предыдущих версий, в Северный Мост контроллер PCI IDE поддерживает режимы передачи данных с участием процессора и с прямым доступом к памяти ATA PIO/DMA, а также спецификацию Ultra DMA33/66, что допускает передачу данных по интерфейсу с жесткими дисками до 66 MB/s, по двум независимым каналам. SiS530 является в настоящий момент пожалуй единственным набором, платы на котором находятся в массовом производстве, они доступны, и фактически поддерживают спецификацию Ultra DMA/66. Несмотря на то, что реальным скоростям современных жестких дисков пока далеко до пределов нового протокола передачи данных, своевременная обкатка интерфейса — в интересах индустрии. Первым призводителем накопителей, штатно поставляемых с электроникой Ultra DMA/66 стал Western Digital, часть моделей оснащают новым интерфейсом Quantum и Maxtor.

Последним шагом, подтверждающим особое внимание SiS к максимальной интеграции в базовой логике типичных функций типичных периферийных устройств, стало недавно объявленное начало производства контроллера Super South Bridge SiS960. Супер Южный в последующих разработках придет на замену SiS5595. Его назначение — предоставить полный набор мультимедиа- и коммуникационных средств для платформ начального уровня. SiS960 выполняет функции контроллера Ethernet и модема, формирует 3D-звук со стереокачеством, расширяет количество обслуживаемых USB-портов с двух до пяти. Как и в разработке продуктов конкурентов, отказано в поддержке шины ISA.

Если говорить о ближайших перспективах SiS, то это — одночиповые наборы SiS630 (Trojan) и SiS540 (Spartan), соответственно под Pentium II и Socket 7. Из радикальных перемен в них ожидается использование 128-разрядного AGP 4x 3D VGA SiS300, они будут поддерживать память SDRAM PC-133 и включать в себя вышеупомянутый Super South SiS960. И все это на одном чипе. Ожидается к осени.

Как известно, одним из залогов успеха любых разработок является снижение производителем показателя time-to-market, или срока от проекта до реализации с выходом на рынок. Сильным достоинством SiS являются тесные отношения практически со всеми производителями материнских плат на Тайване, что ускоряет воплощение разработок в серийном производстве.

VIA MVP4

Apollo MVP4 — это последний из чипсетов под Super 7 от VIA Technologies. Наиболее серьезный конкурент Intel в разработке и производстве базовой логики, VIA Technologies, в свое время добилась того, что ее наборы по многим показателям превосходили интеловские еще во времена первой молодости Socket 7. VIA Apollo MVP4 — это комбинация самого популярного 100МГц-набора под Socket 7 MVP3 и графического 2D/3D контроллера, размещенного в одном из чипов набора (всего их два). Не слишком афишируется, что этим контроллером является Trident Blade 3D от стороннего производителя, Trident Microsystems, Inc. Сей факт одновременно является и плюсом и минусом продвижения на рынок совокупного продукта. Положительным является то, что, в отличие от SiS, у VIA, не имеющей собственных разработок графических чипов, была возможность поиска недорогого контроллера для встраивания в чипсет на конкурентной основе, взамен "трудоустройства" детища соседнего отдела и, судя по техническим характристикам, Blade 3D с лихвой оправдывает свою цену. Отрицательным же является меньшая степень взаимодействия двух R&D департаментов и соответственно худшие показатели time-to-market. В настоящий момент ведутся переговоры VIA с S3, по сходному проекту использования графических акселераторов S3 в последующих разработках VIA. Поскольку у S3 есть лицензионные кросс-соглашения с Intel, это повышает шансы и конкурентоспособность возможных продуктов.

Trident Blade 3D — первый чип практически забытой на рынке видеокарт компании, предназначенный для работы с API-интерфейсами DirectX 6.0 и OpenGL. Cовместимый с AGP 2.0, 2D/3D графический контроллер имеет 128-разрядный интерфейс с памятью текстур (в варианте с локальной видеопамятью, которой он поддерживает до 8MB) и 64-разрядный интерфейс с главной памятью, реализует множество 3D-функций, имея при этом весьма приличные характеристики. Это не Rage 128 или Savage 3D, но он и стоит совсем других денег. Встроенный RAMDAC 230MHz, аппаратная поддержка DVD и опциональная поддержка TV-выхода дополняют его достоинства.

Графический 2D/3D AGP-акселератор интегрирован в Северный Мост VT82C501 (492 BGA), который в основном своем назначении реализует шину 100МГц взаимодействия процессора/памяти в синхронном и асинхронном вариантах, обслуживая до 768MB памяти SDRAM, Virtual Channel SDRAM, EDO или FP, с возможностью коррекции ошибок ECC. Большие изменения претерпел и второй чип набора — Южный Мост, который, как и у SiS, стал называться Супер Южным. VT82C686А (352 BGA), вобрал в себя контроллер звука спецификации AC97 2.0 (соответствующий требованиям PC98 Basic Audio) с поддержкой звуковых SoundBlaster-совместимых расширений, ускоритель DVD, контроллер ввода/вывода, средства мониторинга напряжения, температуры процессора и скорости вращения вентилятора. Кроме того, в нем реализована поддержка протоколов и спецификаций ATA-66, USB, ACPI, SMBus, управление питанием, интегрированы контроллер клавиатуры и таймер реального времени RTC. Как и у SiS, он разработан для использования в качестве универсального контроллера периферийных устройств в любой из архитектур, Socket 7 или Slot 1.

Зависимость от сторонних сил в разработке Северного Моста VT82C501 привела к ситуации, когда Южный, VT82C686А уже давно доступен производителям материнских плат, но в полном объеме чипсет до сих пор находится в стадии обкатки и массово недоступен. Многие компании — производители материнских плат были вынуждены пересмотреть свои производственные планы и начать с выпуска промежуточных продуктов на гибриде MVP3/MVP4 (с новым Южным мостом и старым Северным). Соответственно, на этих платах используется внешний порт AGP и акселератор по выбору.

Intel 810 (Whitney)

Больше года Intel уделяет особое внимание сегменту Basic PC, что выражается в разработке специализированных наборов логики, недорогих видеоакселераторов (точнее, пока что одного i740) и наконец, в терроризировании рынка обвальными уценками процессоров Celeron в попытке потеснить AMD&Co и системы на Socket 7 в целом. Во втором квартале этого года ожидается наконец появление продукта, попавшего в объявленные планы задолго до первого упоминания об "упакованных" чипсетах от SiS и VIA. Это Intel Whitney (i810), ориентированный на использование исключительно с процессорами семейства Celeron. Намерения Intel по подсаживанию своего 3D AGP-акселератора i740 в чипсет известны давно, но строение и функциональные возможности i810, подвергшись нескольким поправкам в течение этого времени, до сих пор не могут считаться окончательными.

Cогласно общим тенденциям построения новых наборов логики от Intel, i810 имеет хабовую структуру, и объединяет в одном чипе три блока-концентратора: контроллеров графики и памяти GMCH (Graphic and Memory Hub Controller), контроллеров ввода-вывода ICH (I/O Hub Controller) и концентратора микрокода FWH (FirmWare Hub). GMCH реализует поддержку процессора/памяти на частоте 100 или 66МГц, выполняет функции 3D 2x AGP акселератора, прямого наследника i740, общается в рамках внутренней архитектуры HubLink с группой контроллеров ввода/вывода ICH на скорости до 256 MB/s, позволяет через дополнительный чип-конвертор выводить видеосигнал на активноматричную панель. Ожидается появление двух версий GMCH, совместимых по контактам — экономичного варианта GMCH0, в чистом виде соответствующего архитектуре SMA, с размещением всех графических данных в общей памяти и 64-разрядной шиной для их пересылки между акселератором и памятью, и более продвинутого, с дополнительно интегрированным фрейм-буфером в виде 4MB памяти SDRAM с 32-разрядной шиной передачи данных.

ICH первым из интеловских наборов поддерживает передачу данных по каналам EIDE в новом протоколе Ultra DMA/66, содержит AC97 аудио-кодек и модем-кодек в сочетании с обслуживанием еще одной интеловской новации — слота AMR, включает контроллер периферии LPC, отвечающий за скоростные обмены с устройствами взамен поддержки отжившей свое шины ISA, и обслуживает два порта USB. FWH заменяет собой системный Flash EEPROM BIOS и содержит аппаратный генератор случайных чисел. На FWH возлагаются функции корректной идентификации платформы/владельца, привязки к ним программного обеспечения, повышения безопасности онлайновых операций в Интернет.

На недавней конференции Intel Developer Forum компанией был представлен новый формат системных плат FlexATX, размер которых меньше Micro-ATX еще на 30 процентов. Представители Intel, вертевшие в руках экземпляры компьютерных корпусов в новом дизайне, признавали очевидное влияние Apple iMac на творческую мысль и общие тенденции проектирования платформы для широких масс. Формат Flex ATX ориентирован на использование чипсетов i810 и его последователей i815, i820, то есть наборов, содержащих в себе все необходимое для компьютера начального уровня: графику, звук, модем. Гибкость настройки заключается только в выборе процессора под Socket 370 и объема оперативной памяти. Таким образом, Intel подходит к проблеме перераспределения сил в нижнем сегменте Basic PC в комплексе. Предоставление "из одних рук" всего: материнских плат на базе собственной логики, процессоров, и даже корпусов под новый форм-фактор соответствует логике создания чипсетов "all-in-one".




Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.