Przegląd chipsetów firmy Intel 2000-12-01 (12:00)

Krzemowa inwazja

Marek Budny

Kupię sobie płytę główną - łatwo powiedzieć, trudniej zdecydować - jaką? Coraz więcej chipsetów, coraz więcej płyt głównych. Którą wybrać? Przeanalizujmy zatem, co każda firma może nam zaoferować. Poznanie architektury i funkcji, jakie spełniają chipsety, bardzo pomaga dokonać ostatecznego wyboru. Zacznijmy zatem od Intela.

Chipset na płycie głównej pełni równie ważną funkcję jak procesor w komputerze - jest sercem sterującym pracą urządzenia. Ściślej rzecz biorąc, chipset często nie jest tylko jednym układem, a zestawem kilku scalaków spełniających rozmaite zadania - kontrolujących pracę portów zewnętrznych (szeregowych, równoległego, USB i PS/2), sterujących przepływem danych między procesorem, pamięcią operacyjną a magistralą ISA, PCI i AGP oraz kontrolerami EIDE. Do pełnego zestawu musimy dodać jeszcze funkcje kontrolera przerwań IRQ i kanałów DMA, układu zegara czasu rzeczywistego RTC i zarządzania energią (ACPI).

Poszczególne rodzaje chipsetów różnią się między sobą funkcjonalnością, a w szczególności:
- typem obsługiwanych procesorów
- częstotliwością magistrali FSB
- typem obsługiwanej pamięci operacyjnej
- rodzajem kontrolera pamięci masowej.
W pierwszej części cyklu artykułów o chipsetach przyjrzymy się bliżej produktom Intela, który jeszcze do niedawna był niekwestionowanym liderem w tej dziedzinie. Na początek jednak kilka słów jeszcze o architekturach stosowanych w konstrukcjach chipsetów.

Północ - południe kontra huby

Jeszcze do niedawna konstrukcja chipsetu była bardzo klarowna. Obowiązywał podział na dwie części - mostek północny i południowy (tzw. northbridge i southbridge). Pierwsza z nich odpowiada za komunikację najbardziej krytycznych elementów systemu: procesora z pamięcią operacyjną, magistralą PCI i AGP oraz częścią południową. Ta z kolei kontroluje pracę BIOS-u, portów zewnętrznych (szeregowego, równoległego), magistrali USB, magistrali ISA, klawiatury i myszki. Dodatkowo southbridge może pełnić rolę układu zarządzania energią oraz monitorować temperaturę procesora, napięcia zasilania i prędkość obrotową wentylatorów. Obydwa mostki komunikują się ze sobą poprzez magistralę PCI o przepustowości 133 MB/s.

Ponieważ opisana konstrukcja osiąga powoli kres swoich możliwości, od niedawna zaczęto stosować bardziej nowatorskie rozwiązanie, na początku głównie w produktach firmy Intel. Zniknął podział na mostki północne i południowe, pojawiły się natomiast trzy układy zwane hubami, do których - w zależności od potrzeb - dołączane są inne kontrolery. Taka architektura pojawiła się po raz w pierwszy na płytach głównych z chipsetem i810. Mamy następujące huby: GMCH (Graphics Memory Controller Hub), ICH (Integrated Controller Hub) i FH (Firmware Hub). GMCH odpowiada za transmisję danych pomiędzy procesorem, pamięcią operacyjną lub zintegrowaną kartą graficzną (w chipsetach i810 i i810E). ICH jest układem I/O sterującym pracą urządzeń zewnętrznych podłączonych do magistrali PCI, ISA i kontrolerów EIDE. FH z kolei to sprzętowy generator liczb losowych, BIOS systemowy i graficzny zintegrowanej karty graficznej, korzystającej dynamicznie z pamięci RAM komputera. Huby komunikują się ze sobą przez specjalną magistralę o przepustowości 266 MB/s, odciążając tym samym szynę PCI.

Zaletą architektury "hubowej" jest możliwość taktowania magistrali FSB inną częstotliwością niż szyny pamięci i złącza AGP czy PCI. Drugim bardzo uniwersalnym udogodnieniem, z którego mogą korzystać raczej tylko projektanci, jest wymienność hubów. Oznacza to, że poszczególne huby mogą być stosowane w różnych chipsetach.

Istnieją również chipsety jednoukładowe. W jednym scalaku zintegrowano większość wymienionych wcześniej kontrolerów i podukładów. W produkcji takich chipsetów specjalizuje się m.in. tajwańska firma SiS (Silicon Integrated Systems).

Intel 810 i 810E

Według założeń firmy Intel chipsety i810 i i810E (kodowa nazwa Whitney) miały zastąpić mocno wysłużony już układ i440BX. Jest tajemnicą poliszynela, że "osiemset dziesiątki" nie cieszą się zbyt dużą popularnością z powodu nie najlepszej wydajności grafiki i braku magistrali AGP, wyprowadzonej na zewnątrz w postaci złącza.

Oba chipsety zawierają zintegrowaną kartę graficzną korzystającą dynamicznie z pamięci operacyjnej komputera (technologia DVMT - Dynamic Video Memory Technology). Jedna z wersji chipsetu o nazwie i810-DC100 umożliwia stosowanie dodatkowej pamięci cache, z której może korzystać wbudowany kontroler grafiki. Układy tej pamięci są montowane bezpośrednio na płycie głównej - nie trzeba wydawać dodatkowych pieniędzy na jej zakup. W karcie graficznej zaimplementowano też sprzętową kompensację ruchu DVD. Część płyt głównych i810 ma także wbudowany kodek audio AC'97, choć niektórzy producenci instalują specjalizowane układy dźwiękowe. Nowością jest także kontroler UltraATA/66. Zestaw układów i810E jako pierwszy obsługuje magistralę FSB 133 MHz, choć częstotliwość pracy pamięci nadal jest równa 100 MHz.

Zgodnie z planami Intela płyty główne z i810/i810E przeznaczone są dla tanich komputerów z Celeronem na pokładzie. Platformy i810 nadają się głównie do budowy niedrogich pecetów biurowych, na których nie wykonuje się zadań mocno obciążających system. Jak już wspomnieliśmy, zintegrowana karta graficzna i dźwiękowa nie najlepiej spisują się w grach 3D.

Intel 820 i 820E

Nieco bardziej zaawansowany technologicznie jest chipset i820 (nazwa kodowa Camino), o architekturze "hubowej", znanej już z i810. Intel 820 obsługuje magistralę AGP 4x. Całkowitą nowością jest tutaj możliwość współpracy chipsetu z pamięciami typu RDRAM (Rambus). Jak wiemy, nie jest to zbyt szczęśliwe rozwiązanie, ponieważ cena tego typu pamięci przekracza kilkakrotnie koszt zakupu płyty z i820. Poza tym wydajność tych pamięci w stosunku do zwykłych SDRAM-ów jest tylko o około 40% lepsza. Alternatywnym rozwiązaniem dla osób chcących korzystać z pamięci SDRAM jest specjalny interfejs (MTH - Memory Translator Hub - Intel 82805AA) dopasowujący układy pamięci sygnałowo i elektrycznie do chipsetu i820. Oczywiście nie zabrakło tutaj także kontrolera UltraATA/66.

Nieco większą uwagę warto poświęcić chipsetowi i820E (Camino 2), który jest wyposażony w zmodyfikowany I/O Controller Hub (ICH2 - 82801BA). Najważniejszą modyfikacją jest tu zaimplementowanie podwójnego złącza EIDE w standardzie UltraATA/100, gniazda CNR i podwójnego kontrolera USB, mogącego obsłużyć do 4 portów USB.

Płyty główne z zestawami układów i820 i i820E przeznaczone są do montowania w wydajnych komputerach, ale jak na razie ich osiągi są porównywalne z BX-ami. Jednak osoby, którym zależy na Ultra ATA/100 i AGP 4x, powinny jednak zastanowić się nad wyborem i820E.

Intel 815 i 815E

Wszystko wskazuje na to, że Intel odniesie duży sukces dzięki najnowszym zestawom układów i815 i i815E (nazwa kodowa Solano i Solano 2) przeznaczonym na rynek low-end. Nie popełniono tutaj "błędu" z i820 - i815 obsługuje pamięci SDRAM PC133. Chipset i815E wyposażono w nowy układ I/O Controller Hub 82801BA (ICH2 - ten sam, co w i820E; w i815 jest 82801AA ICH) zawierający dwa kontrolery EIDE ATA/100, cztery porty USB i złącze CNR. Nowością są też moduły pamięci AIMM (AGP Inline Memory Module) poszerzające możliwości karty graficznej. Jej wydajność nie zachwyca, dlatego też osoby chcące zainstalować własną kartę 3D będą mogły to zrobić dzięki wyprowadzonej na zewnątrz magistrali AGP 4x.

Chipset	i440BX	i810	i810E	i820	i820E	i815	i815E
Układy	82443BX Host Bridge Controller, 82371 PCI-ISA Bridge	82810-DC100 GMCH, 82801 AA ICH, FWH	82810E GMCH, 82801 AA ICH, 82802 AB FWH	82820 MCH, 82801 AA ICH, 82802 FWH	82820 MCH, 82801BA ICH2, 82802AB FWH	82815 GMCH, 82801AA ICH, 82802AB FWH	82815 GMCH, 82801BA ICH2, 82802AB FWH
Maks. częst taktowania magistrali FSB	100 MHz	100 MHz	133 MHz	133 MHz	133 MHz	133 MHz	133 MHz
Maks. wielkość obsługiwanej pamięci operacyjnej	1 GB SDRAM	512 MB SDRAM	512 MB SDRAM	1 GB RDRAM	1 GB RDRAM	512 MB SDRAM	512 MB SDRAM
Typ pamięci	PC100	PC100	PC100	PC600, PC700, PC800	PC600, PC700, PC800	PC133	PC133
Złącze AGP	2x	2x	2x	4x	4x	4x	4x
Liczba portów USB	2	2	2	2	4	2	4
Kontroler EIDE	UltraATA/33	UltraATA/66	UltraATA/66	UltraATA/66	UltraATA/100	UltraATA/66	UltraATA/100
Integracja		karta graficzna, AC-97 audio + modem codec	karta graficzna, AC-97 audio+ modem codec	AC-97 audio+ modem codec	CNR, AC-97 audio	karta graficzna, AC-97 audio	karta graficzna, CNR, AC-97 audio
Gniazdo procesora	Slot 1	Socket 370	Slot 1/Socket 370	Slot 1/Socket 370	Slot 1/Socket 370	Socket 370 FCPGA	Socket 370 FCPGA
Tab. 1 Zestawienie najważniejszych cech będących obecnie w sprzedaży chipsetów firmy Intel.

Kup pan płytę!

Jeżeli już ktoś zdecydował się na produkt z chipsetem Intela, powinien teraz określić swoje potrzeby i wymagania. Osoby potrzebujące komputera do typowych zadań biurowych - edycja dokumentów, prace z arkuszem kalkulacyjnym i programami księgowymi, surfowanie po Internecie - powinny zdecydować się na zestaw z chipsetem i810 lub i810E. Jeżeli komputer ma być małym serwerem zarządzającym siecią składającą się z kilkunastu stacji roboczych, to śmiało można udać się do sklepu po jedną z płyt z układem i820/i820E. Użytkownicy domowi, którzy z reguły bardzo wszechstronnie wykorzystują komputer (korzystają z Internetu, programów biurowych i intensywnie grają w gry 3D) powinni zaopatrzyć się w płytę z chipsetem i815E. Będzie można do niej podłączyć najnowszy dysk twardy UltraATA/100, jak i dokupić tani modem lub kartę sieciową w postaci modułu CNR. Maniacy gier, którym nie wystarcza 30 klatek na sekundę w Quake'u, mogą wyłączyć w BIOS-ie zintegrowaną kartę graficzną i zainstalować własną w wolnym złączu AGP.

---