Knoxville
Beginner
Data inscrierii: 22/Sep/2007
Mesaje: 25
Localitate: Bucuresti
|
 Trimis: 22/09/2007 16:58 Titlul subiectului: Placa de baza |
|
|
Am ajuns la placa de bazã, al cãrei rol este mai greu de înþeles. Mulþi vor considera cã singurul ei rol este acela de a lega componentele între ele, aºadar ce necesitate mai avem de chip-urile prezente pe ea? În întâiul rând, placa de bazã nu este pur ºi simplu un element de legãturã ci componenta principalã a unui sistem, care coordoneazã toate activitãþile. Ea joacã rol de arbitru ºi direcþioneazã fluxurile de date între procesor ºi memorie, memorie ºi hard disk, procesor ºi tastaturã ºi altele asemenea. Nimic nu poate funcþiona „pur ºi simplu”, este trebuință de o componentã „supremã” care sã ºtie sã foloseascã resursele celorlalte componente dintr-un PC. Un astfel de echipament poartã numele de controller. Putem spune cã placa de bazã este un controller general, diferitele segmente ale ei oferind funcþia de controller local. De exemplu, controller-ul de memorie este circuitul care „dã viaþã” memoriei, fãrã el minunatele memorii DDR PC3200 vor fi alimentate cu potență ºi nimic mai mult, neexistând nimeni care sã exploateze posibilitãþile oferite de ele.
Epox 4PCA3+
(placã de bazã pentru procesoare 486) (placã de bazã modernã: Epox 4PCA3+)
Controller-ul de seamă al **ãcii de bazã este denumit chipset, fiind compus de obicei din douã chip-uri independente (de aici denumirea de chipset = set de chip-uri). Ele poartã numele de northbridge ºi southbridge (aceasta în ciuda încercãrii unor companii de a le schimba aceste nume deja încetãþenite). Sau altfel spus, puntea de nord ºi cea de sud (evident cã nu existã nici o legãturã cu punctele cardinale, nordul ºi sudul fiind alese pentru a sublinia poziþiile opuse pe care le au aceste chip-uri, aproape simetrice faþã de centrul **ãcii). Fiecare dintre ele are un rol bine determinat, rol care depinde de la chipset la chipset dar existã multe elemente comune între diferitele modele. Numãrul tipurilor de chipset-uri apãrute de-a lungul istoriei este cumplit de mare, însã numãrul celor utilizate într-o anumitã perioadã a evoluþiei PC-urilor este relativ mic. Voi folosi în continuare denumirile de chipset, northbridge ºi southbridge chiar dacã ele nu sunt 100% corecte, în primul caz pentru cã unele chipset-uri sunt de fapt simple chip-uri (nordul se contopeºte cu sudul), fiind prezent un solitar integrat de frunte pe placa de bazã ce joacã dublu rol, iar în ultimele cazuri pentru cã schimbarea forþatã a denumirilor de cãtre producãtori (un exemplu fiind Intel) nu mi se pare întemeiatã ºi relevantã.
Acest obiect intenþioneazã, pe de o parte, sã facã luminã printre utilizatorii de calculatoare care nu cunosc principiile funcþionãrii **ãcilor de bazã moderne ºi nici nu sunt la curent cu ultimele evoluþii de chipset-uri ºi, pe de altã parte, sã ofere pasionaþilor o scurtã istorie a acestui domeniu. Cum o istorie a modelelor de **ãci de bazã este inutilã ºi practic imposibil de realizat, numãrul lor fiind de ordinul miilor, vom parcurge chipset-urile prezente în epoca modernã a calculatoarelor, insistând pe perioada ultimilor 5-6 ani ºi exemplificând acolo unde este cazul cu eșantioane de **ãci care au rãmas cu adevãrat în istorie.
Pentru început, vom vorbi despre modelul obișnuit de chipset, format din northbridge ºi southbridge, ingrediente ce îndeplinesc anumite sarcini standard: northbridge-ul este rãspunzãtor de comunicarea cu procesorul, cu memoria, cu portul AGP ºi/sau PCI Express (dacã cel puþin unul dintre ele existã) iar southbridge-ul cu tot ce înseamnã periferic: unitãþi de stocare (porturile IDE ºi cel de floppy), slot-urile PCI ºi ISA ºi interfeþele externe, cum ar fi cea USB, FireWire, reþeaua sau sunetul. Comunicarea dintre cele douã componente principale este realizatã la o vitezã maximã predefinitã, care este de regulã egalã cu cea a bus-ului PCI (133 MB/s), eventual multiplicatã de un numãr de ori. (Vom vedea mai târziu ce este un bus.) Spre exemplu, comunicarea dintre nordul ºi sudul chipset-ului VIA KT133A este realizatã la viteza bus-ului PCI, la KT266A ea este (cu susținerea tehnologiei V-Link) de 266 MB/s iar în cazul lui KT400 la 533 MB/s (V-Link 8x). Aceasta înseamnã cã fluxul de date nu poate depãºi aceastã limitã, deci degeaba aveþi un hard disk Serial ATA cu un transfer de 150 MB/s (iarãºi, maxim) dacã existã limitarea de 133 MB/s. În realitate, aceste limite nu influenþeazã aproape deloc performanþa unui sistem, necesarul fiind mai mare decât limita într-un numãr infim de situaþii; dacã hard disk-ul doreºte sã transfere 150 MB/s într-o situaþie dintr-o mie ºi nu-i pot fi satisfãcuþi decât 133 MB/s, rezultã faptul cã viteza sa a fost diminuatã cu un procent total nesemnificativ. Producãtorii de chipset-uri se luptã în aceastã pseudo-competiþie a bus-urilor, recent depãºindu-se 1 GB/s. Într-adevãr, aratã bine pe hârtie.
southbridge si controllere Dupã cum aþi putut observa, fiecare componentã a sistemului trebuie „controlatã” de cineva. **ãcile PCI sunt, la rândul lor, un fel de controllere, ele fiind rãspunzãtoare de activitãþi conexe, cum ar fi emiterea de sunet în boxe (**ãcile de sunet), preluarea semnalului din linia telefonicã (modemul) sau prelucrarea semnalului TV (TV tuner-ul). Mai mult, unele **ãci chiar se numesc controllere ºi îndeplinesc funcþia de suport pentru unele componente externe pe care placa de bazã nu le cunoaºte. Spre exemplu, dacã placa de bazã nu deþine integrat suportul pentru interfaþa FireWire, o simplã placã PCI poate împlini sarcina. Sau, mai existã situaþia în care controller-ul nu este nici integrat în chipset-ul **ãcii de bazã, nici prezent sub forma unei **ãci suplimentare; el este pur ºi necomplicat integrat pe placã, sub forma unui chip, fiind considerat un dispozitiv obiºnuit, ataºat adesea la bus-ul PCI.
Northbridge-ul este componenta principalã a chipset-ului, de el depinzând practic performanþa sa. Un controller de memorie bun poate dărui mai multã vitezã, ºi aceasta ne putem da seama parþial doar privind specificaþiile. Sã luãm niºte exemple: VIA KT266A ºi KT333. Primul poate lucra cu memorie DDR la frecvenþa de 133 MHz, al doilea poate creºte viteza acesteia la 166 MHz, de unde rezultã performanþe mai bune. Existã ºi altã situaþie, aceea în care specificaþiile sunt aceleaºi dar performanþele diferã: KT266A este mai rapid decât KT266, deºi ambele suportã acelaºi tip de memorie, din cauza optimizãrilor interne. Uneori, aceste optimizãri depãºesc în eficienþã forþa brutã a creºterii frecvenþei, cum este ºi în cazul de faþã: saltul de performanþã de la KT266 la KT266A este mai mare decât în cazul comparaþiei KT266A - KT333.
Existã mai multe tipuri de controllere de memorie, în funcþie de tipul acesteia. Unele pot lucra ºi cu memorie SDR ºi cu cea DDR, altele sunt dedicate particular celor de tip Rambus, altele oferã tehnici de dublare a vitezei efective (încã o datã faþã de DDR); este vorba de tehnologia dual-channel. Iar alte chipset-uri nici nu conþin acest controller, el fiind integrat în procesor, precum este cazul procesoarelor din familia AMD64 .
A doua sarcinã principalã a northbridge-ului este comunicarea cu procesorul. Aici apar diferenþele fundamentale dintre chipset-uri ºi de aceea existã incompatibilitãþi între anumite chipset-uri ºi anumite procesoare. Limbajul întrebuințat pentru comunicare trebuie sã fie comun ºi, din cauza faptului cã existã mai numeroase generaþii ºi mai multe companii care produc procesoare, existã ºi mai multe standarde în ceea ce priveºte chipset-urile. Astfel, gãsim câteva platforme distincte: Athlon XP (Socket A), Pentium 4 (Socket 478, LGA 775), Athlon 64 (Socket 754 ºi 939) ºi exemplele pot continua. Pentru fiecare din ele existã o înșiruire de chipset-uri care „cunosc” limbajul procesoarelor în cauzã ºi astfel pot dota **ãci de bazã corespunzãtoare acestora. Acest limbaj, care permite comunicarea „pe aceeaºi lungime de undã” între indiferent ce douã componente dintr-un sistem, se numeºte bus.
setãri FSB Deja se naºte o întrebare fireascã: care este viteza de comunicare dintre northbridge ºi procesor? Aceastã vitezã este datã de PSB (Processor Side Bus), variazã în funcþie de procesor dar ºi de setãrile **ãcii de bazã ºi se mãsoarã în MHz. Procesoarele pânã la Pentium III aveau acest PSB setat la frecvenþe între 66 ºi 133 MHz (nu vorbim aici de creºterea artificialã, adicã overclocking). Pentru procesoarele din familia AMD K7 (Athlon, Athlon XP, Duron), el variazã între 100 ºi 200 MHz, în funcþie de procesor, frecvenþã care este multiplicatã cu 2. În termeni electronici, spunem cã informaþia este transmisã atât pe frontul crescãtor cât ºi pe cel descrescãtor al semnalului, de unde rezultã o dublare a vitezei (ºi nu o dublare a frecvenþei), tehnicã folositã ºi la memoria DDR. Departamentele de marketing au profitat grabnic de situaþie ºi au afirmat cã FSB-ul procesoarelor Athlon este de 200-400 MHz, afirmaþie teoretic greºitã, practic neafectând cu nimic adevãrul „palpabil”. Pentium 4 foloseºte un mecanism asemãnãtor prin care multiplicã de patru ori PSB-ul, rezultând 400, 533, 800 ºi 1066 MHz virtuali în loc de 100, 133, 200 ºi 266.
Bus-urile AGP ºi PCI Express reprezintã a treia sarcinã a northbridge-ului. Orice sistem modern deþine o placã graficã cu capabilitãþi 3D, componentã care comunicã cu northbridge-ul prin bus-ul AGP sau PCI Express X16. Frecvenþa celui AGP este de 66 MHz, egalã cu dublul frecvenþei PCI, însã ea este multiplicatã opþional de un numãr de ori, corespunzãtor x-ului indicator: AGP 2x, AGP 4x, AGP 8x, ultimul oferind valoarea impresionantã de 2.1 GB/s. Sunt valabile aceleaºi considerente de la comunicarea dintre cele douã componente ale chipset-ului, aºadar necesarul efectiv este în majoritatea cazurilor mult mai mic decât cel oferit de AGP 8x. Drept dovadã, micºorarea forþatã a transferului la nivelul lui AGP 2x nu scade performanþele cu mai mult de 10-30%.
În cazul lui PCI Express, lucrurile stau altfel: atât bus-ul X16, necesar **ãcii grafice (eventual X8 în unele cazuri), cât ºi cele repartizate **ãcilor obiºnuite (X1, X4) sunt gestionate de northbridge. Frecvenþa sa este de 100 MHz, iar rata de transfer în modul 1x este similarã lui AGP 1x ºi dublã faþã de PCI. |
|
