Інструкційна картка до проведення лабораторного заняття з дисципліни «Архітектура комп’ютерів»

1. Тема заняття:

Конфігурація ЕОМ (системні плати з чіпсетами для процесорів Intel)

2. Мета проведення заняття

Навчитися користуватися технічною документацією (керівництвом з експлуатації системної плати) та описувати основні характеристики чіпсету системної плати згідно технічної документації

2.1 Після виконання роботи студент повинен

Знати: основні характеристики чіпсету системної плати, основні параметри роботи системної плати, її компоненти.

Вміти: користуватися технічною документацією (керівництвом з експлуатації системної плати), описувати основні характеристики чіпсету системної плати згідно технічної документації (вказати назву чіпсету, інтегровані в чіпсет контроллери, типи процесорів та оперативної пам’яті, які можна використовувати на такій системній платі, підтримувані частоти системної шини, наявність роз’ємів шин та портів, конструктивні особливості плати, форм-фактор)

3. Матеріально-технічне оснащення робочого місця

Комп’ютерна лабораторія

4. Інструктаж з техніки безпеки

Правила техніки безпеки при роботі з ЕОМ, правила пожежної безпеки

5. Короткі відомості з теоретичної частини роботи

Набір мікросхем системної логіки містить у собі інтерфейс шини процесора (яка називається також Front-Side Bus або FSB), контроллери пам'яті, контроллери шин, контроллери вводу-виводу і т.п.

Набір мікросхем управляє інтерфейсом або з'єднаннями процесора з різними компонентами комп'ютера. Тому він визначає тип і швидкодію використовуваного процесора, робочу частоту шин, швидкість, тип і об’єм пам'яті.

Чіпсети Intel для п'ятого покоління процесорів i430 lx (Mercury)

Одночасно з появою процесора Pentium у березні 1993 р. Intel представила свій перший набір мікросхем системної логіки i430LX (кодова назва Mercury) для нового процесора. Цей набір використовувався тільки із процесором Pentium першого покоління і тому проіснував зовсім недовго. Він був розрахований на застосування тільки із процесорами Pentium 60/66 МГц, підтримував процесорне гніздо Socket 4 з живленням 5В. North Bridge у наборі мікросхем системної логіки 430LX складався з: системного контроллера 82434LX, що містив контроллер кеша, і контроллер шини PCI. Також у його функції входила реалізація інтерфейсу між процесором і пам'яттю й South Bridge контроллера, що не містив у собі, жорстких дисків, такий контроллер слід було встановлювати в роз’єм для підключення плат розширення ISA або PCI.

Набір мікросхем системної логіки 430LX підтримував: один процесор; кеш-пам'ять другого рівня об’ємом до 512 Кб; пам'ять типу FPM об’ємом до 192 Мб.

i430NX (Neptune)

430NX був першим набором мікросхем системної логіки для другого покоління процесорів Pentium із гніздами типу Socket 5. Цей набір мікросхем був розроблений насамперед для процесорів Pentium з тактовими частотами від 75 до 133 МГц, хоча звичайно використовувався для процесорів Pentium з тактовими частотами 75 і 100 МГц. Разом із процесором, що споживав більш низьку напругу, цей набір мікросхем працював швидше й надійніше й витрачав менше енергії, ніж набори мікросхем системної логіки для першого покоління процесорів Pentium.

Компонент North Bridge містив контроллер кеш-пам'яті та оперативної пам'яті і інтерфейс керування шиною PCI. Компонент South Bridge набору 430NX являв собою ту ж саму мікросхему System I/O (SIO), що й у чіпсету 430LX. Цей компонент приєднував до шини PCI і генерував сигнали для шини ISA малої швидкодії.

У порівнянні з набором Mercury (430LX) розглянутий набір мікросхем систем­ної логіки мав деякі нові можливості. Він міг підтримувати: два процесори; пам'ять об’ємом до 512 Мбайт; пам'ять типу FPM об’ємом до 512 Мбайт; частота системної шини – до 66 МГц. Набір мікросхем системної логіки 430NX був орієнтований на потужні робочі станції й сервери.

i430FX (Triton)

У січні 1995 року Intel представила новий набір мікросхем системної логіки для процесора Pentium: i430FX (Triton). Це був перший набір, який підтримував пам'ять EDO (Extended Data Out). Ця пам'ять хоча й не коштувала дорожче, але її швидкодія була трохи вища, ніж у стандартної пам'яті FPM (Fast Page Mode).

Компонент North Bridge складався із системного контроллера (контроллери пам'яті + кеш-пам'яті), інтерфейсу процесора й контроллера шини PCI. South Bridge (мікросхема 82371FB) був першим чіпом PIIX (PCI ISA IDE Xcelerator). Ця мікросхема служила як міст між шиною PCI, що працює на частоті 33 МГц, і більш повільною шиною ISA, що працює на частоті 8 МГц. Крім того, у цій мікросхемі вперше був реалізований двоканальний інтерфейс IDE. Перемістивши інтерфейс IDE із шини ISA у мікросхему РIIХ, удалося підключити його до шини PCI, що дозволило значно збільшити швидкість передачі даних. Завдяки цьому стало можливим реалізувати нові інтерфейси IDE, і тим самим значно підвищити ефективність жорсткого диска.

Однак, набір мікросхем 430FX не міг витиснути 430NX з ринку потужних серверів і робочих станцій, тому що підтримував тільки один процесор, усього 128 Мб оперативної пам'яті і кешував лише перші 64 Мб. Набір 430FX був орієнтований на ринок домашніх комп'ютерів, у той час як 430NX, незважаючи на відсутність підтримки пам'яті EDO і застарілий South Bridge, як і раніше застосовувався в серверах і потужних робочих станціях.

i430HX (Triton II)

Набір мікросхем системної логіки Triton II 430НХ був розроблений Intel для заміни набору 430NX. Він підтримує пам'ять EDO і кеш-пам'ять другого рівня типу pipeline burst. У ньому також була передбачена підтримка двопроцесорних систем і на додаток до засобів контролю парності додана підтримка кодів з виправленням помилок, які не тільки виявляють, але й виправляють помилку в одному розряді в пам'яті. І для всього цього знадобилася тільки пам'ять із контролем парності.

Нижче наведені основні переваги набору мікросхем системної логіки НХ перед FX: підтримка симетричної мультипроцесорної обробки (для двох процесорів); підтримка кодів з виправленням помилок (ЕСС) і контролю парності в пам'яті; підтримка оперативної пам'яті об’ємом 512 Мб (а не 128 Мб); зменшення кількості циклів при обміні з пам'яттю; підтримка версії PCI 2.1, яка допускає паралельно виконувані операції PCI; підтримка компонентом РIIХЗ різних установок швидкості передачі IDE на одиночному каналі; підтримка шини USB компонентом РIIХЗ South Bridge; частота системної шини до 66 МГц.

North Bridge у наборі мікросхем системної логіки 430НХ був однокристальним. РIIХЗ South Bridge (мікросхема 82371 SB) допускав незалежну синхронізацію подвійних каналів IDE. Інакше кажучи, ви могли встановити два пристрої з різною швидкодією на тому самому каналі й конфігурувати швидкості передачі для кож­ного пристрою окремо. Мікросхеми РIIX попередніх поколінь дозволяли обом пристроям працювати тільки з однаковою швидкодією. Мікросхема РIIХЗ також підтримувала шину USB (Universal Serial Bus).

430НХ підтримував більш новий стандарт PCI 2.1, який допускає паралельне виконання операцій PCI і тим самим збільшує ефективність. Підтримуючи пам'ять EDO і кеш-пам'ять типу pipelined burst, цей набір мікросхем системної логіки, можливо, виявився в той час найкращим розв'язком для потужних комп'ютерів на основі Pentium. Системи на основі цього набору мікросхем були не тільки ефек­тивні, але й мали високу надійність і стійкість – у них підтримувалися коди з виправленням помилок у пам'яті.

i430VX (Triton III)

Набір мікросхем системної логіки 430VX ніколи не мав офіційної кодової назви, хоча багато хто називав його Triton III. Він був розроблений у якості заміни дешевого набору 430FX, але ніяк не для заміни могутнішого 430НХ. Набір VX мав тільки одну істотну технічну перевагу перед НХ – підтримку пам'яті SDRAM, в усіх інших відношеннях він більше схожий більше на 430FX, ніж на НХ.

i430TX (Triton IV)

Набір мікросхем системної логіки 430ТХ не мав кодової назви, однак деякі користувачі називають його Triton IV. Це останній набір мікросхем системної логіки фірми Intel для Pentium. Набір мікросхем 430ТХ мав деякі переваги перед 430VX, але, на жаль, він не підтримував контроль парності та кодів з виправленням помилок і може кешувати тільки 64 Мб оперативної пам'яті, як і більш старі набори FX і VX. Цей набір мікросхем системної логіки не призначався для заміни високоякісного 430НХ, який усе ще використовувався в системах.

Набір 430TX був ефективнішим і швидшим від 430VX у першу чергу за рахунок використання SDRAM у якості оперативної пам'яті. Саме з появою на ринку 430ТХ цей тип оперативної пам'яті став стрімко завойовувати ринок. Новий чіпсет міг підтримувати більше оперативної пам'яті, ніж VX – 256 Мб. Крім того, чіпсет підтримував новий протокол обміну з жорсткими дисками, так званий UDMA 33. Виробники жорстких дисків досить швидко стали виготовляти моделі з підтрим­кою нового протоколу, який дозволяв IDE контролеру швидше обміню­ватися дани­ми з жорстким диском (зі швидкістю 33 Мб/с, колишній протокол мав максимальну швидкість 16,6 Мб/с.

ТХ з'явився в лютому 1997 року і був останнім чіпсетом Intel для процесорів 5-го покоління. Після TX Intel припиняє розробку нових чіпсетів і процесорів п'ятого покоління, і переходить до розробки систем шостого покоління, покоління Pentium II.