Седьмое поколение микросхем системной логики Pentium 4 (P7)

Pentium 4 (P7)

🕛 12.10.2009, 15:53

Компания Intel доминирует на рынке микросхем системной логики для процессоров Pentium 4 несмотря на то, что разъем Socket 423 (используемый ранними процессорами Pentium 4) и современный Socket 478 были лицензированы производителями наборов микросхем SiS и ALi. Эти наборы микросхем обсуждаются несколько ниже.
Поскольку процессоры Pentium 4 и Celeron для гнезд Socket 423 и Socket 478 представляли собой один и тот же процессор с различным объемом кэш-памяти, а также небольшими внутренними модификациями, один и тот же набор микросхем можно использовать вместе с процессорами обоих типов. Процессор Pentium 4 для гнезда Socket 775 is значительно отличается от своих предшественников; следовательно, основная часть семейства наборов микросхем 9xx поддерживает только процессоры Pentium 4 для гнезда Socket 775.
Характеристики наборов микросхем семейства 8xx Intel для процессоров Pentium 4 и Celeron 4 представлены в табл. 4.26 и 4.27. Эти наборы микросхем базируются на hub-архитектуре компании Intel, обеспечивающей скорость передачи данных 266 Мбайт/с между компонентами MCH/GMCH и ICH.

ICH - I/O controller hub (микросхема контроллера ввода-вывода). xC/xP - количество контроллеров/количество портов.
ISA - Industry-standard architecture bus (архитектура шины промышленного стандарта). LPC - шина Low Pin Count.
ACPI - Advanced configuration and power interface (усовершенствованный интерфейс управления конфигурированием и энергопотреблением).
В середине 2004 года компания Intel представила новое семейство наборов микросхем 9xx для процессоров Pentium 4 и Celeron 4. Эти наборы микросхем с кодовыми именами Grantsdale и Alderwood оптимизированы для использования совместно с процессором Pentium 4 Prescott,
выпущенным в начале 2004 года. Это были первые наборы микросхем Intel, поддерживающие несколько новых технологий, в том числе память DDR-II и шину PCI-Express для подключения видеоадаптеров и других высокоскоростных устройств ввода-вывода (таких, как сетевые адаптеры Gigabit Ethernet). Кроме того, они обеспечивают поддержку гнезда LGA775 (также называемого Socket-T).
Замечание
Набор микросхем 910GL Express начального уровня поддерживает процессоры для гнезд Socket 478 и Socket 775.
В 2005 году Intel представила свой первый двухъядерный процессор для настольных ПК (Pentium D), а также наиболее производительный процессор (Pentium Extreme Edition). Для поддержки данных процессоров, а также процессоров Pentium 4 с поддержкой технологии HT для гнезда Socket 775 были разработаны наборы микросхем 945, 955 и 975.
Поскольку развитие технологий предъявляет все более высокие требования к скорости передачи данных, семейство наборов микросхем 9xx базируется на улучшенной hub-архитектуре HI 1.5, которая использовалась в наборах микросхем семейства 8xx. Новая архитектура, известная как DMI (Direct Media Interface), обеспечивает скорость передачи данных до 1 Гбайт/с в каждом направлении, что сравнимо с характеристиками решений от других компаний (см. табл. 4.12). В табл. 4.29 перечислены наборы микросхем 9xx для процессоров Pentium 4, в табл. 4.30 - наборы микросхем 9xx для процессоров Pentium D и Pentium Extreme Edition (они также поддерживают процессоры Pentium 4), а в табл. 4.31 - микросхемы ввода-вывода ICH6 и ICH7, которые применяются в составе наборов микросхем 9xx.

Кодовое наименование Номера микросхем Тактовая частота шины, МГц Поддерживаемые процессоры Поддержка SMP (два процессора) Типы памяти
Контроль четности/ ECC
Максимальный объем памяти, Гбайт Количество банков памяти Поддержка PCI

ICH - I/O controller hub.
USB - Universal serial bus (универсальная последовательная шина). ATA - AT attachment (IDE). UDMA - Ultra-DMA ATA.
ISA - Industry-standard architecture bus (архитектура шины промышленного стандарта). LPC - Low pin count bus (шина с малым количеством контактов). SMM - System management mode (режим управления системой).
ACPI - Advanced configuration and power interface (усовершенствованный интерфейс управления конфигурированием и энергопотреблением).
Matrix storage - технология RAID, которая позволяет создать два массива (0 и 1) при использовании всего двух накопителей. *Один порт ATA поддерживает два накопителя ATA/IDE.

Семейство Intel 850

Это первый набор микросхем системной логики, разработанный для процессора Intel Pentium 4 и поддерживающий микроархитектуру NetBurst. В наборе микросхем 850 (рис. 4.37), предназначенном для высокопроизводительных настольных компьютеров и рабочих станций, используется hub-архитектура и модульная конструкция, свойственные всем наборам микросхем Intel серии 8xx.

Набор микросхем Intel 850 включает в себя только два из трех основных компонентов, используемых в ранних версиях наборов серии 800.
- 82850 Memory Controller Hub. Обеспечивает поддержку сдвоенных каналов памяти RDRAM с частотой 400 МГц и пропускной способностью 3,2 Гбайт/с, а также системной шиной 100 МГц. Микросхема 82850 MCH поддерживает видеоплаты 1.5V AGP x с полосой пропускания, превышающей 1 Гбайт/с.
- 82801BA I/O Controller Hub 2. Микросхема ICH2 (расширенная версия 82801, используемая в других наборах серии 800) поддерживает 32-разрядную шину PCI, контроллер сервера сдвоенного UDMA /66/100 IDE, четыре порта USB, интегрированный контроллер LAN, шестиканальный кодер-декодер AC, интерфейс FWH, SMBus, а также технологии Alert on LAN и Alert on LAN .
Для поддержки работы в сетях 10BASE-T и Fast Ethernet в набор микросхем 850 могут быть введены дополнительные микросхемы связи Intel 82562ET/82562EM Platform LAN, формирующие необходимые LAN-свойства микросхемы 82801BA ICH2.
В наборе микросхем 850 для интеграции сетевых и аудиофункций, а также функций модема реализована поддержка платы CNR. На рис. 4.38 схематически представлена архитектура набора микросхем Intel 850.

Набор микросхем 850E представляет собой расширенный вариант модели 850. Микросхема 82850E MCH добавляет к стандартному набору функций набора микросхем 850 поддержку
двухканальной памяти Rambus RDRAM 533 МГц и PC1066 RIMM. При этом в обоих наборах используется одна микросхема ICH2.
Семейство Intel 845
В отличие от наборов микросхем системной логики 850 и 850E, семейство наборов микросхем 845 широко используется в системных платах Intel и многих других производителей. В большинстве компьютеров Pentium 4, поставляемых с конца 2001 до середины 2003 года, наверняка установлены системные платы с тем или иным набором микросхем 845. Модель 845 с кодовым названием Brookdale, предназначенная для Pentium 4, впервые поддерживала дешевую по сравнению с RDRAM память SDRAM. Последующие разновидности семейства 845 получили поддержку памяти DDR SDRAM вплоть до DDR333, стандартов ATA-100 и USB 2.0. Наборы микросхем системной логики Intel 845 включают в себя следующие модели:
845;
845GL;
845GV;
845G;
845GE;
845E;
845PE.
Все модели 845 основаны на одной hub-архитектуре и оснащены встроенной аудиосистемой, портом CNR для интегрированного модема и портом Ethernet 10/100. Тем не менее эти модели отличаются друг от друга типами и объемом поддерживаемой оперативной памяти, наличием или отсутствием встроенной видеосистемы, слота AGP и версией микросхемы ICH.
Хотя базовая модель набора микросхем 845 поддерживала только память стандарта PC133 SDRAM, версия 845D (обозначение, упоминавшееся в материалах некоторых аналитических Web-сайтов, однако не используемое самой Intel) поддерживала память DDR SDRAM с тактовой частотой 200/266 МГц. Наборы микросхем Intel 845 с модулем 82845 MCH поддерживают процессоры Celeron/Pentium 4, устанавливаемые в гнездо Socket 478, а также два модуля DDR SDRAM или три стандартных SDRAM (в зависимости от модели системной платы). При этом тактовая частота поддерживаемых модулей памяти DDR SDRAM составляет 200 МГц (PC2100) или 266 МГц (PC2700), а шины процессора (FSB) - 400 МГц. Допустимо использование модулей памяти с кодом коррекции ошибок (ECC) и наличие слота AGP 4x, однако в последнем случае встроенная видеосистема отсутствует.
В наборах микросхем 845 применяется та же микросхема ICH2 I/O Controller Hub (82801-BA), что и в наборах Intel 850/850E (поддерживающих память Rambus) и 815EP (поддерживающих недорогие модули памяти SDRAM). Микросхема ICH2 обеспечивает работу интерфейса ATA-100, аудиосистемы AC'97 и четырех портов USB 1.1.
Все системные платы с набором микросхем 845 серии G включают в себя интегрированную графическую подсистему Intel Extreme Graphics, имеющую более высокую тактовую частоту и быстродействие в приложениях с трехмерными объектами, чем видеосистема в наборах микросхем 810/815. Два набора микросхем - 845G и 845GE - также оснащены слотом AGP 4x для подключения внешних видеоадаптеров.
Модель 845E представляет собой улучшенный вариант базового набора микросхем 845, обладающий поддержкой ECC и шины процессора 533 МГц, в то время как набор микросхем 845PE поддерживает шину процессора с тактовой частотой 533 МГц, память DDR с частотой 266/333 МГц, однако не обеспечивает поддержки модулей памяти с контролем четности и ECC. Все модели семейства 845 (кроме 845D) оснащены микросхемой ICH4 I/O Controller Hub 82801DB, поддерживающей шесть портов USB 2.0 и встроенный Ethernet-порт. Все наборы микросхем (кроме 845 и 845GL) имеют 20-разрядную аудиосистему.
Набор микросхем 845GE (справа) обеспечивает поддержку более высокой частоты шины процессора, интегрированной видеосистемы и оперативной памяти по сравнению с архитектурой набора микросхем 845 (слева), а также реализует интерфейс USB 2.0

Intel 865

Наборы микросхем семейства 865 (кодовое наименование Springdale) были впервые представлены в мае 2003 года. Модели 865 являются улучшенным вариантом наборов микросхем 845 и поддерживают двухканальную оперативную память и новую архитектуру поточной передачи данных (communications streaming architecture - CSV). Технология CSV обеспечивает выделенное соединение для интегрированного в системную плату сетевого контроллера, повышает производительность компьютера и поддерживает новые интерфейсы (включая Gigabit Ethernet и Serial ATA). Характеристики наборов микросхем 865/875 представлены в табл. 4.28.
Семейство 865 включает в себя модели 865P, 865PE и 845G. Наборы микросхем 865P и 865PE поддерживают одно- или двухканальную память DDR266, а также двухканальную память стандартов DDR333/400 и частоту шины процессора вплоть до 800 МГц. Двухканаль-ная память обеспечивает расширенную пропускную способность ОЗУ, что повышает быстродействие системы. Модель 845P поддерживать память стандартов DDR266/333 и частоту шины процессора 533 МГц. Все наборы микросхем семейства 856 оснащены разъемом AGP 8x, а модели серии G - интегрированной графической системой Intel Extreme Graphics 2, представляющей собой модернизированную версию системы Intel Extreme Graphics, встроенной в системные платы с набором микросхем 845 серии G.
Во всех моделях 865 применяется новая микросхема ICH5 I/O controller hub.

Intel 848P

Набор микросхем Intel 848P (кодовое название Breeds Hill) был представлен в феврале 2004 в качестве экономичной версии набора микросхем 865 (Springdale). Однако, в отличие от
семейства 865, он поддерживает только одноканальную память, максимальный объем которой составляет 2 Гбайт. Кроме того, набор микросхем 848P не поддерживает сетевой адаптер Gigabit Ethernet.
По сравнению с семейством наборов микросхем 845 набор микросхем 848P обеспечивает поддержку более быстрых видеоадаптеров AGP 8x, быстрой памяти (вплоть до DDR400), а также микросхемы ввода-вывода ICH5 I (южный мост) и шины Hub Link 1.5 (HL 1.5 или HI 1.5) MCH/ICH. Однако, если вы собираетесь приобретать новую систему или модернизировать существующую, подумайте о том, чтобы потратить деньги на более современный набор микросхем или системную плату.

ICH5 и ICH5R

Микросхемы ICH5 и ICH5R (RAID) представляют собой последнее поколение архитектуры I/O Controller Hub, заменяющей микросхему южного моста в hub-архитектуре Intel, используемой в наборах микросхем системной логики 8xx.
Эти микросхемы поддерживают четыре контроллера USB 2.0 с восемью внешними портами, два порта ATA/100 и два порта Serial ATA/150. Модель ICH5R также добавляет поддержку RAID 0 (том с чередованием) для интерфейса SATA. Кроме того, обеспечена поддержка шины PCI 2.3 и встроенного контроллера Ethernet 10/100.
Замечание
Для реализации поддержки RAID 1 (зеркалирование) системными платами, оснащенными южным мостом ICH5R, необходимо установить последнюю версию программного обеспечения Intel Application Accelerator RAID Edition. В некоторых случаях может потребоваться сначала установить последнюю версию Intel RAID Option ROM. Для получения подробных сведений и загрузки драйверов и других обновлений обратитесь к Web-сайту http://support.intel.com/support/chipsets/iaa_raid/.
Intel 875P
Набор микросхем Intel 875P (кодовое наименование Canterwood) был представлен в апреле 2003 года. Он поддерживает технологию Intel HP (HyperThreading), процессоры Pentium 4 с тактовой частотой 3,06 ГГц, включая процессоры с новым ядром Prescott, созданные по 90-нанометровой технологии.
Для оптимизации доступа к памяти модель 875P поддерживает четыре стандартных (или с поддержкой ECC) модуля памяти DDR333/400 (общим объемом до 4 Гбайт), работающих в двухканальном режиме, а также новый режим Turbo, увеличивающий быстродействие соединения между памятью DDR400 и модулем MCH. Поскольку в системную плату зачастую устанавливаются модули памяти разных типов или объема, набор микросхем 875P реализует новый динамический режим, корректирующий одновременную работу памяти разных типов или объема. Также поддерживаются интерфейсы Serial ATA и RAID, использующие ту же микросхему ICH5 I/O Controller Hub, что и в наборах микросхем семейства 865.
Intel 915
Семейство наборов микросхем Intel 915, известное под кодовым наименованием Grantsdale, было представлено в 2004 году. К этому семейству относятся четыре набора микросхем (915P, 915G, 915GV и 915GL), каждый из которых поддерживает новейшие процессоры Pentium 4 Prescott, выполненные по 0,09-микронной технологии. Данные наборы микросхем также поддерживают новое гнездо для установки процессоров LGA 775 (Socket T), описанное в главе 3. Эти наборы микросхем пришли на смену семейству наборов микросхем Intel 865 (Springdale).
Наборы микросхем 915P, 915G и 915GV поддерживают технологию HyperThreading, как и все новые модели процессоров Pentium 4, а также частоту шины 800 МГц. Все три набора микросхем поддерживают двухканальную память DDR с частотой до 400 МГц, память нового стандарта DDR-II, а также разъемы плат расширения PCI-Express x1 и PCI 2.3.
Наборы микросхем 915P и 915PL поддерживают разъем PCI-Express x16 для установки высокоуровневых видеоадаптеров, а 915G, помимо этого, еще и оснащен интегрированным
видеоадаптером Intel Extreme Graphics . Набор микросхем 915GV оснащен интегрированным видеоадаптером Intel Extreme Graphics , но не поддерживает видеоадаптеры с интерфейсом PCI-Express x16. Видеоадаптер Extreme Graphics поддерживает часть функций DirectX 9, но не поддерживает вершинные шейдеры, в отличие от полностью DirectX-совместимых графических процессоров производства ATI и NVIDIA.
Набор микросхем 910GL - наиболее дешевый член семейства, который не поддерживает память DDR2, частоту шины 800 МГц, технологию HyperThreading, а также видеоадаптеры PCI-Express x16. Он предназначен для использования в дешевых компьютерных системах на базе процессоров Intel Celeron и нового процессора Celeron D.
Все микросхемы MCH/GMCH из наборов семейства 915 используются с новыми микросхемами южного моста - ICH6 (см. табл. 4.31). Обратите внимание, что версии южного моста ICH6 с поддержкой беспроводных соединений (ICH6W и ICH6WR), которые была анонсированы, так и не были выпущены. На рынок поступили только две версии данного южного моста - стандартная (ICH6) и с поддержкой RAID (ICH6R).
Intel 925X
Набор микросхем Intel 925X, до официального представления известный под кодовым наименованием Alderwood, выпущен в 2004 году. Он пришел на смену набору микросхем 875P (Canterwood). В отличие от наборов микросхем семейства 915, которые все еще поддерживают память DDR, набор 925X поддерживает только память DDR-II. Набор микросхем 925X также поддерживает память ECC, в результате чего появляется возможность создания быстрой платформы для запуска критических приложений. Для дальнейшего повышения быстродействия также используется контроллер памяти улучшенной архитектуры.
Набор микросхем 925X поддерживает разъемы расширения PCI-Express x1 и PCI-Express x16 (видео), а также PCI 2.3. Он поддерживает новое процессорное гнездо LGA 775 и новое процессорное ядро Intel Prescott Pentium 4, а также новые южные мосты ICH6.