AT

Форм-фактор АТ делится на две, отличающиеся по размеру модификации - AT и Baby AT. Размер полноразмерной AT платы достигает до 12" в ширину, а это значит, что такая плата вряд ли поместится в большинство сегодняшних корпусов. Монтажу такой платы наверняка будет мешать отсек для дисководов и жестких дисков и блок питания. Кроме того, расположение компонентов платы на большом расстоянии друг от друга может вызывать некоторые проблемы при работе на больших тактовых частотах. Поэтому после материнских плат для процессора 386, такой размер уже не встречается.

Таким образом, единственные материнские платы, выполненные в форм-факторе AT, доступные в широкой продаже, это платы соответствующие форматы Baby AT. Размер платы Baby AT 8.5" в ширину и 13" в длину. В принципе, некоторые производители могут уменьшать длину платы для экономии материала или по каким-то другим причинам. Для крепления платы в корпусе в плате сделаны три ряда отверстий.

Все AT платы имеют общие черты. Почти все имеют последовательные и параллельные порты, присоединяемые к материнской плате через соединительные планки. Они также имеют один разъем клавиатуры, впаянный на плату в задней части. Гнездо под процессор устанавливается на передней стороне платы. Слоты SIMM и DIMM находятся в различных местах, хотя почти всегда они расположены в верхней части материнской платы.

LPX

Еще до появления ATX, первым результатом попыток снизить стоимость PC стал форм-фактор LPX. Предназначался для использования в корпусах Slimline или Low-profile. Вместо того, чтобы вставлять карты расширения непосредственно в материнскую плату, в этом варианте они помешаются в подключаемую к плате вертикальную стойку, параллельно материнской плате. Это позволило заметно уменьшить высоту корпуса, поскольку обычно именно высота карт расширения влияет на этот параметр. Расплатой за компактность стало максимальное количество подключаемых карт - 2-3 штуки. Еще одно нововведение, начавшее широко применяться именно на платах LPX - это интегрированный на материнскую плату видеочип. Размер корпуса для LPX оставляет 9 х 13'', для Mini LPX - 8 х 10''.

ATX

Спецификация ATX, предложенная Intel еще в 1995 году, нацелена как раз на исправление всех тех недостатков, что выявились со временем у форм-фактора AT. А решение, по сути, было очень простым – повернуть Baby AT плату на 90 градусов, и внести соответствующие поправки в конструкцию. К тому моменту у Intel уже был опыт работы в этой области – форм-фактор LPX. В ATX как раз воплотились лучшие стороны и Baby AT и LPX: от Baby AT была взята расширяемость, а от LPX – высокая интеграция компонентов. В результате получилось:

• Интегрированные разъемы портов ввода-вывода. На всех современных платах коннекторы портов ввода-вывода присутствуют на плате, поэтому вполне естественным выглядит решение расположить на ней и их разъемы, что приводит к довольно значительному снижению количества соединительных проводов внутри корпуса. К тому же, заодно среди традиционных параллельного и последовательного портов, разъема для клавиатуры, нашлось место и для новичков – портов PS/2 и USB. Кроме всего, в результате несколько снизилась стоимость материнской платы, за счет уменьшения кабелей в комплекте.

• Значительно увеличившееся удобство доступа к модулям памяти. В результате всех изменений гнезда для модулей памяти переехали дальше от слотов для материнских плат, от процессора и блока питания. В результате наращивание памяти стало в любом случае минутным делом, тогда как на Baby AT материнских платах порой приходится браться за отвертку.

• Уменьшенное расстояние между платой и дисками. Разъемы контроллеров IDE и FDD переместились практически вплотную к подсоединяемым к ним устройствам. Это позволяет сократить длину используемых кабелей, тем самым повысить надежность системы.

• Разнесение процессора и слотов для плат расширения. Гнездо процессора перемещено с передней части платы на заднюю, рядом с блоком питания. Это позволяет устанавливать в слоты расширения полноразмерные платы - процессор им не мешает. К тому же, решилась проблема с охлаждением - теперь воздух, засасываемый блоком питания, обдувает непосредственно процессор.

• Улучшено взаимодействие с блоком питания. Теперь используется один 20-контактный разъем, вместо двух, как на AT платах. Кроме того добавлена возможность управления материнской платой блоком питания – включение в нужное время или по наступлению определенного события, возможность включения с клавиатуры, отключение операционной системой, и т.д.

• Напряжение 3.3 В. Теперь напряжение питания 3.3 В, весьма широко используемое современными компонентами системы, (взять хотя бы карты PCI!) поступает из блока питания. В AT-платах для его получения использовался стабилизатор, установленный на материнской плате. В ATX-платах необходимость в нем отпадает.

20. Процессор Intel Pentium II Xeon

Внутри корпуса процессора расположены: вариант кристалла Deschutes, выполненный по технологии 0.25, Vcc=2 вольта, в стандартном корпусе, новый кэш второго уровня, способный работать на полной частоте процессора (сейчас это 400 МГц), причем это одна (512 Кбайт) или две (2*512 Кбайт) микросхемы, практически в таком же корпусе, как и сам процессор. Дело в том, что работающий на такой скорости кэш рассеивает тепла ничуть не меньше, чем сам кристалл процессора, и требует металлической крышки на корпусе для достаточного теплоотвода. Процессор рассеивает 30 или 38 Ватт тепла в штатном режиме работы (кэш 512 Кбайт и 1Мбайт соответственно). Когда картридж собран, крышки всех микросхем касаются металлической стороны картриджа, на которую в свою очередь крепятся радиатор и вентилятор. Кроме процессора и кэш памяти второго уровня на плате картриджа находятся: PIROM (Processor Information Read Only Memory) – микросхема ПЗУ с зашитой в ней информацией о частоте, модели, размере кэш памяти и версиях различных компонент процессора, SEEPROM (Scratch Electric Erasable Programmable Read Only Memory) – микросхему с перезаписываемой "пользовательской" (например, производителя сервера) информацией и микросхему интерфейса с тепловым датчиком расположенном на самом кристалле процессора. Все эти компоненты объединены последовательной шиной SMBus (System Management Bus) и могут быть опрошены программно, например BIOS'ом, через чипсет, включающий в себя контроллер этой шины. Надо отметить, что подобная мера вовсе не является защитой от разгона, так как производители материнских плат всегда могут скорректировать BIOS, допустив установку не предназначенных для данной модели процессора параметров. Как большинство из них и поступает в случае с модулями памяти DIMM, содержащими информацию о скоростных и электрических параметрах памяти. Не менее кардинальным, чем кэш, отличием от Pentium II является новая FSB (Front Side Bus – внешняя шина самого процессора), известная как Slot 2. Правда, если уж быть точным Slot 2, как и Slot 1, это спецификация на разъем, шину и геометрию картриджа, а также на электрические и термальные параметры шины и процессора. Процессор поддерживает Extended Server Memory архитектуру, которая позволяет программно и аппаратно адресовать объем памяти превышающий 4 Гбайта (64 Гбайта в случае Xeon), и была впервые применена в процессорах Pentium Pro. Возможны SMP конфигурации до восьми процессоров, без дополнительных схемных решений (Pentium II – максимум 2 процессора).

21. Чипсет i440GX

Чипсет i440GX состоит из двух микросхем, модификации PIIX4 (PCI ISA IDE Xcelerator 4) и GX (82443GX Host Bridge/Controller). Как и его предшественники, построен он по архитектуре QPA (Quad Port Architecture) и представляет собою коммутатор между четырьмя интерфейсами: AGP, PCI, FSB и шиной памяти.

• FSB: Slot 1 и Slot 2 процессоры с внешней частотой (64 битной) шины 100 МГц. Поддержка отложенных транзакций и SMP для двух процессоров. Режим 66 МГц больше не поддерживается (частота PCI всегда равна частоте FSB/3).

• AGP: 1x (66 МГц) и 2x (133МГц) режимы, возможно только одно AGP устройство.

• PCI: спецификация версии 2.1 (32 бит, 5.5 и 3.3 вольта, 33 МГц), и все возможности известные еще со времен i430TX чипсета. MEMBUS: До 8 банков 100 МГц SDRAM памяти (4 разъема 16, 64, 128 и еще не выпускаемые серийно 256 Мбит чипы на одно- и двухбанковых модулях DIMM). Итого - 16 Мбайт - 2 Гбайта памяти с поддержкой коррекции ошибок (ECC – Error Correction Codes). Первое серьезное отличие от LX и BX чипсетов, если не считать поддержки необходимых для Slot 2 уровней логических сигналов.

Чипсет i440GX изначально предназначен для владельцев мощных рабочих станций на основе Xeon'а. Его поддержка - и есть главная и кардинальная функция этого чипсета, а 2 Гб памяти станут нормальным явлением еще не скоро, даже в мире рабочих станций.

22. Чипсет i450NX

Это действительно новый набор, имеющий собственную оригинальную архитектуру, нацеленную на достижение максимальной производительности в системе с несколькими процессорами. Первое, что бросается в глаза – это отсутствие слова AGP в названии чипсета. Дело в том, что AGP была разработана как недорогое решение, более быстрое, чем стандартный PCI 32 бит / 33МГц и предназначенное для одного конкретного применения – обеспечения необходимого для графического ускорителя потока данных. Вряд ли сервер стоимостью $100000 будет использоваться для графических целей, пусть даже не игровых как обычная однопользовательская рабочая станция. Зато основные характеристики вполне под стать назначению этого набора:

• Поддержка до 4-х (с применением специальных расширителей до 8) Slot 2 процессоров

• Поддержка полной 36 битной адресации

• До 8 Гбайт памяти, DIMM 50 и 60 нс, 3.3 вольт, 16- и 64- мегабитные чипы, память устанавливается блоками по 64 Мбайта

• Чередование обращений к памяти, с четырьмя банками

• До четырех шин PCI 32 бита, 33 МГц или до двух PCI 64 бит

• Хорошая зависимость производительности от числа процессоров (производительность возрастает до 3.5 раз при четырех процессорах)

• Чередование обращений бас-мастер карт к памяти

• До 6 мастеров и до 10 карт на каждой PCI шине

• Коррекция ошибок (ECC) на шине памяти и FSB

• Диагностика ошибок (Parity) по всем сигналам PCI

• Предвыборка данных при чтении из памяти (вот это действительно ново)

За подобные возможности естественно приходится расплачиваться ценою, рассеиваемой чипсетом мощностью и количеством чипов, из которых он состоит. Рассеивается 30 ватт тепла (только чипсет, не считая памяти и процессоров). Набор состоит из чипов четырех типов:

• 82451NX Memory and I/O Bridge Controller (MIOC) – самый "главный" чип, коммутатор

• 82454NX PCI Expander Bridge (PXB) – контроллер шин PCI (две 32 бит или одна 64)

• 82452NX RAS/CAS Generator (RCG) – генератор сигналов управления памятью

• 82453NX Data Path Multiplexor (MUX) – мультиплексор данных памяти

Причем, первый из них как правило один (возможны конфигурации с двумя наборами на одной плате, для поддержки 8 процессоров, но они требуют специальных заказных чипов), контроллеров шин может быть два, а генераторов сигналов и мультиплексоров до четырех, в зависимости от количества поддерживаемой памяти. Реальная скорость считывания из памяти с 4-х кратным чередованием 1.067 Гбайт/сек, что несколько превышает предельную пропускную способность FSB Xeon. Сделано это не зря, четыре PCI шины способны одновременно затребовать до 400 Мбайт/сек. Возможна установка на одну из PCI шин PIIX4, для обеспечения совместимости с PC архитектурой и периферией.

23. BIOS

Базовая система ввода/вывода BIOS является ключевым элементом системной платы, без которого все ее замечательные компоненты представляют собой лишь набор дорогих "железок". BIOS, пользуясь средствами, предоствавляемыми чипсетом, управляет всеми компонентами и ресурсами системной платы. Из этого следует, что используемая версия BIOS очень сильно привязана к чипсету и она должна знать особенности применяемых компонентов. Код BIOS хранится в микросхеме энергонезависимой постоянной или флэш-памяти. С точки зрения регулярной работы тип носителя BIOS принципиального значения не имеет. С точки зрения модифицируемости, флэш-память имеет явное преимущество - возможность модернизации прямо в компьютере.

Новую версию BIOS лучше всего получать от изготовителя системной платы. Фирмы-разработчики BIOS новые версии BIOS для конечных пользователей не поставляют. Свои новые продукты с инструментальными средствами они поставляют разработчику системной платы, который производит окончательную подгонку BIOS под конкретную модель платы, особенности которой он знает лучше всех. В первом приближении BIOS различных системных плат с одинаковыми или близкими чипсетами могут оказаться совместимыми.

Утилиты перезаписи флэш-памяти привязаны к поддерживаемым типам микросхем энергонезависимой памяти, системным платам и производителям BIOS. Обычно не удается штатным образом переписать BIOS со сменой производителя. Как вариант возможна замена микросхемы BIOS на снятую с аналогичной системной платы, но если микросхема припаяна, а не установлена в кроватку, процедура замены сильно осложняется. Смело заниматься перепрограммированием BIOS можно, только когда вы имеете доступ к программатору и микросхема BIOS установлена в кроватке.