Журнал Technology@Intel

Наборы микросхем Intel® 925X/915 Express – огромный прогресс в эволюции архитектуры ПК
Стив Р. Петерсон (Steve R. Peterson)

Обзор: Революционная архитектура PCI Express*
Корпорация Intel представляет новое семейство передовых наборов микросхем, которые несут самые значительные изменения в архитектуре платформ ПК за последнее десятилетие. Эти наборы микросхем позволяют воспроизводить на ПК видео в высоком разрешении, поддерживают многоканальный звук и высокоскоростные гигабитные сети Ethernet. Кроме этого, они дают огромные улучшения производительности и надежности памяти, поддержку беспроводных сетей и просты в использовании. Это мощная база для разработки новых моделей ПК для дома и офиса.

Новые наборы микросхем Intel® 925X/915 Express благодаря архитектуре PCI Express* обладают достаточной пропускной способностью и запасом мо щности для поддержки всех новых моделей процессоров Intel® Pentium® 4 с технологией Hyper-Threading (технология HT)¹.

Безграничное расширение возможностей
Эти наборы микросхем предоставляют пользователям огромное увеличение производительности ПК. Революционная архитектура PCI Express позволяет процессору обрабатывать несколько потоков данных, обеспечивает пропускную способность, необходимую для поддержки новейших моделей ПК, предоставляет увеличенную производительность памяти и защиту данных с помощью технологии RAID (матрица независимых дисковых накопителей с избыточностью).

Набор микросхем Intel® 925X Express позволяет использовать все возможности процессора Intel® Pentium® 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,40 ГГц и технологией Hyper-Threading. Набор микросхем Intel 925X Express – это первый набор микросхем корпорации Intel, который обеспечивает огромную производительность графической подсистемы благодаря шине PCI Express* x16. Это дает возможность воспроизводить видео высокого разрешения. Графическая шина PCI Express обеспечивает скорость передачи данных 4 гигабита в секунду (Гбит/с) в каждом направлении. Это в три с половиной раза быстрее, чем в системах на базе предыдущей шины AGP 8X. Новый процессор в сочетании с этим набором микросхем способен удовлетворить все возрастающие потребности пользователей, которым требуются максимальные ресурсы ПК, любителей современных игр, а также остальных пользователей. Этот набор микросхем предоставляет огромные возможности пользователям благодаря большому количеству встроенных возможностей, среди которых можно отметить аудиоподсистему Intel High Definition Audio и поддержку двухканальной памяти DDR2 с частотой 533 МГц.

Семейство наборов микросхем Intel® 915 Express , включающее наборы микросхем 915G и 915P Express, обеспечивает высокоскоростные интерфейсы с устройствами и гибкие возможности графической подсистемы. Это семейство прекрасно дополняет возможности процессора Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading. Набор микросхем Intel 915G Express – это основа новой корпоративной платформы Intel. Он включает поддержку самой современной графической технологии корпорации Intel, которая способна удовлетворить все потребности домашних пользователей ПК. Набор микросхем Intel 915P Express поддерживает графическую шину PCI Express x16 и обладает гибкостью, необходимой для построения самых разных конфигураций ПК.

Новейшие наборы микросхем корпорации Intel предоставляют широкий спектр возможностей для построения новых платформ:

• Графический адаптер Intel® Graphics Media Accelerator 900, встроенный в набор микросхем Intel 915G Express, оптимизирован для работы с Microsoft* DirectX* 9 и обеспечивает поддержку двух независимых дисплеев, поддержку современных широкоформатных мониторов (16:9) наряду с традиционными (4:3).
• Аудиоподсистема Intel® High Definition Audio поддерживает формат объемного звучания 7.1 и автоматически определяет тип подключенного устройства, обеспечивает высокое качество звучания, а по производительности вполне может конкурировать с производительными внешними решениями.
• Технология Intel® Matrix Storage позволяет увеличить производительность работы приложений с интенсивным обменом данными благодаря дисковым массивам RAID 0, а также предоставляет дополнительную защиту информации с помощью дисковых массивов RAID 1, используя зеркалирование на двух дисках.
• Контроллер-концентратор ввода/вывода ICH6R поддерживает четыре порта Serial ATA* (SATA) со скоростью 1,5 Гбит/с, а также интерфейс Advanced Host Controller Interface (AHCI) и Native Command Queuing, что значительно увеличивает скорость обращения к дискам.
• Четыре высокоскоростных порта расширения PCI Express x1 обеспечивают производительность, необходимую для поддержки гигабитных сетей Ethernet, и запас мощности для будущих приложений, в том числе для поддержки нескольких ТВ-тюнеров на одном графическом адаптере.
• Технология Intel® Wireless Connect позволяет пользователям работать с беспроводными сетями без установки дополнительных точек беспроводного доступа. Для работы технологии Intel Wireless Connect необходимы наборы микросхем Intel 9XX E и внешнее беспроводное сетевое решение Intel. Доступность этой возможности ограничена.
• Двухканальная память DDR2 обеспечивает дополнительное увеличение скорости обмена с памятью для высокопроизводительных процессоров и новейшей графической подсистемы Intel GMA 900.

Наборы микросхем Intel 925X/915 расширяют архитектуру ПК в трех основных направлениях:

• Увеличение пропускной способности платформы и производительности системы в целом благодаря архитектуре PCI Express, памяти DDR2, технологиям хранения данных RAID 0/1 и интерфейсу Intel Direct Media.
• Новые революционные возможности – аудиоподсистема Intel High Definition Audio и поддержка телевидения высокой четкости (High Definition TV, HDTV) с самого начала были разработаны для обеспечения новых возможностей, которые предоставляют цифровой дом и цифровой офис.
• Новые технологии просты в использовании. Для перехода на работу с дисковыми массивами RAID имеется инструментарий Intel® Application Accelerator; гибкая технология памяти Intel® позволяет использовать модули памяти DDR2 и DDR на одном ПК; автоматическое определение типа подключенного устройства аудиоподсистемой High Definition Audio расширяет возможности Plug and Play.

В этой статье приведен общий обзор возможностей новых платформ. Более подробную информацию можно получить с помощью ссылок, приведенных в разделе «Дополнительная информация» в конце статьи. Вы можете узнать больше об аудиоподсистеме Intel High Definition Audio, прочитав статью «Аудиоподсистема Intel® High Definition Audio» в этом выпуске журнала Technology@Intel.

Увеличение производительности и пропускной способности
Корпорация Intel – лидер в переходе на новую 90-нм производственную технологию, которая устанавливает новый уровень производительности процессоров благодаря увеличению объема кэш-памяти второго уровня, новым командам процессора и увеличению тактовой частоты. Новый процессорный корпус Intel LGA775 (Land Grid Array) предусматривает прямое электрическое соединение кристалла с системной платой, что обеспечивает интеллектуальное управление питанием и передачу сигналов, необходимых для будущих приложений.

Наборы микросхем Intel 925X/915 Express позволяют увеличить производительность системы в целом в сочетании с процессором Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading. Благодаря встроенной архитектуре PCI Express эти наборы микросхем приносят преимущества двухточечной выделенной последовательной архитектуры, а также возможности ввода/вывода, которые позволяют обеспечивать несколько потоков данных для процессора. Другие встроенные возможности, такие как поддержка двух независимых дисплеев и многопоточная аудиоподсистема High Definition Audio, еще сильнее позволяют почувствовать преимущества технологии Hyper-Threading.

Набор микросхем Intel 925X Express позволяет оптимизировать производительность системы в целом благодаря расширенным возможностям конвейерного доступа к памяти, что увеличивает интенсивность использования каждого канала памяти и ускоряет доступ к данным. В результате появилась возможность создавать высокопроизводительные платформы с помощью оптимизации обмена данными между процессором и оперативной памятью. Это стало возможным благодаря системной шине с частотой 800 МГц и памяти DDR2.

Набор микросхем Intel 925X Express предназначен для увеличения производительности системы следующими способами (см. Рисунок 1):

• Уменьшение нагрузки, связанной с управлением памятью, путем чередования команд доступа к данным и команд управления памятью.
• Перераспределение данных в памяти для оптимизации доступа и наилучшего использования модулей памяти и каналов.
• Поддержка новейшей технологии памяти DDR2 с частотой 533 МГц.

Нажмите на рисунок для увеличения.

Наборы микросхем Intel 925X/915 Express содержат новый контроллер-концентратор графической подсистемы и памяти GMCH, который поддерживает расширенные внутренние шины данных для поддержки двухканальной технологии памяти DDR2 с частотой 533 МГц. Благодаря этому обеспечивается пиковая пропускная способность памяти в 8,53 Гбит/с. Новый контроллер-концентратор GMCH поддерживает как асинхронный, так и реальный изохронный режим передачи данных с помощью выделенных внутренних конвейеров и специального арбитража памяти.

Этот набор микросхем также поддерживает интерфейс Intel Direct Media – новую высокоскоростную двухточечную архитектуру шины – альтернативу архитектуре Intel® Hub, которая позволяет работать с контроллером-концентратором графической подсистемы и памяти GMCH через ICH6, обеспечивая скорость до 2 Гбит/с.

На Рисунке 2 представлены показатели производительности набора микросхем Intel 925X Express.

Нажмите на рисунок для увеличения.

Источник: корпорация Intel. Базовая конфигурация: процессор Intel® Pentium® 4 с технологией HT и тактовой частотой 3,20 ГГц, системная плата Intel® D875PBZ для настольных ПК (AA-204), оперативная память DDR400 CL3-3-3 объемом 1 ГБ, графический адаптер ATI Radeon 9800 Pro AGP, видеодрайвер ATI CATALYST 3.5 версии 6.14.10.6360, утилита Intel® Application Accelerator RAID Edition версии 3.5 в конфигурации «RAID ready», утилита Intel® Chipset Software Installation Utility версии 5.01.1015. Конфигурация для определения производительности (система, с которой сравнивается базовая конфигурация): процессор Intel® Pentium® 4 560 с технологией HT, системная плата на базе набора микросхем Intel® 925XCV (AA400), оперативная память DDR2 533 CL4-4-4 объемом 1 ГБ, опытный образец графического адаптера eVGA GeForce 6800 PCI Express, опытный образец видеодрайвера nVidia версии 6.14.00.6160, утилита Intel® Application Accelerator RAID версии 3.5 с готовностью к RAID, утилита для установки программного обеспечения Intel® Chipset Software Installation версии 6.10.1014. Для всех платформ: жесткий диск Seagate* Barracuda* 7200 Serial ATA объемом 160 ГБ – ST3160023AS, DirectX* 9.0b, ОС Windows* XP Build 2600 SP1, сетевой адаптер Intel® PRO/1000 MT для настольных ПК. Показатели и сравнительные уровни производительности измеряются для конкретных конфигураций вычислительных систем и/или компонентов и приближенно отражают значения производительности продукции Intel® для указанных конкретных условий. Реальные значения производительности могут изменяться в зависимости от изменений конфигурации и настроек аппаратных средств или программного обеспечения системы. Номера процессоров Intel® не служат мерой измерения производительности. Номера процессоров указывают на различия характеристик процессоров каждого семейства, а не на различия между семействами процессоров. За дальнейшей информацией обращайтесь по адресу http://www.intel.com/cd/products/services/emea/rus/164869.htm.

Графическая шина PCI Express
Для обеспечения воспроизведения телевидения высокой четкости (HDTV) и воспроизведения высококачественного видео, а также для игр нового поколения необходимо существенное улучшение поддержки видео и трехмерной графики. Платформа должна обеспечивать максимально высокую скорость передачи текстур, геометрических данных и изображений между процессором, памятью и графической подсистемой.

Современные игры предъявляют очень высокие требования к пропускной способности графической подсистемы – они включают фотореалистичные текстуры в сочетании с «живыми» изображениями и геометрическими данными. Для сложных многопользовательских игр необходима постоянная поддержка видеоэффектов, которые позволяют участникам взаимодействовать в постоянно изменяющейся обстановке – при отображении взрывов, дыма и погодных эффектов. Для выполнения таких приложений мощности шины AGP уже недостаточно.

Набор микросхем Intel 925X Express с графической шиной PCI Express разработан для поддержки цифрового дома будущего – ультрареалистичных трехмерных игр и редактирования и передачи в реальном времени видеопотоков высокого разрешения. Как показано на Рисунке 3, шина PCI Express обеспечивает скорость передачи данных до 8 Гбит/с в обоих направлениях. Такой скорости достаточно для передачи видео высокой четкости из памяти и жесткого диска на графический адаптер и обратно в память и на жесткий диск. Графический интерфейс PCI Express X16 поддерживает рендеринг нескольких видеопотоков высокого разрешения (720 строк) и обеспечивает частоту кадров в два раза выше, чем шина AGP 8X.

Нажмите на рисунок для увеличения.

Графический адаптер Intel® GMA 900
Встроенный в набор микросхем 915G Express графический адаптер Intel® GMA 900 (Intel GMA 900) обеспечивает ускорение отображения двумерной и трехмерной графики, а также видео. Контроллер-концентратор графической подсистемы и памяти GMCH обеспечивает интерфейс с процессором Intel и подсистемой ввода/вывода.

Конвейер трехмерной графики предназначен для выполнения четырех важных задач, включающих обработку геометрии, обработку векторной графики, обработку текстур и растровых изображений. Графический адаптер Intel GMA 900 оптимизирован для работы с процессором Intel Pentium 4 для программной обработки геометрии (включая преобразования и наложение теней) с помощью Microsoft DirectX 9.

Графический адаптер Intel GMA 900 также помогает выполнять остальные три задачи обработки изображений — преобразование векторной графики в растровую, обработку текстур и растеризацию. В сочетании с наложением теней и другими эффектами это позволяет создать окончательное пиксельное изображение. Начиная с этапа растеризации, графический адаптер Intel GMA 900 полностью обрабатывает изображение и помещает его в кадровый буфер для отображения. Адаптер Intel GMA 900 также включает два независимых канала, что позволяет выводить независимые изображения на два монитора.

Графический адаптер Intel GMA 900 использует архитектуру совместного использования памяти. Из-за того что память используется совместно графической подсистемой и другими приложениями, для обеспечения высокого качества и производительности пропускная способность памяти становится критическим параметром. Набор микросхем 915G Express позволяет справиться с этой задачей благодаря поддержке двухканальной памяти DDR2 с частотой 533 МГц (см. Рисунок 4).

Нажмите на рисунок для увеличения.

Технология Intel Dynamic Video Memory позволяет выделять дополнительную память для графических приложений по мере необходимости. После завершения работы приложения ресурсы памяти возвращаются системе. Динамическое распределение памяти для графической подсистемы позволяет достичь оптимального баланса между производительностью графической подсистемы и системы в целом.

Контроллер-концентратор графической подсистемы и памяти GMCH, встроенный в набор микросхем Intel 915G, также обеспечивает целый ряд графических интерфейсов. В графический адаптер Intel GMA 900 встроен цифро-аналоговый преобразователь, два последовательных порта вывода видео Intel® Serial Digital Video Out (SDVO), которые могут взаимодействовать с интерфейсом интерактивного цифрового видео (DVI), низковольтные дифференциальные передатчики (LVDS), кодеры SD/HDTV, а также дополнительные ЦАП.

Аудиоподсистема Intel High Definition Audio
Аудиоподсистема Intel High Definition Audio (Intel® HD Audio) позволяет проводить одновременную обработку нескольких независимых звуковых потоков, необходимую для выполнения широкого диапазона приложений. Возможность многопоточной обработки позволяет использовать два или больше независимых звуковых потоков, например одновременно воспроизводить звук в игре и участвовать в голосовом чате или одновременно передавать звуковые потоки на разные бытовые устройства с одного ПК.

Аудиоподсистема High Definition Audio способна поддерживать до 8 каналов с частотой 192 кГц и 32-битным качеством, тогда как архитектура AC’97 поддерживает 6 каналов с частотой 96 кГц и с 20-битным качеством. Аудиоподсистема Intel HD Audio также обеспечивает динамическое изменение пропускной способности системы для выполнения критичных звуковых функций, что позволяет оптимизировать качество звука. Аудиоподсистема Intel HD Audio также поддерживает многоканальные микрофоны – до 16 каналов.

Компания Dolby Laboratories подтвердила, что аудиоподсистема Intel HD Audio соответствует качеству объемного звука Dolby, воспроизводимого на ПК, и включила его в свою программу PC Logo Program*. Аудиоподсистема Intel HD Audio также поддерживается архитектурой Unified Audio Architecture* (UAA) корпорации Microsoft, которая предусматривает единый драйвер для работы всех контроллеров и кодеков, совместимых с Intel HD Audio.

Вы можете узнать больше об аудиоподсистеме Intel High Definition Audio, прочитав статью «Аудиоподсистема Intel® High Definition Audio» в этом выпуске журнала Technology@Intel.

Технология Intel® Matrix Storage
Все больше и больше становится популярным использование ПК для хранения семейных архивов, в том числе для видео и фотоальбомов, ценных коллекций музыки, реалистичных трехмерных игр и даже для записи телепрограмм. В бизнесе ценность данных, хранящихся в системе, часто намного превышает стоимость самой системы. До сих пор лишь малая часть пользователей делает резервные копии своих данных, а жесткие диски не обеспечивают 100% надежность. В этих условиях защита от катастрофических отказов дисковых устройств становится актуальной, как никогда.

Наборы микросхем Intel 925X/915 поддерживают технологию Intel® Matrix Storage, которая позволяет применять на ПК с двумя дисковыми устройствами два вида технологии RAID:

• Технология RAID 1 поддерживает зеркалирование дисков, предохраняя данные от потери путем дублирования.
• Технология RAID 0 позволяет увеличить производительность системы путем распределения данных по двум дискам и обеспечивает одновременный доступ к двум дискам для ускорения чтения/записи больших объемов мультимедийной информации.

Эти возможности предоставляет технология Intel Matrix Storage, доступная на системах на базе контроллера-концентратора ввода/вывода ICH6R. Кроме поддержки четырех портов Serial ATA со скоростью 1,5 Гбит/с, контроллер-концентратор ICH6R также включает интерфейсы Advanced Host Controller Interface (AHCI) и Native Command Queuing.

Как показано на Рисунке 5, интерфейс Native Command Queuing в сочетании с совместимыми жесткими дисками значительно увеличивает производительность операций произвольного доступа, изменяя порядок выполнения команд в зависимости от положения головок жесткого диска. Кроме Native Command Queuing, интерфейс AHCI также позволяет каждому устройству работать в качестве главного устройства, поддерживает «горячую» замену и расширенное управление энергопотреблением. С помощью технологии Intel Matrix Storage производители систем и пользователи смогут одновременно использовать технологии RAID 1 и RAID 0 на двух жестких дисках. Такую возможность раньше обеспечивали только профессиональные контроллеры RAID с поддержкой многотомных массивов.

Нажмите на рисунок для увеличения.

Простота использования новых технологий
Кроме увеличенной производительности и набора интеллектуальных функций, различные версии наборов микросхем Intel 925X/915 Express также способствуют упрощению использования ПК, предоставляя различные возможности — от создания беспроводных домашних сетей до встраивания дисковых массивов RAID в существующие системы.

Технология Intel Wireless Connect. Для типичного пользователя создание домашней сети — это сложный, долгий и «пугающий» процесс. Технология Intel Wireless Connect обеспечивает простые возможности для связи пользователей уже существующих беспроводных сетей, а также обеспечивает точку доступа для тех, кто впервые создает свою сеть. Пользователи, у которых уже есть беспроводная точка доступа, могут задать конфигурацию своего ПК и подсоединиться в качестве клиента к существующей сети. Пользователи, у которых еще нет беспроводной сети, могут создать сеть, сконфигурировав свой ПК как главный концентратор сети.

Для того чтобы сделать этот процесс доступным для «нетехнических» пользователей, технология Intel Wireless Connect предусматривает наличие мастера установки, который предлагает простой четырехступенчатый процесс создания домашней беспроводной сети. Мастер автоматически настраивает Internet Connection Sharing (ICS) с брандмауэром, Network Address Translation (NAT) и сервер Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP).

Технология Intel Wireless Connect представляет собой точку беспроводного доступа стандарта 802.11 b/g, сертифицированную по программе Wi-Fi CERTIFIED*, и поддерживает протоколы безопасности беспроводных сетей WEP и WPA-PSK. Для работы технологии Intel Wireless Connect необходим набор микросхем Intel 9XX Express и дополнительное беспроводное сетевое решение Intel. Доступность этой технологии может быть ограничена. Предполагается, что на первой стадии эта технология будет развиваться медленно, пока корпорация Intel и системные интеграторы не получат модели использования и пути реализации. Корпорация Intel считает, что эта технология станет распространенной в первой половине 2005 года.

Intel HD Audio Plug and Play. Для реализации функции Plug and Play аудиоподсистема Intel HD Audio поддерживает автоматическое определение подключенных устройств. ПК может определить, что к звуковому разъему подключили новое устройство, определить его тип и перепрограммировать функции порта таким образом, чтобы соответствовать возможностям этого устройства. Каждый разъем при этом может быть как входным, так и выходным и использоваться для ввода звуковых потоков или для вывода звука на внешние устройства.

Утилита Intel® Application Accelerator с поддержкой технологии Intel® Matrix Storage. Обычно модернизация ПК, связанная с заменой отдельного дискового накопителя на дисковый массив RAID, требует переустановки операционной системы и всех приложений. Но системы на базе наборов микросхем Intel 925X/915 Express с технологией Intel Matrix Storage при добавлении второго диска с интерфейсом Serial ATA и возможностей RAID не требуют переустановки операционной системы.

Утилита Intel® Application Accelerator, включенная в состав платформ с технологией Intel Matrix Storage, обеспечивает изменение конфигурации и переход на дисковые массивы в фоновом режиме. Вы можете путешествовать в Интернете или читать почту во время настройки массива RAID. Это позволяет производителям ПК и системных плат предлагать доступные системы в конфигурации «RAID ready».

Технология Intel® Flex Memory. Эта технология позволяет осуществить простой переход к двухканальной системе памяти. GMCH — это первый двухканальный контроллер-концентратор графической подсистемы и памяти DDR/DDR2 корпорации Intel с технологией Intel® Flex Memory. Такая архитектура памяти обеспечивает оптимальное сочетание гибкости и производительности памяти при использовании процессора Intel Pentium 4 с системной шиной, работающей на частоте 800 МГц, и с памятью DDR2 с частотой 533 МГц.

Интерфейс MCH поддерживает двухканальные симметричные конфигурации памяти, позволяющие достичь высокой производительности как в одноканальном, так и в двухканальном ассиметричном режиме. Преимущества двухканальной архитектуры памяти теперь можно получить, используя двухканальные модули памяти (DIMM) разного объема, различное количество модулей, разные частоты памяти, при условии, что для каждого канала используется одинаковый объем памяти.

Расширения системы. Наборы микросхем Intel 925X/915 Express поддерживают до восьми высокоскоростных портов USB* 2.0 и четыре порта PCI Express x1 для простого подключения периферийных устройств.

Выводы
Наборы микросхем Intel 925X/915 Express позволяют пользователям ПК в полной мере использовать все преимущества процессоров Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading. Революционная архитектура шины PCI Express позволяет этим наборам микросхем обеспечивать несколько потоков данных для процессора и обеспечить пропускную способность, необходимую для работы современных приложений, включая поддержку телевидения и видео высокой четкости, многопоточную аудиоподсистему Intel High Definition Audio, а также увеличение производительности и надежности дисковых накопителей благодаря технологии RAID.

Новые наборы микросхем Intel обеспечивают самые значительные усовершенствования платформы ПК со времени появления шины PCI, которое состоялось более 10 лет назад. Никогда раньше появление новой архитектуры платформ не приносило столь революционных изменений.

Контакты
Сообщите нам свое мнение об этой статье.

Дополнительная информация
Вы можете прочитать пресс-релиз о новых наборах микросхем или ознакомиться с материалами для прессы  в разделе «конференц-зал» Web-сайта корпорации Intel.

Дополнительную информацию о наборах микросхем Intel® Express можно получить по адресу http://developer.intel.ru/design/chipsets/express_flyer.htm.

Сравнительные характеристики системных плат Intel® для настольных ПК на базе новых наборов микросхем приведены по адресу http://www.intel.com/go/boards/  .

Об авторе

Стив Р. Петерсон работает в корпорации Intel 10 лет. За это время он занимался маркетингом, представлением и продвижением различных поколений наборов микросхем, начиная с 440LX/440BX AGPsets. До этого он работал в качестве специалиста по маркетингу продукции с наборами микросхем Intel 430VX/HX и 430TX PCIsets. Он получил степень бакалавра в государственном университете г. Сан-Хосе в области информационных систем.