Zestaw układów sterujących płytą główną to “szara eminencja” komputera PC – właśnie od jego możliwości zależy wydajność maszyny oraz siła tkwiącego w niej “ducha”. Czy wśród współczesnych chipsetów wskazać można ten jeden, który sprawdzi się w każdej sytuacji i we wszelkich zastosowaniach?
Komputery PC z założenia cechuje otwarta architektura i możliwość swobodnej (w pewnych granicach) rozbudowy ich konfiguracji. To, w jakim stopniu i z użyciem jakich komponentów będziemy mogli modyfikować zawartość naszej “skrzynki”, zależy w dużej mierze od płyty głównej, a w szczególności od układów sterujących. Stosując anatomiczne porównanie, można rzec, iż tworzą one serce komputera i “pompują” dane w różne części elektronicznego “organizmu”. Ponieważ płyty główne korzystają z wielu – nieraz zupełnie odmiennych – chipsetów, postanowiliśmy przyjrzeć się najpopularniejszym z nich, przedstawić ich możliwości i porównać zapewnianą przez nie wydajność.
Ewolucja gniazdek
Chipset to nic innego jak zbiór wyspecjalizowanych elementów półprzewodnikowych o dużej skali integracji. Odpowiadają one za sterowanie przepływem strumieni danych. Zazwyczaj funkcje te są rozdzielone pomiędzy dwa układy – tzw. mostki (bridge): południowy (obsługa magistrali PCI oraz zintegrowanych komponentów, np. kontrolera EIDE, USB) i północny (steruje przepływem danych m.in. między CPU, pamięcią, złączem AGP). Obecnie coraz większe zastosowanie znajduje architektura tzw. koncentratorów, czyli wielu specjalizowanych układów kontrolnych.
 |
| Mimo iż noszą różne nazwy, gniazda Slot-1 od Slot-A (po lewej) oraz Socket 370 od Socket A wizualnie nie różnią się niemal niczym. |
Niezależnie od marki producenta płyty wybór układów pełniących funkcję podstawy konstrukcji jest zdeterminowany przede wszystkim przez typ obsługiwanego CPU. Przynależność do jednej z linii procesorów nie decyduje jednak bynajmniej o typie chipsetu – oprócz kompatybilności logicznej płyta główna zapewniać musi również odpowiednie gniazdo połączeniowe, zgodne mechanicznie i elektrycznie z wyprowadzeniami danego CPU. W przypadku procesorów Intela dostępne są wersje Slot-1 oraz Socket 370, a zbiór obsługujących je chipsetów jest stosunkowo duży i oprócz produktów twórcy samych procesorów obejmuje układy firm SiS, VIA oraz ALi. Układy AMD z serii Athlon wykorzystywały do niedawna złącze podobne do znanego z Pentium II i III gniazda Slot-1, określanego tutaj mianem Slot-A. Dla zmniejszenia kosztów produkcji obsługujących je płyt jest ono mechanicznie zgodna ze swoim poprzednikiem, charakteryzuje się jednak zupełnie innymi wyprowadzeniami elektrycznymi. Podobnie zresztą wygląda sytuacja w kwestii procesorów Duron i Thunderbird (oba typu FCPGA) korzystających z podobnego do Socket 370 gniazda Socket A. W odróżnieniu od procesorów Intela produkty AMD nie cieszyły się do niedawna specjalnym zainteresowaniem wśród producentów chipsetów. Obecnie dostępne są jedynie dwa dedykowane Athlonom zestawy układów sterujących – AMD 750 (nazwa kodowa Irongate) oraz VIA KX133. Już wkrótce w sprzedaży znajdą się jednak płyty główne przeznaczone do obsługi układów Duron i Thunderbird, wyposażone w chipsety AMD 760 oraz VIA KT133.
Zintegrowane I/O
Jednym z zadań chipsetów, niezależnym od typu obsługiwanego przez nie CPU, jest sterowanie urządzeniami zewnętrznymi, w tym pamięcią masową. Pod tym względem większość płyt głównych dysponuje zbliżonymi możliwościami. Zmieniają się one z reguły wraz z powstawaniem kolejnych wersji wykorzystywanych interfejsów, co bardzo dobrze widoczne jest na przykładzie standardu ATA. Ponieważ niemłody, ale nadal bardzo popularny chipset Intel 440BX obsługuje tylko tryb UltraATA/33, producenci płyt korzystających z tego zestawu układów zmuszeni są do stosowania dodatkowych, zewnętrznych kontrolerów zgodnych z UltraATA/66. Bardzo dobrym przykładem tego typu rozwiązania wśród testowanych przez nas urządzeń jest płyta Asus CUBX, “na pokładzie” której oprócz zintegrowanego kontrolera znajduje się również drugi – CMD-648U. Coraz większa prędkość działania dysków twardych zwiększa zapotrzebowanie na pasmo komunikacyjne, dlatego już wkrótce spodziewać się można upowszechnienia kolejnej wersji standardu ATA – UltraATA/100.
Szyna szynie nie równa
Modularność konstrukcji wymaga stosowania określonych zasad łączenia ze sobą wchodzących w jej skład elementów. W zbiorze obowiązujących w świecie PC standardów wyróżnić można trzy podstawowe – ISA, PCI i AGP (wraz z “mutacjami” typu PCI66) – oraz kilka mniej popularnych (AMR, CNR itp.). Najstarsza i obecnie wychodząca z użycia szesnastobitowa magistrala ISA jest za wolna dla większości współczesnych urządzeń, utrudnia także korzystanie z dobrodziejstw standardu ACPI – między innymi z tego właśnie powodu najnowsze chipsety (np. Intela) jej nie obsługują. Zmusza to producentów płyt głównych do stosowania dodatkowych układów mostkujących (PCI To ISA Bridge).
Najpowszechniej stosowaną magistralą jest obecnie 32-bitowa szyna PCI, pracująca standardowo z prędkością 33 MHz. W przypadku najnowszych kart graficznych, charakteryzujących się olbrzymim zapotrzebowaniem na dostępne pasmo przesyłowe, magistrala ta jest jednak za wolna dla zapewnienia efektywnej wymiany danych z pamięcią systemową. Aby rozwiązać zaistniały problem, opracowano standard znanego pod nazwą AGP (Accelerated Graphic Port) portu przeznaczonego do obsługi tego typu urządzeń. W odróżnieniu od PCI AGP pracuje z 64-bitową szerokością szyny i taktowany jest częstotliwością 66 MHz. Ze względu na znacznie uproszczony protokół komunikacyjny AGP uważać można za specyficzną “furtkę”, umożliwiającą chipowi graficznemu korzystanie z pamięci systemowej. Obecnie funkcjonują trzy wersje standardu AGP, zapewniające przepustowość 266 MB/s (tryb 1×), 528 MB/s (2×) i ok. 1 GB/s (4×).
Logicznym rozwinięciem koncepcji 32-bitowego złącza PCI jest szyna PCI64 stosowana już w specyficznych, wymagających dużej wydajności zastosowaniach. W odróżnieniu od swojego poprzednika PCI64 taktowane jest dwukrotnie wyższą częstotliwością (66 zamiast 33 MHz), dwukrotnie większa jest także szerokość magistrali (64 bity). Złącze to w przeciwieństwie do AGP nie jest kompatybilne “w dół” – mechaniczna konstrukcja slotu nowego PCI64 uniemożliwia umieszczanie w nim zwykłych kart PCI.
Złącza AMR oraz CNR pozwalać mają łatwe i tanie rozszerzanie konfiguracji komputera. Typowym ich przykładem są moduły audio oraz proste softmodemy, które uzupełnione odpowiednimi sterownikami systemowymi tworzą programowo-sprzętową “mieszankę”, realizującą zadania znacznie droższych, w pełni sprzętowych odpowiedników. Wymagają one jednak angażowania CPU oraz opracowania specjalnych sterowników, programowo realizujących część zadań urządzenia.
Chipsety i odpowiadające im procesory
| Chipsety AMD | ||||||
| Model | Nazwa kodowa | Obsługiwane CPU | Obsługiwana maks.częst.taktowania FSB [MHz] | Rodzaj pamięci RAM | AGP | IDE (ATA) |
| 750 (751/756) | Irongate | Athlon | 100 (x2) | SDRAM PC100 | 2x | UltraATA/66 |
| Chipsety Intel | ||||||
| Model | Nazwa kodowa | Obsługiwane CPU | Obsługiwana maks.częst.taktowania FSB [MHz] | Rodzaj pamięci RAM | AGP | IDE (ATA) |
| 440BX | Pentium II, Pentium III, Celeron | 100 | SDRAM PC100 | 2x | UltraATA/33 | |
| 810 | Whitney | Pentium II, Pentium III, Celeron | 100 | SDRAM PC100 | 4x | UltraATA/66 |
| 810e | Whitney | Pentium II, Pentium III, Celeron | 133 | SDRAM PC133 | 4x | UltraATA/66 |
| 815 | Solano | Pentium II, Pentium III, Celeron | 133 | SDRAM PC133 | 4x | UltraATA/66 |
| 815e | Solano-2 | Pentium II, Pentium III Celeron | 133 | SDRAM PC133 | 4x | UltraATA/100 |
| 820 | Camino | Pentium II, Pentium III, Celeron | 133 | RDRAM PC800 | 4x | UltraATA/66 |
| 820e | Camino-2 | Pentium II, Pentium III, Celeron | 133 | RDRAM PC800 | 4x | UltraATA/100 |
| 840 | Carmel | Pentium II, Pentium III, Celeron | 133 | RDRAM PC800 x2 | 4x | UltraATA/66 |
| Chipsety VIA | ||||||
| Model | Nazwa kodowa | Obsługiwane CPU | Obsługiwana maks.częst.taktowania FSB [MHz] | Rodzaj pamięci RAM | AGP | IDE (ATA) |
| Apollo Pro 133A | Pentium II, Pentium III, Celeron | 133 | SDRAM PC133 | 4x | UltraATA/66 | |
| KX133 | Athlon (Slot-A) | 133 | SDRAM PC133 | 4x | UltraATA/66 | |
| KT133 | Athlon (Socket A), Duron | 133 | SDRAM PC133 | 4x | UltraATA/66 | |
—
| Info Grupy dyskusyjne Pytania, uwagi i komentarze: # Pytania techniczne do tekstu: # Internet Producenci chipsetów płyt głównych: http://www.intel.com/ http://www.amd.com/ http://www.via.com.tw/ http://www.sis.com.tw/ W dziale Hardware | Płyty główne znajdują się sterowniki do testowanych płyt głównych |
