Интегрированые чипсеты H55 и H57. «Интегрированные» чипсеты. Две материнские платы на базе Intel H55 Express Интегрированный сетевой адаптер

для бюджетных процессоров Nehalem

Итак, в самом начале января 2010-го компания Intel практически завершила славную эпоху процессоров, основанных на микроархитектуре Core. Теперь, по иронии судьбы, на Core будут (еще какое-то время) выпускаться только ультрабюджетные модели под торговой маркой Celeron для Socket 775, которые станут предметом одной из наших ближайших статей. Ну а сегодня - о Socket 1156, заполучившем львиную долю настольных процессоров Intel - Core и Pentium. Как вы уже знаете из представления процессоров на ядре Clarkdale, обновленная платформа подразумевает включение новых чипсетов - H55 и H57 - в число возможных вариантов применения. Однако нельзя сказать, что использование новых чипсетов - условие непременное или позволяющее раскрыть потенциал новых процессоров полностью: где-то потенциал раскроется полнее, а где-то и прикроется вовсе:). Что ж, давайте познакомимся с первыми «интегрированными» чипсетами под Nehalem (точнее, Clarkdale).

Intel H55 и H57 Express

Ну, почему чипсеты названы «интегрированными» (в кавычках), вам, очевидно, уже хорошо известно: обычно так называют решения со встроенным видео, но теперь графический процессор покинул чипсет и переместился в процессор центральный тем же путем, что и контроллер памяти (в Bloomfield) и контроллер PCI Express для графики (в Lynnfield) ранее. В соответствии с этим слегка изменилась номенклатура продукции Intel: на смену прежней литере G пришла H. Кстати, как раз к номенклатуре новинок у нас есть претензия. Дело в том, что H55 и H57 действительно очень близки по функциональности, и H57 из этой пары, безусловно, старший. Однако если сравнить возможности новинок с одиноким доселе чипсетом под процессоры сокета Socket 1156 - P55 , выяснится, что максимально похож на него именно H57, имея всего два отличия, как раз и обусловленных реализацией видеосистемы. H55 же - младший ICH PCH в семействе, с урезанной функциональностью. Понятно, что наше мнение компании Intel не указ, да и ранжированы чипсеты в соответствии с позиционированием , за которое и взимаются деньги (условная отпускная цена P55 и H55 составляет 40 долларов против 43 за H57). Однако, говоря по-простому, нынешний H55 следовало бы назвать H53, а под его именем должен бы быть выпущен нынешний H57. Но довольно слов, давайте взглянем на спецификации.

Ключевые характеристики H57 выглядят следующим образом:

• до 8 портов PCIEx1 (PCI-E 2.0, но со скоростью передачи данных PCI-E 1.1);
• до 4 слотов PCI;
• возможность организации RAID-массива уровней 0, 1, 0+1 (10) и 5 с функцией Matrix RAID (один набор дисков может использоваться сразу в нескольких режимах RAID - например, на двух дисках можно организовать RAID 0 и RAID 1, под каждый массив будет выделена своя часть диска);
• 14 устройств USB 2.0 (на двух хост-контроллерах EHCI) с возможностью индивидуального отключения;
• High Definition Audio (7.1);

Как мы и обещали в обзоре P55, отличия новичка оказались минимальны. Сохранилась архитектура (одна микросхема, без разделения на северный и южный мосты - де-факто это как раз южный мост), осталась без изменений вся традиционная «периферийная» функциональность. Первое отличие состоит в реализации у H57 специализированного интерфейса FDI, по которому процессор пересылает сформированную картинку экрана (будь то десктоп Windows с окнами приложений, полноэкранная демонстрация фильма или 3D-игры), а задача чипсета - предварительно сконфигурировав устройства отображения, обеспечить своевременный вывод этой картинки на [нужный] экран (Intel HD Graphics поддерживает до двух мониторов). Конечно, мы подробнее поговорим о возможностях и особенностях нового поколения интегрированной графики Intel в отдельной статье, здесь же нам больше добавить нечего, так как компания, к сожалению, не сообщает никакой дополнительной информации об организации FDI. Впрочем, в само́м факте дополнительных интерфейсов между процессором и чипсетом (ранее - между мостами чипсета) ничего нового нет, а когда мы говорим о шине DMI как о единственном соответствующем канале связи, то имеем в виду лишь основной канал для передачи данных широкого профиля , не более, а некие узкоспециализированные интерфейсы существовали всегда.

Второе отличие на блок-схеме чипсета заметить невозможно - впрочем, его невозможно заметить и в объективной реальности, поскольку оно существует лишь в реальности маркетинга. Здесь Intel применяет тот же подход, который сегментировал чипсеты прежней архитектуры: топовый чипсет (на сегодня это X58) реализует два полноскоростных интерфейса для внешней графики, решение среднего уровня (P55) - один, но разбиваемый на два с половинной скоростью, а младшие и интегрированные продукты линейки (это как раз герои сегодняшнего обзора) - один полноскоростной, без возможности задействовать пару видеокарт. Вполне очевидно, что собственно чипсет нынешней архитектуры никак не может повлиять на поддержку или отсутствие поддержки двух графических интерфейсов (да, впрочем, и P45 с P43 явно представляли собой один и тот же кристалл). Просто при стартовом конфигурировании системы материнская плата на H57 или H55 «не обнаруживает» вариантов организовать работу пары портов PCI Express 2.0, а плате на P55 в аналогичной ситуации это удается сделать. Реальная же, «железная» подоплека ситуации простому пользователю в общем без разницы. Итак, SLI и CrossFire доступны в системах на базе P55, но не в системах на базе H55/H57. (Не будем, впрочем, исключать из рассмотрения вариант, когда CrossFire организуют, устанавливая вторую видеокарту в слот x4 (PCI-E 1.1) от чипсета - с соответствующим провалом скорости работы.)

Теперь оценим возможности H55:

• поддержка всех процессоров с сокетом Socket 1156 (включая соответствующие семейства Core i7, Core i5, Core i3 и Pentium), основанных на микроархитектуре Nehalem, при подключении к этим процессорам по шине DMI (с пропускной способностью ~2 ГБ/с);
• интерфейс FDI для получения полностью отрисованной картинки экрана от процессора и блок вывода этой картинки на устройство(-а) отображения;
• до 6 портов PCIEx1 (PCI-E 2.0, но со скоростью передачи данных PCI-E 1.1);
• до 4 слотов PCI;
• 6 портов Serial ATA II на 6 устройств SATA300 (SATA-II, второе поколение стандарта), с поддержкой режима AHCI и функций вроде NCQ, с возможностью индивидуального отключения, с поддержкой eSATA и разветвителей портов;
• 12 устройств USB 2.0 (на двух хост-контроллерах EHCI) с возможностью индивидуального отключения;
• MAC-контроллер Gigabit Ethernet и специальный интерфейс (LCI/GLCI) для подключения PHY-контроллера (i82567 для реализации Gigabit Ethernet, i82562 для реализации Fast Ethernet);
• High Definition Audio (7.1);
• обвязка для низкоскоростной и устаревшей периферии, прочее.

Здесь уже есть изменения и в поддержке традиционной периферии - правда, не слишком существенные (определить на глазок, сколько портов USB поддерживает чипсет, практически невозможно). Хорошо заметно, что регресс в данном случае «откатывает» ситуацию во времена южных мостов ICH10/R: H55 лишен именно тех изменений, которые позволили нам в свое время (в шутку) предложить для P55 наименование ICH11R. H55 же - это в чистом виде ICH10, причем без литеры R: функциональности RAID-контроллера младший чипсет линейки Intel 5x тоже не получил. Разумеется, к списку характеристик ICH10 в данном случае добавился интерфейс FDI, и столь же очевидно, что поддержки SLI/CrossFire, да и вообще двух [нормальных] графических интерфейсов, у H55 нет - впрочем, мы ведь и не ждем от южного моста таких возможностей?

Суммируя отличия: самое бюджетное решение в новой линейке имеет 12 портов USB вместо 14 у P55/H57, 6 портов PCI-E вместо 8 и не имеет RAID-функциональности. «Периферийный» контроллер PCI Express по-прежнему формально соответствует второй версии стандарта, однако скорость передачи данных по его линиям выставлена на уровне PCI-E 1.1 (до 250 МБ/с в каждом из двух направлений одновременно) - ICH10, однозначно.

Насколько плохо или хорошо обстоят дела с поддержкой периферии у новых чипсетов? В случае H57 это все тот же максимальный, но не уникальный на сегодня набор. В случае H55, надо полагать, многие заметят отсутствие RAID (но, конечно, не грандиозное ограничение количества портов USB до 12 штук). Собственно, покупатели, быть может, и не заметили бы (мало кому до сих пор нужно дома более одного винчестера), но как продавать материнские платы без RAID? Ну, совсем дешевые microATX-модели, конечно, выпустят и так - Intel, скажем, такое решение предлагает и в качестве референсного для новой платформы. Но более серьезные продукты без привычного атрибута… вряд ли. Значит, будут распаивать дополнительный RAID-контроллер, доводя и без того избыточное число портов SATA до 8-10. С другой стороны, возможно, у H55 будет своя вполне определенная ниша, а более требовательным (или не знающим точно, чего они хотят) покупателям предложат модели на H57. Разница в отпускной цене чипсетов (3 доллара) вряд ли существенно скажется на цене конечного продукта.

Никаких перспективных технологий новые чипсеты не реализуют, хотя платы с поддержкой USB 3.0 и Serial ATA III уже продаются. Но в случае Intel серьезных новшеств мы можем ждать только в новой платформе для Sandy Bridge, а пока производители будут обкатывать дискретные контроллеры (на платах или картах расширения).

Добавим еще буквально пару слов о тепловыделении. Больше тут не потребуется, так как причин изменяться тепловыделению того же H57 в сравнении с P55 нет никаких - формально, с учетом тех применений, которые привнесли интегрированные чипсеты, TDP повышен с 4,7 Вт у «классического» P55 до 5,2 Вт у новичков. А это означает - больше материнских плат любого ранга с умеренной и вовсе спартанской системой охлаждения; нет - вычурным композициям тепловых трубок и перегревам.

Заключение

В заключение статьи попробуем ответить на поставленный 4 месяца назад вопрос: материнскую плату на каком чипсете надо выбирать при покупке процессора с сокетом Socket 1156? Прежде всего, надо понимать, что несовместимость между разными чипсетами и процессорами этого сокета - нефатальная. Любой из этих процессоров заработает в плате на любом из этих чипсетов, вопрос лишь в том, не лишится ли его обладатель интегрированной графики, за которую уже все равно уплочено. Вроде бы все просто: хотите задействовать встроенную графику Clarkdale - берите H57. Хотите создать нормальный (не говорим - «полноценный», 2 по x16) SLI/CrossFire - берите P55. Вместе нельзя. А в наиболее вероятном промежуточном случае, когда в качестве видео планируется использовать ровно одну внешнюю видеокарту? В таком случае между P55 и H57 нет вообще никакой разницы, и даже отпускная цена тут роли не играет - покупать-то вы будете материнскую плату в магазине, а не кристалл чипсета возле проходной на фабрике Intel. Вероятно, немного дешевле вам обошлась бы модель на H55, но есть подозрение, что по-настоящему привлекательных современных плат на этом чипсете выпускать не будут. Выбор есть, и хотя нет выбора однозначно более привлекательного (за что многие готовы были бы на всякий случай переплатить больше), можно точно сказать, что все богатство процессоров под Socket 1156 имеет достойную чипсетную поддержку.

Введение

В данной курсовой работе я буду рассматривать "Интегрированные" чипсеты Intel H55 и H57. В самом начале января 2010-го компания Intel практически завершила славную эпоху процессоров, основанных на микроархитектуре Core. Теперь, по иронии судьбы, на Core будут (еще какое-то время) выпускаться только ультрабюджетные модели под торговой маркой Celeron для Socket 775. Как вы уже знаете из представления процессоров на ядре Clarkdale, обновленная платформа подразумевает включение новых чипсетов - H55 и H57 - в число возможных вариантов применения. Однако нельзя сказать, что использование новых чипсетов - условие непременное или позволяющее раскрыть потенциал новых процессоров полностью: где-то потенциал раскроется полнее, а где-то и прикроется вовсе. Что ж, давайте познакомимся с первыми "интегрированными" чипсетами под Nehalem (точнее, Clarkdale).

1. История создания фирмы INTEL

Началось все с того, что в 1955 году изобретатель транзистора Уильям Шокли открыл собственную фирму ShockleySemiconductorLabs в Пало-Альто (что, кроме всего прочего, послужило началом создания Кремниевой долины), куда набрал довольно много молодых исследователей. В 1959 году по ряду причин от него ушла группа в восемь инженеров, которых не устраивала работа "на дядю" и они хотели попробовать реализовать собственные идеи. "Восьмерка предателей", как их называл Шокли, среди которых были в том числе Мур с Нойсом, основала фирму FairchildSemiconductor.

Боб Нойс занял в новой компании должность директора по исследованиям и разработкам. Позднее он утверждал, что придумал микросхему из лени – довольно бессмысленно выглядело, когда в процессе изготовления микромодулей пластины кремния сначала разрезались на отдельные транзисторы, а затем опять соединялись друг с другом в общую схему. Процесс был крайне трудоемким – все соединения паялись вручную под микроскопом! – и дорогим. К тому моменту сотрудником Fairchild, тоже одним из сооснователей – Джином Герни (JeanHoerni) уже была разработана т.н. планарная технология производства транзисторов, в которой все рабочие области находятся в одной плоскости. Нойс предложил изолировать отдельные транзисторы в кристалле друг от друга обратносмещенными p-n переходами, а поверхность покрывать изолирующим окислом, и выполнять межсоединения с помощью напыления полосок из алюминия. Контакт с отдельными элементами осуществлялся через окна в этом окисле, которые вытравливались по специальному шаблону плавиковой кислотой.

Причем, как он выяснил, алюминий отлично приставал как к кремнию, так и к его окислу (именно проблема адсорбции материала проводника к кремнию до последнего времени не позволяла использовать медь вместо алюминия, несмотря на ее более высокую электропроводность). Такая планарная технология в несколько модернизированном виде сохранилась до наших дней. Для тестирования первых микросхем использовался единственный прибор – осциллограф.

Между тем выяснилось, что Нойса в благородном деле создания первой микросхемы опередили. Еще летом 1958-го сотрудник TexasInstruments Джек Килби продемонстрировал возможности изготовления всех дискретных элементов, включая резисторы и даже конденсаторы, на кремнии.

Планарной технологии в его распоряжении не было, поэтому он использовал так называемые меза-транзисторы. В августе он собрал работающий макет триггера, в котором отдельные изготовленные им собственноручно элементы соединялись золотыми проволочками, а 12 сентября 1958 г. предъявил работающую микросхему – мультивибратор с рабочей частотой 1,3 МГц. В 1960 году эти достижения демонстрировались на публике – на выставке американского Института радиоинженеров. Пресса очень холодно встретила открытие. В числе прочих отрицательных особенностей "integratedcircuit" называлась неремонтопригодность. Хотя Килби подал заявку на патент еще в феврале 1959, а Fairchild сделала это только в июле того же года, последней патент выдали раньше – в апреле 1961 г., а Килби – только в июне 1964 г. Потом была десятилетняя война о приоритетах, в результате которой, как говорится победила дружба. В конечном счете, Апелляционный Суд подтвердил претензии Нойса на первенство в технологии, но постановил считать Килби создателем первой работающей микросхемы. В 2000 Килби получил за это изобретение Нобелевскую премию (среди двух других лауреатов был академик Алферов).

Роберт Нойс и Гордон Мур ушли из компании FairchildSemiconductor и основали свою фирму, а вскоре к ним присоединилсяЭндиГроув. Тот же финансист, который ранее помог создать Fairchild, предоставил $2.5 млн, хотя бизнес-план на одной страничке, собственноручно отпечатанный на пишущей машинке Робертом Нойсом, выглядел не слишком впечатляюще: куча опечаток, плюс заявления весьма общего характера.

Выбор имени оказался нелегким делом. Предлагались десятки вариантов, но все они были отброшены. Кстати, вам ничего не говорят названия CalComp или CompTek? А ведь они могли бы принадлежать не тем популярным фирмам, которые носят их сейчас, а крупнейшему производителю процессоров - в свое время их отвергли среди прочих вариантов. В итоге было решено назвать компанию Intel , от слов "интегрированная электроника". Правда, сначала пришлось выкупить это название у группы мотелей, зарегистрировавшей его ранее.

Итак, в 1969 году Intel начинала работу с микросхем памяти и добилась некоторого успеха, но явно недостаточного для славы. В первый год существования доход составил всего $2672.

Сегодня Intel производит чипы в расчете на рыночные продажи, но в первые годы своего становления компания нередко делала микросхемы на заказ. В апреле 1969 года в Intel обратились представители японской фирмы Busicom, занимающейся выпуском калькуляторов. Японцы прослышали, что у Intel самая передовая технология производства микросхем. Для своего нового настольного калькулятора Busicom хотела заказать 12 микросхем различного назначения. Проблема, однако, заключалась в том, что ресурсы Intel в тот момент не позволяли выполнить такой заказ. Методика разработки микросхем сегодня не сильно отличается от той, что была в конце 60-х годов XX века, правда, инструментарий отличается весьма заметно.

В те давние-давние годы такие весьма трудоемкие операции, как проектирование и тестирование, выполнялись вручную. Проектировщики вычерчивали черновые варианты на миллиметровке, а чертежники переносили их на специальную вощеную бумагу (восковку). Прототип маски изготовляли путем ручного нанесения линий на огромные листы лавсановой пленки. Никаких компьютерных систем обсчета схемы и ее узлов еще не существовало. Проверка правильности производилась путем "прохода" по всем линиям зеленым или желтым фломастером. Сама маска изготавливалась путем переноса чертежа с лавсановой пленки на так называемыйрубилит - огромные двухслойные листы рубинового цвета. Гравировка на рубилите также осуществлялась вручную. Затем несколько дней приходилось перепроверять точность гравировки. В том случае, если необходимо было убрать или добавить какие-то транзисторы, это делалось опять-таки вручную, с использованием скальпеля. Только после тщательной проверки лист рубилита передавался изготовителю маски. Малейшая ошибка на любом этапе - и все приходилось начинать сначала. Например, первый тестовый экземпляр "изделия 3101" получился 63-разрядным.

Словом, 12 новых микросхем Intel физически не могла потянуть. Но Мур и Нойс были не только замечательными инженерами, но и предпринимателями, в связи с чем им сильно не хотелось терять выгодный заказ. И тут одному из сотрудников Intel, Теду Хоффу (TedHoff), пришло в голову, что, раз компания не имеет возможности спроектировать 12 микросхем, нужно сделать всего одну универсальную микросхему, которая по своим функциональным возможностям заменит их все. Иначе говоря, Тед Хофф сформулировал идею микропроцессора - первого в мире. В июле 1969 года была создана группа по разработке, и работа началась. В сентябре к группе присоединился также перешедший из FairchildСтэнМазор (StanMazor). Контролером от заказчика в группу вошел японец Масатоси Сима (MasatoshiShima). Чтобы полностью обеспечить работу калькулятора, необходимо было изготовить не одну, а четыре микросхемы. Таким образом, вместо 12 чипов требовалось разработать только четыре, но один из них - универсальный. Изготовлением микросхем такой сложности до этого никто не занимался.

Что такое чипсет (chipset)

Чипсет (Chipset) – основа системной платы, - это набор микросхем системной логики. Посредством чипсета происходит взаимодействие всех подсистем ПК. Чипсеты обладают высокой степенью интеграции, и представляют собой (чаще всего) две микросхемы (реже встречаются однокристальные решения), в которых реализованы интегрированные контроллеры, обеспечивающие работу и взаимодействие основных подсистем компьютера.

Практически у всех современных чипсетов, набор системной логики состоит двух микросхем северного и южного мостов. Название микросхем обусловлено их положением относительно шины PSI: северный - выше, южный - ниже.

Микросхема северного моста обеспечивает работу с наиболее скоростными подсистемами.

Он содержит: контроллер системной шины, посредством которого происходит взаимодействие с процессором; контроллер памяти, осуществляющий работу с системной памятью контроллер графической шины AGP (Accelerated Graphics Port), обеспечивающий взаимодействие с графической подсистемой (сегодня большинство чипсетов поддерживают интерфейсы 1х/2х/4х, скоро в перспективе 8-я скорость AGP); контроллер шины связи с южным мостом (PCI – шины в классическомпонимании).

Задача северного моста - с минимальными задержками организовать обслуживание запросов к системной памяти. Решения этой задачи основаны на реализации контроллера памяти, позволяющего одновременно обрабатывать большое количество запросов и данных, расставляя приоритеты и очерёдность доступа к основной памяти. Для более эффективного использования шины памяти применяется буферизация данных, обеспечивающая одновременную работу с памятью нескольких устройств в режиме разделения времени доступа.

Как уже упоминалось ранее, классическая реализация двух мостовой архитектуры подразумевает использование шины PCI в качестве канала связи между мостами. Но 32-битная PCI-шина, работающая на частоте 33МГц, имеет пиковую пропускную способность 133Мb/c, что недостаточно для обеспечения потребностей современных периферийных устройств. Поэтому большинство производителей для связи микросхем чипсета используют другие интерфейсы, что в свою очередь, позволило вывести контроллер PCI- шины из северного моста в южный. Пионером в этой области стала хаб-архитектура (Intel 800-серии чипсетов). Суть её сводится к переходу на соединение мостов по схеме "точка-точка". При этом была использована специальная 8-битная шина, обеспечивающая полосу пропускания 266МЬ/с. Контроллер этой шины, использующий фирменные технологии, оптимизирует работу с запросами от периферийных устройств к основной памяти. Всё это делает работу хабов (северный и южный мосты) более независимыми и снимает ограничения, которые налагают использование PCI-шины в качестве связующего звена. Подобные технологии реализованы в чипсетах компании VIA (V-Link Hub-архитектура), и в двухпроцессорных решениях компании SiS (MnTIOL-шина).

Южный мост обеспечивает работу с более медленными компонентами системы и периферийными устройствами. Для южного моста стало стандартом наличие следующих контроллеров и устройств:

2. USB-контроллер (один и более), обеспечивающий работу с устройствами, подключаемыми к универсальной последовательной шине (USB), USB должен заменить устаревшие внешние интерфейсы, такие как последовательный RS-232 (COM-порт) и параллельный IEEE-1284 (LPT-порт). Недостатки старых решений: невысокая пропускная способность, невозможность горячей замены и подключение по цепочке нескольких устройств к одному и тому же порту, а также малая длина интерфейсного кабеля.

3. Контроллер шины LPC (Low Pin Count Interface), который пришел на смену устаревшей ISA. Шина LPC имеет 4-битный интерфейс, соединённый с чипом ввода-вывода (Super I/O chip), который поддерживает работу внешних портов (последовательный COM и параллельный LPT, PS/2 и инфракрасного), а так же контроллер флоппи-дисковода.

Большинство современных чипсетов реализуют в своём южном мосте аудиоконтроллер АС’97 (Audio Codec). Спецификация АС’97 подразумевает разделение процессов обработки цифрового и аналогового, каждый из которых выполняется отдельной микросхемой, при этом определяется и интерфейс для их взаимодействия AC-Link. Таким образом в южном мосте осуществляется обработка звукового сигнала в цифровом виде – иными словами в нём реализована цифровая часть (Digital AC’97 Controller). Для реализации всех возможностей предоставляемых спецификацией AC’97, в микросхему южного моста интегрирован контроллер AMP. На поддерживаемых им AMP-картах (Audio/Modem Riser Card) располагаются аналоговые цепи аудиокодека AC’97 и/или модемного кодека MC’97 (Modem Codec). Использование двухкристальных чипсетов позволяет использовать различные комбинации северных и южных мостов, при условии что они поддерживают один и тот же интерфейс. Это даёт возможность создавать наиболее производительные системы с минимальными затратами и в кратчайшее время, поскольку для внедрения последних спецификаций достаточно модернизировать лишь одну микросхему системной логики, а не чипсет в целом.

Intel H55 и H57 Express

Почему чипсеты названы "интегрированными" очевидно, уже хорошо известно: обычно так называют решения со встроенным видео, но теперь графический процессор покинул чипсет и переместился в процессор центральный тем же путем, что и контроллер памяти (в Bloomfield) и контроллер PCI Express для графики (в Lynnfield) ранее. В соответствии с этим слегка изменилась номенклатура продукции Intel: на смену прежней литере G пришла H. H55 и H57 действительно очень близки по функциональности, и H57 из этой пары, безусловно, старший. Однако если сравнить возможности новинок с одиноким доселе чипсетом под процессоры сокета Socket 1156 - P55, выяснится, что максимально похож на него именно H57, имея всего два отличия, как раз и обусловленных реализацией видеосистемы. H55 же - младший PCH в семействе, с урезанной функциональностью.

Спецификация чипсета Н57

Ключевые характеристики H57 выглядят следующим образом:

· до 8 портов PCIEx1 (PCI-E 2.0, но со скоростью передачи данных PCI-E 1.1);

· до 4 слотов PCI;

· 6 портов Serial ATA II на 6 устройств SATA300 (SATA-II, второе поколение стандарта), с поддержкой режима AHCI и функций вроде NCQ, с возможностью индивидуального отключения, с поддержкой eSATA и разветвителей портов;

· возможность организации RAID-массива уровней 0, 1, 0+1 (10) и 5 с функцией Matrix RAID (один набор дисков может использоваться сразу в нескольких режимах RAID - например, на двух дисках можно организовать RAID 0 и RAID 1, под каждый массив будет выделена своя часть диска);

· 14 устройств USB 2.0 (на двух хост-контроллерах EHCI) с возможностью индивидуального отключения;

P55 отличия новичка оказались минимальны. Сохранилась архитектура (одна микросхема, без разделения на северный и южный мосты - де-факто это как раз южный мост), осталась без изменений вся традиционная "периферийная" функциональность. Первое отличие состоит в реализации у H57 специализированного интерфейса FDI, по которому процессор пересылает сформированную картинку экрана (будь то десктоп Windows с окнами приложений, полноэкранная демонстрация фильма или 3D-игры), а задача чипсета - предварительно сконфигурировав устройства отображения, обеспечить своевременный вывод этой картинки на [нужный] экран (Intel HD Graphics поддерживает до двух мониторов. Впрочем, в само́м факте дополнительных интерфейсов между процессором и чипсетом (ранее - между мостами чипсета) ничего нового нет, а когда мы говорим о шине DMI как о единственном соответствующем канале связи, то имеем в виду лишь основной канал для передачи данных широкого профиля, не более, а некие узкоспециализированные интерфейсы существовали всегда.

Второе отличие на блок-схеме чипсета заметить невозможно - впрочем, его невозможно заметить и в объективной реальности, поскольку оно существует лишь в реальности маркетинга. Здесь Intel применяет тот же подход, который сегментировал чипсеты прежней архитектуры: топовый чипсет (на сегодня это X58) реализует два полноскоростных интерфейса для внешней графики, решение среднего уровня (P55) - один, но разбиваемый на два с половинной скоростью, а младшие и интегрированные продукты линейки- один полноскоростной, без возможности задействовать пару видеокарт. Вполне очевидно, что собственно чипсет нынешней архитектуры никак не может повлиять на поддержку или отсутствие поддержки двух графических интерфейсов (да, впрочем, и P45 с P43 явно представляли собой один и тот же кристалл). Просто при стартовом конфигурировании системы материнская плата на H57 или H55 "не обнаруживает" вариантов организовать работу пары портов PCI Express 2.0, а плате на P55 в аналогичной ситуации это удается сделать. Реальная же, "железная" подоплека ситуации простому пользователю в общем без разницы. Итак, SLI и CrossFire доступны в системах на базе P55, но не в системах на базе H55/H57.

Ключевые характеристики H55 выглядят следующим образом:

· поддержка всех процессоров с сокетом Socket 1156 (включая соответствующие семейства Core i7, Core i5, Core i3 и Pentium), основанных на микроархитектуре Nehalem, при подключении к этим процессорам по шине DMI (с пропускной способностью ~2 ГБ/с);

· интерфейс FDI для получения полностью отрисованной картинки экрана от процессора и блок вывода этой картинки на устройство(-а) отображения;

· до 6 портов PCIEx1 (PCI-E 2.0, но со скоростью передачи данных PCI-E 1.1);

· до 4 слотов PCI;

· 6 портов Serial ATA II на 6 устройств SATA300 (SATA-II, второе поколение стандарта), с поддержкой режима AHCI и функций вроде NCQ, с возможностью индивидуального отключения, с поддержкой eSATA и разветвителей портов;

· 12 устройств USB 2.0 (на двух хост-контроллерах EHCI) с возможностью индивидуального отключения;

· MAC-контроллер Gigabit Ethernet и специальный интерфейс (LCI/GLCI) для подключения PHY-контроллера (i82567 для реализации Gigabit Ethernet, i82562 для реализации Fast Ethernet);

· High Definition Audio (7.1);

· обвязка для низкоскоростной и устаревшей периферии, прочее.

Здесь уже есть изменения и в поддержке традиционной периферии - правда, не слишком существенные (определить на глазок, сколько портов USB поддерживает чипсет, практически невозможно). Хорошо заметно, что регресс в данном случае "откатывает" ситуацию во времена южных мостов ICH10/R: H55 лишен именно тех изменений, которые позволили нам в свое время предложить для P55 наименование ICH11R. H55 же - это в чистом виде ICH10, причем без литеры R: функциональности RAID-контроллера младший чипсет линейки Intel 5x тоже не получил. Разумеется, к списку характеристик ICH10 в данном случае добавился интерфейс FDI, и столь же очевидно, что поддержки SLI/CrossFire, да и вообще двух [нормальных] графических интерфейсов, у H55 нет. Суммируя отличия: самое бюджетное решение в новой линейке имеет 12 портов USB вместо 14 у P55/H57, 6 портов PCI-E вместо 8 и не имеет RAID-функциональности. "Периферийный" контроллер PCI Express по-прежнему формально соответствует второй версии стандарта, однако скорость передачи данных по его линиям выставлена на уровне PCI-E 1.1 (до 250 МБ/с в каждом из двух направлений одновременно) - ICH10, однозначно. Насколько плохо или хорошо обстоят дела с поддержкой периферии у новых чипсетов? В случае H57 это все тот же максимальный, но не уникальный на сегодня набор. В случае H55, надо полагать, многие заметят отсутствие RAID (но, конечно, не грандиозное ограничение количества портов USB до 12 штук). Собственно, покупатели, быть может, и не заметили бы (мало кому до сих пор нужно дома более одного винчестера), но как продавать материнские платы без RAID? Ну, совсем дешевые microATX-модели, конечно, выпустят и так - Intel, скажем, такое решение предлагает и в качестве референсного для новой платформы. Но более серьезные продукты без привычного атрибута… вряд ли. Значит, будут распаивать дополнительный RAID-контроллер, доводя и без того избыточное число портов SATA до 8-10. С другой стороны, возможно, у H55 будет своя вполне определенная ниша, а более требовательным (или не знающим точно, чего они хотят) покупателям предложат модели на H57. Разница в отпускной цене чипсетов (3 доллара) вряд ли существенно скажется на цене конечного продукта.

Сравнительная таблица характеристик материнских плат

ASUS P7H55-M Pro

Компания ASUS имеет самый широкий ассортимент плат на чипсете Intel H55, который включает шесть моделей. Среди них модель P7H55-M Pro является продуктом средней категории, без каких-либо уникальных особенностей. Соответственно, ее возможности расширения и функциональность удовлетворят потребности большинства пользователей, как и цена, которая составляет около 3600 руб.

Начнем с того, что конфигурация слотов расширения ASUS P7H55-M Pro является наиболее оптимальной, и включает один PEG-слот, один слот PCI Express x1 и пару слотов PCI.

К конфигурации задней панели у нас не возникло никаких претензий, хотя мы бы не отказались от дополнительного видеовыхода DisplayPort.

Подсистема питания процессора выполнена по 4-фазной схеме, а преобразователь питания контроллера памяти - по 2-фазной.

Материнская плата ASUS P7H55-M Pro поддерживает большое количество фирменных утилит и технологий. В их число входит оболочка Express Gate, функция замены POST-экрана MyLogo 2, а также система восстановления прошивки BIOS - CrashFree BIOS 3. Отметим поддержку профилей настроек BIOS - OC Profile:

А также многофункциональную утилиту TurboV EVO, которая, помимо разгона процессора и памяти, позволяет разгонять и встроенное графическое ядро:

Что касается BIOS, то плата может похвастаться очень большим набором настроек оперативной памяти.

Системный мониторинг выполнен на вполне высоком уровне. В частности, плата отображает текущие значения температуры процессора и системы, отслеживает напряжения, скорости вращения всех вентиляторов, которые с помощью функции Q-Fan2 могут изменять скорость вращения в зависимости от температуры процессора и системы.

Возможности разгона сосредоточены в разделе "AI Tweaker", и не имеют каких-либо недостатков:

В частности, на плате ASUS P7H55-M Pro мы достигли стабильной работы системы на частоте Bclk равной 190 МГц.

Сформулировать выводы по материнской плате ASUS P7H55-M Pro довольно легко, поскольку цена продукта полностью соответствует его основным возможностям, а в качестве бонуса пользователь получает поддержку протокола ParallelATA, а также массу дополнительных технологий ASUS.

· высокая стабильность и производительность;

· 6-фазная схема питания процессора;

· поддержка одного канала P-ATA (JMicron JMB368);

· звук High Definition Audio 7.1 и сетевой контроллер Gigabit Ethernet;

· поддержка интерфейса USB 2.0 (двенадцать портов);

· широкий набор фирменных технологий ASUS (PC Probe II, EZ Flash 2, CrashFree BIOS 3, MyLogo 2, Q-Fan и проч.);

· дополнительный набор технологий AI Proactive (AI Overclock, OC Profile (восемь профилей), AI Net 2, TurboV EVO, EPU и проч.).

· не обнаружено.

Особенности платы:

· мощные функции разгона и довольно высокие результаты;

· нет поддержки интерфейсов LPT и FDD;

· только один порт PS/2.

Заключение

В данном курсовом проекте мне предстояло ознакомится с "Интегрированными" чипсетами Intel H55 и H57. Прежде всего, надо понимать, что несовместимость между разными чипсетами и процессорами этого сокета - нефатальная. Любой из этих процессоров заработает в плате на любом из этих чипсетов, вопрос лишь в том, не лишится ли его обладатель интегрированной графики, за которую уже все равно уплочено. Вроде бы все просто: хотите задействовать встроенную графику Clarkdale - берите H57. Хотите создать нормальный (не говорим - "полноценный", 2 по x16) SLI/CrossFire - берите P55. Вместе нельзя. А в наиболее вероятном промежуточном случае, когда в качестве видео планируется использовать ровно одну внешнюю видеокарту? В таком случае между P55 и H57 нет вообще никакой разницы, и даже отпускная цена тут роли не играет - покупать-то вы будете материнскую плату в магазине, а не кристалл чипсета возле проходной на фабрике Intel.

Коротко о новых процессорах и чипсете

В прошлом номере нашего журнала в статье «Новый 32-нм процессор Intel Core i5-661» мы подробно рассказали о новых процессорах Clarkdale и чипсете Intel H55 Express, а потому не будем лишний раз повторяться и лишь вкратце напомним основные особенности новой серии процессоров и нового чипсета.

Итак, семейство всех 32-нм процессоров Intel имеет общее кодовое название Westmere. При этом сама микроархитектура новых процессоров осталась прежней, то есть ядра этих процессоров основаны на процессорной микроархитектуре Nehalem.

Семейство Westmere включает настольные, мобильные и серверные процессоры. К настольным процессорам относятся процессоры Gulftown и Clarkdale.

Шестиядерный процессор Gulftown ориентирован на высокопроизводительные решения, а двухъядерные процессоры Clarkdale - на недорогие массовые решения.

Процессоры Clarkdale имеют интегрированный двухканальный контроллер памяти DDR3 и в штатном режиме поддерживают память DDR3-1333 и DDR3-1066.

Каждое ядро процессора Clarkdale имеет кэш-память первого уровня (L1), которая делится на 8-канальный 32-килобайтный кэш данных и 4-канальный 32-килобайтный кэш инструкций. Кроме того, каждое ядро процессора Clarkdale наделено унифицированным (единым для инструкций и данных) кэшем второго уровня (L2) размером 256 Кбайт. Кэш L2 также является 8-канальным, а размер его строки составляет 64 байт. Также все процессоры Clarkdale имеют кэш-память третьего уровня (L3) размером 4 Мбайт (по 2 Мбайт на каждое ядро процессора). Кэш L3 является 16-канальным и инклюзивным (inclusive) по отношению к кэшам L1 и L2, то есть в кэше L3 всегда дублируется содержимое кэшей L1 и L2.

Все процессоры Clarkdale имеют разъем LGA 1156 и совместимы не только с новым чипсетом Intel H55 Express, но и с чипсетами Intel H57 Express и Intel Q57 Express, а также с чипсетом Intel P55 Express.

Семейство процессоров Clarkdale включает две серии: Intel Core i5 600-й серии и Intel Core i3 500-й серии. В 600-ю серию входят четыре модели: Intel Core i5-670, Core i5-661, Core i5-660 и Core i5-650, а в 500-ю - две: Intel Core i3-540 и Core i3-530.

Одно из главных новшеств процессоров Clarkdale заключается в том, что в них интегрировано графическое ядро, то есть и CPU и GPU будут располагаться в одном корпусе.

Пара процессорных ядер с 4 Мбайт кэш-памяти третьего уровня изготавливается по 32-нм техпроцессу, а интегрированное графическое ядро и встроенный контроллер памяти - по 45-нм технологии.

Конечно, интегрированное в процессор графическое ядро не может конкурировать с дискретной графикой и не предназначено для использования в 3D-играх. В то же время заявлена поддержка аппаратного декодирования HD-видео, так что данные процессоры с интегрированной графикой могут найти применение в мультимедийных центрах для воспроизведения видеоконтента.

Несмотря на наличие интегрированного графического ядра в процессорах Clarkdale, они имеют также встроенный интерфейс PCI Express v.2.0 на 16 линий для использования дискретной графики. В случае применения процессоров Clarkdale вкупе с материнскими платами на базе чипсета Intel H55 Express 16 линий PCI Express v.2.0, поддерживаемые процессором, могут быть сгруппированы только как один канал PCI Express x16.

Естественно, поддержка интерфейса PCI Express v.2.0 для использования дискретной графики непосредственно самим процессором Clarkdale лишает его необходимости в применении высокоскоростной шины для связи процессора с чипсетом. Поэтому в процессорах Clarkdale, точно так же, как и в процессорах Lynnfield, для связи с чипсетом используется двунаправленная шина DMI (Direct Media Interface) с пропускной способностью 20 Гбит/с (по 10 Гбит/с в каждую сторону).

Еще одна особенность процессоров Clarkdale заключается в поддержке технологии Intel Turbo Boost нового поколения. Технология Intel Turbo Boost реализована только в процессорах Intel Core i5 600-й серии, а в процессорах Intel Core i3 500-й серии она отсутствует.

Для всех процессоров Intel Core i5 600-й серии, если активны оба ядра процессора, в режиме Intel Turbo Boost их тактовая частота может быть повышена на одну ступень (133 МГц), а если активно только одно ядро процессора, то его тактовая частота может быть повышена на две ступени (266 МГц).

Еще одной особенностью всех процессоров Intel Core i5 600-й серии является то, что в них реализована функция аппаратного ускорения алгоритма шифрования и дешифрования Advanced Encryption Standard (AES) для обеспечения безопасности данных. Опять-таки в процессорах Intel Core i3 500-й серии аппаратное ускорение шифрования отсутствует.

Следующий важный момент: все процессоры Clarkdale поддерживают технологию Hyper-Threading, в результате чего операционная система видит двухъядерный процессор как четыре отдельных логических процессора.

Различие между моделями процессоров Intel Core i5 600-й серии заключается в тактовой частоте, частоте работы графического ядра, их TDP и поддержке технологии Intel vPro и технологии виртуализации.

Так, все процессоры Intel Core i5 600-й серии имеют частоту графического ядра 773 МГц и TDP 73 Вт, за исключением модели Intel Core i5-661, у которой частота графического ядра составляет 900 МГц, а TDP - 87 Вт. Кроме того, все процессоры Intel Core i5 600-серии, кроме модели Intel Core i5-661, поддерживают технологию Intel vPro и технологии виртуализации (Intel VT-x, Intel VT-d). Процессор Intel Core i5-661 не поддерживает технологию Intel vPro и поддерживает только технологию Intel VT-x.

Все процессоры семейства Intel Core i3 500-й серии имеют частоту графического ядра 733 МГц и TDP 73 Вт. Кроме того, эти процессоры не поддерживают технологию Intel vPro и поддерживают только технологию Intel VT-x.

После краткого обзора особенностей процессоров Clarkdale рассмотрим новый чипсет Intel H55 Express.

Чипсет Intel H55 Express (рис. 1), или, в терминологии компании Intel, платформенный хаб (Platform Controller Hub, PCH), представляет собой однокристальное решение, которое служит заменой традиционному северному и южному мостам.

Рис. 1. Блок-схема чипсета Intel H55 Express

Как уже отмечалось, в процессорах Clarkdale взаимодействие между процессором и чипсетом реализуется по шине DMI. Соответственно в чипсете Intel H55 Express имеется контроллер DMI.

Кроме того, для поддержки встроенного в процессор Clarkdale графического ядра в чипсете Intel H55 Express предусмотрена шина Intel FDI (Flexible Display Interface), по которой чипсет взаимодействует со встроенным графическим ядром. Именно по причине отсутствия в чипсете Intel P55 Express такой шины воспользоваться встроенным графическим ядром в процессорах Clarkdale на платах с чипсетом Intel P55 Express не удастся.

Как уже отмечалось, на платах с чипсетом Intel H55 Express может присутствовать только один слот PCI Express x16, то есть 16 линий PCI Express v.2.0, поддерживаемые процессорами Clarkdale, могут быть объединены только в один слот PCI Express x16. Соответственно платы с чипсетом Intel H55 Express не могут поддерживать режимы NVIDIA SLI и ATI CrossFire.

Также в чипсет Intel H55 Express интегрирован 6-портовый контроллер SATA II. Причем этот контроллер поддерживает только режим AHCI и не позволяет создавать RAID-массивы.

Чипсет Intel H55 Express поддерживает шесть линий PCI Express 2.0, которые могут использоваться интегрированными на материнскую плату контроллерами и для организации слотов PCI Express 2.0 x1 и PCI Express 2.0 x4.

Отметим также, что в чипсет Intel H55 Express уже встроен MAC-уровень гигабитного сетевого контроллера и предусмотрен специальный интерфейс (GLCI) для подключения PHY-контроллера.

В чипсет Intel H55 Express также интегрирован контроллер USB 2.0. Всего чипсет поддерживает 12 портов USB 2.0.

Ну и, естественно, в чипсете Intel H55 Express имеется встроенный аудиоконтроллер Intel HDA (High Definition Audio), и для создания полноценной аудиосистемы на плату достаточно интегрировать аудиокодек, который по шине HD Audio будет связан с аудиоконтроллером, интегрированным в чипсет.

Еще одной интересной особенностью чипсета Intel H55 Express является реализация в нем технологии Intel QST (Intel Quiet System Technology). Собственно, сама по себе технология Intel QST не нова - впервые она была реализована еще в чипсете Intel 965 Express. Если говорить точнее, то в чипсете Intel 965 Express предусматривалась возможность аппаратной реализации технологии Intel QST. Однако нельзя сказать, что данная технология пользовалась популярностью среди производителей материнских плат. Фактически вплоть до настоящего времени никем из производителей материнских плат (за исключением самой компании Intel) данная технология не была реализована. Более того, можно предположить, что и на платах на базе чипсета Intel H55 Express, несмотря на теоретическую возможность, технология Intel QST реализована не будет (за исключением разве что плат самой компании Intel).

Напомним, что Intel QST - это технология интеллектуального управления скоростью вращения вентиляторов.

Если говорить кратко, то технология Intel QST призвана реализовать такой алгоритм управления скоростью вращения вентиляторов, чтобы, с одной стороны, минимизировать уровень создаваемого ими шума, а с другой - обеспечить эффективное охлаждение.

Традиционно контроллер, отвечающий за регулирование скорости вращения вентилятора кулера процессора (Fan Speed Control, FSC), представляет собой отдельную микросхему (например, производства Winbond), которая, получая сведения о температуре процессора, управляет скоростью вращения вентилятора кулера процессора. Как правило, это многофункциональные микросхемы, и управление скоростью вращения вентиляторов - лишь одна из возможностей таких микросхем. Подобные специализированные микросхемы содержат встроенный PWM-контроллер, а также позволяют динамически изменять напряжение на вентиляторе (для трехпиновых кулеров). Алгоритм, по которому изменяется скважность PWM-импульсов или напряжение на вентиляторе, «прошит» в самом контроллере. Программированием FSC-контроллеров занимаются производители материнских плат.

Альтернативный способ заключается в том, чтобы использовать для управления скоростью вращения вентиляторов не отдельную специализированную микросхему, а контроллер, встроенный в чипсет. Собственно, в этом и состоит технология Intel QST. Однако применение FSC-контроллера, встроенного в чипсет, - это не единственное отличие технологии Intel QST от традиционной технологии управления скоростью вращения вентиляторами на базе отдельной микросхемы. Дело в том, что в технологии Intel QST реализован особый PID-алгоритм, позволяющий более точно (по сравнению с традиционными методами) контролировать температуру процессора или чипсета, соотнося ее с некоторой контрольной температурой Tcontrol, что в итоге позволяет минимизировать уровень создаваемого вентиляторами шума. Кроме того, технология Intel QST полностью программируемая.

Для того чтобы описать технологию Intel QST, напомним, что для контроля температуры процессоров используются цифровые температурные датчики (Digital Temperature Sensor, DTS), которые являются неотъемлемой частью процессора. DTS-датчик преобразует аналоговое значение напряжения в цифровое значение температуры, которое сохраняется во внутренних программно доступных регистрах процессора.

Цифровое значение температуры процессора доступно для чтения по интерфейсу PECI (Platform Environment Control Interface). Собственно, DTS-сенсоры совместно с интерфейсом PECI представляют собой единое решение для теплового мониторинга процессоров.

Интерфейс PECI используется контроллером FSC (Fan Speed Control) для управления скоростью вращения вентиляторов.

Основным компонентом технологии Intel QST является PID-контроллер (Proportional-Integral-Derivative), задача которого заключается в выборе нужной скважности PWM-импульсов (или напряжения питания) на основе данных о текущей температуре процессора.

Принцип действия PID-контроллера достаточно прост. Входными данными PID-контроллера является текущая температура процесса (например, температура процессора или чипсета) и некоторая заранее заданная контрольная температура Tcontrol. PID-контроллер рассчитывает разницу (ошибку) между текущей температурой и контрольной и на основе этой разницы, а также скорости ее изменения и знания значения разницы в предыдущие моменты времени по специальному алгоритму рассчитает необходимое изменение скважности PWM-импульсов, требуемое для минимизации ошибки. То есть если рассматривать разницу между текущей и контрольной температурами как функцию ошибки, зависящую от времени e(t) , то задача PID-контроллера заключается в том, чтобы минимизировать функцию ошибки или, говоря проще, изменять скорость вращения вентилятора таким образом, чтобы постоянно удерживать температуру процессора на уровне контрольной.

Основной особенностью PID-контроллера является как раз то обстоятельство, что алгоритм расчета необходимых изменений учитывает не только абсолютное значение разницы (ошибки) между текущей температурой и контрольной, но и скорость изменения температуры, а также значение ошибок в предыдущие моменты времени. То есть в алгоритме расчета необходимых корректировок используются три составляющие: пропорциональный член (Proportional), интегральный (Integral) и дифференциальный (Derivative). По названию этих членов получил название и сам контроллер: Proportional-Integral-Derivative (PID).

Пропорциональный член учитывает текущую разницу (ошибку) между текущим и контрольным значением температуры. Интегральный член учитывает значение ошибок в предыдущие моменты времени, а дифференциальный характеризует скорость изменения ошибки.

Пропорциональный член P определяется как произведение ошибки e(t) в текущий момент времени на некоторый коэффициент пропорциональности K p :

P = K p e(t) .

Коэффициент K p - это настраиваемая характеристика PID-контроллера. Чем выше значение коэффициента K p , тем больше будет изменение управляемой характеристики при заданном значении ошибки. Слишком высокие значения K p приводят к нестабильности системы, а слишком низкие значения K p - к недостаточной чувствительности PID-контроллера.

Интегральный член I характеризует накопленную сумму ошибок за некоторый временной интервал, то есть учитывает как бы предысторию развития процесса. Интегральный член определяется как произведение коэффициента K i на интеграл от функции ошибок по времени:

Коэффициент K i является настраиваемой характеристикой PID-контроллера. Интегральный член совместно с пропорциональным позволяют ускорить процесс минимизации ошибки и стабилизировать температуры на заданном уровне. В то же время большое значение коэффициента K i может привести к колебаниям текущей температуры относительно контрольной, то есть к возникновению временных перегревов (T>T control) .

Дифференциальный член D характеризует скорость изменения температуры и определяется как производная от функции ошибок по времени, умноженная на коэффициент пропорциональности K d

Коэффициент K d - это настраиваемая характеристика PID-контроллера. Дифференциальный член позволяет управлять скоростью изменения управляемой характеристики PID-контроллера (в нашем случае изменением скважности PWM-импульсов или напряжения питания) и благодаря этому избежать возможности временного перегрева, обусловливаемого интегральным членом. В то же время увеличение значения коэффициента K d имеет и негативные последствия. Дело в том, что дифференциальный член чувствителен к шуму и усиливает его. Поэтому слишком большие значения коэффициента K d приводят к нестабильности системы.

Структурная блок-схема PID-контроллера показана на рис. 2.

Рис. 2. Структурная блок-схема PID-контроллера

Алгоритм расчета необходимого изменения скважности PWM-импульсов как реакции на возникающую ошибку довольно прост:

PWM = –P –I + D .

При этом нужно отметить, что эффективность работы PID-контроллера определяется оптимальностью подбора коэффициентов K p , K i и K d . Задача настройки PID-контроллера (его прошивки) с использованием специализированного программного обеспечения Intel возлагается на производителя материнской платы.

Нам осталось лишь рассказать, каким образом реализована технология Intel QST на аппаратном уровне. Как мы уже отмечали, это решение, интегрированное в чипсет. В чипсете имеется программируемый блок ME (Memory Engine), предназначенный для отработки PID-алгоритма для контроля температуры, а также блок FSC, который содержит PWM-контроллеры и непосредственно управляет вентиляторами.

Кроме того, для реализации технологии Intel QST также требуется наличие микросхемы SPI флэш-памяти c достаточным местом прошивки (Firmware) технологии Intel QST. Отметим, что никакой отдельной микросхемы флэш-памяти с интерфейсом SPI при этом не требуется. Используется та же самая SPI флэш-память, в которой прошивается BIOS системы.

Итак, в заключение еще раз подчеркнем, что технология Intel QST имеет ряд преимуществ в сравнении с традиционными технологиями управления скоростью вращения вентиляторов, однако, как мы уже отмечали, не пользуется популярностью среди производителей материнских плат. Дело в том, что при традиционном способе управления скоростью вращения вентиляторов применяются отдельные микросхемы на материнских платах. Однако управление скоростью вращения вентиляторов - это лишь одна из функций таких микросхем, и даже если не использовать именно эту функцию микросхемы, то отказаться от нее все равно не получится. Ну а если микросхему все равно придется интегрировать на плату, то почему бы не возложить на нее и функцию управления вентиляторами (коль скоро она все равно присутствует) и не заморачиваться с технологией Intel QST?

Обзор системных плат

ASRock H55DE3

Плата ASRock H55DE3 на чипсете Intel H55 Express оказалась единственной моделью в нашем обзоре, которая выполнена в формфакторе ATX. Она может позиционироваться как плата для универсальных или мультимедийных ПК.

Для установки модулей памяти на плате предусмотрено четыре DIMM-слота, что позволяет устанавливать до двух модулей памяти DDR3 на каждый канал (в двухканальном режиме работы памяти). Всего плата поддерживает до 16 Гбайт памяти, и с ней оптимально использовать два или четыре модуля памяти. В штатном режиме работы плата рассчитана на память DDR3-1333/1066, а в режиме разгона производитель заявляет поддержку памяти DDR3-2600/2133/1866/1600. Конечно, не стоит полагать, что в режиме разгона любая память, маркированная как DDR3-2600/2133/1866/1600, будет работать на плате ASRock H55DE3. В данном случае далеко не всё зависит от самой платы. Ведь главное - сможет ли интегрированный в процессор контроллер памяти поддержать ее работу на такой скорости. Следовательно, возможность работы памяти в режиме разгона во многом зависит от конкретного экземпляра процессора.

В случае применения встроенного в процессор Clarkdale графического ядра подключение монитора к плате ASRock H55DE3 возможно по интерфейсам VGA, DVI-D и HDMI.

Кроме того, на плате имеется еще один слот формфактора PCI Express 2.0 x16, который работает на скорости x4 и реализован через четыре линии PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel H55 Express. Этот слот оптимально использовать для установки карт расширения, однако декларируется и поддержка режима ATI CrossFire при установке во второй слот с формфактором PCI Express 2.0 x16 второй видеокарты. Естественно, что для реализации режима ATI CrossFire обе видеокарты должны быть на графических процессорах ATI.

Что касается целесообразности применения двух видеокарт в режиме ATI CrossFire на плате ASRock H55DE3, то здесь можно сказать всё то же самое, что и относительно аналогичного решения на плате Gigabyte H55M-UD2H. То есть, во-первых, нужно помнить, что плата ASRock H55DE3 не относится к категории игровых, для которых актуальна возможность объединения видеокарт, а во-вторых, нужно учитывать, что второй слот с формфактором PCI Express 2.0 x16 работает на скорости x4, а связь между двумя видеокартами происходит по шине DMI, связывающей чипсет с процессором, что, конечно же, негативным образом сказывается на производительности графической подсистемы в режиме ATI CrossFire.

Кроме слота с формфактором PCI Express 2.0 x16, работающего на скорости x4, на плате ASRock H55DE3 есть два традиционных слота PCI 2.2 и один слот PCI Express 2.0 x1.

Для подключения внутренних жестких дисков и оптических приводов на плате ASRock H55DE3 предусмотрены четыре порта SATA II, которые реализованы через интегрированный в чипсет Intel H55 Express контроллер. Для подключения внешних накопителей имеются еще два eSATA-порта, которые также реализованы через интегрированный в чипсет контроллер. Напомним, что SATA-контроллер чипсета Intel H55 Express не поддерживает возможность создания RAID-массивов. Порты eSATA имеют разделяемые разъемы USB, что очень удобно, поскольку отпадает необходимость дополнительно подключать внешний накопитель с интерфейсом eSATA к разъему USB для обеспечения питания.

Кроме того, на плате интегрирован контроллер Winbond W83667HG, посредством которого реализованы последовательный порт и порт PS/2. Он же отвечает за мониторинг напряжения питания и управление скоростью вращения вентиляторов.

Для подключения разнообразных периферийных устройств на плате ASRock H55DE3 реализовано 12 портов USB 2.0. Шесть из них выведены на заднюю панель платы (два порта объединены с портами eSATA), а оставшиеся шесть можно вывести на тыльную сторону ПК, подключив соответствующие плашки к трем разъемам на плате (по два порта на каждую).

Аудиоподсистема этой материнской платы реализована на базе аудиокодека VIA VT1718S, а на тыльной стороне материнской платы имеется пять аудиоразъемов типа mini-jack и один оптический разъем S/PDIF (выход).

Также на плате интегрирован гигабитный сетевой контроллер Realtek RTL8111D.

Если подсчитать количество интегрированных на плате ASRock H55DE3 контроллеров, использующих линии PCI Express 2.0, а также учесть наличие слота PCI Express 2.0 x4 (в формфакторе PCI Express 2.0 x16) и слота PCI Express 2.0 x1, то мы получим, что используются все шесть линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel H55 Express. Четыре из них служат для организации слота PCI Express 2.0 x4 (в формфакторе PCI Express 2.0 x16), еще одна линия - для организации слота PCI Express 2.0 x1, а оставшаяся линия применяется для подключения контроллера Realtek RTL8111D. Все остальные контроллеры, интегрированные на плате, не используют шину PCI Express.

Система охлаждения платы состоит из одного радиатора на чипсете Intel H55 Express.

Для подключения вентиляторов на плате ASRock H55DE3 предусмотрены один четырехконтактный и два трехконтактных разъема. Четырехконтактный предназначен для подключения кулера процессора, а трехконтактные - для дополнительных корпусных вентиляторов.

На плате ASRock H55DE3 используется 5-фазный (4+1) импульсный регулятор напряжения питания процессора, основанный на управляющем четырехфазном PWM-контроллере ST L6716 компании STMicroelectronics. В этом контроллере объединены три MOSFET-драйвера, а кроме того, используется еще один MOSFET-драйвер ST L6741. Данный контроллер поддерживает технологию динамического переключения числа фаз питания (две, три или четыре фазы питания).

Кроме того, на плате присутствует управляющий однофазный PWM-контроллер ST L6716 компании STMicroelectronics с интегрированным MOSFET-драйвером, который, по всей видимости, применяется для организации схемы питания графического контроллера и контроллера памяти, встроенных в процессор.

Возможности по настройке BIOS платы ASRock H55DE3 довольно широки, что типично для всех плат ASRock. Имеется возможность разгонять процессор как путем изменения коэффициента умножения (в диапазоне от 9 до 26 для процессора Intel Core i5-661), так и за счет изменения опорной частоты в диапазоне от 100 до 300 МГц. Память также можно разгонять посредством изменения значения делителя либо опорной частоты.

За счет изменения значения делителя можно установить значение частоты памяти 800, 1066 или 1333 МГц (при опорной частоте 133 МГц).

Естественно, есть возможность изменять тайминги памяти, напряжение питания и многое другое.

Для управления скоростью вращения вентилятором кулера процессора в настройках BIOS предусмотрено меню CPU FAN Setting. Предусмотрен выбор значения параметра CPU FAN Setting как Automatic Mode или Full On. При выборе значения Full On кулер будет всегда вращаться на максимальной скорости независимо от температуры процессора, а при значении Automatic Mode становятся доступными еще два параметра: Target CPU Temperature и Target FAN Speed. К сожалению, описание параметра Target CPU Temperature нигде в документации не приводится. Более того, несмотря на декларируемую возможность изменения этого параметра в диапазоне от 45 до 65 °С, он не меняется - его значение составляет 50 °С.

Параметр Target FAN Speed позволяет выбрать один из девяти режимов работы кулера процессора, которые обозначаются как Level 1, Level 2 и т.д. Об этих режимах работы известно лишь то, что более высокий уровень соответствует более высокой скорости вращения вентилятора кулера процессора.

Естественно было бы предположить, что разница между скоростными режимами заключается в минимальной температуре процессора, по достижении которой начинает изменяться скважность PWM-импульсов.

Однако в ходе тестирования выяснилось, что различные режимы работы кулера никак не зависят от температуры процессора и определяют лишь скважность PWM-импульсов, которая не зависит от температуры процессора. Так, режим Level 1 соответствует скважности 10%, режим Level 2 - 20% и т.д. с шагом в 10%. То есть можно констатировать, что технология интеллектуального управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора на плате ASRock H55DE3 вообще не реализована. Попутно заметим, что этот же недостаток свойствен и другим платам AsRock.

В комплекте с платой ASRock H55DE3 поставляется несколько фирменных утилит. В частности, утилита ASRock OC Tuner предназначена для разгона системы в режиме реального времени. Она позволяет изменять частоту системной шины, коэффициент умножения, а также напряжение питания процессора. Кроме того, данная утилита обеспечивает мониторинг системы и изменение скорости вращения вентилятора кулера процессора (путем изменения значения параметра Target FAN Speed).

На плате ASRock H55DE3 размещается всего одна микросхема BIOS и не предусмотрено средств аварийного восстановления BIOS, что, конечно же, делает ее уязвимой, а процедуру ее обновления небезопасной. Сама же процедура перепрошивки BIOS на плате ASRock H55DE3 производится достаточно просто с помощью фирменной технологии ASRock Instant Flash, позволяющей запустить процесс обновления BIOS с флэш-носителя до загрузки системы.

ASUS P7H55-M PRO

Плата ASUS P7H55-M PRO на чипсете Intel H55 Express имеет формфактор microATX и ориентирована на домашние универсальные или мультимедийные ПК.

Для установки модулей памяти на плате предусмотрены четыре DIMM-слота, что позволяет устанавливать до двух модулей памяти DDR3 на каждый канал (в двухканальном режиме работы памяти). Всего плата поддерживает установку до 16 Гбайт памяти (спецификация чипсета), и с ней оптимально использовать два или четыре модуля памяти. При этом производитель заявляет поддержку не только памяти на штатных частотах (DDR3-1333/1066), но и более скоростной памяти вплоть до DDR3-2133. Однако, как мы уже отмечали, возможность применения памяти в режиме разгона зависит не только от самой платы, но и от конкретного экземпляра процессора, в который интегрирован контроллер памяти.

Для установки видеокарты на плате предусмотрен слот PCI Express 2.0 x16, который реализован через 16 линий PCI Express 2.0, поддерживаемых процессорами Lynnfield и Clarkdale. При использовании встроенного в процессор Clarkdale графического ядра подключение монитора возможно по интерфейсам VGA, DVI-D или HDMI, разъемы которых выведены на заднюю планку платы.

Кроме того, на плате имеется еще один слот PCI Express 2.0 x1, который реализован через одну из шести линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel P55 Express. Также на плате ASUS P7H55-M PRO установлены два традиционных слота PCI.

Для подключения дисков на плате ASUS P7H55-M PRO предусмотрено шесть портов SATA II, которые реализованы через встроенный в чипсет Intel HP55 Express контроллер и не поддерживают возможность создания RAID-массивов.

Для подключения разнообразных периферийных устройств на плате ASUS P7H55-M PRO имеется 12 портов USB 2.0 (чипсет Intel H55 Express всего поддерживает 12 портов USB 2.0). Шесть из них выведены на заднюю панель платы, а еще шесть можно вывести на тыльную сторону ПК, подключив соответствующие плашки к трем разъемам на плате (по два порта на одну плашку).

Аудиоподсистема платы ASUS P7H55-M PRO реализована на базе 10-канального аудиокодека Realtek ALC889, обеспечивающего соотношение «сигнал/шум» на уровне 108 и 104 дБ (ADC), а также воспроизведение и запись 24 бит/192 кГц по всем каналам. Соответственно на тыльной стороне материнской платы предусмотрено шесть аудиоразъемов типа mini-jack и один оптический разъем S/PDIF (выход).

На плате также интегрированы гигабитный сетевой контроллер Realtek RTL8112L, который задействует одну линию PCI Express 2.0, и контроллер Winbond W83667HG-A, посредством которого реализованы последовательный порт и порт PS/2. Этот же контроллер отвечает и за мониторинг напряжения питания, и за управление скоростью вращения вентиляторов.

Если посчитать количество интегрированных на плате ASUS P7H55-M PRO контроллеров, использующих линии PCI Express 2.0, а также учесть наличие слота PCI Express 2.0 x1, то получится, что из шести линий, поддерживаемых чипсетом Intel H55 Express, задействуются только три (слот PCI Express 2.0 x1, контроллеры JMicron JMB368 и Realtek RTL8112L), а другие остаются незанятыми.

Система охлаждения платы ASUS P7H55-M PRO достаточно проста: один радиатор установлен на чипсете, а еще один декоративный - на MOSFET-транзисторах регулятора напряжения питания процессора. Причем закрыты радиатором не все MOSFET-транзисторы, а только шесть из 12. Кроме того, на плате имеются два четырехконтактных и один трехконтактный разъем для подключения вентиляторов.

Для настройки режимов управления скоростью вращения вентиляторов в меню BIOS предусмотрено несколько опций. Для задания режима управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора прежде всего необходимо указать значение Enable для параметра CPU Q-Fan Control. После этого для вентилятора кулера процессора можно выбрать один из четырех режимов управления (CPU Fan Profile) - Standard, Silent, Turbo или Manual.

При исследовании реализации управления скоростью вращения вентиляторов выяснилось, что для режимов Silent и Standard минимальная скважность управляющих PWM-импульсов составляет 20%. Разница между режимами Silent и Standard заключается в температурном диапазоне, в котором реализуется динамическое изменение скважности PWM-сигнала.

Так, для режима Silent при повышении температуры процессора изменение скважности управляющих PWM-импульсов происходит лишь в диапазоне температур от 53 до 80 °С, то есть вплоть до 53 °С скважность PWM-импульсов не меняется и составляет 21%. При дальнейшем повышении температуры процессора скважность импульсов начинает плавно увеличиваться, достигая 100% при 80 °С. При снижении температуры процессора изменение скважности управляющих PWM-импульсов происходит в температурном диапазоне от 76 до 45 °С, то есть вплоть до 76 °С скважность PWM-импульсов не меняется и составляет 100%, а при дальнейшем уменьшении температуры процессора начинает плавно снижаться, достигая значения в 20% при температуре процессора 45 °С.

Для режима Standard изменение скважности управляющих PWM-импульсов происходит в температурном диапазоне от 45 до 69 °С при увеличении температуры и в диапазоне от 66 до 37 °С при уменьшении температуры.

Для режима Turbo минимальная скважность управляющих PWM-импульсов составляет уже 40%. При увеличении температуры процессора изменение скважности управляющих PWM-импульсов происходит в температурном диапазоне от 40 до 60 °С, а при снижении - от 57 до 35 °С.

При режиме Manual осуществляется ручная настройка скоростного режима работы кулера. В этом режиме нужно задать верхнее значение температуры процессора в диапазоне от 40 до 90 °С и выбрать для него максимальное значение скважности PWM-импульсов в диапазоне от 21 до 100%. В этом случае при превышении температурой процессора установленного верхнего значения скважность PWM-импульсов составит указанное максимальное значение. Затем необходимо выбрать минимальное значение скважности PWM-импульсов в диапазоне от 0 до 100%, соответствующее нижнему значению температуры процессора, которое не изменяется и составляет 40 °С. В этом случае при температуре процессора ниже 40 °С скважность PWM-импульсов будет составлять выбранное минимальное значение. В температурном диапазоне от 40 °С до выбранного верхнего значения скважность PWM-импульсов будет изменяться пропорционально изменению температуры процессора.

Кроме настройки режимов работы двух четырехконтактных вентиляторов через BIOS, имеется возможность программирования скорости вращения вентиляторов через утилиту ASUS AI Suite, поставляемую в комплекте с платой, которая предполагает более тонкую настройку.

Данная утилита дает возможность выбрать один из заданных профилей управления скоростью вращения вентилятора (Silent, Standard, Turbo, Intelligent, Stable), а также создать собственный профиль управления (User). Различные профили отличаются друг от друга как минимальной скважностью PWM-импульсов, так и температурным диапазоном, в котором происходит изменение скважности. В настраиваемом профиле User пользователю предоставляется возможность самому устанавливать минимальную и максимальную скважность PWM-импульсов и задавать температурный диапазон изменения скважности PWM-импульсов и даже скорость изменения скважности PWM-импульсов внутри выбранного температурного диапазона по трем точкам. Единственное ограничение в данном случае заключается в том, что минимальная скважность PWM-импульсов не может быть ниже 21%, а максимальная температура процессора не может превышать 74 °С.

Еще одной особенностью платы ASUS P7H55-M PRO является использование 6-канального (4+2) импульсного регулятора напряжения питания.

Традиционно на платах ASUS для управления всеми фазами питания используется схема, включающая контроллер управления фазами питания EPU2 ASP0800 и 4-фазный PWM-контроллер PEM ASP0801.

Однако на плате ASUS P7H55-M PRO схема регулятора напряжения питания процессора устроена несколько иначе. Для управления всеми фазами питания используется все тот же контроллер EPU2 ASP0800, но в паре с 4-фазным PWM-контроллером RT8857 компании Richtek Technology. В PWM-контроллер RT8857 интегрированы два MOSFET-драйвера, к тому же он поддерживает технологию динамического переключения фаз питания.

Еще два канала питания организованы на базе одноканального PWM-контроллера APW1720.

По всей видимости, четыре фазы питания на базе контроллера RT8857 применяются для организации схемы питания ядер процессора, а еще два канала питания на базе контроллера APW1720 - для организации питания контроллера памяти и встроенного графического контроллера.

В заключение отметим, что на плате ASUS P7H55-M PRO размещается всего одна микросхема BIOS (хотя предусмотрена разводка под установку второй микросхемы). Однако в случае платы ASUS P7H55-M PRO это не проблема. Дело в том, что данная плата поддерживает технологию ASUS CrashFree BIOS 3 резервного восстановления BIOS. Функция ASUS CrashFree BIOS 3 автоматически запускается в случае краха BIOS или несовпадения контрольной суммы после неудачной прошивки. При этом она ищет образ BIOS на CD/DVD-диске, USB флэш-диске или дискете. Если файл на каком-то носителе найден, автоматически запускается процедура восстановления.

Сама же процедура обновления BIOS на плате ASUS P7H55-M PRO очень простая. В принципе, предусмотрены различные способы обновления BIOS (в том числе и с помощью утилиты из-под загруженной операционной системы), но самый простой способ - это обновление BIOS с использованием флэшки и функции EZ Flash 2, встроенной в BIOS. То есть нужно просто войти в меню BIOS и выбрать пункт EZ Flash 2.

Естественно, на плате ASUS P7H55-M PRO реализованы и различные другие фирменные технологии ASUS, а в комплекте прилагаются все необходимые утилиты. В частности, на плате есть всевозможные средства для разгона системы. Так, функция ASUS GPU Boost позволяет разгонять интегрированный в процессор графический контроллер в режиме реального времени путем изменения его частоты и напряжения питания.

Функция ASUS Turbo Key позволяет переопределить кнопку включения компьютера, сделав ее кнопкой разгона системы. После соответствующей настройки при нажатии на кнопку включения система будет автоматически разгоняться без прерывания работы ПК.

Для разгона системы на базе платы ASUS P7H55-M PRO можно также воспользоваться утилитой ASUS TurboV, которая позволяет реализовать разгон в режиме реального времени при загруженной операционной системе и без необходимости перезагрузки ПК.

ECS H55H-CM

Плата ECS H55H-CM, выполненная в формфакторе microATX, может позиционироваться как недорогое решение для универсальных домашних компьютеров среднего уровня или офисных ПК.

Для установки модулей памяти на плате предусмотрены четыре DIMM-слота, что позволяет устанавливать до двух модулей памяти DDR3 на каждый канал (в двухканальном режиме работы памяти). Всего плата поддерживает установку до 16 Гбайт памяти (спецификация чипсета), и с ней оптимально использовать два или четыре модуля памяти. В штатном режиме работы плата рассчитана на память DDR3-1333/1066/800.

Для установки видеокарты на плате предусмотрен слот PCI Express 2.0 x16, который реализован с применением 16 линий PCI Express 2.0, поддерживаемых процессорами Clarkdale и Lynnfield. При использовании встроенного в процессор Clarkdale графического ядра подключение монитора возможно по интерфейсам VGA или HDMI, разъемы которых выведены на заднюю планку платы.

Кроме того, на плате ECS H55H-CM имеются еще два слота PCI Express 2.0 x1, реализованные посредством двух линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel H55 Express, а также один традиционный слот PCI.

Для подключения жестких дисков и оптических приводов на плате ECS H55H-CM предусмотрены шесть портов SATA II, которые реализованы с использованием интегрированного в чипсет Intel Р55 Express контроллера и не поддерживают возможность создания RAID-массивов.

Для подключения разнообразных периферийных устройств на плате имеется 12 портов USB 2.0. Шесть из них выведены на заднюю панель платы, а оставшиеся шесть можно вывести на тыльную сторону ПК, подключив соответствующие плашки к трем разъемам на плате (по два порта на каждую).

Также на плате есть гигабитный сетевой контроллер Intel 82578DC, что позволяет подключать ПК на базе данной платы к сегменту локальной сети для выхода в Интернет.

Аудиоподсистема платы ECS H55H-CM построена на базе шестиканального аудиокодека Realtek ALC662, а на задней планке платы установлены три аудиоразъема типа mini-jack.

Кроме того, на плате имеются разъемы для подключения двух последовательных портов, которые реализованы на двух чипах UTC 75232L.

Также на плате присутствует разъем для подключения 3,5-дюймового флопповода, а на заднюю планку платы выведен параллельный порт. Отметим, что и параллельный, и последовательные порты, и разъем для подключения 3,5-дюймового флопповода уже практически не используются в домашних ПК и могут быть востребованы разве что в офисных компьютерах, да и то в редких случаях.

Система охлаждения платы включает всего один радиатор на чипсете Intel Н55 Express.

Кроме того, на плате имеется четырехконтактный разъем для подключения вентилятора кулера процессора и трехконтактный - для подключения дополнительного вентилятора корпуса.

На плате ECS H55H-CM используется 5-фазный (4+1) импульсный регулятор напряжения питания процессора. Регулятор напряжения питания процессора основан на управляющем 4-фазном PWM-контроллере NCP5395T компании ON Semiconductor, объединяющем в себе также MOSFET-драйверы. Данный контроллер поддерживает технологию динамического переключения числа фаз питания (две, три или четыре фазы питания).

Кроме того, на плате присутствует управляющий однофазный PWM-контроллер NCP5380 с интегрированным MOSFET-драйвером, который, по всей видимости, служит для организации схемы питания графического контроллера, встроенного в процессор и, возможно, контроллера памяти.

Как видите, схемы питания процессора на платах ECS H55H-CM и Intel DH55TC аналогичны. Да и вообще по своим функциональным возможностям плата ECS H55H-CM очень напоминает плату Intel DH55TC.

Что касается функциональности BIOS на плате ECS H55H-CM, то ее разгонные возможности весьма ограничены. Можно, например, менять частоту системной шины и коэффициент умножения тактовой частоты процессора (в диапазоне от 9 до 25 для процессора Intel Core i5-661), однако нельзя изменять напряжение питания. То же самое касается и памяти. Можно устанавливать значение частоты памяти путем изменения делителя (800, 1066, 1333 или 1600 МГц при частоте системной шины 133 МГц), а также менять тайминги памяти, однако нельзя менять напряжение питания памяти.

Для управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора в настройках BIOS предусмотрено меню Smart Fan Function с возможностью детальной настройки скоростного режима кулера процессора.

При задании значения параметра CPU SMART FAN Control равным Enable можно выбрать один из трех (Quite, Silent, Normal) предустановленных режимов работы кулера процессора или же настроить режим работы кулера вручную. Для каждого из трех скоростных режимов работы кулера заданы следующие параметры:

• CPU SMART Fan start PWM;
• SMART Fan start PWM TEMP (-);
• Delta T;
• SMART Fan Slope PWM Value.

При настройке скоростного режима работы кулера вручную требуется установить значение каждого из названных параметров. Увы, но их значения нигде не комментируются, что, конечно же, затрудняет самостоятельную настройку режима работы кулера. Только вооружившись осциллографом и утилитой для тестирования кулеров, мы смогли понять смысл указанных параметров.

Параметр CPU SMART Fan start PWM задает минимальную скважность управляющих PWM-импульсов для вентилятора кулера процессора.

Параметр SMART Fan start PWM TEMP (-) определяет разницу между текущей и критической температурой процессора, по достижении которой начинает изменяться скважность PWM-импульсов.

Параметр SMART Fan Slope PWM Value задает скорость изменения скважности PWM-импульсов - на сколько процентов изменяется скважность PWM-импульсов при изменении температуры процессора на 1 °С.

Единственный параметр, который мы так и не смогли идентифицировать, - это Delta T. Впрочем, невзирая на это, поэкспериментировав с различными вариантами настройки скоростного режима кулера процессора, мы сделали вывод, что данная реализация системы управления скоростью вращения кулера является очень эффективной и позволяет создавать как очень тихие ПК, так и производительные компьютеры с эффективной системой охлаждения процессора.

В заключение отметим, что в комплекте с платой ECS P55H-A поставляется утилита eJIFFY, которая представляет собой урезанный вариант Linux-подобной операционной системы. Данная утилита инсталлируется на жесткий диск ПК и при загрузке компьютера позволяет быстро загрузить не полноценную операционную систему, а ее облегченный вариант и получить из-под нее быстрый доступ к некоторым приложениям. Собственно, идея не нова, и компанией ASUS она используется уже давно. Преимущество данного решения заключается лишь в скорости загрузки урезанной версии операционной системы, а вот востребованность данного решения весьма сомнительна. Кроме того, стоит учесть, что Linux-подобная операционная система имеет только английский интерфейс.

Отметим также, что на плате ECS H55H-CM, как и на плате Intel DH55TC, применяется всего одна микросхема BIOS и не предусмотрено средств аварийного восстановления BIOS, что, конечно же, делает ее уязвимой, а процедуру ее обновления небезопасной. При этом данная процедура на всех платах ECS довольно сложная. Прежде нужно скачать утилиту для перепрошивки BIOS с сайта производителя. Причем под каждый тип BIOS (AMI, AFU, AWARD) используется своя версия утилиты. Перепрошивка BIOS возможна как из-под операционной системы Windows, так и с помощью загрузочного носителя с операционной системой DOS, и под каждый вариант перепрошивки используется своя версия утилиты. Приступать к самой процедуре перепрошивки BIOS можно, только изучив инструкцию. В общем всё сложно и небезопасно.

Gigabyte GA-H55M-UD2H

Плата Gigabyte H55M-UD2H на чипсете Intel H55 Express может позиционироваться как плата для недорогих домашних универсальных или мультимедийных ПК. Она выполнена в формате microATX и может разместиться в компактном мультимедийном корпусе.

Для установки модулей памяти на плате предусмотрены четыре DIMM-слота, что позволяет устанавливать до двух модулей памяти DDR3 на каждый канал (в двухканальном режиме работы памяти). Всего плата поддерживает установку до 16 Гбайт памяти (спецификация чипсета), и с ней оптимально использовать два или четыре модуля памяти. В штатном режиме работы плата рассчитана на память DDR3-1333/1066/800, а в режиме разгона поддерживает и память DDR3-1666.

В случае применения встроенного в процессор Clarkdale графического ядра подключение монитора возможно по интерфейсам VGA, DVI-D, HDMI или DisplayPort.

Для установки дискретной видеокарты на плате предусмотрен один слот PCI Express 2.0 x16, который реализован через 16 линий PCI Express 2.0, поддерживаемых процессорами Clarkdale и Lynnfield.

Кроме того, на плате имеется еще один слот формфактора PCI Express 2.0 x16, который реализован через четыре линии PCI Express 2.0, поддерживаемые чипсетом Intel H55 Express, и работает на скорости x4. Формально его можно использовать для установки второй дискретной видеокарты, причем в случае применения видеокарт на графических процессорах ATI заявлена поддержка режима ATI CrossFire. Однако целесообразность такого решения довольно сомнительна. Во-первых, плата Gigabyte H55M-UD2H - это отнюдь не игровое решение. Во-вторых, нужно учитывать, что второй слот с формфактором PCI Express 2.0 x16 работает на скорости x4, а связь между двумя видеокартами будет происходить по шине DMI, связывающей чипсет с процессором, что, конечно же, негативным образом отразится на режиме ATI CrossFire, а потому наличие двух слотов PCI Express 2.0 x16 на плате Gigabyte H55M-UD2H - это скорее маркетинговый ход, нежели востребованная необходимость.

Для установки дополнительных карт расширения на плате также присутствуют еще два традиционных слота PCI 2.2.

Для подключения жестких дисков и оптических приводов на плате Gigabyte H55M-UD2H предусмотрены шесть портов SATA II, реализованных через контроллер, интегрированный в чипсет Intel H55 Express. Напомним, что этот SATA-контроллер не поддерживает возможность создания RAID-массивов.

Пять портов SATA II предназначены для подключения внутренних жестких дисков и оптических приводов, а один порт выполнен в разъеме eSATA и выведен на заднюю панель платы.

Также на плате интегрирован контроллер JMicron JMB368, посредством которого реализован IDE-разъем (интерфейс ATA-133/100/66/33). Его можно использовать для подключения оптических приводов или жестких дисков с этим устаревшим интерфейсом.

Кроме того, на плате интегрирован и контроллер iTE IT8720, посредством которого реализован разъем для подключения 3,5-дюймового флопповода, а также последовательный порт и порт PS/2. Этот же контроллер отвечает и за мониторинг напряжения питания, и за управление скоростью вращения вентиляторов.

Для подключения разнообразных периферийных устройств на плате Gigabyte H55M-UD2H реализовано 12 портов USB 2.0, шесть из которых выведены на заднюю панель платы, а оставшиеся шесть можно вывести на тыльную стороны ПК, подключив соответствующие плашки к трем разъемам на плате (по два порта на каждую).

Также на плате присутствует FireWire-контроллер T.I. TSB43AB23, посредством которого реализованы два порта IEEE-1394а, один из которых выведен на заднюю панель платы, а для подключения второго предусмотрен соответствующий разъем.

Аудиоподсистема этой материнской платы реализована на базе 10-канального (7.1+2) аудиокодека Realtek ALC889. Соответственно на тыльной стороне материнской платы расположены шесть аудиоразъемов типа mini-jack и оптический разъем S/PDIF (выход), а на самой плате - разъемы S/PDIF-вход и S/PDIF-выход.

Кроме того, на плате интегрирован гигабитный сетевой контроллер Realtek RTL8111D.

Если посчитать количество интегрированных на плате Gigabyte H55M-UD2H контроллеров, использующих линии PCI Express 2.0, а также учесть наличие слота PCI Express 2.0 x4 (в формфакторе PCI Express 2.0 x16), то мы получим, что используются все шесть линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel H55 Express. Четыре из них служат для организации слота PCI Express 2.0 x4 (в формфакторе PCI Express 2.0 x16), а еще две - для подключения контроллеров JMicron JMB368 и Realtek RTL8111D. Все остальные контроллеры, интегрированные на плате, не применяют шину PCI Express.

Система охлаждения платы Gigabyte H55M-UD2H очень простая и состоит из одного радиатора на чипсете Intel H55 Express.

Для подключения вентиляторов на плате Gigabyte H55M-UD2H предусмотрено два четырехконтактных разъема, один из которых предназначен для подключения кулера процессора, а второй - для подключения дополнительного корпусного вентилятора.

В документации к плате Gigabyte H55M-UD2H, к сожалению, ничего не говорится об организации системы питания процессора. А разобраться в схеме применяемого импульсного регулятора напряжения питания оказалось весьма непросто. Детальный осмотр платы позволяет сделать следующее предположение. Для питания ядер процессора используется 4-фазный импульсный регулятор напряжения питания, построенный на базе управляющей микросхемы Intersil ISL6334 в сочетании с тремя MOSFET-драйверами Intersil ISL6612 и одним драйвером Intersil ISL6622. Отметим, что контроллер Intersil ISL6334 поддерживает технологию динамического переключения фаз питания для оптимизации КПД регулятора напряжения.

Кроме того, на плате имеются еще два управляющих контроллера: Intersil ISL6322G и Intersil ISL6314, первый из которых является двухфазным с интегрированными MOSFET-драйверами, а второй однофазным с интегрированным MOSFET-драйвером. По всей видимости, один из них используется в схеме питания контроллера памяти, встроенного в процессор, а второй - в схеме питания графического ядра.

Возможности по настройке BIOS платы Gigabyte H55M-UD2H довольно функциональны, что типично для всех плат Gigabyte. Имеется возможность разгонять процессор как путем изменения коэффициента умножения (в диапазоне от 9 до 26 для процессора Intel Core i5-661), так и за счет изменения опорной частоты (в диапазоне от 100 до 600 МГц). Память также можно разгонять путем изменения значения делителя либо опорной частоты. Естественно, имеется возможность изменять тайминги памяти, напряжение питания и многое другое.

К плате Gigabyte H55M-UD2H поставляется фирменная утилита Easy Tune 6, предназначенная для разгона компонентов системы. С ее помощью можно разгонять процессор, память и дискретную видеокарту. Разгон процессора производится путем изменения частоты системной шины в диапазоне от 100 до 333 МГц с шагом в 1 МГц. Также можно менять частоту памяти, причем диапазон изменения частоты памяти зависит от установленного значения частоты системной шины. Кроме того, можно менять частоту шины PCI Express в диапазоне от 89 до 150 МГц с шагом в 1 МГц, а также напряжение питания различных компонентов системы. В общем данная утилита по своим функциональным возможностям во многом повторяет возможности BIOS по разгону системы, но ее использование не требует каждый раз перезагружать систему. Единственное, чего не позволяет утилита Easy Tune 6 - это изменять тайминги памяти, а также разгонять встроенный в процессор графический контроллер. К преимуществам данной утилиты можно отнести возможность сохранения созданных профилей разгона и, при необходимости, их загрузки.

Еще одним неоспоримым преимуществом данной утилиты является возможность настройки скоростного режима работы вентилятора кулера процессора. Для управления его скоростью вращения в настройках BIOS платы предусмотрена опция CPU Smart Fan Control. При выборе значения Enable данной опции реализуется динамическое изменение скорости вращения вентилятора кулера процессора в зависимости от его текущей температуры. Правда, каких-либо настроек скоростного режима вентилятора в данном случае не предусмотрено.

С помощью же утилиты Easy Tune 6 можно задать соответствие между температурным диапазоном процессора и диапазоном изменения скважности PWM-импульсов. Минимальную скважность PWM-импульсов можно задать равной 10% и привязать ее к некоторому значению температуры процессора. То есть при значении температуры процессора менее установленного скважность PWM-импульсов будет составлять 10%. Аналогично максимальную скважность PWM-импульсов можно задать равной 100% и привязать к некоторому значению температуры процессора так, что при температуре, превышающей установленное значение, скважность PWM-импульсов будет составлять 100%. Ну а при температуре процессора в диапазоне между двумя заданными значениями скважность PWM-импульсов будет изменяться пропорционально изменению температуры.

Вообще, следует отметить, что реализация управления скоростью вращения вентилятора через утилиту Easy Tune 6 очень удачная и функциональная. Она позволяет настраивать кулеры как для тихих мультимедийных ПК, так и для разогнанных компьютеров.

Также отметим, что на плате Gigabyte H55M-UD2H размещаются две микросхемы BIOS (фирменная технология DualBIOS), то есть предусмотрены основная и резервная микросхемы BIOS. В штатном режиме работы используется основная BIOS, однако в случае аварийной ситуации (когда прошита некорретная BIOS или в ходе перепрошивки произошел сбой) задействуется резервная BIOS, автоматически копируемая в микросхему основной. Таким образом, BIOS на плате Gigabyte H55M-UD2H практически невозможно «убить», ну а процедура перепрошивки BIOS осуществляется очень просто с помощью фирменных утилит Gigabyte или даже специальной опции BIOS.

Intel DH55TC

Плату Intel DH55TC, выполненную в формфакторе microATX, вполне можно позиционировать как плату для массового рынка недорогих домашних ПК или как плату для корпоративного сегмента рынка.

Для установки модулей памяти на плате предусмотрено четыре DIMM-слота. Всего плата поддерживает до 16 Гбайт памяти (спецификация чипсета). В штатном режиме работы она рассчитана на память DDR3-1333/1066.

Для установки видеокарты на плате предусмотрен слот PCI Express 2.0 x16, который реализован с использованием 16 линий PCI Express 2.0, поддерживаемых процессорами Clarkdale и Lynnfield. В случае применения встроенного в процессор Clarkdale графического ядра подключение монитора возможно по интерфейсам VGA, DVI-D или HDMI.

Кроме того, на плате Intel DH55TC установлены еще два слота PCI Express 2.0 x1 и один традиционный слот PCI.

Для подключения жестких дисков и оптических приводов на плате Intel DH55TC имеется шесть портов SATA II, реализованных с помощью интегрированного в чипсет Intel Р55 Express контроллера и не поддерживающих возможность создания RAID-массивов.

Для подключения разнообразных периферийных устройств на плате имеется 12 портов USB 2.0, шесть из которых выведены на заднюю панель платы, а другие можно вывести на тыльную сторону ПК, подключив соответствующие плашки к трем разъемам на плате (по два порта на каждую).

Также на плате имеется гигабитный сетевой контроллер Intel 82578DC, что позволяет подключать ПК на базе данной платы к сегменту локальной сети для выхода в Интернет.

Аудиоподсистема платы Intel DH55TC построена на базе аудиокодека Realtek ALC888 с поддержкой восьмиканального (5.1+2) звука, а на задней планке платы есть три аудиоразъема типа mini-jack.

Кроме того, на плате имеются разъемы для подключения последовательного и параллельного портов, которые реализованы на базе многофункциональной микросхемы ввода-вывода Winbond W83627DHG.

Заметим, что помимо поддержки последовательных и параллельных портов микросхема Winbond W83627DHG позволяет контролировать напряжение питания и осуществлять управление скоростью вращения вентиляторов, однако на плате Intel DH55TC для управления скоростью вращения вентиляторов используется технология Intel QST.

Система охлаждения платы реализована довольно просто и состоит всего из одного радиатора на чипсете Intel Н55 Express. Кроме того, на плате есть три четырехконтактных разъема для подключения вентиляторов, один из которых предназначен для подключения кулера процессора.

На плате Intel DH55TC используется 5-фазный импульсный регулятор напряжения. Регулятор напряжения питания процессора основан на управляющем 4-фазном PWM-контроллере NCP5395T компании ON Semiconductor, объединяющем в себе также MOSFET-драйверы. Данный контроллер поддерживает технологию динамического переключения числа фаз питания (две, три или четыре фазы питания). Кроме того, на плате присутствует управляющий однофазный PWM-контроллер NCP5380 с интегрированным MOSFET-драйвером, который, по всей видимости, используется для организации схемы питания графического контроллера, встроенного в процессор, и, возможно, контроллера памяти.

Что касается возможностей по настройке BIOS платы Intel DH55TC, то их практически нет. Фактически на плате используется такая же по своим возможностям BIOS, как и на обычных ноутбуках. BIOS платы Intel DH55TC не предусматривает настройку режима управления скоростью вращения вентилятора, а также разгон процессора и оперативной памяти. Сразу оговоримся, что речь идет о BIOS версии TCIBX10H.86A.0023. Чтобы убедиться в том, что проблема касается только конкретной версии BIOS, мы решили ее обновить, а заодно проверить, насколько просто реализуется операция перепрошивки BIOS на плате Intel DH55TC.

На сайте производителя можно скачать новую версию BIOS, интегрированную с утилитой по ее установке. Собственно, процедура перепрошивки очень простая: запускаем утилиту перепрошивки BIOS из-под операционной системы Windows 7 и просто ждем результата. Компьютер должен сам перезагрузиться и начать процедуру перепрошивки. Однако на последнем этапе нас ждало полное разочарование. Несмотря на сообщение об успешном завершении процедуры перепрошивки BIOS, с новой версией BIOS плата перестала загружаться вообще. Увы, но дальнейшее ее тестирование стало невозможным. Отметим, что на плате Intel DH55TC отсутствует копия BIOS и не предусмотрено каких-либо средств для аварийного восстановления BIOS (для плат других производителей уже давно существуют различные средства для аварийного восстановления BIOS). Так что в случае неудачной перепрошивки BIOS реанимировать эту плату своими силами будет невозможно, что является одним из наиболее серьезных ее недостатков.

MSI H55M-E33

Плату MSI H55M-E33 можно позиционировать как плату, ориентированную на массовый сегмент универсальных домашних или мультимедийных ПК. Как и большинство плат на чипсете Intel H55 Express, она выполнена в формфакторе microATX.

Для установки модулей памяти на плате предусмотрено четыре DIMM-слота. Всего она поддерживает до 16 Гбайт памяти (спецификация чипсета). В штатном режиме работы плата рассчитана на память DDR3-1333/1066/800, а в режиме разгона поддерживается и память DDR3-1600.

Для установки видеокарты на плате предусмотрен слот PCI Express 2.0 x16, который реализован с применением 16 линий PCI Express 2.0, поддерживаемых процессорами Lynnfield и Clarkdale. В случае использования встроенного в процессор Clarkdale графического ядра подключение монитора возможно по интерфейсам VGA, DVI-D и HDMI, разъемы которых выведены на заднюю планку платы.

Кроме того, на плате имеются еще два слота PCI Express 2.0 x1, которые реализованы через две из шести линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel H55 Express. Также на плате MSI H55M-E33 есть традиционный слот PCI.

Для подключения дисков на плате MSI H55M-E33 предусмотрено шесть портов SATA II, которые реализованы через встроенный в чипсет Intel HP55 Express контроллер и не поддерживают возможность создания RAID-массивов.

Также на плате интегрирован контроллер JMicron JMB368, посредством которого реализован IDE-разъем (интерфейс ATA-133/100/66/33), который может служить для подключения оптических приводов или жестких дисков с этим устаревшим интерфейсом.

Для подключения разнообразных периферийных устройств на плате MSI H55M-E33 имеются 12 портов USB 2.0, шесть из которых выведены на заднюю панель платы, а остальные можно вывести на тыльную сторону ПК, подключив соответствующие плашки к трем разъемам на плате (по два порта на одну плашку).

Аудиоподсистема платы реализована на базе 10-канального (7.1+2) аудиокодека Realtek ALC889. Соответственно на тыльной стороне материнской платы имеются шесть аудиоразъемов типа mini-jack.

На плате также присутствует гигабитный сетевой контроллер Realtek RTL 8111DL для подключения ПК к сегменту локальной сети (например, для выхода в Интернет).

Кроме того, плата имеет два разъема для подключения последовательных портов и разъем для подключения параллельного порта. Эти порты реализованы через чип Fintek F71889F, который также отвечает за мониторинг напряжений и управление скоростью вращения вентиляторов.

Отметим, что из шести линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel H55 Express, на плате используются только три: две линии для двух слотов PCI Express 2.0 x1, а еще одна - для контроллера Realtek RTL 8111DL.

Система охлаждения платы реализована на базе миниатюрного радиатора, установленного на чипсете Intel P55 Express. Кроме того, на плате имеются два трехконтактных (SYS_FAN1, SYS_FAN2) и один четырехконтактный (CPU_FAN) разъемы для подключения вентиляторов. Четырехконтактный предназначен для подключения вентилятора кулера процессора, а трехконтактные - для дополнительных вентиляторов.

Импульсный регулятор напряжения питания процессора на плате MSI H55M-E33 нетрадиционен для плат MSI. Как правило, на платах MSI используется регулятор напряжения питания, выполненный по технологии DrMOS, предусматривающей объединение двух MOSFET-транзисторов и микросхемы драйвера переключения этих транзисторов в пределах одной DrMOS-микросхемы (отсюда и название этой технологии: DrMOS означает Driver+MOSFET). Однако на плате MSI H55M-E33 пятифазный (4+1) регулятор напряжения питания процессора выполнен по традиционной схеме.

Регулятор напряжения питания процессора основан на управляющем 4-фазном контроллере uP6206 компании uPI Semiconductor с интегрированными MOSFET-драйверами. Данный контроллер поддерживает технологию динамического переключения числа фаз питания.

Кроме того, на плате присутствует управляющий однофазный PWM-контроллер ISL8314 компании Intersil с интегрированным MOSFET-драйвером, который, по всей видимости, используется для организации схемы питания графического контроллера и контроллера памяти, встроенных в процессор.

Естественно, четырехфазный регулятор напряжения питания процессора поддерживает технологию APS (Active Phase Switching - активное переключение фаз), что позволяет минимизировать энергопотребление системы за счет динамического переключения числа активных фаз в зависимости от текущей загрузки процессора.

Что касается особенностей BIOS платы MSI H55M-E33, то стоит обратить внимание на два обстоятельства. Во-первых, на плате в BIOS предусмотрены различные средства для разгона системы, а во-вторых, возможна тонкая настройка скоростного режима работы вентилятора кулера процессора.

В частности, BIOS платы MSI H55M-E33 позволяет разгонять процессор не только традиционным способом путем изменения частоты системной шины, но и в полуавтоматическом режиме, когда задается начальная частота системной шины, желаемая максимальная частота системной шины и количество ступеней разгона системной шины. В этом случае при старте системы автоматически будет разгоняться частота системной шины от заданного начального до максимально возможного значения (не превышающего установленной максимальной частоты).

Еще одна возможность разгона процессора, предусмотренная в BIOS, - это режим полностью автоматического разгона частоты системной шины, когда при загрузке системы автоматически определяется и устанавливается максимально возможная частота системной шины.

Вообще, нужно отметить, что по возможностям разгона плата MSI H55M-E33 не имеет себе равных - всё очень функционально и продуманно.

Для управления скоростью вращения трехконтактных вентиляторов в настройках BIOS можно задавать следующие значения напряжения питания: 100% (12 В), 75% (9 В) и 50% (6 В). Настройка скорости вращения вентилятора кулера процессора производится следующим образом. В BIOS платы указывается пороговое значение температуры (CPU Smart Fan Target), по достижении которого скорость вращения вентилятора будет возрастать от минимального до максимального значения. Пороговое значение температуры может быть выбрано в диапазоне от 40 до 70 °C с шагом в 5 °C. Кроме того, имеется возможность задать минимальную скорость вращения вентилятора (CPU Min. FAN Speed) в процентах в диапазоне от 0 до 87,5% с шагом 12,5%.

В ходе тестирования платы выяснилось, что минимальная скорость вращения вентилятора, задаваемая в процентах, это не что иное, как скважность управляющих PWM-импульсов, подаваемых на вентилятор.

В комплекте к плате MSI H55M-E33 поставляется диск cо всеми необходимыми драйверами и фирменными утилитами. В частности, утилита MSI Control Center позволяет отслеживать состояние системы (напряжение питания, скорость вращения вентиляторов, тактовую частоту процессора и т.д.), а также в режиме реального времени (без перезагрузки операционной системы) изменять частоту системной шины и напряжение питания различных компонентов системной платы.

В заключение отметим, что на плате MSI H55M-E33 размещается всего одна микросхема BIOS, так что процесс обновления BIOS небезопасен. Процедура перепрошивки BIOS производится очень просто - через опцию M-Flash, доступ к которой можно получить через BIOS. Данная опция позволяет перепрошивать BIOS с помощью флэш-носителей. Кроме того, можно воспользоваться утилитой MSI Live Update, которая дает возможность проверять наличие новых версий BIOS через Интернет на сайте технической поддержки, закачивать их и обновлять при загруженной операционной системе. Также данная утилита позволяет проверять наличие новых версий драйверов, что очень удобно.

Biostar TH55XE

Плата Biostar TH55XE на чипсете Intel H55 Express выполнена в формфакторе microATX и относится к серии T-Series плат Biostar, предназначенных для производительных массовых ПК.

Для установки модулей памяти на плате предусмотрено четыре DIMM-слота, что позволяет устанавливать до двух модулей памяти DDR3 на каждый канал (в двухканальном режиме работы памяти). Всего плата поддерживает установку до 16 Гбайт памяти (спецификация чипсета), и с ней оптимально использовать два или четыре модуля памяти. В штатном режиме работы плата рассчитана на память DDR3-1333/1066/800, а в режиме разгона поддерживает также память DDR3-1600/2000.

Для установки дискретной видеокарты на плате предусмотрен слот PCI Express 2.0 x16, который реализован через 16 линий PCI Express 2.0, поддерживаемых процессорами Lynnfield и Clarkdale.

В случае применения встроенного в процессор Clarkdale графического ядра подключение монитора возможно по интерфейсам VGA, DVI-D или HDMI, разъемы которых выведены на заднюю планку платы.

Кроме того, на плате имеется слот PCI Express 2.0 x4, который реализован через четыре из шести линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel H55 Express. Также на плате Biostar TH55XE есть два традиционных слота PCI.

Для подключения дисков на плате Biostar TH55XE предусмотрены пять портов SATA II и один порт eSATA (используется для подключения внешних дисков), которые реализованы через встроенный в чипсет Intel HP55 Express контроллер и не поддерживают возможность создания RAID-массивов.

Также на плате интегрирован контроллер JMicron JMB368, посредством которого реализован IDE-разъем (интерфейс ATA-133/100/66/33), который может служить для подключения оптических приводов или жестких дисков с этим интерфейсом.

Для подключения разнообразных периферийных устройств на плате Biostar TH55XE реализовано десять портов USB 2.0, четыре из которых выведены на заднюю панель платы, а остальные можно вывести на тыльную сторону ПК, подключив соответствующие плашки к трем разъемам на плате (по два порта на каждую).

Также на плате присутствует FireWire-контроллер LSI FW322, посредством которого реализованы два порта IEEE-1394а, один из которых выведен на заднюю панель платы, а для подключения другого предусмотрен соответствующий разъем.

Аудиоподсистема этой материнской платы основана на 10-канальном (7.1+2) аудиокодеке Realtek ALC888, а на задней панели материнской платы имеются шесть аудиоразъемов типа mini-jack. Кроме того, на самой плате установлен разъем S/PDIF (выход) для подключения коаксиального порта, а на заднюю планку платы выведен оптический разъем S/PDIF.

На плате также интегрирован гигабитный сетевой контроллер Realtek RTL8111DL. Кроме того, имеются разъемы для подключения последовательного и параллельного портов. Эти порты реализованы через чип ITE IT8721F, который также отвечает за мониторинг напряжений и управление скоростью вращения вентиляторов.

Отметим, что из шести линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel H55 Express, на плате используются только пять: четыре - для слота PCI Express 2.0 x4 и одна - для контроллера Realtek RTL 8111DL.

Система охлаждения платы Biostar TH55XE состоит из трех не связанных друг с другом радиаторов. Два радиатора используются для охлаждения MOSFET-транзисторов регулятора напряжения питания процессора, расположенных около процессорного разъема LGA 1156, а еще один устанавливается на чипсет Intel H55 Express.

Для подключения вентиляторов на плате Biostar TH55XE предусмотрено два трехконтактных и один четырехконтактный разъемы. Четырехконтактный служит для подключения вентилятора кулера процессора, а трехконтактные - для дополнительных вентиляторов, устанавливаемых в корпусе ПК.

Импульсный регулятор напряжения питания процессора на плате Biostar TH55XE является шестиканальным (4+2). Для питания ядер процессора применяется 4-фазный регулятор напряжения на базе управляющего 4-фазного контроллера uP6219 компании uPI Semiconductor с тремя интегрированными MOSFET-драйверами и одним внешним MOSFET-драйвером uP6281.

Кроме того, на плате имеется еще один регулятор напряжения на базе двухфазного контроллера uP6203 с двумя интегрированными MOSFET-драйверами, который используется для организации питания встроенного в процессор контроллера памяти и графического ядра.

Отметим, что 4-фазный контроллер uP6219 поддерживает технологию динамического переключения фаз питания для оптимизации КПД регулятора напряжения и соответственно снижения его энергопотребления.

Теперь рассмотрим особенности настройки BIOS на плате Biostar TH55XE. В настройках BIOS для управления скоростью вращения вентилятора предусмотрена опция Smart Fan Configuration. Нужно отметить, что реализация управления скоростью вращения вентилятора на плате Biostar TH55XE точно такая же, как и на других платах Biostar (такую схему реализации мы уже встречали, например, на плате Biostar TPOWER I55). Однако если на плате Biostar TPOWER I55 управление кулером фактически не работало, то на плате Biostar TH55XE всё функционирует должным образом.

В меню Smart Fan Configuration можно разрешить или запретить использование управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора. Для того чтобы разрешить использование данной функции, необходимо задать параметру CPU Smart FAN значение Auto. Далее необходимо осуществить процедуру калибровки кулера (Smart Fan Calibration) и выбрать один из трех профилей управления (Control Mode): Performance, Quite или Manual.

Как выяснилось в ходе тестирования, режимы Performance и Quite - это вообще одно и то же. В этих режимах при разнице между критической и текущей температурой процессора более 55 °С скважность управляющих PWM-импульсов равна нулю. Как только разница между критической и текущей температурой процессора становится менее 55 °С, скважность WPM-импульсов начинает возрастать от 20% пропорционально уменьшению разницы между критической и текущей температурой процессора, достигая значения в 100% при разнице, равной 5 °С.

При выборе режима Manual (режим ручной настройки) дополнительно возникают четыре параметра настройки:

• FAN Ctrl OFF (°С);
• FAN Ctrl ON (°С);
• Fan Ctrl Start value;
• Fan Ctrl Sensitive.

Для всех этих параметров (кроме параметра Fan Ctrl Start) допустимы значения в диапазоне от 1 до 127.

Разобраться в значении всех указанных параметров оказалось не так-то просто, и руководство пользователя здесь не поможет. К примеру, как следует из описания в руководстве пользователя, параметр FAN Ctrl OFF задает значение температуры процессора, ниже которого отключается PWM-контроль и вентилятор кулера процессора вращается на минимальной скорости. Параметр FAN Ctrl ON задает значение температуры процессора, при которой включается PWM-контроль скорости вращения вентилятора кулера процессора. Параметр Fan Ctrl Start value устанавливает начальную скорость вращения вентилятора кулера процессора, а параметр Fan Ctrl Sensitive задает темп изменения скорости вращения вентилятора кулера процессора. В этом описании значений параметров настройки скоростного режима вентилятора кулера процессора есть масса нелогичных и непонятных вещей. Например, если FAN Ctrl OFF задает значение температуры процессора, ниже которой отключается PWM-контроль, а FAN Ctrl ON - значение температуры процессора, при которой включается PWM-контроль, то возникает вопрос, почему они не совпадают и что будет, если установить FAN Ctrl OFF равным 40 °С, а FAN Ctrl ON - 50 °С?

Так же непонятно значение параметра Fan Ctrl Start value. Если это начальная скорость вращения вентилятора, то в чем она измеряется? Логично было бы предположить, что начальная скорость вращения вентилятора задается скважностью PWM-импульсов, однако диапазон возможных значений данного параметра составляет от 1 до 255, а скважность не может превышать 100%.

Кроме того, не ясно, в каких единицах задается темп изменения скорости вращения вентилятора (по всей видимости, этот параметр определяет скорость изменения скважности PWM-импульсов).

Только вооружившись осциллографом и поэкспериментировав с различными вариантами настроек ручного режима управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора, мы смогли разобраться в назначении указанных параметров. Прежде всего нужно отметить, что единицы измерения всех указанных параметров являются безразмерными и условными. К примеру, параметры FAN Ctrl OFF и FAN Ctrl ON, для которых допустимы значения в интервале от 1 до 127, действительно задают некоторые значения температуры процессора, однако отнюдь не в градусах Цельсия (°С), а в некоторых условных единицах, и как эти условные единицы связаны с реальной температурой процессора, понять не представляется возможным.

Как выяснилось, параметр FAN Ctrl OFF задает значение температуры процессора, ниже которой отключается PWM-контроль, то есть скважность PWM-импульсов равна 0.

В диапазоне температуры процессора от FAN Ctrl OFF до FAN Ctrl ON скважность PWM-импульсов соответствует значению, указанному в параметре Fan Ctrl Start value, а как только температура процессора становится выше значения FAN Ctrl ON, скважность PWM-импульсов увеличивается от значения Fan Ctrl Start value пропорционально изменению температуры процессора со скоростью, определяемой значением параметра Fan Ctrl Sensitive.

Проблема ручной настройки скорости вращения кулера на плате Biostar TH55XE заключается в том, что, не имея под рукой осциллографа, настроить этот режим невозможно, поскольку значения всех параметров настройки задаются в безразмерных условных единицах. Увы, но единственное, что остается делать пользователю в таком случае, - это использовать режимы Performance или Quite (что одно и то же).

Если говорить о возможностях BIOS платы Biostar TH55XE по разгону, то они довольно типичны. Можно разгонять процессор как путем изменения коэффициента умножения (в диапазоне от 9 до 26 для процессора Intel Core i5-661), так и за счет изменения опорной частоты (в диапазоне от 100 до 800 МГц). Память также можно разгонять изменением значения делителя (DDR3-800/1066/1333) либо опорной частоты. Естественно, имеется возможность изменять тайминги памяти, напряжение питания и многое другое.

Кроме того, для начинающих пользователей предусмотрен режим автоматического разгона (Automate OverClock). Фактически речь идет о трех предустановленных профилях разгона (V6-Tech Engine, V8-Tech Engine и V12-Tech Engine). При использовании профиля V6-Tech Engine частота системной шины увеличивается до 135 МГц, профиля V8-Tech Engine - до 140 МГц и профиля V12-Tech Engine - до 145 МГц.

В комплекте к плате Biostar TH55XE поставляются две фирменные утилиты: TOverclocker и Green Power Utility. Утилита TOverclocker позволяет контролировать основные параметры системы: тактовую частоту процессора, частоту системной шины, напряжения питания и т.д. Кроме того, она обеспечивает реализацию разгона процессора в режиме реального времени за счет изменения частоты системной шины и напряжения питания. При этом одновременно увеличивается и частота работы памяти. С помощью утилиты TOverclocker также можно настраивать режим работы кулера, однако, как выяснилось, эта опция не работает.

Утилита Green Power Utility предназначена для настройки и мониторинга режима работы регулятора напряжения питания процессора. В общем-то особого смысла в этой утилите нет, а ее показания вызывают большие сомнения. При этом обе утилиты зачастую не запускаются.

Тестирование системных плат

Для тестирования системных плат на базе чипсета Intel H55 Express мы использовали стенд следующей конфигурации:

• процессор - Intel Core i5-661;
• Intel Chipset Device Software - 9.1.1.1025;
• память - DDR3-1066 (Qimonda IMSH1GU03A1F1C-10F PC3-8500);
• объем памяти - 2 Гбайт (два модуля по 1024 Мбайт);
• режим работы памяти - DDR3-1066, двухканальный;
• тайминги памяти - 7-7-7-20;
• видеокарта - интегрированная в процессор;
• версия видеодрайвера - 15.16.6.2025;
• жесткий диск - Western Digital WD2500JS;
• блок питания -Tagan 1300W;
• операционная система - Microsoft Windows 7 Ultimate (32-bit).

Напомним, что тактовая частота процессора Intel Core i5-661 составляет 3,33 ГГц, а в режиме Turbo Boost может быть 3,46 ГГц при двух активных ядрах процессора либо 3,6 ГГц, когда активно только одно ядро. Частота графического ядра, интегрированного в процессор Intel Core i5-661, составляет 900 МГц, а его TDP - 87 Вт.

Технические характеристики сравниваемых моделей материнских плат представлены в табл. 1 .

При тестировании плат мы сосредоточились на измерении не производительности, которая определяется установленным процессором, чипсетом и памятью, а энергопотребления, а также рассмотрели реализацию управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора.

О реализации управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора на каждой из тестируемых плат мы рассказали при описании самой платы. Отметим лишь, что для контроля скважности управляющих PWM-импульсов в различных режимах работы кулера применялся цифровой осциллограф.

Для измерения энергопотребления использовался цифровой ваттметр, к которому подключался блок питания. Подчеркнем, что мы измеряли энергопотребление всей системы на базе тестируемой платы c учетом блока питания, жесткого диска и модулей памяти. Измерение энергопотребления производилось в двух режимах работы системы: полной загрузки и простоя.

The date the product was first introduced.

Lithography

Lithography refers to the semiconductor technology used to manufacture an integrated circuit, and is reported in nanometer (nm), indicative of the size of features built on the semiconductor.

TDP

Thermal Design Power (TDP) represents the average power, in watts, the processor dissipates when operating at Base Frequency with all cores active under an Intel-defined, high-complexity workload. Refer to Datasheet for thermal solution requirements.

Embedded Options Available

Embedded Options Available indicates products that offer extended purchase availability for intelligent systems and embedded solutions. Product certification and use condition applications can be found in the Production Release Qualification (PRQ) report. See your Intel representative for details.

Integrated Graphics ‡

Integrated graphics allow for incredible visual quality, faster graphic performance and flexible display options without the need for a separate graphics card.

Graphics Output

Graphics Output defines the interfaces available to communicate with display devices.

Intel® Clear Video Technology

Intel® Clear Video Technology is a suite of image decode and processing technologies built into the integrated processor graphics that improve video playback, delivering cleaner, sharper images, more natural, accurate, and vivid colors, and a clear and stable video picture.

PCI Support

PCI support indicates the type of support for the Peripheral Component Interconnect standard

PCI Express Revision

PCI Express Revision is the version supported by the processor. Peripheral Component Interconnect Express (or PCIe) is a high-speed serial computer expansion bus standard for attaching hardware devices to a computer. The different PCI Express versions support different data rates.

PCI Express Configurations ‡

PCI Express (PCIe) Configurations describe the available PCIe lane configurations that can be used to link the PCH PCIe lanes to PCIe devices.

Max # of PCI Express Lanes

A PCI Express (PCIe) lane consists of two differential signaling pairs, one for receiving data, one for transmitting data, and is the basic unit of the PCIe bus. # of PCI Express Lanes is the total number supported by the processor.

USB Revision

USB (Universal Serial Bus) is an industry standard connection technology for attaching peripheral devices to a computer.

Total # of SATA Ports

SATA (Serial Advanced Technology Attachment) is a high speed standard for connecting storage devices such as hard disk drives and optical drives to a motherboard.

Integrated LAN

Integrated LAN indicates the presence of an integrated Intel Ethernet MAC or presence of the LAN ports built into the system board.

Integrated IDE

IDE (Integrated Drive Electronics) is an interface standard for connecting storage devices, and indicates the drive controller is integrated into the drive, rather than a separate component on the motherboard.

T CASE

Case Temperature is the maximum temperature allowed at the processor Integrated Heat Spreader (IHS).

Intel® Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d) ‡

Intel® Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d) continues from the existing support for IA-32 (VT-x) and Itanium® processor (VT-i) virtualization adding new support for I/O-device virtualization. Intel VT-d can help end users improve security and reliability of the systems and also improve performance of I/O devices in virtualized environments.

Intel® vPro™ Platform Eligibility ‡

The Intel vPro® platform is a set of hardware and technologies used to build business computing endpoints with premium performance, built-in security, modern manageability and platform stability.
Learn more about Intel vPro®

Intel® ME Firmware Version

Intel® Management Engine Firmware (Intel® ME FW) uses built-in platform capabilities and management and security applications to remotely manage networked computing assets out-of-band.

Intel® Remote PC Assist Technology

Intel® Remote PC Assist Technology enables you to request remote technical assistance from a service provider if you encounter a problem with your PC, even when the OS, network software, or applications are not functioning. This service was discontinued in October 2010.

Intel® Quick Resume Technology

Intel® Quick Resume Technology Driver (QRTD) allows the Intel® Viv™ technology-based PC to behave like a consumer electronic device with instant on/off (after initial boot, when activated) capability.

Intel® Quiet System Technology

Intel® Quiet System Technology can help reduce system noise and heat through more intelligent fan speed control algorithms.

Intel® HD Audio Technology

Intel® High Definition Audio (Intel® HD Audio) is capable of playing back more channels at higher quality than previous integrated audio formats. In addition, Intel® HD Audio has the technology needed to support the latest and greatest audio content.

Intel® AC97 Technology

Intel® AC97 Technology is an audio codec standard which defines a high-quality audio architecture with surround sound support for the PC. It is the predecessor to Intel® High Definition Audio.

Intel® Matrix Storage Technology

Intel® Matrix Storage Technology provides protection, performance, and expandability for desktop and mobile platforms. Whether using one or multiple hard drives, users can take advantage of enhanced performance and lower power consumption. When using more than one drive the user can have additional protection against data loss in the event of hard drive failure. Predecessor to Intel® Rapid Storage Technology

Intel® Trusted Execution Technology ‡

Intel® Trusted Execution Technology for safer computing is a versatile set of hardware extensions to Intel® processors and chipsets that enhance the digital office platform with security capabilities such as measured launch and protected execution. It enables an environment where applications can run within their own space, protected from all other software on the system.

Anti-Theft Technology

Intel® Anti-Theft Technology (Intel® AT) helps keep your laptop safe and secure in the event that it’s ever lost or stolen. Intel® AT requires a service subscription from an Intel® AT–enabled service provider.

Сегодня мы рассмотрим первую материнскую плату на наборе логики Intel H55 Express, предназначенном для работы в паре с 1156-контактными процессорами этого же производителя. Это первая такая плата, попавшая в нашу лабораторию, поэтому начнем с представления этого набора логики и родственных ему. И зайдем, как обычно, издалека:).

Применительно к компьютерам, предназначенным для бытового использования, общепринятой является классификация, включающая четыре рыночных сегмента: флагманский, производительный, массовый и бюджетный.

реклама

Впрочем, остальные и вовсе были оставлены на откуп процессорам с 775-контактным разъемом, чья история тянется еще с 2004 года, времен архитектуры NetBurst. Intel, и правда, некуда было спешить с выводом на рынок новой платформы: ее CPU Core 2 в борьбе с AMD Athlon и Phenom все еще чувствовали себя очень неплохо.

Но после появления процессоров Phenom II, благодаря которым главному конкуренту удалось приблизиться к массовым и производительным решениям Intel и по удельной производительности (на ГГц), и по частотному потенциалу, откладывать анонс новой платформы было нельзя. Поэтому в конце лета прошлого 2009 года была представлена связка из процессоров с разъемом LGA 1156 и набора логики P55 Express. Всего несколько моделей CPU (все – четырехъядерные, на ядре Lynnfield), и снова лишь один набор логики. Казалось, что история повторяется.

Впрочем, процессорный разъем с 1156 контактами изначально задумывался как полная замена «старичку» LGA 775. И вот в самом начале 2010 года ожидаемое расширение произошло. Intel представила целую «пачку» процессоров на ядре Clarkdale, а также сразу несколько наборов логики, для них предназначенных. Впрочем, P55 Express также совместим с новыми CPU – исключений в плане поддержки процессоров между наборами логики (пока) нет. Но отличаются они друг от друга все равно существенно. Попробуем свести эти различия в одну таблицу.