Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

Архитектура систем на базе Pentium 4

Сетевая организация современного персонального компьютера

В этой главе мы начинаем знакомство с архитектурами современных персональных компьютеров (надо сделать поправку на то, что эти архитектуры современны на 2007 год). В компьютерном мире все очень быстро меняется, но, как всегда, новое опирается на прошлое и знакомство с этими архитектурами еще долго будет полезно.

Рассмотрим архитектуры персональных компьютеров на базе процессора Pentium 4 и процессора AMD 64.

Архитектура систем на базе Pentium 4

Практическая реализация потенциальных возможностей нового процессора обеспечивается при использовании набора специализированных микросхем (чипсета), необходимых для построения на его основе цифровых систем различного назначения.

Как известно, внутренняя структура и функциональные возможности чипсетов должны быть тесно связаны с особенностями архитектуры конкретных вариантов процессоров, на работу с которыми они ориентированы. От этих элементов в значительно зависит реализация потенциальных возможностей комплектующих, к которым относятся процессы, видеоадаптеры, модули оперативной памяти, жесткие диски и т. д.

От эффективной работы компонентов чипсета, как правило, зависит и такой важный параметр компьютера, как производительность.

Для реализации систем на базе Pentium 4 компания Intel выпустила в 2002 году набор микросхем Chipset 850, в который входят:

· контроллер-концентратор памяти MCH (Memory Controller Hub) типа Intel 82850;

· контроллер-концентратор для устройств ввода/вывода ICH2 (I/O Controller Hub) типа Intel 82801BA;

· контроллер микрокода FWH (FirmWare Hub) типа Intel 82802AB.

По расположению на материнской плате контроллер-концентратор памяти MCH называют северным мостом, контроллер-концентратор для устройств ввода/вывода - южным мостом.

В дальнейшем чипсеты для Pentium 4 совершенствовались, изменилась система шин и тип памяти, но типовая архитектура осталась прежней. Рассмотрим ее.

Типовая архитектура систем, реализованных на базе процессора Pentium 4 с использованием набора Chipset 850, показана на рис. 1.

Как видите, эта архитектура значительно отличается от архитектуры процессора с общей шиной.

Основной особенностью этой архитектуры является использование контроллеров - концентраторов. Это признак сетевой организации системы.

Соединение двух устройств напрямую (точка - точка).

Введена новая системная шина FSB, обеспечивающая обмен со скоростью 3,2 Гбайт/c, что соответствует частоте передачи данных 400 МГц. Такая скорость реализуется путём применения нового типа сверхбыстродействующей двухканальной памяти RDRAM ( эта память оказалась слишком дорогой и в дальнейшем осуществился переход на менее быструю, но более дешевую память DDRRAM). Высокую скорость обмена с памятью обеспечивает контроллер-концентратор MCH, при помощи 4-х канального обмена с памятью этого типа.

Рис. 1. Типовая архитектура систем на базе Pentium 4

Контроллер MCH выполняет обмен с оперативной памятью типа Direct RAMBUS ёмкостью от 128 Мбайт (минимально допустимый объём) до 2 Гбайт с помощью сдвоенных каналов.

Память реализуется на основе микросхем быстродействующей двухканальной RDRAM-памяти, выпускаемых компанией RAMBUS. Таким образом общий доступ к оперативной памяти осуществляется с использованием четырёх каналов обмена. При тактовой частоте канала 100 МГц обеспечивается общая частота обмена, эквивалентная 400 МГц, что в 3 раза выше, чем для наиболее быстродействующих современных системных плат, работающих на частоте 133 МГц.

К контроллеру MCH подключается также универсальный разъём AGP4X (в дальнейшем PCI Express), используемый для связи с графическим адаптером при скорости передачи данных более 1 Гбайт/с.

Контроллер ICH2 служит для подключения различных внешних устройств.

Интерфейс ULTRA ATA/66/100 (в дальнейшем Serial ATA), реализует обмен с жёстким диском со скоростью 66 или 100 Мбайт/c.

Контроллер ICH2 также обеспечивает прямой доступ внешних устройств к памяти со скоростью 33 Мбайт/с при помощи интерфейса ULTRA DMA/33.

Контроллер служит для подключения последовательных портов с шиной USB, связи с локальной сетью Ethernet и параллельного обмена по шине PCI.

Обеспечивается возможность реализации каналов для передачи аудиоданных.

Для создания систем на базе Pentim 4 компания Intel выпустила системные (“материнские”) платы типа D850GB. На плате размером 30,5 х 24,4 см2 монтируется микропроцессор и другие необходимые микросхемы, имеются 4 разъёма для включения RIMM-модулей памяти RDRAM.

На плате размещаются также:

- флэш-память ёмкостью 4 Мбит, хранящая систему ввода/вывода BIOS,

- 5 слотов шины PCI,

- 2 контроллера последовательной шины USB, обслуживающих 4 USB-порта,

- порты для подключения клавиатуры

- порт для подключения мыши,

- 2 интерфейса для подключения жёстких дисков,

- один интерфейс для гибких дисков,

- один последовательный (COM) порт,

- один параллельный (LPT) порт.

 

 

Рис. 2. Вид материнской платы