Čipové sady a procesory
V poslední škole "počítačových sebevrahů" alias začínajících
uživatelů PC, kteří chtějí vědět alespoň něco nad rámec
nejběžnějšího používání osobních počítačů, jsme se věnovali
pamětem rozličných druhů a forem. Z nejzákladnějších
vnitřnostní, bez nichž se počítač skutečně neobejde
-- a překvapivě jich lze eliminovat naprostou většinu -- tak
zbývají jen čipsety a vlastní procesor. V následujících číslech
se nám tak uvolní prostor pro první shrnutí
probraných/nastíněných témat a budeme moci pokročit do
přehlednějších míst počítačového bludiště.
Pokud tedy byl některý čtenář něčím zahlcen či možná zaskočen,
dostane -- vlastně autor dostane -- ještě jednu šanci při
ohlédnutí se nazpět. Jakmile budeme mít funkční kostru počítače
-- motherboard a základní součástky, plus nějakou tu grafickou
kartu pro zabrazování a klávesnici pro ovládání -- podíváme se,
především na žádost čtenářů, podrobněji na nastavování a funkce
BIOSu, tedy přistoupíme k prvním krokům konfigurování třeba jen
částečně realizovaného počítače.
ČIPSETY
Čipset alias čipová sada je termín, který zaznívá znovu a znovu,
kdykoli se pohybuje skutečně na nejnižší úrovni součástí
počítače. Kdykoli nám na motherboardu chybí nějaké rozhraní nebo
nemůžeme použít určitý typ paměti/procesoru, vysvětlující prst
ukáže na implementovaný typ čipsetu.
Čipset obecně je skupina čipů (set = sada), které byly navrhnuty
pro skupinovou práci. Například čipsety používané v modemech
obsahují všechny nezbytné obvody pro odesílání a přijímání
elektricky modulovaných dat. O čipsetech ale mluvíme
i v souvislosti s grafickými akcelerátory, PDA, či výrobky
spadajícími do kategorie domácí elektroniky.
U počítačů se má na mysli nejčastěji základní čipové vybavení
základních desek, kde čipy zajišťují elekronické rozhraní mezi
všemi subsystémy PC. Formou sběrnic a elektroniky garantují, že
spolu CPU alias procesor, paměť a vstupně/výstupní zařízení
budou moci hladce spolupracovat. Většina čipsetů je tvořena
jedním až čtyřmi čipy, které ovšem mohou být roztroušeny po celé
ploše motherboardu -- mají prsty skutečně ve všem. S rostoucí
integrací funkcí, jež se stávají standardním vybavením, dnes
čipsety zastupují i speciální karty -- viz např. podpora EIDE,
která je dnes standardem realizovaným konektory přímo na mateřské
desce.
Pokud tedy v budoucnu minituarizace počítačů revolučně pokročí,
budou za to moci schopnější čipsety, nikoli menší a výkonnější
procesory. V budoucnosti povedou od zařízeních (SCSI disků, ale také
od tel. ústředny) "dráty" přímo do základní desky, kde si
z nich příští generace čipsetů signály samy přeberou.
Čipsety jsou součástí mateřských desek a představují tedy
vlastnosti, s nimiž se naše stavěné počítače rodí -- bez výměny
motherboardu není prostě možné překročit stín daného čipsetu.
Jestliže sada čipů známá pod jménem XY nepodporuje paměti
takového a takového typu, nebudeme je moci bez nějakých skutečně
krkolomných elektronických triků na dané desce použít.
Čipsety v sobě kumulují takovou řadu funkcí, že je musí každý
výrobce či zkušenější uživatel brát v potaz. U každé základní
desky je také jejich typ uváděn a jediným pohledem si tak můžeme
vytvořit velmi reálnou představu o schopnostech daného produktu.
Některé čipsety nepodporují multiprocessing, jiné určité druhy
procesorů a další ignorují nové typy paměti SDRAM. Nemusí to mít
nic společného se stářím daných čipů, protože v závislosti na
jejich konkrétním určení a specializaci mohou být leckteré funkce
a typy podporovaných standardů prostě vypuštěny, stejně jako se
výkon může v rámci úspor o něco snížit.
Pro velmi seriózního stavitele počítače či třeba jen návrháře
základních desek tady čeká mnoho úskalí a záludných překvapení
a měl by nejspíše stavět na osvědčených kombinacích čipsetů,
procesorů a dalších součástek, které se zaručeně snášejí. Výsledkem
mohou být zásadní rozdíly v rychlostech jinak velmi podobných
počítačů, a především v chování v takových náročných oblastech
informační techniky, jako je digitální video a audio, které
otestují kompatibilitu a výkon výrobku daleko za hranice běžné
praxe.
Je ovšem třeba zdůraznit, že existence funkce čipsetu ještě
neznamená, že je na jím osazené desce určitě k dispozici. Pokud
čipset podporuje víceprocesorovost, stále ještě může být na desce
jen jeden jeden slot pro procesor, a tudíž není podpora této
funkce v daném případě žádným přínosem. Totéž platí o různých
sběrnicích: pokud nejsou pro takovou USB vyvedeny potřebné
konektory, zcela určitě žádné takové zařízení nepřipojíme.
Výsledkem tedy je, že při nákupu staršího počítače nebo
samostatné desky je životně nezbytné vyjasnit, s jakým čipsetem
se setkáme a podle toho uzpůsobit svou vybavovací/upgradovací
strategii. Zejména u základních desek se v cenících typicky
setkáme s modely, lišícími se jen cenou a několika písmenky
v označení. Nenechte se nachytat -- úsporou několika set korun si
můžeme pověsit na krk výprodejní a pro vaše účely nepoužitelný
motherboard!
Pro uživatele samozřejmě vůbec není potřebná znalost principů
a technologií fungujících v čipsetech. Pro praxi je stačí chápat
jako černé krabičky, mající neznámý obsah, ale jasné funkce.
RODINKY ČIPSETŮ
Podívejme se tedy na nejběžnější typy čipsetů, abychom získali
základní přehled, čím se od sebe liší a jaké zádrhele můžeme
očekávat. Jak již však bylo řečeno, jejich ideálnost se liší
v závislosti na použití a také na ceně, kterou jsme ochotni
investovat. Jejich počet roste, zejména s každým novým
procesorem, ale přece jen to není žádný divoký proces.
Největším výrobcem čipsetů je samozřejmě firma Intel, jež byla se
svými čipy Triton (viz dále) natolik úspěšná, že prakticky
vytlačila konkurenci z trhu. Není divu, zná dokonale vlastní
procesory, vynalezla většinu sběrnic jako PCI, USB či AGP, a má
tedy vývoj o to jednodušší. Nemůžeme ale očekávat, že by nějak
obzvlášť podporovala konkurenci, a vycházela vstříc procesorům
jako AMD K6 apod.
Její čipsety jasně preferují "sesterské" procesory typu Pentium,
zatímco produkty společností VIA (čipsety Apollo a Pluto), SiS
(např. SiS 5571) a OPTi (Viper) jsou více rovnostářské
a dosahují vyrovnanějších výkonů se všemi dostupnými procesory.
Co se týká ideální podpory právě procesorů K6, které určitě
oslovují všechny stavitele levných, ale stále ještě výkonných
počítačů, firma AMD připravuje vlastní optimalizovanou sadu 640.
Jak jsme již řekli, firma Intel na trhu s čipsety jasně vede,
a proto bude nejvhodnější zaměřit se na její produkty. "Cizí"
čipsety nejsou tak důležité a budou zajímat spíše zkušené
uživatele. Proti těm "intelovským" se většinou snaží nabídnout
nějaké ty luxusnější funkce či podporu vyšších pracovních
rychlostí základních desek (75 či 83 MHz). Ne snad že by čipsety
Intelu vyšší frekvenci nesnesly, ale podle obchodní politiky
firmy jsou tyto věci tabu až do příchodu nových procesorů
a 100MHz základních desek.
Intel 430 FX (Triton)
430 FX či také čipset "Triton" se stal legendou a takřka
synonymem pro "značkové" osazení mateřských desek. Byl to první
x86 čipset využívající EDO RAM (viz minule) a před cca dvěma roky
doslova zatočil s tehdější konkurencí -- zejména firmami SiS, UMC
a ALI. Od jeho uvedení na trh se datuje jasná převaha Intelu na
tomto poli. Pro dnešní účely je to ovšem již staroušek, zejména
co se týká paměťového managementu -- nenajdeme tu žádnou podporu
50ns pamětí DRAM, stejně tak SDRAM a celé řady dalších věcí.
Pochopitelně vůbec nezná sběrnici USB, která vznikla později.
Intel 430 HX (Triton 2)
Triton 2 je nástupce předchozího typu, který vyplňuje jeho bílá
místa -- zvládá až 512 MB, je optimalizovaný pro EDO DRAM,
podporuje USB. Jeho podpora až dvou procesorů, způsob kešování
a vůbec výkon PCI a paměťových sběrnic garantuje velmi slušný
výkon.
Podle řady fanoušků je to vůbec nejpodařenější čipset firmy
Intel, mimo jiné také díky velikosti jeho kešovatelné oblasti. Ta
současně dobře demonstruje některé na první pohled
nepředvídatelné chování počítačového hardwaru. Idkyž by většina
uživatelů předpokládala, že vyrovnávací paměť L2 (úrovně dva)
komunikuje s celou pamětí RAM, není tomu tak. Zatímco Triton
2 to tak dělá, 430 FX, ale i níže uvedené VX a TX kešují jen
pouze prvních 64 MB paměti a k jejímu zbytku se přistupuje bez
blahodárného vlivu paměti vyrovnávací.
Co to znamená v praxi? Může se tedy stát, že po doplnění paměti
RAM poběží počítač pomaleji než dříve! Operační systémy firmy
Microsoft totiž využívají s oblibou paměť odshora, směrem od
vyšších adres, a tak většina programů může skončit v nekešované
oblasti paměti.
Intel 430 VX
VX čipset byl původně navržen pro lowendové stolní počítače. Ač
je novější, jeho výkon je v naprosté většině případů pod Tritonem
2. Podporuje pouze 128 MB (to není garance životního prostoru nad
2 roky), zato lze na rozdíl od obou předchozích typů používat
SDRAM paměti, které budou převažujícím standardem rychlých
počítačů následujících let. Může tak vyhovět méně náročný
uživatelům. Některé jeho parametry byly laděny pro paralelní
provádění multimediálních operací (přehrávání MPEGu apod.), kdy
např. 430 HX nemusí garantovat hladký běh systému.
Intel 430 TX
TX čipset je novoučký a hodně posílený nástupce verze VX.
Podporuje větší počet paměťových slotů (alias řádky RAS) a je
možné míchat paměti SDRAM a EDO DRAM. Velikost podporované paměti
byla zvýšena na 256 MB, bohužel zůstává v platnosti jen 64MB
kešovatelná oblast. 430 TX je optimalizován pro procesory s MMX
technologií, "Concurrent PCI Architecture" garantuje, že CPU,
paměť spolu se sběrnicemi PCI a ISA mohou pracovat simultánně
s maximálním výkonem. Novinkou je také implementace protokolu
DMA/33 EIDE, který zvyšuje propustnost EIDE rozhraní až na 33
MB/s,
Intel 440 FX
Čipset 440FX "Natoma" je určen pro procesory Pentium Pro
(přesněji řečeno až dva) a 32bitový software. Většina interních
změn je cílena na lepší "chování" při maximálním výpočetním
zatížení. Podporována je paměť až do 1 GB, a to EDO nebo BEDO
DRAM, podpora SDRAM chybí. Stejně jako u 430 FX není
implementována sběrnice USB, což dnes rozhodně není doporučením
pro použití v oblasti domácích či kancelářských počítačů. To
ostatně ve spojitosti s procesorem Pentium Pro nikdo
nepředpokládá...
Intel 440 LX
440 LX podporuje plně symetrický multiprocessing až čtyř procesorů
Pentium II, základní deska může být osazena až 512 MB SDRAM nebo
1 GB EDO DRAM. Nejdůležitější novinkou je podpora sběrnice AGP,
což je v podstatě vylepšení sběrnice PCI, umožňující komunikaci
mezi komponentami bez přímé účasti procesoru -- tento čipset byl
navržen s ohledem na 3D grafické a multimediální aplikace.
Oficiálně sice podporuje pracovní frekvenci desek jen do 66 MHz,
neoficiálně je to ale až 100 MHz (to však neznamená garanci, že
základní deska s tímto čipsetem tuto frekvenci zvládne). Je to
první a prozatím jediný představitel čipsetů optimalizovaných pro
novou generaci procesorů Pentium II.
****
Srovnání vlastností některých čipsetů
V tabulce jsou uvedeny nejběžnější čipsety firem VIA a Intel,
podporující procesory Pentium, Pentium Pro a Pentium II.
V případě procesorů Pentium je používán slot vhodný i pro
procesory Pentium MMX, Cyrix 6x86, Cyrix 6x86TM MX, AMD K5 a AMD
K6, které lze použít, pokud daný motherboard nabízí vhodné napětí
a frekvenci (viz příští díl seriálu věnovaný procesorům), což už
nemá nic společného s vlastnostmi čipsetů.
Poznámky:
1) EISA (Extended ISA) je standard rozšiřující 16bitovou sběrnici
ISA do 32 bitů. Budeme se jí zabývat v dílu věnovaném sběrnicím.
2) ECC (Error Correction Mode) je mechanismus, který využívá
malého množství dodatečné paměti pro korekce případných chyb
jednotlivých bitů paměti. Běžná paritní paměť je pouze
z kontrolního devátého bitu schopna určit, zda v daném bajtu
k chybě došlo či nikoli.
3) V tomto případě je vyrovnávací paměť L2 distribuována přímo
s procesorem - - na společném čipu nebo kazetě - - a tím je určena
její daná velikost a rychlost.
**
Blokový diagram čipsetu Apollo VP3 pouze ukazuje, že každá "černá
skříňka" sestává zase jen z určitého množství záhadných
obvodů, takže případný zájemce o pochopení se jen dostává
hlouběji do problémů...
PŘEDPLATNÉ
ČLÁNKY DO MAILU