Архитектура материнской платы ASUS P4V800-X

Евгений Рудометов,

Виктор Рудометов

http://www.rudometov.com

На базе чипсета VIA PT800 фирмой ASUSTeK разработана и выпущена материнская плата ASUS P4V800-X, ориентированная на создание производительных компьютерных систем, основу которых составляют процессоры Intel архитектуры NetBurst с технологией Hyper-Threading и шиной FSB типа QPB с тактовой частотой до 200 МГц, обеспечивающей передачу данных с частотой до 800 МГц.

Изделия фирмы ASUSTeK благодаря своему высокому качеству и широким функциональным возможностям хорошо известны и популярны среди отечественных пользователей. Эта фирма уже длительное время занимает верхние позиции в списке производителей материнских плат, как по доходам, так и по числу выпускаемых плат. Боле того, количество изделий этой группы постоянно увеличивается, а сама фирма упорно стремится сохранить свое лидерство в данном секторе компьютерного рынка.  

Среди материнских плат, созданных под процессоры фирмы Intel, присутствуют не только изделия, основанные на чипсетах этой же фирмы, но и платы с наборами микросхем системной логики от ее конкурентов, к которым относится фирма VIA. В качестве примера таких изделий можно привести недавно выпущенную материнскую плату ASUSP4V800-X. Основой этой платы является чипсет VIAPT800.

Материнская плата ASUSP4V800-X ориентирована на разработку производительных настольных персональных компьютеров. Эта плата  позволяет реализовать преимущества архитектуры процессоров Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading и ядром Northwood (полупроводниковый техпроцесс 0,13 мкм, кэш-память второго уровня L2 объемом 512 Кбайт). Высокая производительность материнской платы ASUSP4V800-X достигается благодаря поддержке процессорной шины с частотой передачи данных 800 МГц и модулей DDR400 подсистемы оперативной памяти DDRSDRAM. Данная поддержка осуществляется встроенными средствами чипсета VIAPT800, от параметров которого в значительной степени зависят функциональные возможности всей компьютерной системы.

Чипсет VIAPT800 материнской платы ASUSP4V800-X

Рис. 1. Структура компьютера, созданного на основе чипсета VIAPT800

Чипсет VIA PT800 фирмы VIA Technologies, Inc. (фирма VIA) ориентирован производителем данного набора микросхем системной логики на архитектуру высокопроизводительных настольных персональных компьютеров. Этот набор представляет собой развитие архитектуры ранее выпущенного  чипсета VIA P4X400.

Чипсет VIAPT800 поддерживает системы с процессорами Intel Pentium 4 (512 Кбайт кэш-памяти второго уровня) с технологией Hyper-Threading. Данные процессоры, созданные по технологии 0,13 мкм (ядро Northwood), подключаются через ставший общепринятым стандартом разъем Socket 478 и работают с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus), тактовая частота которой для данного чипсета может составлять 200, 133 или 100 МГц. Это обеспечивает предачу данных с частотами, соответственно, 800, 533, 400 МГц, а адреса — 400, 266, 200 МГц.

Чипсет VIA PT800 состоит из двух традиционных компонентов — NorthBridge PT800 и South Bridge VT8237. Эти компоненты соединены специальной фирменной шиной 8X V-Link с пропускной способностью 533 Мбайт/с, разработанной и внедряемой в своих изделиях фирмой VIA. Данная шина позволяет, по мнению ее разработчиков, использовать весь потенциал контроллеров периферийных устройств компьютерной системы.  

Компонент NorthBridge представлен соответствующей микросхемой, содержащей, как все подобные элементы, средства интерфейсов работы с процессором, видеоадаптером AGP, модулями оперативной памяти, а также с микросхемой South Bridge чипсета. Связь с перечисленными элементами осуществляется посредством специализированных шин.  

Встроенный в микросхему NorthBridge чипсета VIAPT800 контроллер памяти предусматривает поддержку: памяти типа DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM — SDRAM с передачей данных по передним и задним фронтам тактовых импульсов шины памяти), модулей памяти DDR400/333/266, максимального объема памяти — до 8 Гбайт, режима коррекции ошибок ECC.

Встроенный контроллер графики поддерживает одно устройство 0,8/1,5 В AGP 3.0, работающее в режимах AGP 8Х/4Х. При этом AGP 8X (AGP 3.0) является самой современной спецификацией для подключения высокопроизводительных видеоадаптеров. По замыслу разработчиков и конструкторов чипсета встроенные средства призваны вывести работу видеоадаптера и системы на новый уровень, обеспечивая высокую пропускную способность между ними — до 2,12 Гбайт/с.

Компонент South Bridge VT8237, входящий в состав чипсета VIAPT800, характеризуется полным набором сетевых и коммуникационных характеристик, ставших стандартными для подобных элементов современной архитектуры компьютеров. Встроенные в South Bridge VT8237 контроллеры реализуют два канала IDE с поддержкой ATA 33/66/100 (до четырех устройств IDE), два порта Serial ATA 150 с возможностями RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, восемь портов USB 2.0, шесть PCI (32 бит/33 МГц), LPC (Low Pin Count). К другим его характеристикам относятся интегрированный VIA MAC для 10/100Mbps Ethernet, интегрированная поддержка PCI, 6- или 8-канальный звук Surround Sound AC'97 и MC'97 модем. Кроме того, обеспечена поддержка расширенных функций управления энергопотреблением, включая ACPI/OnNow

Учитывая связь чипсетов VIA PT800 и VIA P4X400 ниже приведена таблица со сравнительными характеристиками данных наборов микросхем системной логики.

Таблица 1. Сравнительные характеристики чипсетов VIA PT800 и VIA P4X400

Параметры	VIA PT800	VIA P4X400
North Bridge	PT800	P4X400
Процессоры	Intel Pentium 4	Intel Pentium 4
Hyper Threading	Да	Да
Шина процессора	800/533/400	533/400
Память	DDR400/333/266	DDR400/333/266
ECC	Да	Нет
Мах. Объем, Гбайт	8	4
AGP	8X/4X	8X/4X
South Bridge	VT8237	VT8235
Локальная шина	8X V-Link (533 Мбайт/с)	8X V-Link (533 Мбайт/с)
Аудио	VIA Viny 5.1	VIA Viny 5.1
Модем	MC'97	MC'97
LAN	VIA MAC 10/100 Ethernet	VIA MAC 10/100 Ethernet
PCI	6	6
PATA, устройств	До 4	До 4
SATA, устройств	2	Нет
RAID	0, 1, 0+1	Нет
USB, портов	8	6
Super I/O	LPC	LPC

Основные технические параметры материнской платы ASUSP4V800-X

Рис. 2. Комплект материнской платы ASUSP4V800-X

Рис. 3. Материнская плата ASUSP4V800-X

Рис. 4. Разъемы материнской платы ASUS P4V800-X

Процессор

·        поддержка процессоров Intel Pentium 4 (512 Кбайт L2) в 478-контактном корпусе mPGA, с тактовой частотой до 3,2 ГГц+, технологией Hyper-Threading и с шиной FSB типа  QPB, обеспечивающей частоты передачи данных 800, 533, 400 МГц,

·        поддержка процессоров Intel Celeron в 478-контактном корпусе mPGA.

Чипсет

·        VIA PT800 ( North Bridge) и VIAVT8237 ( South Bridge).

Оперативная память

·        три разъема для оперативной памяти DDR SDRAM в конструктиве DIMM (184 контакта, 2,5 В, unbuffered, без ECC);

·        модули типа DDR 400,  DDR333, DDR266, максимальный объем подсистемы памяти — до 3 Гбайт (для DDR 400 — до 2 Гбайт с поддержкой максимум двух разъемов DIMM);

·        поддержка модулей DDR SDRAM объемом 64, 128, 256, 512, 1024 Мбайт.

Видео

·        один универсальный разъем 1,5 или 0,8 В AGP 3.0 с поддержкой режима AGP 8X/4X/Pro.

Аудио

·        аудиоподсистема на основе кодека фирмы ADI — AD1980 6-channel audio CODEC с поддержкой интерфейса S/PDIF.

LAN

·        интегрированный сетевой контроллер фирмы Realtek — RTL8201BL 10/100 Mbps LAN PHY с выходом на стандартный разъем RJ45.

USB

·        максимум восемь разъемов USB 2.0/1.1.

Интерфейсы накопителей

·        два коннектора Ultra DMA 133/100/66/33;

·        два коннектора Serial ATA 150 c реализацией возможностей RAID 0, RAID 1;

·        один Floppy порт (поддерживает устройства объемом до 2,88 Мбайт).

Системный BIOS 

·        AMI BIOS, 4 Mбит Flash EEPROM;

·        ACPI, PnP, DMI 2.0, ASUS EZ Flash, ASUS MyLogo2.

Слоты

·        один слот AGP, пять слотов PCI.

Разъемы периферии внешние

·        один разъем PS/2 клавиатуры;

·        один разъем PS/2 мыши;

·        один параллельный порт (Parallel);

·        один последовательный порт (COM);

·        четыре разъема USB 2.0;

·        один разъем RJ45;

·        один разъем S/PDIF Out;

·        аудиоразъемы (Line-In, Mic-In, Line-Out).

Разъемы периферии внутренние

·        два разъема USB 2.0 для четырех добавочных портов USB;

·        разъемы для охлаждающих вентиляторов CPU/Корпус;

·        разъемы 20/4-контактные для блока питания ATX;

·        разъемы CD/AUX;

·        разъемы GAME/MIDI.

Мониторинг аппаратных средств

·        мониторинг напряжений и температур.

Форм-фактор

·        ATX, размеры 30,5 x 19,3 см.

Состав комплекта материнской платы ASUSP4V800-X

В состав комплекта входят:

·        коробка;

·        материнская плата ASUS P4V800-X;

·        компакт-диск с драйверами и утилитами;

·        руководство пользователя на английском языке;

·        защитная панель ввода/вывода, соответствующая спецификации ATX;

·        кабель Floppy-диковода;

·        кабель UltraDMA 133/100/66;

·        два кабеля Serial ATA 150;

·        фирменные наклейки.

Рис. 5. Описание архитектуры и фирменных технологий, представленные на  коробке с материнской платой ASUS P4V800-X

Оценивая полноту и качество комплекта материнской платы ASUS P4V800-X, необходимо отметить, что и в этом случае предоставляемая справочная документация поражает своей полнотой. Эта документация позволяет не только ознакомиться с потенциальными возможностями материнской платы, но и оказывает существенную помощь в настройке аппаратно-программных средств компьютера.

Особенности архитектуры и дизайна материнской платы ASUSP4V800-X

Дизайн материнской платы ASUSP4V800-X в целом соответствует референс-дизайну подобных изделий. Однако имеет и определенные  особенности, характерные для некоторых плат от фирмы ASUSTeK последних выпусков. Но об этом несколько ниже. 

Рис. 6. Структура материнской платы ASUS P4V800-X

Материнская плата ASUSP4V800-X в соответствии позиционированием используемого чипсета от фирмы VIA ориентирована на применение в сравнительно высокопроизводительных компьютерных системах. При этом в системах, созданных на основе данной платы, рекомендуется использование процессоров Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading и шиной 800 МГц, обеспечивающих достижение максимального в настоящее время уровня производительности компьютеров с процессорами фирмы Intel архитектуры NetBurst.

Однако, кроме топовых моделей процессоров, возможно использование и менее производительных вариантов. Это могут быть, например, процессоры, рассчитанные на шину FSB типа QPB с частотой передачи данных 533 МГц и даже 400 МГц. При этом совместно с материнской платой ASUSP4V800-X возможно, конечно, применение моделей и без поддержки технологии Hyper-Threading. Более того, совместно с этой платой могут эксплуатироваться также и модели процессоров Intel Celeron, хотя, надо признать, что это не обеспечивает высоких уровней производительности, доступных более производительным вариантам процессоров и данной материнской плате.

Еще один путь повышения производительности — использование скоростных моделей оперативной памяти. Память новейшего и самого быстрого стандарта DDR400 (PC3200) обладает пропускной способностью до 3,2 Гб/с, обеспечивая повышенную производительность системы. При этом работа модулей памяти DDR SDRAM может быть либо синхронной — тактовая частота совпадает с частотой FSB, либо асинхронной — тактовая частота отличается от частоты FSB. Это задается в BIOS Setup — SDRAM Frequency.

Поддержка системной шины 800 МГц и памяти DDR 400, гарантирует достижение высокой производительности для систем, созданных на основе материнской платы P4V800-X.

Остается добавить, что встроенные средства материнской платы позволяют изменять стандартный набор таймингов модулей памяти.

Современный компьютер уже не мыслится без развитых мультимедийных возможностей. Одной из составляющих мультимедиа являются аудиосредства. AC'97 аудио-кодек ADI AD1980 обеспечивает воспроизведение объемного 5.1 звука по 6 каналам в динамическом диапазоне более 90 дБ.

Не обойдены вниманием и возможности разгона. Тактовая частота процессора может быть изменена в широких пределах: от 100 МГц до 400 МГц с шагом 1 МГц. Используется технология ASUS Jumper-Free. Имеется возможность коррекции напряжения как для центрального процессора, так и для модулей памяти. Изменяется и отношение CPU/DDR. Ну и как это принято в архитектуре современных материнских плат, несмотря на варьирование значений перечисленных параметров, имеется возможность фиксации частоты шин AGP и PCI, что способствует повышению устойчивости системы при использовании режимов разгона, особенно в экстремальных их проявлениях.    

Рис. 7. Микросхема NorthBridge чипсета VIAPT800 со средствами охлаждения и процессорный разъем стандарта Socket 478

Южный мост VIA VT8237, входящий в состав VIA PT800, позволяет пользователю строить RAID 0, 1 массивы из двух дисков Serial ATA 150. Здесь следует напомнить, что Serial ATA — это стандарт ATA нового поколения, обеспечивающий масштабируемую производительность, необходимую для решения задач как сегодняшнего, так и завтрашнего дня. Обладая пропускной способностью в 150 Мбайт/с, Serial ATA быстрее нынешнего традиционного стандарта Parallel ATA, обладая при этом 100% программной совместимостью с последним.

В архитектуру материнской платы встроен сетевой контроллер Realtek RTL8201BL 10/100 Mbps LAN PHY. Этот сетевой контроллер позволяет  через встроенный разъем RJ-45 легко подключить компьютер к локальной сети или широкополосному интернет-каналу, давая возможность участвовать, например, в сетевых играх, не тратясь на приобретение дополнительной карты расширения.

Рис. 8.  Батарейка для CMOSBIOS, микросхема NorthBridge, два разъема SerialATA и разъем для гибкого диска

Предусмотрена поддержка до 8 портов стандарта USB 2.0. Здесь необходимо напомнить, что USB 2.0 — самая современная стандартная шина для подключения устройств нового поколения. Обеспечивая обратную совместимость с устройствами USB 1.1, шина USB 2.0 в сорок раз быстрее предшественника. Скорость USB 2.0 составляет 480 Мбит/с, в то время как USB 1.1 — 12 Мбит/с, поэтому USB 2.0 является идеальным решением для соединения устройств на больших скоростях передачи данных.

В архитектуре аппаратно-программного обеспечения материнской платы ASUS P4V800-X предусмотрены средства повышения надежности и устойчивости работы компьютерной системы, созданной на основе этой платы. Даже в случае сбоя или потери информации, которые иногда происходят при работе BIOS, технология ASUS CrashFree BIOS 2 позволяет перезагрузить компьютер и выполнить интеллектуальную функцию самовосстановления BIOS с помощью компакт диска поддержки материнской платы.

Повышению надежности и стабильности работы способствует реализация  аппаратного мониторинга, обеспечивающего контроль за напряжениями питания и работой охлаждающих вентиляторов. Эта возможность значительно упрощает контроль за аппаратными средствами компьютера в случае использования режимов разгона.

Контролируются следующие важнейшие параметры: напряжение процессора Vcore, уровни стандартных шин питания +3,3, +5 и +12 В; температуру процессора и материнской платы, частоты вращения двух вентиляторов.

Еще одной особенностью архитектуры ASUSP4V800-X является использование трехканального варианта импульсного преобразователя напряжений — VRM, хотя многие производители материнских плат используют уже четырехканальные решения. Тем не менее, тестирование показало высокую стабильность работы платы, что, вообще говоря, не являлось неожиданным для изделия от именитого производителя.

Рис. 9. VRMASUS P4V800-X

Кстати, расположение VRM, как, впрочем, и ориентация процессорного разъема, несколько отличаются от традиционного их расположения в типовых дизайнах материнских плат. Связка сокет-VRM повернуты на 90 градусов по часовой стрелке. В результате данных изменений процессорный разъем оказался смещенным к центру платы, что позволяет использовать кулеры большого размера. Перемещение же VRM, по-видимому, улучшает его тепловые режимы эксплуатации в составе материнской платы.

В трехканальном импульсном стабилизаторе напряжения питания процессора, топология которого во многом напоминает, например, VRM от ASUSP4С800 и ASUSP4С800 Deluxe, применены 7 конденсаторов по 1500 мкФ и 3 по 1200 мкФ. На этой плате находятся и отдельные стабилизаторы питания шин AGP и модулей оперативной памяти.

В заключение, следует отметить, что по широте комплекта и набору функциональных средств материнская плата ASUSP4V800-X хотя и не может соперничать, например, с ASUSP4С800 Deluxe, однако она значительно дешевле. Это позволяет потенциальным пользователям получить производительную материнскую плату от именитого производителя со всеми атрибутами, связанными, например, с полагающейся поддержкой. При этом все приобретается за существенно более скромные финансовые средства, чем, например, в случае High End-плат ASUSTeK. Кроме того, материнская плата ASUSP4V800-X обладает RAID функциональностью, портами Serial ATA, AGP 8Х, интегрированным сетевым адаптером, USB 2.0 и уникальными функциями ASUSTeK, которые делают данную плату очень рентабельным решением.

Тестирование показало высокую стабильность работы платы ASUSP4V800-X и сравнительно высокую ее производительность, но об этом в одной из следующих статей.

Материнская плата ASUSP4V800-X может быть рекомендована широкому кругу пользователей.

Материнская плата ASUS P4V800-X предоставлена московским представительством фирмы ASUSTeK