PCI-Express 2.0 matična ploča - Chipset Intel P67 (H67)

Druga generacija Intel® Core™ i3, Core™ i5, Core™ i7 mikroprocesora, u odnosu na prvotnu (kao za Q57 chipset), prvenstveno se razlikuje u objedinjavanju i međusobnom povezivanju procesorskog i grafičkog podsustava u jedan jedinstveni čip po fizičkoj i logičkoj osnovi, i u cijelosti su izvedeni u 32 nm tehnologiji, kao što prikazuje naredni skup slika.

Slika** 3.5.33 Mikroprocesor s objedinjenim procesorskim i grafičkim sustavom

Primjena 32 nm tehnologije i njeno unapređivanje omogućava manju fizičku veličinu tranzistora, što znači da se može objediniti mnogo više logičkih sklopova na silicijskoj pločici, ali ujedno i povećati samu funkcionalnost takvog mikroprocesora, pa u odnosu na prethodnu generaciju mikroprocesora, njihovo novije izdanje sadrži naprednije tehnologije. Primjer na slici 3.5.33 je procesor sa četiri jezgre u kojima je ukomponirana L2 međumemorija, a sve jezgre ravnopravno koriste zajedničku L3 međumemoriju. Pridodana GPU jedinica i upravljački sklopovi obogaćuje cjelokupni sustav i čine ga učinkovitijim i samostalnijim u odnosu na prijašnja rješenja. Po dimenzijama mikroprocesori novije generacije iste su veličine kao prethodnici ali je kućište promijenjeno - LGA 1155. Broj nožica je gotovo isti, ali su urezi na podnožju mikroprocesora na različitim mjestima tako da starije mikroprocesore nije moguće umetnuti u novo kućište i obratno. Kako je kućište mikroprocesora po osnovnim dimenzijama isto i zadržana je ista udaljenost otvora za montiranje rashladnog tijela, mogu se uporabiti i već postojeći rashladni sustavi za LGA 1156. Važno je napomenuti da 'Sandy Bridge' procesori troše prilično manje energije u odnosu na prethodnike, te se stoga shodno navedenom i manje zagrijavaju. Tome doprinosi i nadzor distribucije opterećenosti pojedinih jezgri. Ako se tijekom rada pokaže da se je neka od jezgri previše opteretila, trenutni proces se automatski prebacuje na hladniju jezgru, te se na taj način iskoristivost mogućnosti procesora znatno povećava.

U narednom primjeru prikazana je moćnija matična ploča koju je Intel namijenio igračima i entuzijastima. Riječ o matičnoj ploči punog ATX formata sa mogućnostima koje nadmašuju potrebe prosječnih korisnika. Intel ovim modelom pokazuje da se može konfigurirati 'Sandy Bridge' PC sustav sa performansama u ravni najjačih LGA 1366 procesora i X58 matičnih ploča. Koristi se li ovakva konfiguracija i u druge svrhe? Da, CAD programska potpora sigurno će biti učinkovitija, a CT jedinica za snimanje ljudskog organizma, uređaj za kompjutorsku tomografiju, koristi jedno računalo ove vrste koje liječniku služi za pregled snimaka na dva velika LCD zaslona. Uz dobru grafičku potporu (dodatna grafička kartica) mogu se po volji velike digitalizirane snimke pregledati do najsitnijih detalja. Uz dobru grafičku potporu i igre dobivaju na realnosti i kvaliteti prikaza, a da ne spominjemo dinosauruse:-).

Primjer X

Učinkovita potpora mikroprocesoru s više jezgri i integriranom grafičkom sustavu iz porodice INTEL 'Sandy Bridge', za zahtjevnu kućnu i uredsku uporabu je matična ploča sa CHIPSET-om INTEL P67 (H67) za mikroprocesore tipa 'Core™ i7' i 'Core™ i5', izrađenih u 32 nm tehnologiji s objedinjenim procesorskim i grafičkim sustavom, a koriste LGA 1155 podnožje. Negdašnji 'North Bridge' chipset-a sve je manje zastupljen kao usluga za CPU:

• P67 (H67) - Platform Controller Hub (PCH)
  Brine o vanjskim uređajima računala (I / O Controller Hub) i izrađuje se sa integriranom potporom za RAID polje diskova. Uz navedeno podržava optičke uređaje (CD-DVD), USB (Universal Serial Bus) uređaje, noviju specifikaciju za USB (v 3.0) i SATA (6.0 Gb/s), više kanalnu potporu za obradu zvuka (HDA), mrežnu potporu za LAN komunikaciju i vanjske uređaje povezane SATA sučeljem (eSATA - external SATA) uz pomoć dodatnih namjenskih integriranih krugova.

Slika** 3.5.34 Blok shema Intel-P67/H67 chipset-a / Intel-DP67BG PCI-Express 2.0 matična ploča.

P67 chipset ima podršku za dodatne grafičke kartice, i u ovom primjeru moguće je uporabiti dvije grafičke kartice međusobno povezane CrossfireX ili SLI tehnologijom. Uz uporabu 'Core™ i7' procesora s navedenim se dobiva velika računalna moć, dok chipset H67 u kombinaciji s nekom Mini-ITX matičnom pločom i 'Core™ i3' procesora omogućava dizajn malog i učinkovitog uredskog računala koristeći GPU mikroprocesora. P67 chipset dopušta izravan 'overclocking' na razini BIOS-a.

Ovakav objedinjeni koncept zasnovan na chipset-u H67 omogućava izradu jeftinijih i manjih računalnih sustava, na matičnim pločama manjih dimenzija s minimalnim mogućnostima dogradnje, kao Mini-ITX format. Sasvim dovoljno za jedan ured kao što je recimo računovodstveni servis, gdje nema potrebe za moćnim sklopovskim resursima. Ako postoji potreba za FDD uređajem, proširenje je jednostavno uz uporabu FDD uređaja koji koristi USB kao komunikacijsko sučelje.

Dakle, broj značajnih čipova smanjen je na jednog što će omogućiti i učinkovitiji dizajn računala u manjim kućištima. Stanje sustava nadzire mnoštvo senzora i vizualno se predočava pomoću LED dioda, a POST pokazivač omogućava učinkovitiju dijagnostiku sustava po postupku uključivanja računala. Animirani natpisi opisuju namjenu pojedinih komponenti, i nemaju striktni redoslijed pojavljivanja kao u primjeru VIII. Tablica koja slijedi opisuje sastav i mogućnosti prikazane matične ploče na prethodnoj podslici:

Već u primjeru za X58 chipset, evidentno je da prisutnost PS/2 konektora za priključivanje tipkovnice i miša nije potrebno, jer je podrška za USB uređaje ukomponirana u BIOS. Matična ploča u ovom primjeru daje još uvjerljiviju djelotvornost primjene USB konektora. 'Boot' sadržaje za održavanje operativnog sustava moguće je pokrenuti i s nekog USB stika. Intel je uveo zahtjev za obaveznu prisutnost naprednih kontroliranih modula za regulaciju napona. Kako se radi o malim radnim naponima, pravilno opsluživanje CPU-a postala je od ključnog značaja za neometan rad kompleksnog procesora koji već u sebi ima integrirano mnoštvo različitih uređaja. Rad digitalnog PWM (Pulse-width modulation) modula za napajanje mikroprocesora nadzire specijalni procesor kojeg proizvodi firma CHiL (CHiL Semiconductor Corporation) koji dinamički snabdijeva CPU+GPU dijelove čipa odgovarajućim naponom u skladu s operacijama koje se trenutno izvršavaju.

Memorijska mapa i način pristupanja memorijskim lokacijama slična je rasporedu prikazanom u tablici na jednoj od prethodnih stranica, s tim da je gornja granica 32 GB. Priključke matične ploče dostupne preko zadnje strane računala prikazuje naredna slika:

Slika 3.5.35 Priključci za povezivanje uređaja.

Značajnijih razlika u odnosu na priključke prikazane na slici 3.5.32 nema, osim dodatnih USB 3.0 priključaka (NEC D72020DF). Osim nove generacije mikroprocesora, matičnu ploču iz prethodnog primjera krasi i podrška za dvostruko brži pristup diskovnim uređajima koji rade s brzinom 6 Gb/s. Na matičnoj ploči su dva klasična PCI utora usprkos činjenici chipset P67 nema podršku za njih. U tu svrhu ugrađen je zasebnu upravljački IDT-ov (Integrated Device Technology) čip na DP67BG (Burrage) ploču koji brine o njihovoj komunikaciji s ostatkom sustava. POST (Power-On Self-Test) nadzire detaljan dijagnostički sistem koji preko sekcije s LED diodama prikazuje inicijalizaciju procesora, memorije, grafičke kartice, USB portova, HDD uređaja i sam početak procedure podizanja OS-a, što je vrlo zahvalno glede servisiranja računala. Dakle, u odnosu na osnovnu koncepciju prikazana matična ploča uz postojeći chipset posjeduje još dodatnih upravljačkih čipova koji značajno nadopunjuju njezinu djelotvornost. Iako je sve navedeno priličan korak u razvoju PC računalne tehnologije, problem hlađenja komponenti i dalje je prisutan, mada u nešto manjoj mjeri.

Uz potrošnju procesora od približno 95 W, 4 GB DDR3 RAM s XMP (Extreme Memory Profile) osobitostima, jednu grafičku karticu visokih performansi i po jedan HDD i optički uređaj, minimalni zahtjevi za napajanjem su oko 460 W. Ukupno gledano jedan svestrani uradak koji bi; uz dodatnu karticu (kao TV kartica) i module (wireless, infrared i bluetooth), te adekvatno tome moćnije napajanje; bio vrlo poželjan u računalu. Skupo? Da!

SAŽETAK:

Povećanje performansi modernih mikroprocesora ostvaruje se ugradnjom više procesorskih jezgri u jedno kućište u smislu udvajanja procesorskih resursa s više međusobno povezanih odvojenih čipova (Intel) ili objedinjavanjem svih jezgri u jedan jedinstveni čip (AMD). Dodavanjem L3 međumemorije i memorijskog upravljača u sustav, kao u primjeru Core™ i5 i Core™ i7, cjelokupan sustav od više jezgri je objedinjen. Višejezgrenost, odnosno višeprocesorski sustavi, već su odavno u primjenu u poslužiteljima u izvedbi tipa; jedno kućište (socket) - jedan procesor ali s više procesora na matičnoj ploči. Svrha korištenja više procesora s jednom jezgrom ili jednog procesora s više jezgri je raspodjela aktivnih procesa na više fizičkih i / ili logičkih mikroprocesora (Core™ i7), sa čime se dobiva na broju istovremeno obavljenih procesa u jedinici vremena a ne na brzini njihove pojedinačne obrade. Brzina obrade ovisi o radnom taktu mikroprocesora i sve je teže izradi mikroprocesor s većim radnim taktom, te otuda slijedi višejezgreni koncept dizajna mikroprocesora. O osobitostima operativnog sustava ovisi na koji način će se podržati ovakve izvedbe mikroprocesora (Windows 7 znati će prepoznati 256 procesora).

Programske potpore dizajnirane da iskoristiti višeprocesorske mogućnosti biti će sve više. Korist od opisanog koncepta imati će sva programska potpora za obradu videa i CAD/CAM (Computer Aided Design / Computer Aided Modeling) i slične, a naravno i igre. Istovremeno uz uporabu moći grafičkih procesora da preuzmu dio poslova na sebe (GPGPU - General Purpose GPU), može se zaključiti da moć korisnikovog radnog okoliša strahovito raste. Nekad višesatno kodiranje glazbe u MP3 format danas se obavlja 'u trenu', a slično će biti i na polju obrade multimedijskih sadržaja.

No, za vrlo velike zahtjeve (kao igre) sama procesorska snaga (CPU) nije dovoljna, već je treba udružiti sa snažnom grafičkom potporom (GPU) što opisana matična ploča omogućava 'CrossFire' tehnologijom povezivanja dviju grafičkih kartica u paralelni rad. Prilična potrošnja mikroprocesora, matične ploče, jedne ili više grafičkih kartica, radne memorije i drugih uređaja podrazumijeva kvalitetan izvor energije koji ne bi smio biti ispod 800 W raspoložive snage (PSU kalkulator).

Osim konektora za spajanje uređaja prikazanih na slikama 3.5.27, 3.5.32 i 3.5.35, priključci na matičnoj ploči omogućavaju dodatno priključivanje konektora za uređaje ukomponiranih kao sučelje na limenom nosaču-vodilici (bracket) na stražnjoj strani kućišta ili kao sustav priključaka na pročelju kućišta računala ili na neki sličan način. Priključci na pročelju kućišta računala sve su popularniji zbog bolje pristupačnosti i time olakšanog svakodnevnog rada s brzo izmjenjivim periferijama kao što je USB stik.