Год с лишним назад, вместе с официальным объявлением последнего семейства 32-разрядных процессоров, получившего название Pentium-4, корпорация Intel представила набор системной логики i850 (кодовое название "Tehama"), разработанный для поддержки новых процессоров. Однако контроллер памяти этого чипсета работал только с памятью типа Rambus. К тому времени уже стало понятно, что эта память так и не приживется на рынке, а системы на базе Pentium-4 будут продаваться очень плохо. Поэтому Intel начинает разработку другого чипсета, ориентированного на обычную память SDRAM, а также на набирающую популярность DDR SDRAM. И вот в сентябре 2001 года был официально представлен чипсет i845 (кодовое название "Brookdale"). Это не переделка i850 или i815, как может показаться на первый взгляд, - это совершенно новый чипсет. Давайте подробно рассмотрим его особенности.

Структура чипсета

Как и все современные чипсеты Intel, i845 построен по так называемой "хаб-архитектуре". Чипсет состоит из четырех чипов: системного контроллера MCH 82845, хаба ввода-вывода ICH2 82801BA, Flash-хаба FWH и контроллера устаревших интерфейсов Super I/O. Все чипы, кроме первого, унифицированы и используются в других чипсетах Intel. Подробно на них останавливаться не имеет смысла; скажу лишь, что ICH2 содержит контроллеры PCI, ATA/ATAPI, USB, LPC, AMR/CNR, а FWH содержит системный BIOS и генератор случайных чисел. Блок-схема чипсета i845 представлена на рисунке.

Центром нового чипсета является хаб MCH 82845. По сути, он является мостом между четырьмя интерфейсами, обеспечивая обмен данными между процессором, памятью, AGP-контроллером видеокарты и периферийными устройствами (точнее, хабом ICH2). Другими словами, этот чип содержит контроллеры четырех шин: процессорной FSB, шины памяти, шины AGP и канала межхабового взаимодействия. Рассмотрим подробно каждый из них.

Контроллер процессорной шины

Процессор Pentium-4 использует 64-разрядную шину типа AGTL+ (частота 100 МГц, оконечные сопротивления находятся внутри чипсета), подобную той, что применялась для предыдущего семейства, Pentium-II/III. Новый протокол обмена (Enhanced Mode Scalable Bus Protocol) позволяет передавать по ней вдвое больше адресов и вчетверо больше данных за один такт. Эффективная пропускная способность шины Quad Pumped Bus составляет 3.2 Гб/с. Один 32-разрядный адрес передается по ней за два такта, как и 64-разрядная строка кэша. Для согласования этой шины с другими интерфейсами чипсет i845 имеет специальный буфер, способный сохранять до 12 запросов на чтение или запись. Также допускается одновременно производить две операции по шине, но они не должны обращаться к одному и тому же интерфейсу из числа тех, которые контролируются хабом MCH.

Чипсет i845 также поддерживает особый механизм снижения энергопотребления - динамическое инвертирование. Каждые 16 бит данных (сегмент 64-битного слова) анализируются, и если более 8 бит будут иметь низкий уровень сигнала, данные инвертируются (высокий и низкий уровень меняются местами) и передаются; одновременно устанавливается сигнал DBI#.

Механизмы контроля целостности данных чипсетом i845 не поддерживаются.

Контроллер шины памяти

Чипсет i845 поддерживает работу с обычной памятью SDRAM. При этом частоты процессорной шины и шины памяти могут быть либо равными, либо находиться в соотношении 3:4. Другими словами, поддерживается память PC100 и PC133. Разрядность шины памяти (электрический интерфейс LVTTL) составляет 64 бита (или 72 бита при использовании ECC), максимальный адресуемый объем - 4 Гб, пропускная способность - 1.06 Гб/с. Чипсет поддерживает до 3 Гб памяти, а максимальное количество банков равно шести. Можно использовать максимум три небуферизированных двухсторонних модуля DIMM с чипами емкостью до 512 Мбит. Чипсет может открывать до восьми страниц памяти на каждом DIMM-модуле и производить быстрое обращение к ним. Поддерживается также определение конфигурации с помощью механизма SPD.

i845 позволяет использовать механизм обнаружения и исправления ошибок EDC/ECC, для чего нужно установить соответствующие планки памяти. Также имеется не совсем очевидный механизм управления температурным режимом (Thermal Management), который должен снижать рассеивание энергии за счет ограничения пропускной способности памяти.

Говорят, что чипсет i845 поддерживает также память DDR SDRAM, однако соответствующие платы появятся только в январе 2002 года.

Контроллер AGP

Чипсет i845 имеет в своем составе контроллер 32-разрядного интерфейса AGP версии 2.0. Он поддерживает режимы AGP 2x, AGP 4x, SideBand Addressing (в том числе 4x) и FastWrites. В составе чипсета имеется буфер запросов на 32 записи, а также буфер трансляции адресов (TLB) на 20 записей (задействуется чтение текстур из системной памяти). Пропускная способность канала AGP - 1.06 Гб/с.

Обратите внимание: i845 поддерживает видеокарты, способные работать с напряжением 1.5 В. Как правило, этому условию удовлетворяют только те из них, которые рассчитаны на режим AGP 4x.

Контроллер хаб-интерфейса

Общение двух хабов чипсета происходит посредством 8-разрядной шины, работающей на частоте 66 МГц. Данные и сигналы прерываний по ней передаются по четыре слова за такт (режим 4х), поэтому ее пропускная способность составляет 266 Мб/с.

Механические характеристики

Системный контроллер MCH 82845, о функциональности которого шла речь, выпускается по технологии 0.18 мкм в 593-контактном корпусе FC-BGA размером 37,5х37,5 мм. Внешне он похож на уменьшенный процессор Intel Pentium-III "Coppermine". На всех материнских платах на него будет надеваться большой радиатор с термоподложкой.

Выводы

Очевидно, что i845 должен существенно повысить привлекательность систем с процессором Pentium-4, поскольку он не требует дорогостоящей и мало распространенной памяти RDRAM. Но, расставаясь с Rambus, Pentium-4 теряет львиную долю своей производительности. Судите сами: пропускная способность процессорной шины оказывается втрое выше, чем аналогичная характеристика шины памяти. Очевидно, что процессор при выполнении операций обмена с памятью две трети времени будет простаивать.

Кроме того, остаются проблемы с новым блоком питания и другой системой охлаждения процессора. Поэтому системы с процессором Pentium-4 никак нельзя назвать доступными. Зато производительность и надежность, традиционно сильные стороны продукции Intel, никуда не делись. Если вы готовы за них платить, то платформа Pentium-4 + i845 покажется вам очень привлекательной.

Официальный datasheet фирмы Intel: developer.intel.com/design/chipsets/datashts/290725.htm

Макс КУРМАЗ,
hardware@kv.by,
сайт "КВ/Hardware" (www.kv.by/hardware)