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原创 I875P芯片组的技术特点

2008-6-18 14:33 766 0 分类: 工程师职场
为了完全摆脱AMD新处理器Athlon 64的追赶,早在去年11月英特尔就出人意料地修改了其P4处理器的Roadmap,宣布将跳过原计划的667MHz前端总线,把P4处理器的前端总线频率直接提高到800MHz。这一步,不仅完全打乱了非Intel芯片组主板厂家的研发步履,而且给非Intel芯片组厂家带来极大的压力。此前,非Intel芯片组厂家总是以比Intel的芯片组具备更低价格、更强性能自居。但是,这次Intel计划以更高性能为亮点推出产品,并迫使非Intel芯片组厂家更改计划,这些表明Intel依靠其成功的845系列主板芯片组已重新夺回了市场和技术的领导权。


    进入2003年度,个人用户版Athlon 64迟迟难以上市,而Intel却于4月14日正式发布了基于800MHz前端总线的P4处理器。与此对应,在支持 800MHz前端总线的主板平台方面,Intel还同时推出了875P(研发代号: Canterwood)和865PE(研发代号:Springdale)芯片组。这两款系列芯片组能支持几乎所有的前沿技术,比如AGP 8X、双通道DDR、串行ATA以及800MHz FSB。其中875P芯片组是Intel旗下第一款采用PAT的高端桌面和工作站入门级别芯片组,Intel PAT技术可以大大降低芯片组到系统内存之间,数据传递的延迟性,结合支持双通道DDR 400内存的特性,可以为875P芯片组带来2—3%的性能提升。


    此外,这两款芯片组都将搭配新的重要的ICH5南桥芯片2-ICH5南桥芯片)。ICH5是第—片具备Serial ATA功能的南桥芯片,除了能提供两条ATA100通道以外,还能提供两条SATA150通道的支持。ICH5有两个版本,分别是 FW82801EB(ICH5)以及FW82801ER(ICH5R),两者功能都差不多,但是后者增加了RAID功能。下面是I865/875芯片组的简要特点:


    I875P的8大技术特点


    按照Intel的惯例,新处理器的问世必将会搭配相应的芯片组,虽然很多主板厂家宣布它们的84X芯片组就可以支持800MHz FSB,但这只是厂商的个人行为。而在推出800MHz FSB P4的同时,Intel也推出了一系列新芯片组,包括I875、I865G、I865PE和I865P,支持AGP 8X,除去I865P以外另外三款都支持800MHzFSB和双通道DDR400,采用ICH5南桥芯片让它们都支持8个USB2.0接口和6通道AC音源,两条独立的ATA/100通道和两个最新SATA-150通道,最多可以连接6个ATA设备。


    但与定位在主流市场的I865不同,I875着眼高端、高性能市场,代号Canterwood的I875芯片在I865的基础上支持 PAT即Intel加速技术,当I875芯片组在800MHz FSB、DDR400配置下即可激活这项技术。另外,I875还支持内存ECC校验,这是针对高端市场的独特功能。下面我们就带大家来了解一下I875P相比I84X系列所具备的新的技术特点。


    1、支持800MHz FSB


    前端总线就象一扇沟通芯片组与处理器之间的大门,门越大可以同时进出的数据就越多,所以CPU外频和前端总线的提升一直关系到CPU、主板和内存等技术发展的要点。2000年年底,Intel推出了第一款P4,它采用了全新设计;早期Willamette核心的P4 CPU采用0.18微米制作工艺,前端总线400MHz,二级缓存为256KB。P4发布


    Intel 865PE 这款芯片组是I875P的简化版本,定位在主流市场,具备除了PAT和ECC验校功能在外的I875P所有功能。


    Intel 865G 这款芯片组是I865PE的修订版,整合了Extreme Graphics 2绘图核心。


    Intel 865P 这款芯片组是1865PE的简化版本,它不支持800MHz总线频率。


    Intel 875P 英特尔为这款芯片组的定位为高端市场,I875P中具有PAT功能,还支持ECC验校功能。


    之初只能搭配Intel自行研发的I850芯片组,接口为Socket 423。2001年, P4接口从Socket 423转变为Socket 478,同年Intel发布了Northwood核心的Pentium 4 CPU,它采用更加先进的0.13微米制作工艺,二级缓存达到512KB。2002年,Intel又将Northwood核心P4的前端总线从400MHz提升到533MHz。而今年,Intel又跳过了667MHz将P4前端总线直接提升到了800MHz,虽然CPU工作频率没有得到很大提升,但是由于前端总线带宽的大幅攀升性能提高却很大——将处理器外频提升至200MHz,由于P4处理器采用4倍前端总线,所以P4处理器前端总线高达800MHz,提供高达6.4Gb/s的处理器带宽,能够大大减少系统等待新数据所花的时间,同时更高的前端总线对P4的NetBurest架构和超线程技术都有很大的好处。


    2、支持AGP8X。


    AGP图形加速端口(Accelerated Graphics PORT)直接与主板的北桥芯片相连,且该接口让视频处理器与系统主内存直接相连,避免了经过窄带宽的 PCI总线而形成系统瓶颈,增加了3D图形数据传输速度,而且在显存不足的情况下还可以调用系统主内存,所以它拥有很高的传输速率,这是PCI等总线无法与其相比的。AGP以66MHz PCI Revision 2.1规范为基础,在此基础上扩充了以下主要功能:由干采用了数据读写操作的流水线操作减少了内存等待时间,数据传输速度有了很大提高:具有133MHz及更高的数据传输频率:可直接由内存执行DIME:地址信号与数据信号分离可提高随机内存访问的速度:采用并行操作允许在CPU访问系统RAM的同时AGP显示卡访问AGP内存,显示带宽也不与其它设备共享,从而进一步提高了系统性能。


    AGP接口的发展经历了AGP1.0(AGP1X、AGP2X)、AGP2.0(AGP Pro、 AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)等阶段,其传输速度也从最早AGP1X的266MHz/s发展到AGP8X的2GB/s。紧跟芯片组制造商的脚步,大批支持AGP8X的显卡在市场上越来越流行,英特尔也意识到AGP8X绘图总线的重要性,为I865/I875P芯片组配上了AGP8X。但就主板技术发展而言,AGP8X也只不过是一种过渡方案,Intel很可能在其下一代主板中采用PCI Express总线做为显示卡接口,PCI Express总线架构是一种点对点的串行传输,是可按不同设备自适应工作频率的一种先进总线,得益干点对点和串行工作方式,PCI Express总线一开始就以2.5GB/s(ec)的带宽为起点,还可以以2倍、4倍甚至最高的16倍频方式工作,这时候系统可以提供高达40GB/s(ec)的互联带宽,即便是目前最高性能的ATI Readon9700(9800)Pro的20GB/s(ec)左右的显存带宽与其对比起来也仅是小巫见大巫。因此,Intel将毫不犹豫地把AGP端口迁移至PCI Express架构上面,并把它命名为AGP Express。


    3、支持双通道DDR400。


    大家知道,当CPU工作在FSB为400MHz的环境下时,与内存之间可以达到64bit/8X400MHz=3.2GB/s的数据传输率,而工作在FSB为533MHz环境下时,可以达到64bit/ 8X533MHz=4.2GB/s的数据传输率。如果仍然使用单独的 64bit内存控制器,在DDR266模式下只能提供2.1GB/s的内存带宽,在DDR400下也只能提供3.2GB/s的内存带宽。可以看到,即便是使用DDR400这样高的内存标准,在64bit内存位宽的模式下也刚好满足FSB为400MHz的P4CPU的数据带宽需求。而当我们使用533MHz FSB的CPU时,即便使用64bit的DDR466内存,内存子系统仍然是整个系统的 瓶颈,更不用说采用800MHz的CPU了。


    为了解决这个问题,采用双通道DDR技术来增加主板芯片组内存带宽的方法应运而生。其实双通道DDR技术在NVIDIA第一代的nForce中就有应用,目前市场上已有的支持双通道DDR的主板就有nForce2、E7205、SiS655和SIS746FX等芯片组的主板。而面对800MHz所需求的内存带宽,I865/875P主板提供了双通道DDR400/DDR333/DDR266内存的支持。其中I875P采用了144bitX1/72bitX1的DDR内存控制器,支持ECC内存,因此它是一款定位于工作站级另,/的主板芯片组。采用双通道DDR技术的主板即便是由于内存潜伏期仍然较长而没有达到理论上的双倍内存带宽,但其内存性能的增幅还是很大的。此外,这里需要说明的是,I875P芯片组和nForce2芯片组的内存控制器有所不同,nForce2采用两个独立的64bit DDR内存控制器,即使两个内存控制器对应的内存容量不同也能实现双通道,而I875则必须要求是成对相同规格(容量密度和位宽必须相同)的内存才能组成双通道DDR,否则会降为单通道方式。


    4、支持SATA


    在I875/I865中,英特尔使用了ICH5作为南桥芯片,与上一代ICH4最大的不同之处在手ICH5所支持USB 2.0最大端口数不同,并且提供对SerialATA的支持。Serial ATA(SATA)即串行ATA,它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型。由于采用串行方式传输数据而得名。大家知道,并行ATA由于采用并行方式传输数据,所以一次可传输多位数据,但它的缺点也显而易见,每个通道需要的信号针脚就高达26支。另外,并行ATA设计时需要 5V的电压。相比,Serial ATA就具备其独特的优势。首先,Serial ATA以连续串行的方式传送数据,一次只会传送一位数据。这样能减少ATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,效率也会更高。实际上erial ATA仅用四支针脚就能完成所有的工作(这四支针脚分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据),同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次,Serial ATA的起点更高、发展潜力更大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s,这比目前最新的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/s的最高数据传输率还高,而在Serial ATA  2.0的数据传输率将达到300MB/s,最终将实现 600MB/s的最高数据传输率。最后,Serial ATA的拓展性更强,由于Serial ATA采用点对点的传输协议,所以不存在主从问题,这样每个驱动器不仅能独享带宽,而且使拓展更为方便。


    由于Serial ATA本身具备一定的优势,又有很大的发展前途,因此未来的存储业界的主流标准注定将是 Serial ATA。ICH5支持两个Serial ATA-150通道,这意味着你可以连接6个ATA驱动器,而ICH4只提供了两个ATA/100通道。其中,CH5R内建四条ATA通道,包括两条SATA和两条PATA(并行ATA通道,即传统的IDE通道),每条 SATA通道可以挂接一个SATA设备,每条PATA通道则可以挂接主从两个IDE设备。为保证与过去操作系统的兼容性,SATA设备可通过BIOS设置镜像成PATA通道上的一个设备,对应位置的PATA设备将不被BIOS识别。这样,对任何一个操作系统来说,无论是否连接了SATA设备,操作系统可完全识别2个IDE控制器。而对Windows XP的用户来说,则可以同时享受ICH5所提供的4个ATA通道,即操作系统可以正常识别出集成千芯片中的4个独立控制器及所连接的设备。


    5、支持RAID。


    此外,更重要的是,CH5R是世界上第一款整合了RAID功能的南桥芯片。以前RAID技术主要被应用于高性能的工作站或服务器上,且都采用SCSI RAID结构。现在由于IDE硬盘性能的突飞猛进以及价格的不断下降,普通家庭用户对数据的安全性及整机性能的关注使IDE或SATA RAID技术与市场已渐趋成熟。


    目前市场上很多民用IDE RAID设备上都使用的是RAID 0 (串行架构,很多人认为RAID 0并不算是真正的RAID,因为它根本没有任何额外的备份装置。且RAID 0甚至比一般单一硬盘的可靠度还差,只要一个硬盘损坏整个阵列里的数据都会损失掉。不过 RAID O还是很具吸引力,因为它的性能极佳。)、RAID 1(镜像架构,它是将一块硬盘的内容完全复制到另一块上。)、RAID 0+1(由RAID 0和RAID 1组合而成)来达到RAID的目的,其性能可满足一般日常需求并大大提高你计算机的安全性及性能。但是这一功能在普通的,CH5中不提供,只在特别版本ICH5R(Intel 82801ER)中提供,由干两款南桥芯片的差价仅为3美元,因此未来消费者组装自己的SerialATA磁盘阵列时,花费应该非常廉价。ICH5R理论上可以实现300MB/s(150MB/sX2)的磁盘接口速度,大大缓解了PCI总线的瓶颈及延迟问题,同时提升了实际接口吞吐率也满足了单个磁盘性能不足的问题。此外,ICH5R特有的RAID Migration(RAID迁移)技术简化了用户使用RAID的升级过程,如果使用者想将现有的一颗硬盘系统升级到RAID 0模式,只要安装第二颗硬盘并在BIOS中开启RAID功能,IAA软件的阵列建立功能便会在后台自动完成向RAID模式的转换工作,完全免去了以往SCSI或IDE繁琐的操作过程,也无需重新安装操作系统。而且在RAID系统建立后,用户即便随意更换磁盘接口和磁盘顺序,也不会破坏RAID系统。采用SATA+ICH5R的I875P系统配合IAA 3.0 Raid版驱动,有非常可观的性能提升,但是这样的性能提升并不适用干ICH5R+PATA、ICH5+PATA、ICH5+SATA(ICH5不能安装IAA 3.0 Raid)。所以,要想充分获得I875P的性能,选择SATA硬盘驱动器是必不可少的。


    6、具备CSA传输流架构


    I865/875系列主板芯片提供了千兆网卡的完整支持,还增加了一条专门为千兆网卡而增加的CSA通道,专门用于千兆级的网络传输。这样主板厂商只要增加一个1000M的网卡芯片就可以提供对1000M网络的支持,这无疑对普及千兆网卡来说是一个很大的促进作用(该1000M兆网卡直接连接到MCH芯片上,从而可以获得足够的应用带宽)。


    CSA(Communication Streaminq Architecture)传输流架构是Intel专门为提供更快的网络和MCH互联而特别设计的新一代传输架构。运用这项技术,可以绕过PCI总线直接在HubLink架构下完成所有的数据传输,同时提供266MB/s的数据吞吐量,使它的带宽两倍于PCI总线。在此架构下因为数据可以直接从网络传输到RAM,使内存的读写操作更加快捷,降低了响应时间。CSA也减少了数据通过HubLink的次数,因此可以充分降低网络延迟时间。网络数据经由CSA直接到达MCH和RAM,然后通过ICH将数据传输到本地硬盘中。数据传输的整个过程中,没有经过PCI总线,从而彻底避免了PCI带宽瓶颈,CSA总线带宽较原来PCI总线有80%的提高,从原来PCI总线的928Mbps提高到了1672Mbps,使千兆网卡能完全发挥其性能。


    7、具备PAT性能加速技术


    PAT(Performance Acceleration Technology)性能加速技术主要用来改进芯片组的性能。简单地说PAT对芯片组性能的提升是采用减少芯片组内部FSB和系统内存之间延迟的技术来实现。PAT不单单是BIOS的一个选项,它还要借助于芯片本身。I865芯片组系列就不能实现PAT:实际上I865-PE芯片组已经提供了相当出色的性能:I875P芯片组则是为那些要求更高的用户提供附加的性能——I875独家提供的PAT技术,能够在采用800MHz FSB+DDR 400的时候缩短内存访问时间,从而使I875的内存带宽指标性能对比I865有5%左右的提升。还需指出,PAT模式只能在800MHzFSB和双通道DDR400的情况下才能实现,PAT技术对干办公类应用的性能提升有一定的作用,但是在游戏中却没有带来什么明显的差别。


    8、支持ECC校检内存


    大家知道,内存在服务器中非常重要,随着用户对服务器要求的不断提高,如何在扩展内存密度、增大内存容量的同时,保证系统内存的可靠性越来越受到用户和服务器厂商的关注。一些厂商推出了独特的服务器内存技术 ECC,这种技术能够增加内存的容错能力,能够满足那些对实效性要求很高的应用软件的要求。


    所谓ECC是Error Checkinq and Correcting(错误检查和纠正)的简写,它广泛应用干各种领域的计算机指令纠错中。而ECC校验内存使用额外的bit存储一个用数据加密的代码。当数据被写入内存,相应的ECC代码与此同时也被保存下来:当重新读回刚才存储的数据时,保存下来的ECC代码就会和读数据时产生的ECC代码做比较。如果两个代码不相同,它们则会被解码,以确定数据中的哪一位是不正确的。然后这一错误位会被抛弃,内存控制器则会释放出正确的数据,从而保证数据的正确性。除了可以检测并纠正单比特错误外,ECC可以检测出2-4比特的错误,当发现多比特错误时,ECC内存产生一个不可屏蔽的中断,通知系统数据出现错误。


    微星Neo系列主板875PNeo-LSR支持最新的PAT技术、FSB800与双信道DDR400内存标准。针对专业人士的工作站级计算机,875P Neo-LSR也支持ECC记忆除错机制提供绝佳的系统稳定度。搭配Intel ICH5R南桥与Promise RAID控制芯片,875P Neo-LSR可设定RAID 0格式的磁盘阵列。


    875PE Neo-LSR主板整备了10M/100M网卡,主板上还设计有最新SeriaIATA技术,玩家安装支持Serial ATA之硬盘后,资料即以150MB/sec.的速度传输。此外,Serial ATA规格之排线设计较为细长,不仅可解决机壳内因排线宽度阻碍的散热问题,还提供较长Round Cable排线连接主板上IDE端口与Serial ATA硬盘。


    另外值得一提的是,微星科技首度发表独家CoreCell(“智能芯”)技术,可自动侦测计算机系统内最佳环境参数。透过对风扇转速与电源回路频率的全面控制,计算机机体内部将可达到恒温冷静的最佳状态,有效的增强计算机的超频效能、稳定性与耐用性。


    CoreCell技术监控CPU与北桥风扇转速,当系统负载与芯片表面温度都处于相对低点的时候,CoreCell芯片可以自动降低风扇转速,减低无谓噪音,以提升音乐鉴赏的视听品质。相对于安置散热片的被动降温方式,微星科技透过CoreCell技术提供由内部降低温度的机制,不但提高超频的稳定性,’更能延长关键零组件的寿命。


    QDI i875P主板P4I875P定位于高端桌上型用户和服务器用户。这款主板的板型十分特殊,通过QDI独有的QME(Quick MAGIC Extension)接口技术,可使主板拥有ATX和MATX两种板型,便捷地提升主板扩展能力(PCI槽和SATA接口等)。主板提供800MHz FSB,支持超线程技术及未来的Prescott CPU,提供双通道DDR400内存支持,同时支持ECC内存,而PAT将使内存及南北桥的性能得到极大提升。主板配备了AGP8X插槽,2个150M串行S-ATA硬盘接口,千兆以太网接口,同时配备8个USB 2.0接口,板载6声道20bit AC’97音效。


    另外,这块主板拥有多项国际奖项的EASY技术如:方便超频的Pro-StepEasv、保护电脑数据的Pro-RecoveryEasy、轻松获得升级功能的Pro-UpdateEasy,还有Pro-LogoEasy、BootEasv、BIOS—ProtectEasy等免费赠送的超值大礼包将使用户操作更EASY。


     这块华硕P4C800 Deluxe主板被称之为“世界上最聪明的主板”,支持Intel最新的800MHz FSB的P4 3.0GHz处理器的主板。该主板拥有FSB 800MHz,AGP 8X,双通道DDR400,ATA133,1394接口。还有串行ATA,带RAID,还有普通主板上难得一见的3COM网卡支持千兆级以太网连接,集成VIA 6037芯片提供IEEE1394接口。这款主板除支持PAT效能加速技术、双通道DDR400内存、八组USB 2.0、四组Serial ATA外,还具备华硕独家的AI人工智能功能,所以称为聪明的主板。AI网络功能,是靠整合3COM 3C940控制器来完成的,它支持千兆网络,具有一个独特的网络诊断工具-VCT(Virtual Cable Tester虚拟电缆测试器),这个控制器可以检测到最远100米距离的网络连接状态来帮助用户改善网络质量。这种技术在台式机主板中是第一次使用。

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