Небольшая предыстория

Процессор Pentium-4, появившийся летом 2000 года, принадлежит к седьмому поколению процессоров Intel. Являясь по-прежнему 32-разрядным, он, тем не менее, значительно отличается от процессоров предыдущего, шестого, поколения (Pentium Pro, Pentium-II, Pentium-III). Длинный конвейер, аппаратная предвыборка данных, 400 МГц шина данных говорят о том, что Pentium-4 рассчитан на высокие частоты и быстродействующую шину памяти. Однако выбранная на роль памяти нового поколения Rambus DRAM оказалась отвергнутой рынком по причине высокой стоимости. Гораздо больший интерес привлекла память DDR SDRAM, которая позволяла на базе существующих технологий увеличить практически вдвое пропускную способность памяти SDRAM.

Поскольку единственным чипсетом, поддерживающим Pentium-4 в момент его появления на рынке, был Rambus-ориентированный i850, стоимость систем на базе нового процессора оставалась достаточно высокой. Естественно, о массовом внедрении Pentium-4 не могло быть и речи. Поэтому Intel начинает разработку нового чипсета, поддерживающего память SDRAM.

Первый вариант i845 увидел свет летом 2001 года. Однако поддержка DDR SDRAM в нем формально отсутствовала. А обычная PC133 SDRAM имела слишком низкую пропускную способность (около 1 Гб/с), чтобы удовлетворить потребности Pentium-4. Тем не менее, популярность нового процессора пошла вверх, поскольку компоненты для систем на его базе стали доступнее, разнообразнее и дешевле.

К тому времени конкуренты Intel предложили свои чипсеты для нового процессора, которые, конечно же, поддерживали память DDR SDRAM. Однако серьезной конкуренции i845 они составить не успели, так как у SIS были проблемы с производством, а VIA не смогла с первого раза добиться высокой производительности своего P4X266. К тому же корпорация Intel поставила под вопрос успех чипсета VIA, не выдав тайваньскому разработчику лицензии на шину Pentium-4 и тем самым объявив чипсет "вне закона".

И вот, окончательно порвав с Rambus, Intel официально объявляет i845 step 'B' - новую ревизию чипсета, на этот раз с поддержкой памяти DDR SDRAM PC2100.

Структура чипсета i845

Чипсет i845, как и большинство современных чипсетов Intel, состоит из двух чипов - "северного" хаба (моста) MCH (Memory Controller Hub) и "южного" хаба ICH2 (I/O Controller Hub). Два чипа соединены межхабовой шиной (каналом) с пропускной способностью 266 Мб/с (8 бит, 66 МГц, 4x). Необходимо отметить, что хаб ICH2 с успехом применяется во множестве других чипсетов - от i810E2 до i860, поэтому о его характеристиках все давно известно: PCI-контроллер с поддержкой шести слотов, USB-контроллер с двумя концентраторами (по два порта у каждого), ATA/ATAPI-контроллер с поддержкой протокола UDMA/100, LPC-шина, к которой подключается чип ввода-вывода (мышь, клавиатура, флоппи-дисковод, порты), поддержка слотов AMR и CNR (аудио-, модемные и сетевые кодеки), интерфейс с флэш-микросхемой (в ней хранится BIOS и генератор случайных чисел).

Хаб 82845

Хаб 82845, сердце чипсета, представляет собой объединение контроллеров четырех шин - процессорной, AGP, шины памяти и межхабовой шины. В его функции входит распределение между этими шинами потоков адресов, сигналов и данных, поступающих к процессору и от процессора. Хаб выпускается по технологии 0.18 мкм и внешне похож на процессор, поскольку упаковывается в корпус FC-BGA с 593 контактами.

Процессорная шина Pentium-4 построена по технологии AGTL+, примененной еще для Pentium-II/III. Отличия заключаются в использованном протоколе Enhanced Mode Scalable Bus Protocol, который позволяет передавать за такт по два адреса (Double Pumped Address) и по четыре блока данных (Quad Pumped Data). Разрядность шины - 64 бита, по ней передаются 32-битные адреса и 64-битные блоки данных (строки кэша). Частота шины - 100 МГц на данный момент, после выхода чипсета i845E она увеличится до 133 МГц. Для согласования с другими шинами имеется буфер в виде очереди на 12 запросов. Для снижения потребления энергии добавлен механизм динамической инверсии шины (каждый блок данных может передаваться либо в прямом, либо в обратном коде).

Чипсет i845 имеет один 64-разрядный канал памяти. Поддерживаются 8- и 16-разрядные микросхемы памяти объемом до 512 Мбит, то есть максимальный объем двухбанковой планки памяти с 16-ю микросхемами - 1 Гб. Обычной памяти SDRAM PC133 можно установить до шести банков, что, при объеме банка 512 Мб, составляет 3 Гб. В случае с памятью DDR SDRAM (вот основное отличие от первой ревизии чипсета!) допустимое число банков составляет четыре, то есть максимальный объем памяти - 2 Гб. На практике это означает, что двухсторонних модулей DDR DIMM можно установить только два, односторонних - четыре.

Чипсет поддерживает память с коррекцией ошибок (ECC), не позволяя при этом смешивать ее с обычной памятью. Работа с памятью ведется постранично - поддерживаются страницы объемом 2, 4, 8 и 16 Кб, в каждом банке памяти может быть открыто одновременно до 8 страниц. Также поддерживается программируемая частота регенерации памяти (по умолчанию такт регенерации происходит один раз в 15.6 мкс). Частота шины памяти может быть 100 или 133 МГц, то есть синхронно с процессорной шиной и асинхронно в отношении 3:4.

Контроллер AGP - такой же, как у других чипсетов (режим 4х, FastWrites, поддержка только 1.5В-устройств). Примечательно, что частоты шин AGP и хаба ICH2 (то есть шины PCI, USB, IDE) не зависят от частот шин памяти и процессора.

Маркировка чипсета

Следует заметить, что, согласно документам Intel, чипсет с поддержкой памяти DDR SDRAM (условно его часто называют i845D) отличается от чипсета, не поддерживающего эту память (i845S). Первый имеет новую ревизию - "step B", а второй обозначается как "step A". Новая ревизия чипсета имеет: маркировку RG82845, SL-номер SL5YQ, PCI-идентификаторы VendorID=8086h, DeviceID=1A30h, RevisionN=04h. По имеющимся данным, будут также выпускаться чипсеты ревизии "B", не поддерживающие память DDR SDRAM.

Официальный datasheet чипсета i845 step B можно скачать по адресу: developer.intel.com/design/chipsets/datashts/298604.htm

Макс КУРМАЗ,
[email protected],
"Белорусский 'железный' сайт" (www.kv.by/hardware)