Počítačová škola pro začátečníky [VI]

Čipové sady a procesory







V poslední škole „počítačových sebevrahů“ alias začínajících

uživatelů PC, kteří chtějí vědět alespoň něco nad rámec

nejběžnějšího používání osobních počítačů, jsme se věnovali

pamětem rozličných druhů a forem. Z nejzákladnějších

vnitřnostní, bez nichž se počítač skutečně neobejde

– a překvapivě jich lze eliminovat naprostou většinu – tak

zbývají jen čipsety a vlastní procesor. V následujících číslech

se nám tak uvolní prostor pro první shrnutí

probraných/nastíněných témat a budeme moci pokročit do

přehlednějších míst počítačového bludiště.

Pokud tedy byl některý čtenář něčím zahlcen či možná zaskočen,

dostane – vlastně autor dostane – ještě jednu šanci při

ohlédnutí se nazpět. Jakmile budeme mít funkční kostru počítače

– motherboard a základní součástky, plus nějakou tu grafickou

kartu pro zabrazování a klávesnici pro ovládání – podíváme se,

především na žádost čtenářů, podrobněji na nastavování a funkce

BIOSu, tedy přistoupíme k prvním krokům konfigurování třeba jen

částečně realizovaného počítače.





ČIPSETY



Čipset alias čipová sada je termín, který zaznívá znovu a znovu,

kdykoli se pohybuje skutečně na nejnižší úrovni součástí

počítače. Kdykoli nám na motherboardu chybí nějaké rozhraní nebo

nemůžeme použít určitý typ paměti/procesoru, vysvětlující prst

ukáže na implementovaný typ čipsetu.

Čipset obecně je skupina čipů (set = sada), které byly navrhnuty

pro skupinovou práci. Například čipsety používané v modemech

obsahují všechny nezbytné obvody pro odesílání a přijímání

elektricky modulovaných dat. O čipsetech ale mluvíme

i v souvislosti s grafickými akcelerátory, PDA, či výrobky

spadajícími do kategorie domácí elektroniky.

U počítačů se má na mysli nejčastěji základní čipové vybavení

základních desek, kde čipy zajišťují elekronické rozhraní mezi

všemi subsystémy PC. Formou sběrnic a elektroniky garantují, že

spolu CPU alias procesor, paměť a vstupně/výstupní zařízení

budou moci hladce spolupracovat. Většina čipsetů je tvořena

jedním až čtyřmi čipy, které ovšem mohou být roztroušeny po celé

ploše motherboardu – mají prsty skutečně ve všem. S rostoucí

integrací funkcí, jež se stávají standardním vybavením, dnes

čipsety zastupují i speciální karty – viz např. podpora EIDE,

která je dnes standardem realizovaným konektory přímo na mateřské

desce.

Pokud tedy v budoucnu minituarizace počítačů revolučně pokročí,

budou za to moci schopnější čipsety, nikoli menší a výkonnější

procesory. V budoucnosti povedou od zařízeních (SCSI disků, ale také

od tel. ústředny) „dráty“ přímo do základní desky, kde si

z nich příští generace čipsetů signály samy přeberou.

Čipsety jsou součástí mateřských desek a představují tedy

vlastnosti, s nimiž se naše stavěné počítače rodí – bez výměny

motherboardu není prostě možné překročit stín daného čipsetu.

Jestliže sada čipů známá pod jménem XY nepodporuje paměti

takového a takového typu, nebudeme je moci bez nějakých skutečně

krkolomných elektronických triků na dané desce použít.

Čipsety v sobě kumulují takovou řadu funkcí, že je musí každý

výrobce či zkušenější uživatel brát v potaz. U každé základní

desky je také jejich typ uváděn a jediným pohledem si tak můžeme

vytvořit velmi reálnou představu o schopnostech daného produktu.

Některé čipsety nepodporují multiprocessing, jiné určité druhy

procesorů a další ignorují nové typy paměti SDRAM. Nemusí to mít

nic společného se stářím daných čipů, protože v závislosti na

jejich konkrétním určení a specializaci mohou být leckteré funkce

a typy podporovaných standardů prostě vypuštěny, stejně jako se

výkon může v rámci úspor o něco snížit.

Pro velmi seriózního stavitele počítače či třeba jen návrháře

základních desek tady čeká mnoho úskalí a záludných překvapení

a měl by nejspíše stavět na osvědčených kombinacích čipsetů,

procesorů a dalších součástek, které se zaručeně snášejí. Výsledkem

mohou být zásadní rozdíly v rychlostech jinak velmi podobných

počítačů, a především v chování v takových náročných oblastech

informační techniky, jako je digitální video a audio, které

otestují kompatibilitu a výkon výrobku daleko za hranice běžné

praxe.

Je ovšem třeba zdůraznit, že existence funkce čipsetu ještě

neznamená, že je na jím osazené desce určitě k dispozici. Pokud

čipset podporuje víceprocesorovost, stále ještě může být na desce

jen jeden jeden slot pro procesor, a tudíž není podpora této

funkce v daném případě žádným přínosem. Totéž platí o různých

sběrnicích: pokud nejsou pro takovou USB vyvedeny potřebné

konektory, zcela určitě žádné takové zařízení nepřipojíme.

Výsledkem tedy je, že při nákupu staršího počítače nebo

samostatné desky je životně nezbytné vyjasnit, s jakým čipsetem

se setkáme a podle toho uzpůsobit svou vybavovací/upgradovací

strategii. Zejména u základních desek se v cenících typicky

setkáme s modely, lišícími se jen cenou a několika písmenky

v označení. Nenechte se nachytat – úsporou několika set korun si

můžeme pověsit na krk výprodejní a pro vaše účely nepoužitelný

motherboard!

Pro uživatele samozřejmě vůbec není potřebná znalost principů

a technologií fungujících v čipsetech. Pro praxi je stačí chápat

jako černé krabičky, mající neznámý obsah, ale jasné funkce.



RODINKY ČIPSETŮ



Podívejme se tedy na nejběžnější typy čipsetů, abychom získali

základní přehled, čím se od sebe liší a jaké zádrhele můžeme

očekávat. Jak již však bylo řečeno, jejich ideálnost se liší

v závislosti na použití a také na ceně, kterou jsme ochotni

investovat. Jejich počet roste, zejména s každým novým

procesorem, ale přece jen to není žádný divoký proces.

Největším výrobcem čipsetů je samozřejmě firma Intel, jež byla se

svými čipy Triton (viz dále) natolik úspěšná, že prakticky

vytlačila konkurenci z trhu. Není divu, zná dokonale vlastní

procesory, vynalezla většinu sběrnic jako PCI, USB či AGP, a má

tedy vývoj o to jednodušší. Nemůžeme ale očekávat, že by nějak

obzvlášť podporovala konkurenci, a vycházela vstříc procesorům

jako AMD K6 apod.

Její čipsety jasně preferují „sesterské“ procesory typu Pentium,

zatímco produkty společností VIA (čipsety Apollo a Pluto), SiS

(např. SiS 5571) a OPTi (Viper) jsou více rovnostářské

a dosahují vyrovnanějších výkonů se všemi dostupnými procesory.

Co se týká ideální podpory právě procesorů K6, které určitě

oslovují všechny stavitele levných, ale stále ještě výkonných

počítačů, firma AMD připravuje vlastní optimalizovanou sadu 640.

Jak jsme již řekli, firma Intel na trhu s čipsety jasně vede,

a proto bude nejvhodnější zaměřit se na její produkty. „Cizí“

čipsety nejsou tak důležité a budou zajímat spíše zkušené

uživatele. Proti těm „intelovským“ se většinou snaží nabídnout

nějaké ty luxusnější funkce či podporu vyšších pracovních

rychlostí základních desek (75 či 83 MHz). Ne snad že by čipsety

Intelu vyšší frekvenci nesnesly, ale podle obchodní politiky

firmy jsou tyto věci tabu až do příchodu nových procesorů

a 100MHz základních desek.



Intel 430 FX (Triton)



430 FX či také čipset „Triton“ se stal legendou a takřka

synonymem pro „značkové“ osazení mateřských desek. Byl to první

x86 čipset využívající EDO RAM (viz minule) a před cca dvěma roky

doslova zatočil s tehdější konkurencí – zejména firmami SiS, UMC

a ALI. Od jeho uvedení na trh se datuje jasná převaha Intelu na

tomto poli. Pro dnešní účely je to ovšem již staroušek, zejména

co se týká paměťového managementu – nenajdeme tu žádnou podporu

50ns pamětí DRAM, stejně tak SDRAM a celé řady dalších věcí.

Pochopitelně vůbec nezná sběrnici USB, která vznikla později.



Intel 430 HX (Triton 2)



Triton 2 je nástupce předchozího typu, který vyplňuje jeho bílá

místa – zvládá až 512 MB, je optimalizovaný pro EDO DRAM,

podporuje USB. Jeho podpora až dvou procesorů, způsob kešování

a vůbec výkon PCI a paměťových sběrnic garantuje velmi slušný

výkon.

Podle řady fanoušků je to vůbec nejpodařenější čipset firmy

Intel, mimo jiné také díky velikosti jeho kešovatelné oblasti. Ta

současně dobře demonstruje některé na první pohled

nepředvídatelné chování počítačového hardwaru. Idkyž by většina

uživatelů předpokládala, že vyrovnávací paměť L2 (úrovně dva)

komunikuje s celou pamětí RAM, není tomu tak. Zatímco Triton

2 to tak dělá, 430 FX, ale i níže uvedené VX a TX kešují jen

pouze prvních 64 MB paměti a k jejímu zbytku se přistupuje bez

blahodárného vlivu paměti vyrovnávací.

Co to znamená v praxi? Může se tedy stát, že po doplnění paměti

RAM poběží počítač pomaleji než dříve! Operační systémy firmy

Microsoft totiž využívají s oblibou paměť odshora, směrem od

vyšších adres, a tak většina programů může skončit v nekešované

oblasti paměti.



Intel 430 VX



VX čipset byl původně navržen pro lowendové stolní počítače. Ač

je novější, jeho výkon je v naprosté většině případů pod Tritonem

2. Podporuje pouze 128 MB (to není garance životního prostoru nad

2 roky), zato lze na rozdíl od obou předchozích typů používat

SDRAM paměti, které budou převažujícím standardem rychlých

počítačů následujících let. Může tak vyhovět méně náročný

uživatelům. Některé jeho parametry byly laděny pro paralelní

provádění multimediálních operací (přehrávání MPEGu apod.), kdy

např. 430 HX nemusí garantovat hladký běh systému.



Intel 430 TX



TX čipset je novoučký a hodně posílený nástupce verze VX.

Podporuje větší počet paměťových slotů (alias řádky RAS) a je

možné míchat paměti SDRAM a EDO DRAM. Velikost podporované paměti

byla zvýšena na 256 MB, bohužel zůstává v platnosti jen 64MB

kešovatelná oblast. 430 TX je optimalizován pro procesory s MMX

technologií, „Concurrent PCI Architecture“ garantuje, že CPU,

paměť spolu se sběrnicemi PCI a ISA mohou pracovat simultánně

s maximálním výkonem. Novinkou je také implementace protokolu

DMA/33 EIDE, který zvyšuje propustnost EIDE rozhraní až na 33

MB/s,



Intel 440 FX



Čipset 440FX „Natoma“ je určen pro procesory Pentium Pro

(přesněji řečeno až dva) a 32bitový software. Většina interních

změn je cílena na lepší „chování“ při maximálním výpočetním

zatížení. Podporována je paměť až do 1 GB, a to EDO nebo BEDO

DRAM, podpora SDRAM chybí. Stejně jako u 430 FX není

implementována sběrnice USB, což dnes rozhodně není doporučením

pro použití v oblasti domácích či kancelářských počítačů. To

ostatně ve spojitosti s procesorem Pentium Pro nikdo

nepředpokládá…



Intel 440 LX



440 LX podporuje plně symetrický multiprocessing až čtyř procesorů

Pentium II, základní deska může být osazena až 512 MB SDRAM nebo

1 GB EDO DRAM. Nejdůležitější novinkou je podpora sběrnice AGP,

což je v podstatě vylepšení sběrnice PCI, umožňující komunikaci

mezi komponentami bez přímé účasti procesoru – tento čipset byl

navržen s ohledem na 3D grafické a multimediální aplikace.

Oficiálně sice podporuje pracovní frekvenci desek jen do 66 MHz,

neoficiálně je to ale až 100 MHz (to však neznamená garanci, že

základní deska s tímto čipsetem tuto frekvenci zvládne). Je to

první a prozatím jediný představitel čipsetů optimalizovaných pro

novou generaci procesorů Pentium II.







****







Srovnání vlastností některých čipsetů



V tabulce jsou uvedeny nejběžnější čipsety firem VIA a Intel,

podporující procesory Pentium, Pentium Pro a Pentium II.

V případě procesorů Pentium je používán slot vhodný i pro

procesory Pentium MMX, Cyrix 6×86, Cyrix 6×86TM MX, AMD K5 a AMD

K6, které lze použít, pokud daný motherboard nabízí vhodné napětí

a frekvenci (viz příští díl seriálu věnovaný procesorům), což už

nemá nic společného s vlastnostmi čipsetů.



Poznámky:

1) EISA (Extended ISA) je standard rozšiřující 16bitovou sběrnici

ISA do 32 bitů. Budeme se jí zabývat v dílu věnovaném sběrnicím.

2) ECC (Error Correction Mode) je mechanismus, který využívá

malého množství dodatečné paměti pro korekce případných chyb

jednotlivých bitů paměti. Běžná paritní paměť je pouze

z kontrolního devátého bitu schopna určit, zda v daném bajtu

k chybě došlo či nikoli.

3) V tomto případě je vyrovnávací paměť L2 distribuována přímo

s procesorem – – na společném čipu nebo kazetě – – a tím je určena

její daná velikost a rychlost.



**







Blokový diagram čipsetu Apollo VP3 pouze ukazuje, že každá „černá

skříňka“ sestává zase jen z určitého množství záhadných

obvodů, takže případný zájemce o pochopení se jen dostává

hlouběji do problémů…