Componentele placii de baza

Componentele placii de baza

Soclurile sau sloturile procesoarelor

Unitatea centrala de prelucrare (CPU) este instalata intr-un soclu sau intr-un slot. Incepand cu procesoarele 486, Intel a proiectat procesorul astfel incat acesta sa fie o piesa care sa poata fi instalata si inlocuita de utilizator si a dezvoltat standarde pentru soclurile si sloturile CPU care permit instalarea unor modele diferite ale aceluiasi procesor de baza. Aceste specificatii au primit o eticheta care, de obicei, este tiparita sau gravata pe conector sau pe placa.

Initial, toate procesoarele erau montate in socluri (sau lipite direct pe placa de baza). O data cu aparitia procesoarelor Pentium II si a primelor procesoare Athlon, atat Intel, cat si AMD au trecut la modele bazate pe sloturi, deoarece procesoarele includeau memoria cache de nivel 2 (L2), cumparata ca cipuri de memorie statica (Static RAM sau SRAM) de la producatori terti de memorie. Ca urmare, unitatea centrala de prelucrare nu mai era formata dintr-un singur cip, ci din mai multe cipuri, montate pe o placa fiica inserata intr-un slot din placa de baza. Metoda a functionat bine, dar implica unele costuri suplimentare pentru cipurile suplimentare de memorie cache, placa fiica in sine, slotul, capsula sau caseta procesorului, mecanismele de sustinere si de fixare fizica si radiatorul. Tinand seama de toate aceste aspecte, producerea procesoarelor bazate pe sloturi era mai scumpa decat a versiunilor anterioare, montate in socluri.

O data cu aparitia celei de-a doua generatii de procesoare Celeron, Intel a integrat memoria cache de nivel 2 pe aschia de siliciu a procesorului, adica in circuitele principale ale unitatii centrale de prelucrare, rara sa mai fie necesare cipuri suplimentare. De asemenea, procesoarele Pentium III din a doua generatie (cu numele de cod Coppermine) au fost echipate cu cache L2 pe cip, ca si procesoarele K6-3, Duron (cu numele de cod Spitfire) si procesoare Athlon din a doua generatie (cu numele de cod Thunderbird), produse de AMD (unele dintre primele versiuni ale unitatilor centrale de prelucrare Thunderbird Athlon au fost produse si in configuratia pentru Slot A). Dupa integrarea memoriei cache L2 pe cip, procesoarele au revenit la un singur cip, ceea ce insemna ca montarea acestora pe o placa separata, inserata intr-un slot, era scumpa si inutila. Datorita folosirii cache-ului L2 integrat pe cip, tendinta de incapsulare a procesoarelor s-a indreptat din nou catre socluri si probabil va ramane astfel in viitorul previzibil. Toate procesoarele moderne sunt in prezent bazate pe socluri. Pe langa faptul ca permite revenirea la incapsularea pentru socluri, memoria cache L2 pe cip ruleaza la viteza procesorului, nu la jumatate sau o treime din aceasta, asa cum se intampla in cazul memoriei cache L2 integrata pe placa, nu pe cip.

Totusi, procesorul Intel Itanium pe 64 de biti este incapsulat intr-un cartus care include memoria cache de nivel 3, dar se monteaza intr-un soclu, nu intr-un slot.

Seturile de cipuri

Setul de cipuri defineste chiar placa de baza; ca urmare, doua placi de baza cu acelasi set de cipuri sunt identice din punct de vedere functional. Setul de cipuri contine interfata cu magistrala procesorului (front-side bus sau FSB), controllerele de memorie, controllerele de magistrala, controllerele de intrare/iesire si multe altele. Toate circuitele de pe placa de baza sunt continute in setul de cipuri.

Figura 4.26 prezinta o placa de baza AMD Socket A tipica, folosind o arhitectura North/South Bridge, cu localizarea tuturor cipurilor si componentelor.

Puntea de nord (North Bridge) este numita uneori PAC (PCI/AGP Controller). Sectiunea North Bridge este, in esenta, componenta principala a placii de baza si, in afara de procesor, este singurul circuit al placii de baza care functioneaza in mod normal la viteza integrala a placii de baza (magistrala procesorului). Majoritatea seturilor moderne de cipuri folosesc o sectiune North Bridge formata dintr-un singur cip; unele din seturile mai vechi de cipuri erau insa compuse din pana la trei cipuri separate pentru a forma intregul circuit North Bridge.

Sectiunea South Bridge este componenta mai lenta a setului de cipuri si a fost intotdeauna formata dintr-un singur cip. Sectiunea South Bridge este o componenta oarecum interschimbabila, in sensul ca diferite seturi de cipuri North Bridge sunt proiectate adeseori pentru a utiliza aceeasi componenta South Bridge. Aceasta conceptie modulara a setului de cipuri permite costuri mai reduse si o mai mare flexibilitate pentru producatorii de placi de baza. Sectiunea South Bridge se conecteaza la magistrala PCI de 33 MHz si contine interfata cu magistrala ISA de 8 MHz. De asemenea, in mod normal, South Bridge contine interfetele duble de controller de hard-disc, IDE, una sau doua interfete USB si, in modelele mai recente, functiile CMOS RAM si de ceas. Sectiunea South Bridge contine toate componentele care formeaza magistrala ISA, inclusiv controllerele de intreruperi si DMA.

3. Cipul Super I/O

A treia componenta a placii de baza, cipul Super I/O, este conectat la magistrala ISA de 8 MHz si contine toate perifericele standard incorporate intr-o placa de baza. De exemplu, cele mai multe cipuri Super I/O contin porturile seriale, portul paralel, controllerul de discheta si interfata cu mouse-ul si tastatura. Optional, pot contine circuitele CMOS RAM/Ceas, controllerele IDE si interfata pentru portul de jocuri. Sistemele care integreaza porturi IEEE-1394 si SCSI folosesc ci puri separate pentru aceste tipuri de porturi.

Unele placi includ o componenta Super-South Bridge, care incor-poreaza functiile puntii de sud si ale cipului Super I/O pe un singur cip.

Arhitectura centralizata (hub) Cipurile mai noi din seria 800 folosesc o arhitectura centralizata (hub architecture), in care cipul fostei punti de nord (North Bridge) se numeste acum Memory Controller Hub (MCH), iar fosta punte de sud (South Bridge) se numeste acum I/O Controller Hub (ICH). in loc sa conecteze componentele prin magistrala PCI, asa cum se intampla in modelul North/South Bridge standard, acestea sunt conectate printr-o interfata de distributie (hub interface) dedicata, care este de doua ori mai rapida decat magistrala PCI.

Interfata centralizata permite atingerea unei rate mai mari de transfer pentru dispozitivele PCI, deoarece la magistrala PCI nu mai este conectat cipul South Bridge (care transfera si traficul cipului Super I/O). Prin ocolirea magistralei PCI, arhitectura centralizata permite atingerea unei rate de transfer mai mari si pentru dispozitivele conectate la cipul I/O Controller Hub (anterior South Bridge), cum ar fi noile unitati de mare viteza ATA-100 si interfetele USB 0.