Placile de baza reprezinta elementul de legatura dintre toate componentele sistemului. Pe o placa de baza exista 2 chipset-uri (un northbridge si un southbridge). Northbridge-ul se ocupa cu comunicatiile dintre procesor, magistrala de date si memoria sistemului iar Southbridge-ul se ocupa cu managementul controllerilor IDE, SCSI si cu perifericele (placa video, placa de sunet etc.)

Placile de baza contin mai multe tipuri de conectori si interfete. Interfetele cele mai cunoscute sunt:

ISA (Industry Standard Arhitecture) - Pe cale de disparitie, ce functioneaza la 16 MHz si este folosita de placi grafice, placi de sunet, placi de retea si modemuri mai vechi;

PCI (Peripheral Connection Interface) - Interfata cea mai cunoscuta, functioneaza la 33 MHz si este folosita de placi grafice, placi de sunet, modemuri, convertoare, controllere etc. relativ noi, ea fiind proiectata de Intel si ofera capabilitati PnP(Plug and Play), impartind adresele IRQ (Intreruped Request), eliminand astfel problema cauzata de numarul limitat de IRQ dintr-un calculator;

PCI-X 2.0 (PCI eXtended) - PCI-X 2.0 este o noua versiune PCI dezvoltata de IBM si HP. PCI-X 533 ofera o latime de banda pana la 4.3 GB pe secunda, de 32 de ori mai rapid decat prima generatie PCI. De mentionat este compatibilitatea completa hardware si software cu PCI;

PCI Express     - permite o comunicare directa printr-o legatura dedicata. In acest fel dispare nevoia de impartire a latimii de banda;

AGP (Accelerated Graphics Port) 1x/2x/4x/8x - Interfata pentru placi grafice moderne, functioneaza la 66 MHz in mod 1x, 133 MHz in mod 2x, 266 MHz in mod 4x si 533 MHz in mod 8x;

CNR ( Communications Network Riser) - Interfata pentru realizarea de retele de tip LAN;

AMR (Audio - Modem Riser) - pentru conectarea de modemuri speciale;

ACR (Advanced Comunication Riser) - versiunea mai noua a AMR;

Ultimele interfete prezentate (CNR, AMR, ACR) sunt o solutie destinata calculatoarelor entry-level (pret scazut-performanta medie), se folosesc placi speciale ce nu suporta tehnologia PnP si utilizeaza software pentru a emula anumite functii hardware.

De asemenea, fiecare placa de baza are conectori IDE, la care se conecteaza hard-diskuri, CD-ROM-uri/ CD-Writere etc. Aceste mai sunt numite si controlere Ultra-DMA, viteza la care lucreaza acest controler influenteaza viteza cu care sunt copiate datele de pe Hard Disk, implicit citirea datelor se fac mult mai repede. Aceste controlere au viteze 33 Mb/s (Ultra-DMA 33), 66 Mb/s (Ultra-DMA 66), 100 Mb/s (Ultra-DMA 100) si 133 Mb/s (ATA 133 acesta fiind si ultimul model aparut pe piata). Noile placi de baza mai au si un nou tip de legatura care este Serial ATA RAID(0), Serial ATA RAID(0/1), astfel se conecteaza doua HDD (Hard Disk Drive) in S-ATA Raid astfel dublandu-se performantele de citire/scriere.

Placa de baza mai contine si interfete pentru memoria RAM (tip SIMM, DIMM, sau RIMM) acestea fiind module de memorie RAM care opereaza la diferite viteze, avand rate de acces diferite (calculate in ns, nanosecunde) si la placile de baza mai noi adica fabricate din anul 2003 se pot pune 2 module de memorie in Dual Channel astfel ridicand viteza de lucru si rata de acces cu cel putin 65% si de asemenea memoria nevolatila de tip ROM (Read-Only Memory) ce contine informatiile elementare ale sistemului numita BIOS (Basic Input-Output System). Memoria BIOS conetine la randul ei memoria CMOS care este modificabila. BIOS-ul este un program situat in Flash Memory chip pe placa de baza, el nu se pierde cand calculatorul este stins sau restartat, el mai fiind numit si program de boot, el fiind singurul canal pentru circuitul hardware care comunica cu sistemul de operare. Principala sa functie este aceea de a ajuta setup-ul placii de baza cat si parametrii celorlalte card-uri, incluzand parametrii simplii cum ar fi timpul, data, HDD-ul cat si functii mai complexe cum ar fi sincronizarea hardware, modul de operare a componentelor, cat si setarile procesoarelor. Calculatorul va opera normal sau la putera maxima doar daca parametrii sun corect si optimal setati in bios. Majoritatea producatorilor de placi de baza si a chipseturilor reinnoiesc BIOS-ul prin update-uri care se gasesc pe site-ul de internet al producatorului, ele cuprinzand diferite functii care ajuta la configurarea procesorului cat si posibilitatea de a instala procesoare aparute mai recent fata de data constructiei placii de baza, care lucreaza la viteze mai mari.   

Incorporate pe placa de baza mai sunt si porturile seriale (denumite COM (de la communication) 1 (cu 9 pini) si 2 (cu 24 de pini)) - pentru mouse/fax modem extern, portul LPT (line printer) - pentru imprimante/scannere/plottere, porturile USB (Universal Serial Bus) 1.0 sau 2.0 pentru camere video/ scannere/ aparate foto digitale, stick-uri, porturile Fire-Wire, pentru conectarea de dispozitive prin infrarosu (denumite de IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE 1394), ultimul model in ceea ce priveste dispozitivele prin infrarosu fiind tehnologia Blue-Tooth (Standard pentru PAN, Personal Area Network, fiind folosit pentru comunicarea wireless casnica sau de birou si foloseste o banda de 2.4 Ghz la 720 Kbps, raza de actiune este de aproximativ 9.144 metri), incorporat in telefoane celulare care permit intrare pe internet fara a avea un modem. De asemenea porturile COM, LPT, USB, USB 2.0 si Fire-Wire permit realizarea de retele prin intermediul lor.

In fine, placa de baza gazduieste procesorul pe ceea ce se cheama ori SLOT, ori Socket. Exista o multitudine de SLOT-uri/Socket-e in functie de procesorul dorit, dupa cum urmeaza:

AMD K6/P MMX/Cyrix M II - Socket 7;

AMD K6-2/K6-3 - Socket Super 7;

Intel Celeron A - Socket 370 PPGA (Plastic Pin Grid Array);

Intel Pentium II Klamath - Socket 7;

Intel Pentium II Deschutes - SLOT 1;

Intel Pentium III Katmai - SLOT 1;

Intel Pentium III Coppermine - Socket 370 FCPGA (Flip Chip Pin Grid Array);

Intel Celeron II - Socket 370 FCPGA;

AMD Athlon - SLOT A (FSB 100-166 Mhz )

AMD Athlon (Thunderbird) - (FSB 100-166 Mhz );

AMD Duron - Socket A (FSB 100-166 Mhz );

AMD Duron (Morgan) - Socket A(FSB 100-166 Mhz );

AMD Athlon XP (Palomino) - Socket A(FSB 100-266 Mhz );

AMD Athlon 64 - Socket AM2;

Intel Celeron P4 - Socket 478 (FSB 400 Mhz );

Intel Pentium 4 - Socket 478/ Socket 423(FSB 400-800Mhz respectiv 1000 Mhz pentru procesoarele Intel P4 Canterwood ).

Intel Pentium 4 Dual Core sauCore 2 Duo - Socket LGA775 (FSB 1000-1333 Mhz);

In lume sunt foarte multi producatori de placi de baza, cele mai cunoscute nume sunt Intel, Abit, SiS, MSI, Soyo, Asus, Soltek etc. , multe dintre ele folosind chipset-uri Intel, Via sau SiS viteza lor de functionare (FSB-ul) variind de la un producator la altul dar in concordanta cu tipul de procesor ce urmeaza a fii instalat pe placa de baza. Lider mondial in tehnologia placilor de baza este Intel dar pretul ridicat o fac sa fie achizitionata doar de un anumit segment de cumparatori, insa stabilitatea sistemului care o incorporeaza este perfecta. De aceea multa lume la achizitionarea unui sistem isi alege o placa de baza low-end (pret scazut- calitate scazuta). O moda noua care a invadat lumea pasionatilor de calculatoare este termenul de overclocking. Overcloking-ul este posibilitatea de a multiplica viteza de rulare a procesorului multiplicand voltajul procesorului din BIOS cat si frecventa de lucru prin anumiti multiplicatori suportati de placa de baza. Incepand din anul 2003 se pot face overclock si la Placa Video cat si la memoria RAM, bineinteles ca toate acestea ridica nivelul performantei dar in acelasi timp se produce o instabilitate a sistemului, acestea daca se fac de catre un incepator, consecintele sunt destul de grave, de la arderea procesorului pana la arderea memoriei.

In continuare vom prezenta cateva modele de placi de baza cu tot cu datele tehnice, modele care se gasesc momentan pe piata romaneasca.

Pentru procesoarele Pentium 4 varful piramidei il constituie Abit IC7-G. Inima placii este formata de northbridge-ul Intel 875P la care s-a adaugat southbridge-ul ICH5R. Din aceasta combinatie ABIT IC7-G reuseste sa ofere suport pentru procesoarele Pentium 4 cu frecvente de bus de 400/533 si respectiv 800 Mhz. De asemena poate fi activata sau dezactivata optiunea hyper-threading daca aceasta este prezenta in procesor. Memoria DDR400 poate fi instalata in cantitate de maxim 4GB in cele patru DIMM-uri ale placii. Cand un procsor cu FSB-ul la 800Mhz este folosit cu memorie DDR400 in dual-channel din BIOS putem activa PAT (Performance Acceleration Technology) care imbunatateste performanta sitemului. In BIOS-ul lui ABIT IC7-g PAT poate fi dezactivat sau poate avea valorile Turbo, Fast si Ultra, astfel folosirea celor mai agresive setari presupune existenta unor memorii de calitate. In slotul AGP 8x se pot monta placi video care se alimenteaza la 1.5V si 0.8V. Contoller-ul Gigabiy Lan este produs de Intel si respecta specificatiile CSA (controller-ul este legat direc la northbridge, neingreunanad transferul cu southbridge-ul).

Acesta suporta un maxim de opt porturi USB 2.0 si ofera suport nativ pentru doua canale IDE ATA100 si doua Serial ATA Raid(0). Abit a integrat pentru IC7-G un controler Fireware care peminte un transfer maxim de 400 Mb/s. Pe placa mai gasim doi conectori Serial ATA care pot fi cuplati in RAID (0/1) prin chip-ul Silicon Image PCI, codecul audio este RealTek ALC650 cu sase canale. Achizitionarea unei placi de baza cu chipset Intel Canterwood se justifica doar daca procesorul detine FSB-ul la 800 Mhz si daca folosim memorie DDRAM 400. In urmatorul tabel sunt cateva din datele tehnice ale acestei placi de baza:

Varful celeilalte piramide, adica platforma AMD se afla placa de baza MSI K7N2G-ILSR . K7N2G-ILSR este dotata cu un chipset nForce 2 Ultra 400Mhz, la care MSI a adaugat multe dotari pentru a o face mai atractiva. In pachetul lui K7N2G-ILSR gasim nici mai putin nici mai mult de patru placute de extensie. Acestea sunt: o placuta cu doi conectori USB 2.0 si patru leduri de diagnosticre , una cu doi conectori Firewire, una cu Tv-Out si cea din urma cu conectori audio pentru patru canale suplimentare S/PDIF aut. Cablurile pentru Serial ATA nu au fost uitate, existand posibilitatea de a lega doua HDD in Serial ATA Raid(0), Serial ATA Raid(0/1), acestea fiind de modelul ATA 133, cu transfer de 133 Mb/s. Pentru controller-ul RAID Promise 20376 este livrat un manual de utilizare si o discheta cu driveri. InterVideo WinDVD este oferit ca bundle software. Optional MSI K7N2G-ILSR poate fi dotat cu un model BlueTooth. Capabilitatile de overclocking sunt foarte bune, in BIOS existand optiuni pentru modificarea parametrilor procesorului precum si voltajele memoriei si placii video. Stabilitatea in conditii de overclocking este excelenta. Memoria folosita pe aceasta placa de baza este DDR400 Mhz ea se poate instala in cantitate de 3 GB, avand si posibilitatea de conectare in Dual-Channel.

In urmatorul tabel sunt cateva din datele tehnice ale acestei placi de baza:

Prezentarea placii de baza Abit AT7MAX

Fara indoiala Abit este un nume important pe piata placilor de baza. Spiritul inovator caracterizeaza compania Abit si sta la baza popularitatii de care se bucura produsele lor. Dupa parerea mea piata placilor de baza nu a inregistrat schimbari majore in ultimii ani. Au fost lansate chipset-uri noi care au aproape aceleasi caracteristici de baza, doar viteza a evoluat: UDMA 66 --> UDMA100 --> UDMA133. Din pacate UDMA este un standard vechi care impiedica imbunatatirea radicala a vitezei. In acest moment compatibilitatea joaca un rol extrem de important pe piata computerelor, dar in acelasi timp a crescut cererea de noi tehnologii indiferent de cauzele economice care stau la baza oricarui upgrade. Un numar limitat de companii pot impune standarde pe piata si acestea sunt in general extrem de atente; de exemplu Intel, unul dintre cei mai importanti jucatori de pe piata mondiala a PC-urilor, este foarte circumspect in privinta tehnologiilor venite din afara. Intel incearca in principal sa-si impuna propriile standarde. In cadrul acestei lucrari am testat o placa de baza mai speciala: Abit sustine ca aceasta placa pune bazele unei noi filozofii in industria calculatoarelor desktop. Abit AT7 face parte din seria de placi MAX care propun un nou design, orientat in principal spre viitor.

La prima vedere

Am testat AT7 versiunea completa, revizia A3. Anumite caracteristici sunt disponibile numai pe aceasta versiune completa a placii. In afara de placa de baza cutia contine trei cabluri-panglica negre UDMA133, un cablu pentru floppy, o placuta USB 1.1, un CD cu drivere si utilitare, cateva suporturi pentru cabluri si manualul utilizatorului.    

Manualul oferit de Abit este excelent si se adreseaza atat incepatorilor cat si utilizatorilor experimentati. AT7 are trei sloturi PCI, unul AGP si patru DIMM-uri de memorie; deci utilizatorii cu pretentii vor fi dezamagiti. De ce numai trei sloturi PCI? Raspunsul este extrem de simplu: exista prea multe dispozitive integrate pe placa si ar fi fost dificil pentru Abit sa realizeze un design cu mai multe sloturi PCI.

Pe placa exista un port LAN, un controller audio care ofera sunet pe sase canale, IEEE394, USB 2.0 + USB 1.1 si un controller RAID cu patru canale. Pe spatele placii primul lucru pe care il veti observa va fi design-ul conectorilor. Nu exista porturi legacy, ci multe porturi USB, doua porturi IEEE394, cativa conectori audio si un port LAN. Abit a inclus o placuta pentru spatele carcasei in cutie, ceea ce este excelent avand in vedere ca design-ul nu este tocmai standard. Exista suficient spatiu in jurul socket-ului care permite utilizarea unui radiator mare deasupra procesorului. Conectorul ATX este asezat intr-o pozitie buna intre sloturile DIMM si socket. Spatiul dintre slotul AGP si primul slot PCI este folosit in intregime pentru cipurile perifericelor de pe placa. AT7 are multi conectori IDE si poate parea ciudata la prima vedere. De fapt pe placa este integrat un controller HighPoint HPT374 cu patru canale folosit de adaptorul Rocket RAID404. Toti cei patru conectori pentru ventilator sunt asezati in pozitii bune. Placa are patru conectori USB 1.1 si doi USB 2.0 pe placuta spate si doi conectori USB 1.1 si doi USB 2.0 pe placuta USB. Toti conectorii de pe placa (audio, wake-up) sunt asezati in pozitii accesibile. Daca ar fi sa o judecam numai dupa felul in care arata am putea spune ca este o placa ciudata. Nu are jumperi, dar acesta este un lucru obisnuit pentru Abit. Chiar daca AT7 are numai trei sloturi PCI, placa are probleme cu DIMM-urile de memorie: este dificil sa instalezi sau sa scoti modulele de memorie atunci cand placa AGP este in slot. Pot fi utilizate placi PCI lungi, dar in acest caz nu veti putea folosi toate canalele de pe controller-ul RAID in acelasi timp.

Instalarea

Instalarea AT7 se face in mod obisnuit cu exceptia faptului ca va trebui sa folositi placuta I/O oferita de Abit care se potriveste in majoritatea carcaselor, dar nu in toate! Este posibil ca aceasta placuta sa fie dificil de instalat, mai ales daca este nevoie sa o insurubati. Din fericire acesta este un pret mic care trebuie platit pentru caracteristicile suplimentare oferite. In ceea ce priveste software-ul situatia se complica putin pentru ca trebuie instalate drivere pentru toate dispozitivele de pe placa. Portul LAN foloseste Realtek RTL8100B, sunetul este asigurat cu ajutorul controller-ului Realtek ALC650, USB 2.0 foloseste VIA VT6202, IEEE394 foloseste TSB43AB23, iar controller-ul RAID Highpoint HPT374. Acestea sunt toate driverele care trebuie instalate in plus fata de driverele chipset-ului. Nu am avut probleme la instalare, chiar daca design-ul placii m-a obligat sa folosesc o tastatura USB care este mai putin compatibila. Am constatat insa ca AT7 nu a functionat cu tastatura USB ieftina pe care o aveam in laborator. Cateva taste nu au functionat, iar altele produceau alt rezultat. Datorita caracteristicilor oferite de SoftMenu III procesorul poate fi instalat intr-un minut.

Sistemul de test :

Am testat placa sub Linux RedHat 7.2, dar nu am putut folosi USB 2.0 si IEEE394. Am gasit drivere pentru toate celelalte dispozitive de pe placa. Nu am reusit sa testez IEEE394 din cauza lipsei dispozitivelor IEEE394 externe. Nu am gasit pe Internet driverele pentru VT6202 sub Linux. VT6202 este un produs destul de nou si probabil ca driverele pentru Linux vor fi lansate in curand. Tastatura USB si mouse-ul au functionat bine in Linux Redhat 7.2 (suportul pentru dispozitivele de intrare USB este o caracteristica mai veche a Linux-ului).

Compatibilitatea

Datorita faptului ca placa are atat de multe dispozitive suplimentare este posibil sa aiba probleme de compatibilitate. Avand in vedere ca nu are porturi legacy, nu ar trebui sa va dea dureri de cap: nu exista nici un PS/2, serial, paralel pentru imprimanta sau port game. Microsoft a recomandat aceasta transformare inca din 1999, dar nici un producator nu a fost inca suficient de nebun pentru a elimina porturile legacy. Am testat toate dispozitivele de pe placa cu exceptia IEEE394. Nu sunt disponibile decat trei sloturi PCI, iar acestea impart IRQ-ul cu alte dispozitive de pe placa. Slotul PCI 2 imparte semnalul IRQ cu slotul AGP, iar slotul PCI 1 cu controller-ul USB. Am folosit toate trei sloturile PCI pentru a vedea cum se descurca AT7. Microsoft sustine ca Windows XP este sistemul de operare cel mai usor de setat si care detecteaza cel mai rapid dispozitivele plug and play. Rezultatul a fost impresionant, AT7 s-a descurcat mai bine decat ma asteptam. Din punct de vedere tehnic nu conteaza daca dispozitivul respectiv este integrat pe placa sau daca exista o placa PCI care il contine. Testele producatorului in faza de aprobare a produsului reprezinta avantajul dispozitivului onboard, deci compatibilitatea creste.

Cei de la Abit si-au facut bine treaba: nu am avut nici o problema atunci cand toate dispozitivele au fost activate. Surpriza placuta a fost ca toate aceste dispozitive au fost detectate si instalate corect din momentul pornirii sistemului de operare: nu a fost necesara rotirea placilor sau modificari cauzate de IRQ. Acelasi lucru s-a intamplat cu toate placile PCI pe care le-am incercat. Acesta este un succes pentru AT7 tinand cont de faptul ca ACPI a fost activat de la bun inceput.

Compatibilitatea memoriei a fost testata cu ajutorul modulelor DIMM prezentate in tabelul de mai sus. In testele de fiabilitate am folosit aceste doua module impreuna cu memoria Crucial DDR266, iar placa s-a descurcat foarte bine cu o interfata de memorie 333Mhz. AT7 are zece porturi USB (sase USB 1.1 si patru USB 2.0) si din aceasta cauza testele de compatibilitate pentru aceste porturi au fost extrem de dificile. In final am testat cele patru porturi USB 1.1 din spate - doua sunt pentru dispozitivele de intrare (tastatura + mouse) si celelalte doua pentru perifericele prezentate in tabelul de mai sus. De asemenea am testat si cele doua porturi USB 2.0 din spate, dar am avut numai un singur dispozitiv periferic compatibil USB 2.0. Placa de baza a trecut toate testele USB. Rata de transfer de pe USB 2.0 a fost impresionanta si cu un USB-IDE enclosure nici nu veti observa ca nu folositi interfata IDE. De asemenea am testat interfata Realtek LAN de pe placa chiar daca a fost inutil. Nu pot sa ma plang de calitatea controller-ului Realtek, RTL8100B este un chip care se regaseste pe multe placi PCI ieftine si in plus este foarte compatibil.

Fiabilitatea

Diferentele care exista intre AT7 versiunea completa si AT7: este foarte simplu: AT7 nu are nici IEEE394 nici RAID, in afara de aceste mici diferente placile sunt identice. Chiar daca placa este produsa de Abit este clar ca nu este destinata overclockarilor. Utilizatorii care overclockeaza prefera placile de baza cu cat mai putine dispozitive onboard. Din punctul de vedere al BIOS-ului AT7 nu este diferita de alte placi Abit destinate overclockerilor.

In sectiunea SoftMenu III din BIOS pot fi modificate urmatoarele setari:

• Viteza de ceas FSB intre 100Mhz si 250Mhz in pasi de 1Mhz
• Raportul FSB:AGP:PCI in 3:2:1, 4:2:1 sau 5:2:1
• Factorul de multiplicare intre 5x si peste 13x
• Tensiunea Vcore a procesorului intre 1,1V si 1,85V
• Tensiunea I/O intre 3,5V si 3,65V
• Tensiunea DDR intre 2,55V si 2,85V

Pe piata exista placi de baza care pot sa functioneaza la frecvente mai mari decat AT7, dar cred ca functiile de overclockare sunt in general decente.

Setarile pentru memorie diponibile pe AT7 sunt impresionabile, pentru mai multe detalii priviti imaginea de mai jos. BIOS-ul placii permite modificarea majoritatii setarilor, nu este nevoie decat de putina indemanare. Abit a inclus in pachet o foaie cu setarile care maresc performanta pentru ca utilizatorii sa poata experimenta. In testele de fiabilitate nu am folosit setarile cele mai agresive pentru ca doream sa folosesc toate sloturile de memorie si acest lucru nu ar fi fost posibil cu modulele Crucial DDR266. Dupa cum am precizat de la inceput, in testele de fiabilitate au fost utilizate doua module DDR333 si doua DDR266, iar bus-ul memoriei a rulat la 333Mhz. Am atasat in continuare si o poza cu procesorul Athlon XP 2000+ testat.

Concluzii

AT7 este o placa de baza extrem de interesanta atat din punctul de vedere al utilizatorului final cat si al integratorului de sistem. In comparatie cu alte placi testate pana acum, AT7 ofera cele mai multe caracteristici. In trecut am avut cateva probleme cu placile de baza cu multe resurse integrate din cauza ca schema complicata de impartire a intreruperilor genereaza probleme in conditii de stres si majoritatea utilizatorilor nu se puteau descurca in astfel de situatii. Linia de placi MAX a fost realizata fara porturi legacy, aceasta fiind o problema potentiala pentru utilizatorii care deja poseda dispozitive de intrare scumpe. Daca cumparati un sistem nou sau aveti o tastatura si un mouse modest, AT7 este perfecta.

AT7 atinge un grad de performanta si stabilitate de invidiat. Testele de performanta ne-au demonstrat ca este o placa de baza extrem de rapida, putin mai rapida decat alte placi KT333 bazate pe un design traditional. Un alt punct forte al placii este capacitatea de overclockare, ceea ce nu este surprinzator avand in vedere ca numele Abit a fost intotdeauna cunoscut in segmentul superior de piata. Pana acum Abit este singurul producator care a adoptat un design nou, dar sper ca in curand si altii il vor urma. Un design nou are si dezavantaje. Cand cumperi o placa din seria MAX trebuie sa iei in considerare atat avantajele, cat si dezavantajele. Daca excludeti problemele de compatibilitate absolut normale pentru un design 'proaspat' pe piata, placa este perfecta pentru utilizatorul mediu care doreste multe resurse integrate si putere mare la un pret accesibil.

Productia neingradita de microprocesoare

Datorita deciziei inspirate a lui IBM de a alege procesorul 8088 ca motor al PC-ului original, INTEL a demarat elaborarea inovatoare a 3 generatii succesive de microprocesoare - 286, 386 si 486. Intre timp printr-un contract de licenta inteligent, rivalul lui INTEL, AMD a pus la dispozitia producatorilor de compatibilitate suficiente microprocesoare care au proliferat standardul AT pina la nivelul in care a devenit cel mai puternic standard din industria calculatoarelor cu peste 40 mili­oane de calculatoare vandute.

MICROTIMES-Junie 1991

Pentium

La 19 octombrie 1992, Intel a anuntat ca cea de a cincea generatie a liniei sale de microprocesoare compatibile (codificata P5), se va numi procesor Pentium si nu 586 asa cum a crezut toata lumea. Ar fi fost normal sa se numeasca 586, dar Intel a descoperit ca nu il poate breveta cu un nume de forma numerica, iar compania vroia sa-i impiedice pe ceilalti producatori sa denumeasca la fel cipurile copii pe care le-ar putea proiecta.Cipul Pentium existent astazi, a fost lansat la 22 martie 1993. Sistemele care il utilizeaza au inceput sa apara doar la cateva luni mai tarziu.Cipul Pentium este integral compatibil cu procesoarele Intel anterioare, dar se si deosebes­te de acestea in multe privinte. Cel putin una dintre aceste deosebiri este majora: cipul Pentium are doua canale identice de procesare a datelor, ceea ce ii permite sa execute doua instructiuni in acelasi timp. Intel numeste aceasta capacitate de a executa simultan doua instructiuni, tehnologie superscalara (procesare paralela). Aceasta tehnologie asigura performante suplimentare fata de cea a procesorului 486.Cipul standard 486 executa o instructiune, in medie, in doua perioade de tact, ajungand pana la o singura perioada pe instructiune prin introducerea multiplicarii interne a tactului, la procesoarele DX2 si DX4. Datorita tehnologiei de procesare paralela, cipul Pentium poa te executa mai multe instructiuni cu viteza de doua instructiuni pe ciclu de ceas. Arhitec­tura superscalara este de obicei asociata cu cipurile evoluate RISC (Reduced Instruction Set Computer procesoare cu set redus de instructiuni). Procesorul Pentium este unul din­tre primele cipuri CISC (Complex Instruction Set Computer- calculator cu set complex de ins tructiuni), care functioneaza cu procesare paralela. Procesorul Pentium reprezinta practic doua opun 486 intr-o capsula. .Cele doua canale pentru executarea instructiunilor din interiorul cipului sunt numite canale u si v. Canalul u, care este canalul principal, poate executa toate instructiunile pentru calculul cu numere intregi si in virgula flotanta. Canalul v este canalul secundar si poate executa numai instructiuni simple de calcul cu numere intregi si unele instructiuni in virgula flotanta. Procesul prin care se executa doua instructiuni simultan pe canale diferite se numeste pairing (in pereche). Nu toate instructiunile secventiale se pot executa in pereche si, atunci cand nu este posibil, este utilizat doar canalul u. Pentru marirea eficientei, puteti recompila softul pentru a permite mai multor instructiuni sa se execute astfel.Procesorul Pentium este complet compatibil cu cipurile 386 si 486 si, desi toate programe­le soft existente in prezent ruleaza mult mai rapid pe Pentium, multi producatori doresc sa recompileze aplicatiile ca sa foloseasca mai mult din adevarata putere a acestui procesor. Intel a dezvoltat compilatoare noi care folosesc toate avantajele cipului. Firma a acordat licenta pentru aceasta tehnologie firmelor care produc compilatoare, astfel incat proiectan tii de soft ii pot folosi avantajele. Un soft optimizat ar trebui sa imbunatateasca performan tele calculatorului prin cresterea numarului de instructiuni care se executa simultan pe cele doua canale ale procesorului.Procesorul Pentium are un modul numit BTB (Branch Target Buffer) care utilizeaza o tehnica numita branch prediction (predictia salturilor) in scopul reducerii timpului de asteptare in canalele de procesare, cauzat de aducerea instructiunilor unei ramuri aflate la o alta locatie de memorie. Modulul BTB incearca sa prevada cand va apare o instructiune de salt si sa aduca in memorie instructiunile corespunzatoare ramurii la care se va face saltul. Utilizarea tehnicii de prevedere a ramificarii unui program permite procesorului sa mentina in functionare, la viteza maxima, cele doua canale ale sale. Figura de mai jos prezinta arhitectura interna a procesorului Pentium.Cipul Pentium are o magistrala de adrese pe 32 de biti si poate sa adreseze 4G de memorie ca si procesoarele 386DX si 486. Dar procesorul Pentium extinde magistrala de date la 64 de biti, ceea ce inseamna ca poate transfera sistemului de doua ori mai multe informatii decat procesorul 486, la aceeasi frecventa de ceas. Magistrala de date fiind pe 64 de biti, memoria sistemului trebuie accesata cu 64 de biti, deci fiecare banc de memorie este accesabil pe 64 de biti.Majoritatea placilor de baza au memoria alcatuita din module SIMM (Single In-Line Memory Modules), iar aceste module sunt disponibile in versiuni pe 9 si pe 36 de biti. Cele mai multe sisteme Pentium folosesc module SIMM pe 36 de biti (32 de biti de date plus 4 biti de paritate), cate 4 module intr-un banc de memorie. Placile de baza au 4 socluri pentru module SIMM pe 36 de biti, deci un total de doua bancuri de memorie. Desi cipul Pentium are o magistrala pe 64 de biti pentru comunicatia cu sistemul, registrele lui interne sunt de 32 de biti. Instructiunile fiind procesate in interior, ele sunt impartite in doua segmente, de instructiuni si de date, pe cate 32 de biti si executate la fel ca in interiorul cipului 486. Desi unii s-au gandit ca firma Intel i-a inselat atunci cand a afirmat ca Pentium este un procesor pe 64 de biti, totusi, transferuri pe 64 de biti se fac cu adevarat. In interior insa, cipul Pentium are registre de 32 de biti care sunt integral compatibile cu cele ale procesorului 486.Pentium are doua memorii cache interne, separate de cate 8K, in comparatie cu cipul 486 care are o singura astfel de memorie de 8 sau 16K. Memoria cache si controlerul care o gestioneaza sunt incluse in cipul CPU. Memoria imediata se comporta ca o oglinda a memoriei RAM, pentru ca pastreaza o copie a datelor si a programelor din diverse zone de memorie. De asemenea, memoria cache poate pastra informatii care vor fi scrise in memoria principala in momentul in care incarcarea unitatii centrale si a altor componente va fi mai mica. (Procesorul 486 face toate scrierile in memorie imediat.) Memoriile cache separate pentru date si instructiuni sunt organizate in cate doua blocuri asociate, fiecare dintre ele fiind impartite in cate doua linii de 32 de biti fiecare. Fiecare memorie cache are cate un modul TLB (Translation Lookaside Buffer) dedicat, care converteste adresele logice succesive in adrese fizice. Puteti configura memoria cache astfel ca datele sa fie tratate in modul Write-Backsau Write-Through, linie cu linie. In modul Write-Back, memoria cache pastreaza atat operatiile de scriere, cat si cele de citire, ceea ce imbunatateste mult performantele in comparatie cu modul Write-Through care memoreaza doar citirile. Folosirea modului Write-Back duce la reducerea volumului comunicatiei intre CPU si memoria sistemului, ceea ce reprezinta o imbunatatire majora, intrucat accesul unitatii centrale la memorie constituie o "strangulare' a sistemelor rapide. Memoria cache pentru instructiuni este, evident, protejata la scriere deoarece contine doar linii de program si nu date ce pot fi actualizate. Prin folosirea ciclurilor burst, transferurile cu memoria cache sunt foarte rapide.Memoriile cache de nivel 2 (secondary processor cache} de maxim 512K, compuse din cipuri foarte rapide (maxim 20 ns) de tipul SRAM (Static RAM), aduc mari beneficii sistemelor cu procesor Pentium. Atunci cand unitatea CPU are nevoie de date care nu exista inca in memoria cache de nivel 1, se introduc cicluri de asteptare care incetinesc procesarea. Daca datele necesare sunt deja prezente in memoria cache secundara, unitatea CPU poate continua sa lucreze fara sa mai foloseasca cicluri wait.Cipul Pentium este realizat in tehnologia BiCMOS (Bipolar Complementary Metal Oxid Semiconductor) si are o arhitectura superscalara care permite atingerea performantelor ridicate, asteptate de la acest nou cip. BICMOS determina cresterea cu 10% a complexita­tii cipului, dar, in acelasi timp, duce la o imbunatatire a performantelor cu 30 - 35%, fara un consum suplimentar de putere. Modelele BICMOS functioneaza la frecvente peste 66 MHz si, desi circuitele CMOS pot fi facute mai rapide, cele BICMOS pot ajunge si ele la frecvente de operare de 100 - 150 MHz sau chiar mai mult. Firma Intel va folosi probabil aceasta tehnologie la toate generatiile de procesoare pe care le va proiecta in viitor.Toate procesoarele Pentium sunt SL extinse, ceea ce inseamna ca incorporeaza modul de administrare SMM (System Management Mode) care asigura controlul complet al facilitatilor de gestionare a alimentarii, in scopul reducerii puterii consumate. Procesoarele Pentium din generatia a doua (cu frecventa de tact peste 75 MHz), contin un modul SMM imbunatatit care include si controlul ceasului, ceea ce va permite sa variati viteza de procesare, pentru controlul consumului de putere. Aceste versiuni imbunatatite de procesoare Pentium va permit chiar sa opriti tactul si sa suspendati deci functionarea procesorului, ceea ce duce la un consum minim. Generatia a doua de procesoare Pentium se alimenteaza la 3,3V (in loc de 5V), ceea ce reduce si mai mult atat consumul de putere, cat si caldura disipata. Ca si procesorul 486, cipul Pentium contine un coprocesor matematic incorporat (FPU). Unitatea de calcul in virgula mobila, FPU, a cipului Pentium a fost reproiectata si are performante semnificativ mai ridicate, in conditiile in care este integral compatibila cu unitatea FPU a cipului 486 si cu cipul 387. Se estimeaza ca unitatea FPU a procesorului Pentium este de 2 pana la 10 ori mai rapida decat cea a procesorului 486. in plus, cele doua canale standard de procesare a instructiunilor, asigura si doua unitati de calcul cu numere intregi. (Coprocesorul matematic executa doar calculele matematice mai complexe.) Celelalte procesoare, ca de exemplu 486, au un singur canal de executie a instructiunilor si deci, o singura unitate de calcul cu numere intregi. Procesorul Pentium din prima generatie. In prezent, exista doua modele de Pentium, fiecare avand mai multe versiuni. Modelul de cip Pentium din prima generatie cuprinde procesoare care lucreaza la 60 si 66 MHz. Acest model foloseste o capsula PGA cu 273 de pini si »e alimenteaza la 5V. in aceasta varianta, procesorul lucreaza cu aceeasi frecventa a tactului ca si placa de baza, cu alte cuvinte, foloseste multiplicarea cu x1 a ceasului.Prima generatie de cipuri Pentium a fost realizata in tehnologia BiCMOS cu trasee de 0,8 microni. Din nefericire, utilizarea acestei tehnologii si numarul mare de tranzistoare (3,1 milioane) au facut ca pastila cipului sa fie foarte mare si dificil de fabricat. Intel nu a reusit sa le faca suficient de rapid. Ca urmare, cipurile s-au produs si au fost livrate in cantitati mici. Utilizarea traseelor de 0,8 microni a fost criticata de unii producatori de echipamente, intre care Motorola si IBM, care folosisera deja traseele de 0,6 microni in cipurile evoluate pe care le-au produs. Dimensiunea uriasa a pastilei, ca si alimentarea la 5V, au facut ca versiunile la 66 MHz sa consume pana la 3,2A (16W), ceea ce produce o cantitate imensa de caldura si creeaza dificultati sistemelor care nu utilizeaza tehnici speciale de protectie. Adesea, este necesar un ventilator separat care sa asigure racirea procesorului.Multe dintre criticile aduse firmei Intel pentru prima generatie de Pentium erau justificate. Unii au inteles ca prima generatie de cipuri nu mai putea fi schimbata; ei stiau ca vor apare noi versiuni de Pentium realizate cu tehnologie mai avansata. Multi dintre acestia (intre care si autorul aceste carti) va sfatuiesc sa nu achizitionati nici un sistem Pentium, pana cand nu veti avea la dispozitie generatia a doua de procesoare.O regula de baza in domeniul calculatoarelor este sa nu cumperi niciodata prima generatie a vreunui procesor. Desi in felul acesta ati putea astepta o vesnicie pentru ca exista mereu in perspectiva ceva mai bun, uneori este preferabil sa aveti putina rabdare.

Procesorul Pentium din generatia a doua. Intel a anuntat aparitia procesorului Pentium din a doua generatie, la 7 martie 1994. Acest nou procesor era produs initial in versiunile cu frecventa de 90 si 100 MHz si o versiune la 75 MHz pentru sistemele laptop si portabile in curs de proiectare. Cipul Pentium din generatia a doua utilizeaza tehnologia BiCMOS cu trasee de 0,6 microni care reduce dimensiunile pastilei si consumul de putere. Aceste noi procesoare se alimenteaza la 3,3V. Versiunea de procesor cu frecventa tactului delOO MHz consuma maxim 3,25A la 3,3V, ceea ce inseamna 10.725W. Versiunea mai putin rapida, la 90 MHz, consuma doar 2.95A la 3,3V, adica doar 9.375W. Versiunea avand frecventa tactului de 75 MHz va consuma probabilaproximativ 6W si va constitui o solutie rezonabila pentru calculatoarele laptop si portabile alimentate de la baterii.Procesoarele Pentium din a doua generatie sunt livrate in capsula SPGA cu 296 de pini (Staggered Pin Grid Array) care este incompatibila cu versiunile din prima generatie. Singura modalitate prin care se poate trece un sistem de la prima la a doua generatie de cipuri Pentium este schimbarea placii de baza. De asemenea, procesoarele Pentium din a doua generatie au 3,3 milioane de tranzistoare, ceea ce reprezinta o crestere fata de cipu rile mai vechi. Numarul suplimentar de tranzistoare se datoreaza extensiei SL cu controlul frecventei de ceas, controlerului de intreruperi APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller) si interfetei pentru lucrul cu procesoare in pereche (dual-processor interface).Controlerul APIC si interfata pentru procesoare in pereche realizeaza armonizarea functionarii unui sistem in care doua cipuri Pentium din a doua generatie lucreaza simultan pe aceeasi placa de baza. Multe dintre noile placi de baza vor avea doua socluri de tip 5, care va permit sa folositi integral capacitatea de multiprocesare a acestor noi cipuri. Softul care permite ceea ce este cunoscut sub numele de multiprocesare simetrica (Symmetric Multi-Processing) a fost integrat deja in sisteme de operare ca Windows sau OS/2.Procesoarele Pentium din generatia a doua au circuite de multiplicare a tactului pentru ca procesorul sa functioneze cu o viteza mai mare decat magistrala. Procesorul Pentium cu frecventa de tact de 90 MHz lucreaza cu o viteza de 1,5 ori mai mare decat placa de baza care functioneaza in general la 60 MHz. Se pare ca, versiunea viitoare de Pentium la 75 MHz va folosi de asemenea multiplicarea de 1,5 ori a frecventei si deci va functiona pe placi de baza care lucreaza la 50 MHz.In prezent, o placa de baza care sa functioneze la 66 MHz nu este realizabila din cauza limitarilor impuse de performantele memoriei si ale magistralei locale. Sistemele Pentium cele mai rapide ar trebui sa combine o placa de baza la 66 MHz cu un circuit de multiplicare a tactului de 1,5 ori si un procesor care functioneaza la frecventa de 100 MHz Daca va ganditi ca 66 inmultit cu 1,5 este egal cu 99 si nu cu 100, aveti dreptate, numai ca, aproape in toate cazurile, valoarea de 66 MHz inseamna de fapt 66,6666 MHz.Acum, cand au devenit disponibile procesoarele Pentium din generatia a doua, este timpi sa achizitionati un sistem Pentium. Calculatorul ideal ar fi acela care foloseste un cip Pentium la 100 MHz din generatia a doua si o placa de baza care functioneaza la 66 MHz.

Asigurati-va ca pe placa de baza a calculatorului Pentium pe care il doriti sunt montate doua socluri care au toate caracteristicile tehnice ale soclului Intel de tip 5 cu 320 de pini In soclul suplimentar puteti adauga un al doilea procesor Pentium pentru ca sa folositi avantajul multiprocesarii SMP (Symmetric Multi-Processing) din noile sisteme de operare.De asemenea, asigurati-va ca placa de baza poate fi configurata cu jumpere sau in orice mod, astfel incat sa va permita sa introduceti in sistem viitoarele procesoare Pentium Overdrive care vor putea lucra la frecventele mai mari ale placii de baza.Aceste recomandari simple va vor permite sa faceti unele modernizari importante, fara sa schimbati intreaga placa de baza.