LGA 775 CPU 系统简介及工作原理

By Robinliu 2005-1-10

LGA 　 775 简介：

新一代的 LGA775 Socket 因为采用金属组件，比之前版本的产品更坚固。也因为这次的处理器不再有针脚，周围口字形的金属边框就是用来把处理器锁住的 .从高阶服务器平台引进的 LGA 封装技术，单位面积内可容许更高密度的针脚，并具备一致性的电气讯号特性。现在安装就不用像以前那样，花那么大的力气，才可以把处理器固定在主机板上。据英特尔公关部门的说法， LGA775 附有如此多针脚的原因，是为了预留给未来处理器有更方便的电源配置。虽然 Tejas 取消了，可是我们仍然可以肯定未来的 CPU 需要的电量，特别是当你想使用双核心平台的时候，电量一定是相当可观的。以往金属针脚曾是 CPU 本体的一部份，不过它们现在都被移置到插座上了，这也是 Intel 为了降低它的 CPU 损坏率的做法，将不良转稼到主机板生产厂商身上，因此， 775 Socket 的保护，也成为各大主板生产商所面临的一个不窜容忽视的间题。

775 架构芯片组简介新芯片组－ MCH

925X 、 915G 、 915P 、 915GV 　　 　 目前最新的 Alderwood 现在已正式命名为 925X Express 芯片组，它是接替前一代875P

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （即 Canterwood ）产品 ,925X 是 LGA775 架构中最顶级的芯片组。 新的代号为 Grantsdale 的芯片组包含以下三款芯片组：整合英特尔 Graphics Media Accelerator 900 芯片组 915G 、支持外置显示芯片的 915P ，与较低价并内建显示芯片 的版本的 915GV ，不过， 915GV 不允许外接 PCIe 的显示芯片支持（英特尔称为 PCI Express Graphics 或PEG ）。此三者统称为 915 Express 芯片系列，它们是准备用来取代 Springdale 865 芯片系列的。 新的芯片组均不支持 AGP 埠，但买家可以选择采用 DDR2 或 DDR1 内存。至于选用哪一种内存，则要如何设计内存插槽配置了。 目前还没有厂商愿意将 DDR1 内存拿来搭配高价的 925X 芯片组，所以这个平台是搭配 DDR2 。相反的，我们期望 915G/P 主机板可以同时支持 DDR2 和 DDR1 内存。但同时配置这两组内存插槽会有许多技术上的困难有待解决，所以我们很难看到有 DDR1 跟 DDR2混合存在的主板　。 习惯上，为了方便扩充，英特尔将它的核心逻辑芯片产品分成两个大区块以求其扩充性，一块是之前所提到的内存控制模块或称为北桥芯片（ Memory Controller Hub ； MCH ）。其内部主要包含内存控制器及图形显示接口。原本的 AGP 已经被总频宽大四倍的 x16 PCI Express 接口所取代。另一个重大的基础改革，就是现在的内存控制器除了支持传统的 DDR400 内存外，也支持 DDR2-400 及 DDR2-533 内存，所有的新一代芯片组都采用双信道模式。 南桥芯片必须和北桥芯片配对，英特尔称其为 ICH （ I/O Controller Hub ）。各式的配对组合形成了各个等级的计算机系统，包括入门至顶级的计算机系统等。

芯片组比较表

　　新的 ICH共有四个版本可供选择： ICH6 具备所有搭配 900 系列北桥芯片的基本功能， ICH6R 还加上了 RAID磁盘阵列功能， ICH6W 整合了无线网络控制器，而 ICH6RW加了上述所有的功能， 　　在一般性规格的支持，新一代芯片组并没有太大改变，仍然具备 PCI 插槽、 USB 2.0端口、基本音效及储存装置控制器等传统规格。当中新的特色是：四个 PCI Express x1信道、英特尔高传真音效及完整的四管道 AHCI SATA控制芯片， 当初英特尔设计 900 系列芯片组时，就规划支持 PCI Express 的功能，因此，当我们看到南北桥之间是以和 PCI Express 相关的 DMI （ Direct Media Interface ）信道连接时，并没有感到太大意外。这四个 PCI Express信道足足提供双向独立各1GB/s 的频宽，因此，使用上一代的南桥芯片（ ICH4 or ICH5 ）已经不可以再跟新的北桥芯片配对使用了。 　芯片及封装 　　　　所有北桥均采用 FCBGA （ flip-chip ball grid array ）封装，共有 1210 个焊接球：南桥则使用 BGA 封装，有 609 个焊接球。虽然英特尔的芯片制程技术比CPU 所用的制程晚一个世代，目前芯片组尚未导入 130奈米制程，这正好解释了现在 180奈米制程生产的 ICH6 系列芯片组会比较烫的原因

新芯片组 ----ICH

LGA 　 775 主板架构

新的 915 及 925 芯片组会跟新的整合绘图处理器－ 915 Graphics Media Accelerator 900 （以下简称GMA900 ）一并推出。 GMA900 是继 865G 芯片组内建英特尔 Extreme Graphics II后的新世代产品，同时也支持 915 芯片组。 透过 GMA900 ，英特尔将内建绘图卡功能的产品瞄准入门级市场。因此仅支持 DirectX 7 EGⅡ ，以今日的标准来说已经不合时宜了。 GMA900 是一个更高等级的架构，比之前英特尔的设计更具影响力。不过， GMA900 虽是支持 DirectX 9 的芯片，可是并不完全支持所有 DirectX 9硬件加速功能。仅像素着色 (Pixel Shader ）可以透过绘图芯片运算来提升效能，而顶点着色器（ Vertex Shader ）部份则由系统处理器以软件仿真方式来运算 . 跟 865G 比起来， 915G会在系统预设内存内大量的删除可定义的记忆区块。令人欣慰的是，其实 915G的运作方式跟 865G非常相类。在 BIOS 的环境下，顶多只有 32MB 的内存可以分配给绘图芯片。而在执行游戏时，驱动程序可以暂时把额外最多的 96MB 内存分发给绘图芯片，直至游戏结束为止（ DVMT ）。所以，使用整合绘图芯片而导致系统内存损失的问题就不太重要了。所有整合绘图芯片的解决方案， 3D效能表现都非常不好。整合的绘图芯片仅能满足低价位入门级产品的要求。虽然 8.6GB/s 跟 DDR2 533 内存的配搭看起来还不错，可是绘图芯片必须要跟系统内的其它组件一起共享频宽。 英特尔把 GMA900 定位成主流绘图卡的另类选择，因为英特尔依据目前实际的绘图卡销售数字来定义何谓「主流」，而不是以当下绘图卡的种类来区分何谓主流，所以，这个「主流」定义在 40 至 50美元的独立绘图卡，相对应的是搭配 64 位内存的 Radeon9200 与 GeForceFX5200 显示卡。 除了欠缺 DirectX9 支持外， 915G 的内建绘图芯片已足够应付一般使用者的需求，除了对游戏有特别需求的玩家外。英特尔的目标对象，主要是以办公室应用为主，但偶而玩玩计算机游戏的一般性用户，则只要GMA900 就足以应付需求。特别是 GMA900 的耗电量仅 10瓦以下，而外接绘图芯片的显示卡动辄需要几十到 100瓦以上的耗电量。另外还有一点， GMA900运作时温度还算低。我们在测试纯 2D影像时，发现画质相当不错，针对 DVI液晶讯号输出，英特尔还提供一个 SVDO连接子卡插到 PCI Express 16x扩充槽，但到目前为止还不清楚，英特尔是否也能藉由 SVDO提供双屏幕输出的功能。

LGA 　 775 主板架构

英特尔 915G、 865G 、 845G比较一览表

新的内存规格： DDR2 ：

• 基本上， DDR2 和 DDR1 内存的工作方式类似，都是在一个时脉周期中可以取得两次资料（ double data rate 模式）。但是 DDR2 以更快的时脉周期运作，当中新增的功能包括： ODT （ ON-die termination ）抑制讯号反射，因而减少内存页的大小及激活内存页所需消耗的功率。每一个CAS指令可以紧随 RAS 讯号进行，而不会因为任何碰撞而延滞。这个设计大幅减低了控制器的复杂度，理论上，甚至可以提升内存的传输率负载值。在名为 Sequential Nibble 的 8 个时脉的爆发模式读写长度（ burst length ）规格上，单次 burst 可分为两个 4 bit Nibbles 。其好处是将 8 个时脉的 burst 转换成 interleaving mode ，效率也因此而增加了。

• 内存制造商大都好用 FBGA （ fine-line ball grid array ）或 tiny BGA 的封装方式。无论采用的是哪一种封装方式，在效能上而言其它并没有太多值得着墨的地方。请参考以下的表格。

DDR1 与 DDR2 的比较

PCI Express －崭新的连接 同 PCI 或 PCI-X 所不同的是， PCI Express （或 PCIe ）采用的是串行的传输协议。使用接口对外的接线数量限制在一定的小数量，可是相对来说，它可以完全凭借着比 PCI 还快的高速时脉来增加内存频宽。此外，频宽的增加可以靠连结数个 PCI Express传输线道而完成。在规格上，分别有五种型态的插槽－ x16 、 x8 、 x4 、 x2 和 x1 ，请参考上图为例，标明 x16 的插槽是最宽的一个。 PCI Express 是一个点对点双向式的连结协议，基本上，它提供相同的频宽给彼此的两个装置而无须分享给其它的装置，就像使用 parallel PCI 的接口一样。由于考量模块化的设计，主机板制造商会根据其偏好而设计不同的 PCI Expree 插槽的排列方式。例如，一个 20 个传输线道（ lanes ）的 PCI Express 接口，就像大多数的 900系列系统芯片主机板一样，可以做成一个 x16 PCIe 插槽及四个 x1 PCIe 插槽。或者像中阶服务器系统做成五个x4 PCIe 插槽，而要如何安排，则端赖数字上的有效调整。 PCI Express 的规格也会因不同的系统芯片制造商而和其它的功能放在一起。 PCI 和 AGP 都将会被 PCI Express 所取代，虽然英特尔新一代芯片不再支持 AGP 。我们预估 AGP 接口的产品大约还可以在市场上存活一年多，也可能更久一点。又或是说， AGP 接口的产品存在于市场上的时间比 PCI的更长也说不定，因为就成本上来看， PCI 的确很低，不过，这并非是永远不变的。

PCI Express 带宽

支持更多 SATA 、更多 RAID 、更多连接埠 另一个技术上的大跃进，就是 SATA控制器。英特尔把 SATA控制器升级为一个真正支持 AHCI机制，而不单单只是 ICH5 及 ICH5R 内的组件。在 Windows 中，系统已经把它设定为一个 SCSI 或RAID控制器装置。 整个 900 芯片组家族都有提供四个 SATA 埠，它们都能以每秒最快 150MB 的速度运行。同时，光驱也会支持 ATAPI规格，特别是当愈来愈多光储存装置都不在支持 UltraATA ，而是 SATA 的时候。 新的 RAID功能也有数个不同的改变。如之前的一样，你还是要使用一个简单的 RAID 0 的 stripe交错读写模式，来为你的装置子系统加速。另一个做法是，你仍然将第二颗硬盘规划出部份空间，以RAID 1 以的镜映模式，在这部份空间的作成类似两部磁盘驱动器做 RAID 1 的效果，因为现在有四个SATA 埠，因此你可以同时选择 RAID 0 或 1 ，当然这个大前提是你的系统同时有两个硬盘。 每当你安装新的 Windows 版本，你都要考虑是否采用 RAID 设定或只是一个单纯的硬盘设定。基本上，设立单颗 RAID模式硬盘的称为准 RAID 组态设定，当外加第二颗硬盘时，先前的设定可以很容易的升级到 RAID 0 或 RAID 1模式，英特尔称这个技术为 RAID 移转功能（ migration capability ）。 不过，这个 RAID硬盘系统的缺点是它不可以移植到已安装英特尔 Application Accelerator 4.0 的 RAID驱动程序的计算机上使用，这一点你必须要知道。 同时，英特尔也让你可以额外多增加一个硬盘。这对 RAID 1 的设定来说是十分有用的，万一有个硬盘出现运作问题，它都可以自动的重新建立磁盘阵列。

英特尔 Wireless Connect Technology

英特尔的大动作是它在芯片组内加入了无线网络功能。 925X/915 芯片组不只为买家提供了内建的 Wi-Fi功能，也提供了透过软件设立连接点的功能。为什么这些功能这么重要？因为有了这些内建功能，你就不需要为你的网络额外再花钱购买硬件了。现在你只需要使用你的 PC 就可以轻松的建立无线撷取点。而当中的无线认证及安全设定也都相当简单。

新音效：高传真音效 在新一代芯片中，最值得我们注意的特色是视讯子系统。 AC97标准已经使用多年，可是此系统的的改进却很有限。英特尔决定以三个方向把它的视讯系统带入一个新方向，包括提升音讯品质、提供加值化功能及加入杜比（ Dolby ）认证。 高传真音效规格上具备 192-kHz 取样频率、 24 位及 8声道的音讯播放效果。除了以上所提的特色外，还有下列三个有趣的特色：支持多重分组功能（可以 routing 不同的音讯来源至不同的外置装置）、接头随机安插组态（ jack re-tasking ）及支持数组扩音器。 跟大多数的音效功能一样，有没有附接头重组态（ re-tasking ）的功能是取决于主机板厂。如果主机板厂把这个功能完整的加入他们的产品内，那你就可以直接把耳机的接头接在任何一个立体声的插头上。透过数组扩音器，你可以传输 3D立体声音讯。例如：如果你正在使用 VoIP 电话来讲电话，如果对方的装置有环绕音效，并知道你位在什么地方，那他就可以猜到你在房子中的哪个位置跟他交谈。

The END