Наборы микросхем для портативных ПК [статья относится к архивным материалам]
источник: журнал "Upgrade" # 3 (18) 2004
опубликовано: 21.09.2004
часть 3. Наборы микросхем для ноутбуков
НМС для процессоров Intel
Учитывая, что подавляющее большинство рынка ноутбуков принадлежит сегодня процессорам Intel (это справедливо для девяти из десяти проданных экземпляров), неудивительно, что наибольшее распространение получили наборы микросхем производства самой Intel.
Pentium III. Первым изначально мобильным НМС Intel стал 815ЕМ. Он был создан на базе 440ВХ и имел 100-МГц процессорную шину и шину памяти. Графические возможности обеспечивал порт AGP 4X, многие изготовители обходились встроенным графическим ядром, впервые появившимся в мобильных наборах микросхем Intel и выполненным в виде отдельной микросхемы - Video Controller Hub. Был предусмотрен даже вариант НМС с 4-Мбайт видео ОЗУ.
Кроме совершенно новых возможностей, предоставляемых "северным мостом", в распоряжении пользователей ноутбуков оказалось новое поколение "южных мостов" Intel - ICH2-M был оснащен USB-контроллером и встроенным Ethernet-адаптером.
Следующее семейство мобильных НМС Intel, в которое помимо 830М (AGP порт и встроенное графическое ядро) вошли модификации 830МР (только AGP порт) и 830MG (только встроенная графика). Большинство изготовителей ноутбуков для унификации остановились на универсальном 830М. От набора микросхем 815ЕМ семейство НМС 830 отличалось незначительно. Частоты шины памяти и процессорной шины были увеличены до 133 МГц, что позволило использовать память РС133. Кроме того, была удвоена пропускная способность соединения между "северным" и "южным мостами" (GMCH-M и ICH-M) до 266 Мбайт/с - вдвое больше, чем обеспечивала шина PCI, что позволило пропускать по ней сразу несколько потоков данных от PCI-устройств.
Также был усовершенствован контроллер памяти, в котором удвоился до 1 Гбайт максимальный объем используемой памяти, а также несколько выросла его производительность. В НМС 830М и 830MG было использовано уже второе поколение встроенного графического ядра. Его частота составляла 166 МГц, была предусмотрена и возможность установки на системную плату выделенных микросхем памяти для видео ОЗУ. Необходимо отметить, что ядро уже было встроено в GMCH-M, в результате чего появилась возможность вновь вернуться к архитектуре с двумя микросхемами, а "северный мост" в результате приобрел в своем названии букву G (Graphics). Графическое ядро обеспечивало лишь окраску трехмерного изображения, а функции T&L (геометрических преобразований и расчета освещенностей) были возложены на центральный процессор.
Intel 830 активно использовал возможности снижения энергопотребления новых Pentium III-M на базе ядра Tualatin (в них появилась технология SpeedStep), научившись значительно сокращать собственное энергопотребление во время простоя, в частности, переходить вместе с процессором в режим Deeper Sleep. "Южный мост" ICH3-M практически не отличался от ICH2-M, заметным усовершенствованием стал лишь дополнительный контроллер USB, благодаря которому количество USB-портов возросло с 4 до 6.
В настоящее время НМС Intel 830 все еще иногда встречается в ноутбуках младшей ценовой категории, однако его характеристики и производительность, безусловно, уже не удовлетворяют современным требованиям.
Pentium 4-М. Во многом "долголетие" Intel 830 связано еще и с тем, что вплоть до появления Centrinо компания Intel после него специально созданных мобильных наборов микросхем больше не предлагала, так что изготовителям ноутбуков для создания моделей на базе Pentium 4-М пришлось довольствоваться переработанным НМС серии 845 (845МР и 845MZ) вместе с "южным мостом" ICH3-M. Набор микросхем 845МР использовали не часто, a 845MZ изготовители вообще практически не применяли, поскольку он был несовместим с DDR266, ограничившись лишь DDR200. Так как по производительности одноканальная DDR266 не сильно превосходила РС133 SDRAM, а встроенной графики 845МР не имела, мобильный НМС для Pentium 4-М не имел особого успеха.
Лишний раз это подтверждается и тем, что развитие мобильных НМС для Pentium 4 на 845МР прекратилось вплоть до недавнего времени, тогда как настольных продолжалось весьма быстрыми темпами. На смену НМС 845 пришли 845D, Е, РЕ и их аналоги со встроенным графическим ядром все того же второго поколения.
Очевидно, что изготовителям ноутбуков, подстегиваемым выходом все новых Pentium 4-М, не оставалось ничего иного, как начать использовать максимально пригодный настольный НМС. Таким оказался 845GV - улучшенный вариант 845GL. Встроенное графическое ядро, отсутствие AGP-порта и, в отличие от 845GL, 533-МГц системная шина и контроллер памяти DDR266.
Серьезным доводом в пользу настольных НМС стало и появление нового "южного моста" 1СН4, который с небольшими модификациями до сих пор используется и в наборах микросхем, входящих в состав Centrino. От предшественника он отличался наличием контроллера USB 2.0 и улучшенными звуковыми возможностями АС`97 (в том числе возможность разводки S/PDIF-выхода).
В максимально дешевых конфигурациях (как правило, с Celeron) изготовители в основном остановились на НМС 845GV с ICH4, но для более дорогих встроенный в 845GV графический контроллер не подходил. Вместе же с NVIDIA GeForce Go или ATI RADEON Mobility и мощными процессорами Pentium 4-М удобнее было использовать НМС 865РЕ, не имеющий встроенного графического ядра, но зато оснащенный контроллером памяти DDR400.
Впрочем, это был не самый лучший вариант как по цене, так и экономичности, и здесь на помощь пришли разработки SiS. Хотя компания SiS, как и все остальные, не представила никаких мобильных НМС для Pentium 4, ее НМС для настольных ПК получили широкое распространение в ноутбуках. 845РМ был успешно заменен SiS 645DX, 865РЕ - SiS 648FX,а 845GV - SiS M650/651, а позже и SiS 661FX. По экономичности они были эквивалентны решениям Intel, а по функциональности их превосходили.
Особенно это касается моделей М651 и 661FX. Они были оснащены 800-МГц процессорной шиной, контроллером памяти DDR400, AGP 8X, встроенным 200-МГц графическим ядром и новым "южным мостом" SiS 694 с не худшей функциональностью, чем у ICH4: в нем нашлось место даже для Serial ATA RAID-контроллера. Впрочем, для снижения цены зачастую использовались менее сложные "южные мосты": с SiS 645DX обычно SiS 962, с SiS 648FX - SiS 963, а с SiS 650/651 - SiS 961 и 962. Это позволяло изготовителям добиться в моделях младшего ценового диапазона функциональности, как минимум сравнимой с моделями на базе НМС компании Intel.
Можно сказать, что изделия компании SiS у изготовителей ноутбуков пользовались такой же популярностью, как и у производителей настольных ПК. То же самое будет справедливо и по отношению к ALi - к использованию продукции этой компании производители отнеслись столь же скептически, как и к НМС ALi для настольных ПК, ограничившись использованием НМС ALi 1681 и 1683, оснащенных "южным мостом" 1563.
Достаточно прохладно был воспринят и новый НМС Intel, выпущенный около года назад - НМС 852РМ и его вариант с интегрированной графикой 852GME, оснащенный 133-МГц ГП Intel Extreme Graphics 2. Новые наборы микросхем, по сути, - это мобильные варианты соответственно 845Е и 845GE с более низкой производительностью, чем, например, 865РЕ. Действительно, небольшой выигрыш в экономичности на фоне энергопотребления используемых с ними Mobile Pentium 4 совершенно не был заметен, в остальном они ему уступали, в результате чего за минувший год себя практически не проявили.
Pentium M. Полная идентичность процессорных шин Pentium M и Pentium 4 позволила изготовителям быстро подготовить НМС для нового процессора Intel: компания SiS выпустила SiS M661MX и SiS648MX, a ALi - 1683. Однако изготовители ноутбуков не проявили никакого интереса к этим НМС. Что касается НМС АН, тому виной плохая функциональность и слабая производительность, в случае же SiS оказалось, что неплохие характеристики НМС этой компании не в состоянии соперничать с маркетинговым натиском Intel, вложившей в продвижение платформы Centrino, содержащей и НМС для Pentium M, огромные средства.
Таким образом, хотя наборы микросхем для Pentium М существуют в модельных рядах нескольких компаний, альтернативы Intel 855 фактически нет.
Семейство НМС 855 состоит из трех модификаций: 855PM, 855GM и 855GME. Впервые со времени i830 на рынок выпущена не адаптированная версия НМС для настольных ПК, а набор микросхем, изначально разработанный именно для портативных компьютеров.
Главное у нового НМС - это, во-первых, тщательно продуманные механизмы энергосбережения при работе с процессором (в том числе Enchanced SpeedStep), памятью, графическим контроллером и периферийными устройствами, отсутствующие у всех его предшественников. И, во-вторых, несколько усовершенствованная работа с шиной AGP.
Необходимо отметить и новый "южный мост". Хотя новым его назвать довольно трудно: ICH3-M сменил ICH4-M, приведший функциональность мобильных платформ в полное соответствие с настольными ПК, добавив к ней ряд специфических для ноутбуков требований по управлению периферийными устройствами, в числе которых умение корректно отрабатывать переход в различные состояния энергосбережения.
В остальном же характеристики этих НМС нельзя назвать рекордными, особенно по сравнению с настольными ПК. Они имеют 400-МГц системную шину, AGP 4Х и лишь одноканальный контроллер памяти, совместимый с DDR333. Так что по своим характеристикам этот набор микросхем весьма напоминает 845РЕ.
855GM отличается наличием встроенного графического ядра Intel Extreme Graphics 2, понизившейся до 266 МГц максимальной частотой шины памяти и отсутствием контроллера интерфейса AGP. Этот НМС предназначен для самых недорогих Centrino-ноутбуков.
Однако модификация 855GM не слишком популярного по сравнению с 855GME, в котором максимальная частота шины памяти увеличена до 333 МГц, не в последнюю очередь благодаря требованиям встроенного графического ядра, остро нуждающегося в пропускной способности шины памяти и использующего для своих нужд оперативную память ноутбука. Увеличена в 855GME и частота графического ядра - до 250 МГц (против 200 МГц в 855GM). Но при этом повышение частоты было компенсировано добавлением новых функций графического ядра, снижающих его энергопотребление. Самой кардинальной из них, пожалуй, стала давно опробованная изготовителями мобильных графических микросхем технология динамического изменения частоты в зависимости от текущей нагрузки. Кроме того, разработчики Intel сохранили в 855GME контроллер порта AGP.
Впрочем, если изготовитель планирует использовать дополнительный графический адаптер ATI или NVIDIA, он, скорее, выберет 855РМ. Если же предпочтение отдается встроенному графическому ядру, то здесь ситуация усложняется: производительность 855GM не слишком высока, но в случае применения более мощного НМС 855GME пользователь вынужден будет оплатить и неиспользуемый AGP-контроллер. Очевидно, что выбор между 855GM и 855GME будет обуславливать лишь разница в цене между ними, пока же можно констатировать, что ноутбуки на базе 855GME уже начали появляться в продаже.
НМС для процессоров AMD
Athlon XP-M. Ноутбуки на мобильных процессора; AMD - Athlon XP-M - сегодня все еще не редкость, хотя их доля продолжает сокращаться. Очевидно, что наборы микросхем Intel в таких ноутбуках не применяются, а лидирующие позиции в этом секторе занимает компания VIA. Компания, с появлением Athlon ставшая лидером на рынке НМС для него, вместе с наборами микросхем для настольных ПК предлагает и их мобильные варианты. В первую очередь это KN266 KN400. Как ни странно, KN266 более популярен, чем его последователь - KN400. Впрочем, если вспомнить, что за минувшие годы у мобильных процессоров AMD менялась лишь частота да объем кэш-памяти второго уровня, неудивительно, что поводов для смены набора микросхем не так много, а применение KN266 позволяет сохранить невысокую цену.
KN266 совместим с DDR SDRAM PC2100, имеет 200-МГц системную шину, встроенный графический адаптер ProSavage8 компании S3 Graphics, использующий часть системной памяти для хранения текстур. Первоначально с KN266 поставлялся "южный мост" VT8233, но сегодня он комплектуется уже VT8235, что дало такие новые возможности, как USB 2.0, АТА133 и шестиканальный звуковой контроллер АС`97. А встроенными модемом и 10/100-Мбит/с Ethernet-контроллером оснащены обе модификации "южного моста".
KN400 содержит новое графическое ядро UniChrome, 333-МГц системную шину, контроллер памяти РС2700 DDR и новый "южный мост" VT8237. Последний отличается от своего предшественника встроенным Serial ATA RAID-контроллером, не слишком востребованным в портативных компьютерах.
Впрочем, позиции VIA, удерживаемые в некоторой степени устаревшим KN266, атакует компания SiS, причем, что удивительно, наибольшей популярностью у изготовителей ноутбуков пользуется НМС SiS 746FX, а не позиционируемый, как мобильный SiS M741, с не слишком высокой производительностью. SiS 746FX, помимо 333-МГц системной шины, обеспечивает совместимость с РС3200 DDR, имеет контроллер AGP 8X, но не оснащен встроенным графическим ядром. "Южный мост" SiS 963 оснащен контроллерами USB 2.0, АТА133, модемом, 10/100-Мбит/с Ethernet-адаптером и шестиканальным звуковым контроллером. Некоторые изготовители ноутбуков используют в своих изделиях НМС ATI IGP 320М - мобильный вариант первого НМС канадской компании. Основное преимущество этого набора микросхем - наличие встроенного графического контроллера RADEON 7000, значительно превосходящего по своим возможностям графические ядра, используемые в НМС SiS и VIA.
В остальном ATI IGP 320M практически не отличается от KN266: он имеет 266-МГц системную шину и одноканальный контроллер памяти РС2100 DDR. Собственный "южный мост" компания ATI по каким-то причинам не стала использовать, поэтому его роль исполняет ALi М1535+ (USB 1.1, АТА100, все стандартные коммуникационные и аудиоконтроллеры).
Mobile Atlon 64. Пока ни одна компания не подготовила специального набора микросхем для создания ноутбуков на базе Athlon 64. Это не удивительно - данный ЦП используется лишь в самых дорогих и мощных ноутбуках класса "замена настольного ПК". Как правило, они комплектуются системными платами с НМС VIA K8T800.
"Северный мост" набора - VT8383 - оснащен контроллером AGP 8X и HyperTransport-туннелем. В качестве "южного моста" применяются VT8235 или VT8237.
На сегодня в этом секторе никаких новостей ожидать не приходится. Скорее всего, ни один изготовитель не представит НМС для портативных ПК с Athlon 64, пока AMD не приложит достаточных усилий для распространения мобильной версии этого ЦП.
...и другие
Портативные ПК с процессорами Intel и AMD занимают в настоящее время почти 100% рынка ноутбуков, но все же необходимо упомянуть еще две небольшие ниши. Первая - это рынок наиболее дешевых ноутбуков, в которых используется процессор VIA C3. Вместе с ним обычно применяется (из-за невысокой цены) и НМС VIA - PN133T (Twister) или CLE266.
Получивший наибольшее распространение PN133T оснащен контроллером памяти PC 133 SDRAM, встроенным графическим ядром Pro Savage4 и архаичным "южным мостом" VT8231 (а многие изготовители и вовсе до сих пор применяют с ним VT82C686B восьмилетней давности) с контроллерами USB 1.1 и АТА100. Впрочем, встречаются и ноутбуки на базе комбинации микросхем следующего поколения CLE266 и VT8235. Они совместимы с памятью DDR и имеют несколько улучшенное графическое ядро, а также контроллеры USB 2.0 и АТА133 в "южном" мосту".
Процессоры Transmeta также используются в недорогих ноутбуках, а, кроме того, благодаря оригинальной архитектуре, позволяющей строить сравнительно компактные компьютеры, в планшетных ПК. Дело в том, что процессоры Transmeta имеют встроенный контроллер памяти. Изготовителям системных плат остается лишь подобрать один из "южных мостов" компании ALi. Иногда с этим ЦП применяется ALi M1535+, тот же, что выбрала ATI для своего IGP 320M. Но большинство изготовителей предпочитают более современный ALi 1563 (USB 2.0, ATA 133, встроенные модем и 10/100-Мбит/с адаптер Ethernet, шестиканальный звук и контроллеры Memory Stick и SD Card).
