LGA 775 CPU 系统简介及工作原理

1. LGA 775 CPU 系统简介及工作原理 By Robinliu 2005-1-10

2. LGA775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。

3. 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。

4. 芯片组比较表

5. 新芯片组----ICH 　　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

6. LGA775主板架构

7. LGA775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。

8. 英特尔915G、865G 、845G比较一览表

9. 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。

10. DDR1与DDR2的比较

11. 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。

12. PCI Express 带宽

13. 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 。

14. 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。

15. 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。

16. The END