Báo cáo Chipset dùng cho Intel Core i5

Viện Đại Học Mở Hà Nội KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ---o0o---- BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN môn Cấu trúc và bảo trì hệ thống Đề tài: Chipset dùng cho Intel Core i5 Giảng viên hướng dẫn: Thầy Trần Tiến Dũng Họ tên các thành viên : Nguyễn Diệu Thúy Nguyễn Thị Lan Lưu Thị Ngọc Đỗ Thị Thu Nhóm: 11 Lớp: 09B2 HÀ NỘI 10-2011 ưnMục lục Lời giới thiệu Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, máy vi tính đã trở thành một phần không thể thiếu. Tất cả các công việc chuyên môn, giải trí, nghệ thuật,… đều có thể thực hiện trên máy tính. Càng nhiều người sử dụng máy tính hơn thì càng có nhiều người muốn tìm hiểu về máy tính, hiểu để có thể sử dụng máy tính một cách hợp lý và phát huy hết tác dụng của máy tính. Một phần không thể thiếu và vô cùng quan trọng của máy vi tính ngoài CPU ra còn có Mainboard và chipset đi kèm theo nó. So với trước đây, máy tính ngày càng được phát triển hơn, công nghệ đổi mới liên tục. Điển hình là các bộ vi xử lý CPU Core i của Intel, mỗi dòng CPU mới lại có một hoặc một số loại chipset và mainboard được phát triển theo sau. Đề tài “Chipset dùng cho Intel Core i5” này với mục đích trình bày về chipset, các cấu trúc của chipset để mọi người có thể hiểu một cách khái quát nhất về một bộ phận quan trọng không thể thiếu của máy tính này. Bên cạnh đó, đề tài cũng giới thiệu các dòng chipset hỗ trợ cho dòng máy tính có bộ vi xử lý Core i5 của Intel khá được phổ biến hiện nay. Hy vọng rằng với đề tài này, các bạn có thể có cho mình những kiến thức cần thiết và hữu ích trong học tập, công việc cũng như trong cuộc sống. Chipset trong mainboard Trong số các thành phần cấu thành máy tính, nếu CPU là yếu tố quyết định khả năng và tốc độ xử lý của hệ thống thì Mainboard đóng vai trò tạo ra một môi trường hoạt động ổn định cho tất cả các thiết bị khác, kể cả CPU. Bản thân tên gọi mainboard cũng chứng tỏ điều này. Mainboard là một bản mạch đóng vai trò là trung gian giao tiếp giữa CPU và các thiết bị khác của máy tính, là mạch điện chính, trung tâm, của một hệ thống hay thiết bị điện tử. Hình ảnh một Mainboard thông thường Chipset là một nhóm các mạch tích hợp (các “chip”) được thiết kế để làm việc cùng nhau và đi cùng nhau như một sản phẩm đơn. Trong máy tính từ “chipset” thường dùng để nói đến các chip đặc biệt trên bo mạch chủ hoặc trên các card mở rộng. Các kiến trúc của chipset Có 3 kiến trúc được sử dụng trong mainboard. Trước đây phổ biến là kiến trúc cầu nối North Bridge – South Bridge và kiến trúc Hub. Các máy tính hiện đại gần đây sử dụng kiến trúc thế hệ mới, kiến trúc mới này xuất hiện trong các mainboard dùng cho dòng CPU Core I của Intel. Kiến trúc cầu nối North Bridge – South Bridge Chipset cầu bắc Nhiệm vụ Đảm nhiệm việc liên lạc giữa các thiết bị CPU, RAM, AGP hoặc PCI Express, và chip cầu nam. Điều khiển tốc độ Bus cho phù hợp giữa các thiết bị. Một vài loại còn chứa chương trình điều khiển video tích hợp, hay còn gọi là Graphics and Memory Controller Hub (GMCH). Vì các bộ xử lý và RAM khác nhau nên yêu cầu các tín hiệu cũng khác nhau, một chip cầu bắc chỉ làm việc với một hoặc hai loại CPU và nói chung chỉ với một loại RAM. Có một vài loại chipset hỗ trợ hai loại RAM  Tầm quan trọng Đóng một vai trò quan trọng trong một máy tính có thể được ép xung, tần số của nó thường được sử dụng như là một đường cơ sở cho CPU để thiết lập tần số hoạt động riêng của mình. Chip cầu bắc trên một Mainboard là nhân tố rất quan trọng quyết định số lượng, tốc độ và loại CPU cũng như dung lượng, tốc độ và loại RAM có thể được sử dụng. Các nhân tố khác như điện áp và số các kết nối dùng được cũng có vai trò nhất định. Mỗi chip cầu bắc chỉ làm việc với một hoặc hai loại chip cầu nam. Do vậy nó đặt ra những hạn chế kỹ thuật đối với chip cầu nam và ảnh hưởng đến một số đặc tính của hệ thống. Chipset cầu nam Nhiệm Vụ Chíp cầu nam còn gọi là I/O Controller Hub (ICH), là một chip đảm nhiệm những việc có tốc độ chậm của Mainboard trong chipset. Khác với chip cầu bắc, chip cầu nam không được kết nối trực tiếp với CPU, chính xác hơn chíp cầu nam kết nối với CPU thông qua chíp cầu bắc. Tầm Quan Trọng Vì chíp cầu nam được đặt xa CPU hơn, nó được giao trách nhiệm liên lạc với các thiết bị có tốc độ chậm hơn. Một chip cầu nam điển hình thường có thể làm việc được với vài loại chip cầu bắc khác nhau. Trước đây giao tiếp chung giữa chip cầu bắc và chip cầu nam đơn giản là BUS PCI, hiện nay phần lớn các chipset hiện thời sử dụng các giao tiếp chung được thiết kế độc quyền có hiệu năng cao hơn. Một số dòng chipset dùng cho Pentium, K5, M1 AMD Chipset AMD 640; AMD750. VIA Chipset Apollo VP, VPX, MVP và Apollo Pro, PM, Pro Plus, KX. Acer Chipset Aladdin; Aladdin Pro II. SIS Chipset SIS540, 55xx; SIS6xx. Intel Chipset Dùng cho các Pentium đầu tiên, bao gồm: 430LX, 430NX, 430MX, 430FX, 430HX, 430VX, 430TX. Họ Intel 440/450 Gồm 2 nhóm hỗ trợ cho Pentium Pro và nhóm hỗ trợ cho Pentium II/III, Celeron. Kiến trúc Hub MCH (Memory Controller Hub): Hub điều khiển bộ nhớ thay thế vai trò North Bridge trong kiến trúc trước đây, cung cấp hỗ trợ đồ hoạ chuẩn AGP. MCH nối với bộ xử lý thông qua bus hệ thống tốc độ cao. Khác với kiến trúc cầu nối, MCH nối với ICH thông qua đường bus (bus AHA hoặc HI) riêng biệt tốc độ cao, tăng tốc độ kết nối giữa hai chip này, chứ không chia sẻ bus PCI như trước. Trong một số kiến trúc thành phần này được tích hợp các chức năng điều khiển đồ họa cao cấp (GMCH), tạo các hiệu ứng hình ảnh 2D và 3D. ICH (I/O Controller Hub): Hub điều khiển nhập xuất tương ứng với South Bridge. Các thành phần được trang bị trong ICH: Mạch điều khiển IDE được bổ sung các chế độ đọc đĩa tốc độ cao hỗ trợ các ổ đĩa cứng, ổ đĩa quang và các thiết bị IDE khác. Giao diện cho mạch điều khiển âm thanh ví dụ AC'97 (Audio Codec 97) Các cổng giao diện tuần tự USB Bốn hoặc sáu khe cắm PCI Trong các phiên bản sau này chip ICH còn được tích hợp thêm nhiều chức năng từ chip super I/O và các thành phần khác. FWH (Firm Ware Hub): Trong các chipset thế hệ đầu của kiến trúc này, FWH đóng vai trò là bus trung tâm tăng cường AHA (Accelerated Hub Architecture) kết nối giữa MCH với ICH. Thành phần thứ hai của FWH là bộ tạo số ngẫu nhiên RNG (Random Number Generator) hỗ trợ các phương án mã hoá mạnh, chữ ký điện tử, thiết lập các giao thức bảo mật hệ thống. CMOS/Clock và thậm chí cả bộ nhớ BIOS trong một số phiên bản cũng được tích hợp vào thành phần này. Một số họ chipset sử dụng kiến trúc Hub Intel 8x (Pentium II/III và Celeron) 810, 810E, 820/820E, 840. Intel 845 (Celeron và Pentium 4) 845PE, 845GV, 845GE, 845G, 845E, 845 Intel 865 và 875 (PenD và Pen4) 875P, 865G, 865GV, 865P, 865PE. Intel 915 và 925 (PenEE và Pen4/HT) 925XE, 925X, 915G, 915GV, 915GL, 915PL, 915P (Express). Intel 945 (Pentium D) 946PL/GZ, 945G, 945P, 945PL, 945GT, 945GC, 945GZ. Intel 965 và 975 (Core2Duo) 975X, 955X, Q965, Q963, G965, P965 (Express). Kiến trúc chipset thế hệ mới Các máy tính hiện nay đang sử dụng kiến trúc này trong mainboard, rõ nét nhất là trong hệ thống máy tính sử dụng vi xử lý dòng Core I – dòng chip xử lý thế hệ mới của Intel - từ Core i3, core i5 cho tới core i7. Kiến trúc và một số đặc điểm công nghệ hỗ trợ của nó sẽ được nói rõ hơn ở mục 3. Chipset dùng cho Intel Core i5 Intel Core i5 được các dòng chipset sau hỗ trợ H57, H55, Q57 và P55 Kiến trúc Để hệ thống chạy nhanh hơn và tốt hơn, Intel đã thay đổi cấu trúc máy tính của họ. Với thiết kế trước đây, các PC hầu hết đều được thiết kế với 3 chip bao gồm: Bộ vi xử lý chính (CPU), chipset cầu bắc (chứa chip đồ họa tích hợp và đảm nhận nhiệm vụ quản lý các card PCI-Express, bộ nhớ) và cuối cùng là chipset cầu nam (quản lý các giao tiếp kết nối truyền tải dữ liệu khác). Giờ đây, CPU đảm nhận luôn vai trò của chipset cầu bắc, còn các chip H57, H55, Q57, P55 thì làm nhiệm vụ như chip cầu nam, điều khiển các khối I/O còn lại. Dưới đây là sơ đồ kiến trúc của 4 chipset hỗ trợ cho dòng core i5: Giữa chipset H55 và CPU Clarkdale (có đồ họa tích hợp) sẽ xuất hiện một kênh giao tiếp mới có tên gọi Intel Flexible Display Interface (FDI) cho phép xuất tín hiệu hình ảnh bằng các cổng D-Sub, DVI, HDMI, DisplayPort cùng âm thanh chất lượng cao (lossless audio). Kênh giao tiếp FDI hỗ trợ 2 đường tín hiệu độc lập, mỗi đường có tốc độ truyền tải dữ liệu lên đến 2.7Gbps và tự động cân chỉnh băng thông để phù hợp với tín hiệu nhận được. Với bo mạch chủ H55 hay H57, người dùng hoàn toàn có thể sử dụng 2 màn hình độc lập với nhau, kênh D-Sub sẽ chiếm riêng một đường tín hiệu, kênh HDMI và DVI sẽ chiếm đường tín hiệu còn lại. Như vậy các main có chipset H55, H57 sử dụng cùng các chip Core i3-5xx, i5-6xx (Clarkdale) sẽ sử dụng được card đồ họa tích hợp trên CPU (Intel GMA HD). Nếu sử dụng với i5-7xx, i7-8xx tất nhiên sẽ không dùng được card đồ họa tích hợp. Điểm khác biệt rõ rệt nhất của P55 so với H55 đó là không cho phép xuất tín hiệu hình ảnh ra các cổng trực tiếp trên bo mạch chủ. Chipset P55 chuyển luôn bộ điều khiển các khe PCI-Express (dành cho card đồ họa) vào trong CPU cho phép hỗ trợ một khe X16 hoặc 2 khe X8 chạy CrossFire/SLI,trong khi main chipset H55 hỗ trợ một khe X16 hoặc 2 khe X4. Thế nên đối với các bo mạch sử dụng P55 sẽ không có khả năng xuất tín hiệu hình ảnh thông qua các cổng kết nối trên bo mạch (trên thực tế là không có main P55 nào có cổng D-Sub, DVI, HDMI,…), nói cách khác bắt buộc phải sử dụng card đồ họa rời khi sử dụng combo CPU Clarkdale & Lynnfiled và P55. Công nghệ Tên công nghệ Ý nghĩa Intel® Core™ vPro™ processor family Cho phép người dùng cá nhân kích hoạt khả năng bảo mật phần cứng và khả năng quản lý nhằm nâng cao khả năng của mình để duy trì, quản lý và bảo vệ máy tính cá nhân kinh doanh. Intel® Management Engine Ignition Firmware support Cung cấp chức năng nền tảng cần thiết như bảo trì đồng hồ và báo cáo nhiệt. Intel® Matrix Storage Technology¹ Với ổ đĩa cứng bổ sung thêm vào, cung cấp truy cập nhanh đến các file ảnh kỹ thuật số, video và dữ liệu với RAID 0, 5, 10, và hơn nữa là bảo vệ dữ liệu chống lại một số lỗi của ổ đĩa cứng với RAID 1, 5, và 10. Hỗ trợ cho thiết bị giao diện bên ngoài SATA (eSATA) cho phép tốc độ giao diện SATA bên ngoài lên đến 3 Gb/s. Intel® Flexible Display Interface2 Tách dữ liệu hình ảnh và truyền đến VGA tích hợp trong CPU Intel® Active Management Technology (Intel® AMT)◊1 Có thể tăng cường tính bảo mật phần cứng bằng 1 nền khác từ hãng phần mềm thứ 3. Intel® Anti-Theft TechnologyΣ Cho phép hệ thống tự động tắt nếu máy tính bị mất hay đánh cắp mà có hay không có kết nối Internet hay mạng, bằng cách vô hiệu hóa các phím mã hóa dữ liệu khiến dữ liệu được an toàn hơn kể cả khi mang HDD sang 1 máy khác. Intel® Trusted Execution Technology◊1 Cung cấp cơ chế dựa trên phần cứng giúp bảo vệ chống lại các cuộc tấn công dựa trên phần mềm và bảo vệ sự bảo mật và tính toàn vẹn của dữ liệu được lưu trữ hoặc tạo ra trên máy tính. Intel® Virtualization Technology (Intel® VT)◊1 Cung cấp công nghệ ảo hóa có thể dễ dàng quản lý cũng như bảo vệ từ xa các hệ thống mạng ảo. Support for HDMI, DisplayPort* and DVI2 Support for High Definition Multimedia Interface (HDMI), DisplayPort and DVI-1: hỗ trợ Video HD 720p, 1080i, và 1080p. Hiển thị độc lập trên 2 màn hình làm việc. Điều này đồng nghĩa với việc bạn có thể sử dụng VGA tích hợp trong CPU dòng Core I3 và Core I5 mang mã 6** của Intel. Intel® Rapid Storage Technology1 Hỗ trợ việc truy cập nhanh và bảo vệ tốt hơn cho Raid trong HDD. Intel® Rapid Recover Technology Cung cấp các điểm phục hồi nhằm có thể khôi phục lại hệ thống HDD mà không gây hỏng hóc dữ liệu. Intel® High Definition Audio3 Hỗ trợ âm thanh vòm. Intel® Quiet System Technology Điều khiển tốc độ quạt 1 cách hợp lý để giảm thiểu tiếng ồn. Universal Serial Bus (USB) Hỗ trợ lên tới 12 (H55) hoặc 14 (H57) cổng USB ver 2.0. USB 2.0 rate matching hub Quản lý điện năng cũng như tốc độ truyền tải dữ liệu của cổng USB sao cho phù hợp với nhiều thiết bị khác nhau về tốc độ cũng như khả năng tiêu thụ điện. Serial ATA (SATA) 3 Gb/s Giao diện lưu trữ tốc độ cao hỗ trợ tốc độ truyền tải nhanh hơn để truy cập dữ liệu được cải thiện lên đến 6 cổng SATA. eSATA Giao diện SATA được thiết kế để sử dụng với các thiết bị SATA bên ngoài. Nó cung cấp một liên kết cho 3 Gb/s tốc độ dữ liệu để loại bỏ tắc nghẽn được tìm thấy với các giải pháp lưu trữ hiện bên ngoài. SATA port disable Có thể dễ dàng vô hiệu hóa cổng SATA nhằm bảo vệ sự an toàn cho dữ liệu, đặc biệt là đối với cổng eSATA. PCI Express* 2.0 interface Hỗ trợ tối đa 6 cổng PCI-Ex ver 2.0 nhưng cấu hình phụ thuộc vào thiết kế của bo mạch chủ. USB port disable Dễ dàng vô hiệu hóa hay kích hoạt cổng USB. Intel® integrated 10/100/1000 MAC Hỗ trợ card mạng Gigabit Green technology Tích hợp các công nghê xanh nhằm bảo vệ môi trường. So sánh giữa 4 loại chipset FEATURES H57 H55 Q57 P55 Release Date 1/2010 1/2010 1/2010 9/2009 Socket Support LGA 1156 LGA 1156 LGA 1156 LGA 1156 Bus Interface DMI DMI DMI DMI Bus Speed 2 GB/s 2 GB/s 2 GB/s 2 GB/s HD Graphics with PAVP 1.5 Yes Yes Yes - USB 2.0 14 12 14 14 SATA Ports 6 x SATA 3 Gb/s 6 x SATA 3 Gb/s 6 x SATA 3 Gb/s 6 x SATA 3 Gb/s PCI Express 2.0 Graphics 1 x 16 1 x 16 1 x 16 1 x 16 or 2 x 8 PCI Express 2.0 (2.5 GT/s) 8 PCI-E 2.0 at 2.5 Gb/s 6 PCI-E 2.0 at 2.5 Gb/s 8 PCI-E 2.0 at 2.5 Gb/s 8 PCI-E 2.0 at 2.5 Gb/s Legacy PCI 4 4 4 4 Remote PC Assist for Consumers Yes Yes - - Rapid Storage Technology Yes - Yes Yes Anti-Theft Technology - - Yes - Identity Protect Technology Yes Yes - - Quiet System Technology Yes Yes Yes - AMT 6.0 w/ Remote PC Assist for Business - - Yes - ME Ignition Firmware - - - Yes ME Firmware 6.0 8MB 8MB 8MB - SPI Device Size Required (in MB) 8 8 8 2 Nhìn chung cả 4 loại chipset đều hỗ trợ socket LGA 1156, đường bus DMI với tốc độ bus là 2GB/s. Hỗ trợ HD Graphics PAVP 1.5, trừ P55 là không có. 14 cổng USB 2.0, riêng H55 là 12. H57 H55 Q57 P55 Intel® Core™ vPro™ processor family y Intel® Management Engine Ignition Firmware support y Intel® Matrix Storage Technology y Intel® Flexible Display Interface y y y Intel® Active Management Technology (Intel® AMT) y Intel® Anti-Theft TechnologyΣ y Intel® Trusted Execution Technology y Intel® Virtualization Technology (Intel® VT) y Support for HDMI, DisplayPort* and DVI y y y Intel® Rapid Storage Technology y y Intel® Rapid Recover Technology y y y Intel® High Definition Audio y y y y Intel® Quiet System Technology y y y Universal Serial Bus (USB) y(14) y(12) y y USB 2.0 rate matching hub y y y y Serial ATA (SATA) 3 Gb/s y y y y eSATA y y y y SATA port disable y y y y PCI Express* 2.0 interface y y y y USB port disable y y y y Intel® integrated 10/100/1000 MAC y y y y Green technology y y y y Các công nghệ được tích hợp trong chipset H55 được thể hiện trong bảng trên. Còn đối với H57 thì có thêm những công nghệ sau: Intel® Rapid Storage Technology: Hỗ trợ việc truy cập nhanh và bảo vệ tốt hơn cho Raid trong HDD. Intel® Rapid Recover Technology: Cung cấp các điểm phục hồi nhằm có thể khôi phục lại hệ thống HDD mà không gây hỏng hóc dữ liệu. Universal Serial Bus (USB): Hỗ trợ lên tới 14 cổng USB ver 2.0. Q57 thì giống như H57, dòng này có những công nghệ mà H55 và H57 không có đó là: Intel® Core™ vPro™ processor family: Cho phép người dùng cá nhân kích hoạt khả năng bảo mật phần cứng và khả năng quản lý nhằm nâng cao khả năng của mình để duy trì, quản lý và bảo vệ máy tính cá nhân kinh doanh. Intel® Active Management Technology (Intel® AMT): Có thể tăng cường tính bảo mật phần cứng bằng 1 nền khác từ hãng phần mềm thứ 3. Intel® Anti-Theft Technology: Cho phép hệ thống tự động tắt nếu máy tính bị mất hay đánh cắp mà có hay không có kết nối Internet hay mạng, bằng cách vô hiệu hóa các phím mã hóa dữ liệu khiến dữ liệu được an toàn hơn kể cả khi mang HDD sang 1 máy khác. Intel® Trusted Execution Technology: Cung cấp cơ chế dựa trên phần cứng giúp bảo vệ chống lại các cuộc tấn công dựa trên phần mềm và bảo vệ sự bảo mật và tính toàn vẹn của dữ liệu được lưu trữ hoặc tạo ra trên máy tính. Intel® Virtualization Technology (Intel® VT): Cung cấp công nghệ ảo hóa có thể dễ dàng quản lý cũng như bảo vệ từ xa các hệ thống mạng ảo. P55 thì giống như H55 nhưng không có Intel® Flexible Display Interface và Support for High Definition Multimedia Interface (HDMI), DisplayPort and DVI-1. Giống H57 ở 3 công nghệ: Intel® Matrix Storage Technology: tương tự Intel® Rapid Storage Technology. Intel® Rapid Recover Technology. Universal Serial Bus (USB): Hỗ trợ lên tới 14 cổng USB ver 2.0. Nhưng P55 lại có một công nghệ mà các dòng khác không có đó là: Intel® Management Engine Ignition Firmware support: Cung cấp nền tảng cần thiết như bảo trì đồng hồ và báo cáo nhiệt. Đấy là sự khác nhau giữa chúng nhưng khi gắn lên mainboard thì phụ thuộc vào thiết kế của nhà sản xuất main mà có sự khác biệt về công nghệ, sự hỗ trợ cũng như giá tiền. Lời kết Vừa rồi là báo cáo đề tài “Chipset dùng cho Intel Core i5” của nhóm 11. Trong quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài, các thành viên trong nhóm đã có thể hiểu thêm về Mainboard, các kiến trúc của chipset trong mainboard. Hơn nữa còn có thể biết thêm về các loại chipset hỗ trợ cho dòng CPU Intel Core i5, về tên gọi, kiến trúc cơ bản và các công nghệ được tích hợp trong chipset. Tuy nhiên trong quá trình làm bài vẫn còn có những hạn chế và thiếu sót về kiến thức và chuyên môn. Rất mong nhận được sự chỉ dẫn, góp ý của thầy giáo hướng dẫn và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Cuối cùng, cả nhóm xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy Trần Tiến Dũng đã giúp đỡ nhóm định hướng và thực hiện đề tài này. Cảm ơn một số thành viên trong lớp đã giúp đỡ về một số điều còn thắc mắc. Tài liệu tham khảo Giáo trình Cấu trúc và bảo trì hệ thống (Thầy Trần Tiến Dũng) Giáo trình Phần cứng máy tính