BTL NGHIÊN CỨU BIOS ROM TRONG MÁY TÍNH IBMPC VÀ TƯƠNG THÍCH IBMPC

LỜI NÓI ĐẦUĐây là bản báo cáo cho đề tài:” Tìm hiểu về BIOS – ROM trong máy tính IPMPC và tương thích IPMPC” mã đề 14 là trình bày những hiểu biết của em về đề tài trên Bản báo cáo gồm 3 phần: Phần 1: Trình bày về tổng quan của BIOSROM1. Đưa ra định nghĩa về BIOS trong máy tính, cung cấp cho người đọc những kiến thức về BIOS.2. Trình bày về đặc điểm tổng quát của BIOS ROM. Trong phần này sẽ trình bày về đặc điểm, tính năng quan trọng, quá trình phát triển và phân loại của BIOS ROM3. Trình bày về chức năng của BIOS ROM 4. Trình bày về cách nhận biết BIOS ROM trong máy tính5. Trình bày nội dung của BIOS ROM6. Trình bày hoạt động của trương trình POST trong BIOS ROM Phần 2: Kết luận sau khi tìm hiểu về đề tài này Phần 3: Danh mục các tài liệu đã tham khảo trong quá trình tìm hiểu về đề tài trên.

TRƯỜNG đại học công nghiệp hà nội

Khoa công nghệ thông tin

Thuyết trình báo cáo bài tập lớn môn học

Kiến trúc máy tính

F Nghiên cứu tìm hiểu về các loại chipset trên bảng mạch chính (mainboad) trên

máy tính.

Hà nội ,ngày20tháng10năm 2015

Bè côc:

1\> lêi nãi ®Çu

2\>Kh¸i niÖm chung vÒ chipset

2.1kh¸i niÖm chipset

6.1 Chipset cña Intel

6.2 Chipset cña AMD

6.3 Chipset cña SIS

6.4 Chipset cña VIA

6.5 Chipset cña Nvidia

6.6 Chipset cña ATI

Lời nói đầuChipset có tác dụng gì trên bo mạch chủ?

Nếu tự mình muốn lắp lấy chiếc máy tính bạn sẽ bối rối với vô sốchipset hiện có trên thị trờng Intel, VIA, SiS không ngừng đuatranh về công nghệ chipset! Công nghệ nào sẽ hiệu quả cho

công việc của bạn đây?

Để chọn đợc bo mạch chủ (BMC) xử lý nhanh, hoạt động ổn

định thì yếu tố quan tâm hàng đầu của bạn phải là chipset

-đây là trung tâm đầu não quản lý mọi hoạt động của BMC, từviệc giao tiếp CPU, bộ nhớ, đồ họa đến các thiết bị ngoại vi(chuột, bàn phím, âm thanh, mạng, modem, printer ) Theokinh nghiệm thực tiễn, các BMC dùng cùng chipset có tốc độ và

sự ổn định không khác biệt nhiều Vì vậy bạn cần chọn chipset

đủ mạnh, đáp ứng đợc nhu cầu, ổn định

Qua hình minh họa bạn sẽ hình dung ra hoạt động của chipset Nói một cách dễ hiểu, nó giống nh ngã t và bùng binh trong hệ thống giao thông, nếu quản lý không tốt thì rất dễ kẹt xe, tranhchấp tuyến đờng, khi đó hệ thống sẽ chạy chậm hoặc thậm chítreo luôn mà bạn không biết

tại sao Thông thờng, chipset

gồm 2 thành phần: chipset

cầu bắc (North Bridge

Chipset) và chipset cầu nam

(South Bridge Chipset)

Nhiệm vụ của hai chipset này

đợc quy định rõ ràng và

hiếm khi thay đổi Năm

1997, giao tiếp AGP đợc giới

thiệu và chipset cầu bắc có thêm nhiệm vụ kết nối với card đồ họa Chipset cầu bắc sẽ quản lý việc giao tiếp dữ liệu với CPU, RAM và card đồ họa, vì vậy nó rất quan trọng, khả năng xử lý của BMC phụ thuộc chipset này rất nhiều Chipset cầu nam quản

lý các thiết bị ngoại vi, thông tin từ ngoài vào chipset cầu nam

đợc đa lên cầu bắc để xử lý và trả kết quả về Tuy nhiên cũng

có một số ngoại lệ nh chipset Intel 875P lại đa giao tiếp mạng gigabit lên chip cầu bắc để tránh nghẽn đờng truyền từ chip cầu nam lên cầu bắc Tại sao Intel lại làm nh vậy? Giao tiếp giữa chipset cầu bắc và cầu nam qua kỹ thuật Hub Link của Intel đạt băng thông 266MB/giây Trong trờng hợp xấu nhất thì những thành phần sau có thể giao tiếp cùng lúc: IDE RAID 0: 100

MB/giây; LAN 1 Gb/giây=125MB/giây; USB 2.0: 60 MB/giây; card PCI: 21 MB/giây; Serial ATA: 150 MB/giây Nh vậy, theo lý thuyết thì băng thông lớn nhất sẽ là 456MB/giây (card âm thanh

và các thành phần khác cha đợc tính vào) Hub Link với băng thông 266MB/giây cũng có trờng hợp bị quá tải Do đó, Intel đã

tổ chức lại và đa giao tiếp mạng từ chipset cầu nam sang

chipset cầu bắc, bởi vì thành phần này có thể góp phần làm nghẽn băng thông giao tiếp giữa 2 chipset (VIA và SiS có công nghệ riêng làm cho băng thông giao tiếp giữa chipset cầu nam

và bắc đạt 1GB/giây nên hai hãng này đã không đa mạng

gigabit cho chipset cầu bắc quản lý)

Một trờng hợp khác là chipset nForce3 150 Trong khi các hãng ờng dùng 2 chipset thì nVidia lại tích hợp cả cầu bắc và cầu namthành nForce3 150, khi đó sẽ không còn quãng đờng di chuyển

th-từ cầu nam lên cầu bắc và ngợc lại, do đó sẽ giảm thời gian xử lý.Trên thị trờng có rất nhiều chipset đợc sử dụng cho BMC, mỗi loại

đáp ứng một yêu cầu riêng, chipset dùng với CPU Intel có Intel

845, 845E, 845G, 845PE, 848P, 865P, 865PE, 865G, 875P; SiS

645, 648, 650, 655; VIA P4X333, P4X400, PT800, PT880 Chipsetdùng CPU AMD có VIA KT333, KT400, KT600, K8T800; SiS 746FX, SiS 755; nVidia nForce2, NVidia nForce3 150 và còn nhiều loại khác Do số lợng chipset nhiều và một số có tính năng gần giống nhau, nên để dễ dàng, bạn nên chọn CPU trớc, sau đó sẽ tìm chipset phù hợp CPU đã chọn

Thông thờng việc chọn chipset chủ yếu dựa vào tỉ lệ hiệu

năng/giá tốt nhất, đồng thời chipset cũng phải đủ sức đáp ứng các nhu cầu phát sinh trong tơng lai nh cho phép nâng cấp CPU,

bộ nhớ, ổ cứng và mở rộng các giao tiếp ngoại vi Không giống CPU, giá BMC dùng các chipset mới không biến động nhiều sau

một thời gian, vì vậy nếu đợc thì bạn nên trang bị chipset mạnhcho BMC để dễ nâng cấp và thuận tiện trong việc giao tiếp với các thiết bị mới.

Bởi vậy bài thuyết trình này nhằm giới thiệu chung khái quát về chipset và một số hãng sản xuất chipset lớn trên thế giới

1\>Khái niệm chung

1.1 Khái niệm

Chipset là một nhóm các mạch tích hợp (các “chip”)đợc thiết

kế để làm việc cùng nhau và đi cùng nhau nh một sản phẩm

đơn.Trong máy tính ,từ chipset thờng dùng để nói đến các chip

đặc biệt trên bo mạch chủ hoặc trên các card mở rộng

Khi nói đến các máy tính cá nhân (PC) dựa trên hệ thống Intel Pentium,từ “chipset”thờng dùng để nói đến hai chip bo mạch chính :chip cầu bắc và chíp cầu nam.nhà sản xuất chip thờng không phụ thuộc vào nhà sản xuất bo mạch

Trong các máy tính gia đình ,các máy trò chơi từ thập niên 1980

và thập niên 1990,tù chipset đợc dùng để chỉ các chip âm thanh

và hình ảnh

Các hệ thống máy tính đơcj sản xuất trớc thập niên 1980 thờng dùng chung một loại chipset,mặc dù các máy này có nhiều đặc tính khác nhau.ví dụ.chipset NCR 53C9x,một chipset giá thấp sử dụng giao diện SCSI cho các thiết bị lu trữ,có thể thấy trong các

máy Nnix (nh MíP Magnum )các thiết bị nhúng hay các máy tính cá nhân.

Chip cầu bắc(north birdge),hay còn gọi là Memory

Controller Hub (MCH),là một trong hai chip trong một chipset trên một bo mạch chủ của PC,chip còn lại là chip cầu nam.Thông thờngthì chipset luôn đợc tách thành chip cầu bắc và chip cầu nam mặc dù đôi khi hai chip này đợc kết hợp làm một

(chip cầu bắc VIA KT600(đã bỏ bộ phận tản nhiệt)

2.2 Tổng quan

Chip cầu bắc đảm nhiệm việc liên lạc giữa các thiết bị CPU,RAM AGP hoặc PCI Express,và chip cầu nam.Một vài loại còn chứa chơng trình điều khiển video tích hợp,hay còn gọi là Grapphics and Memory controller Hub (GMCH).Vì các bộ xử lý và RAM khác nhau yêu cầu các tín hiệu khác nhau ,một chip cầu bắc chỉ làm việc với một hoặc hai loại CPU và nói chung chỉ làm việc với một loại RAM.Có một vài loại chipset hỗ trợ hai loại RAM(những loại này thờng đợc sử dụng khi có sự thay đổi về chuẩn) ví dụ chip cầu bắc của chipset NIVIDA nForce2 chỉ làm việc với bộ xử lý Duron,và Athlon XP với DDR SDRAM,chipset Intel i875 chỉ làm việc với hệ thống sử dụng bộ xử lý Pentium 4 hoặc Celeron có tốc độ lớn hơn 1.3 GHz và sử dụng DDR

SDRAM,chipset Intel i915 chỉ làm việc với Intel Pentium 4 và IntelCeleron ,nhng có thể sử dụng bộ nhớ DDR hoặc DDR2

định vị 64 GB bộ nhớ Tuy nhiên các bo mạch chủ chỉ hỗ trợ một lợng RAM ít hơn vì các nhân tố khác (nh giới hạn của hệ điều hành và giá thành của RAM)

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 hởng đến một số đặc tính của hệ thống

Chip cầu bắc đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định một máy tính có thể đợc kích xung đến mức nào

2.4 Sự phát triển gần đây

Bộ điều khiển nhớ điều khiển việc giao tiếp giữa CPU và RAM đợc đa vào trong các bộ vi xử lý AMD64, Các nhà thiết kế

máy tính khác nh Intel, IBM đã cân nhắc sự thay đổi này cho các dòng sản phẩm của họ Một ví dụ cho sự thay đổi này là chipset đơn NVIDIA's nForce cho hệ thống AMD64 Nó kết hợp tất cả các đặc tính một Cầu Bắc thông thờng (computing) với một cổng tăng tốc đồ họa (Accelerated Graphics Port_AGP) và nối trực tiếp tới CPU Trên các bo mạch nForce4 chúng đợc xem nh MCP (Media Communications Processor - Bộ xử lý giao tiếp đa phơng tiện).

Trong tơng lai, một giải pháp cho System-on-chip|SOC/Single Chip

sẽ luôn phổ thông hơn do đòi hỏi giảm thiểu các thành phần khilắp ráp Tuy nhiên các chíp lớn có thể làm giảm tính đa dụng của giải pháp và làm tăng tính phức tạp cũng nh số lợng chân

Điều dự đoán này tại thời điểm hiện tại không quan trong lắm vì gần đay co rất nhiều loại bus tốc độ cao (PCIe, SATA) có thể lập trình nguyên bản hoặc cao hơn.Điều này giống nh đem việc thực hiện chuẩn kết nối thông qua một bus chuẩn (có thể làPCIe), loại bus có thể đợc kết hợp, thành một bộ điều khiển siêu vào-ra (Super I/O)

3\> Chip cầu nam

3.1 khái niệm

Chip cầu nam(sourth birdge), hay còn gọi là I/O

Controller Hub (ICH), là một chip đảm nhiệm những việc có tốc

độ chậm của bo mạch chủ trong chipset Khác vớichip cầu bắc, chip cầu nam không đợc kết nối trực tiếp với CPU Đúng hơn là chip cầu bắc kết nối chip cầu nam với CPU

(Chip cầu nam VIA 686A, thờng sử dụng trên những bo mạch chủ AMD Athlon thế hệ đầu tiên.)

3.2 Tổng quan

Bởi vì chip cầu nam đợc đặt xa CPU hơn, nó đợc giao trách nhiệm liên lạc với các thiết bị có tốc độ chậm hơn trên một máy

vi tính điển hình Một chíp cầu nam điển hình thờng làm việc với một vài chíp cầu bắc khác, mỗi cặp chíp cầu bắc và nam phải có thiết kế phù hợp thì mới có thể làm việc với nhau; cha có chuẩn công nghiệp rộng rãi cho các thiết kế thành phần lôgic cơ bản của chipset để chúng có thể hoạt động đợc với nhau Theo truyền thống, giao tiếp chung giữa chip cầu bắc và chip cầu nam đơn giản là bus PCI, vì thế mà nó tạo nên một hiệu ứng cổ chai (bottleneck), phần lớn các chipset hiện thời sử dụng các giao tiếp chung (thờng là thiết kế độc quyền) có hiệu năng cao hơn

4\>Một số hãng sản xuất chipset hiện nay

Các nhà sản xuất chipset cho máy tính lớn là : Intel, SiS,

nVIDIA, ATI, J, D tùy tính năng

điện tử khác.AMD nổi tiếng với dòng sản phẩm Athlon cho thị trờng cao cấp và Duron cho thị trờng cấp thấp giá rẻ 4.3 SIS

SiS là công ti của Đài Loan chuyên sản xuất các bộ xử lý cho

máy tính và các thiết bị điện tử khác SiS trớc kia khá mạnh trong thị phần sản xuất Chipset nhng giờ đã thu hẹp thị phần Giờ tập trung vào các chipset cho hệ thống của AMD và các CPU cho các thiết bị cầm tay và điện tử khác

4.4 VIA

VIA Một nhà sản xuất chip bán dẫn hàng đầu của Đài Loan

Mạnh trong các dòng chipset cho PC và CPU xử lý cho các thiết bị

điện tử nhỏ

4.5 nVIDIA

nVIDIA là công ti lớn nhất thế giới về sản xuất bộ xử lý đồ họa GeForce (GPU) Những năm gần đây công ti còn sản xuất các chipset rất tuyệt một phần hỗ trợ cho công nghệ của card đồ họacủa hãng với tên là nForce nh nForce, 4, 570i, 780i, 790i,

4.6 ATI

ATI tuơng tự nh nVidia ATI cũng ko kém cạnh nVidia là bao trong lĩnh vực sản xuất bộ xử lý đồ họa với nhãn hiệu Radeon Gần đây ATI cũng mạnh lên trong lĩnh vực sản xuất chipset với thơng hiệu Radeo Express ATI đã bị AMD mua lại và trở thành công ti con của AMD

5\> Các loại chipset

5.1 chipset của Intel

5.1.1 Chipset Intel 4 series

Chipset Intel 4 series: Tăng

c-ờng khả năng xử lý đồ hoạ nâng cao

Họ chipset Intel 4 series, gồm các

chipset Intel Express G45, G43, P45

và P43, đợc kỳ vọng là sẽ biến

những hệ thống máy tính thành một trung tâm giải trí

và truyền thông liên lạc cao cấp.

Chipset Intel G45 Express mới, với hệ thống tăng tốc đồ họa IntelX4500HD cải tiến, mang lại những cấp độ mới về hiệu năng vàchất lợng hình ảnh, bao gồm một số những tính năng "lần đầutiên xuất hiện" trên các nền tảng thiết bị của Intel:

Chipset Intel P45 Express, một thế hệ tiếp theo của chipset IntelP35 Express phổ biến, đợc thiết kế để mang lại những tínhnăng hiệu suất hoạt động cho các nền tảng phổ thông Chipsetmới này bổ sung khả năng hỗ trợ PCI Express 2.0 thế hệ mới vớicấu hình đồ họa kép mới cùng khả năng tinh chỉnh hiệu suấthoạt động vợt qua các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của nó

Dới đây là những chi tiết về các chipset mới:

5.1.1.1 Chipset Intel G45 Express:

Mang lại những tiến bộ về video,

đồ họa, khả năng xử lý nhạy bén cùngkhả năng mở rộng Chipset G45 Express

hỗ trợ trải nghiệm Blu-ray đầy đủ,ngay cả khi có các tác vụ nền đangchạy, và có thể đợc thiết kế vào trongmột kích thớc hệ thống nhỏ gọn đểphát triển mô hình máy tính rạp hát tại gia

5.1.1.2 Chipset Intel G43 Express:

Chipset Intel G43 Express mang lại những tính năng đồhọa ấn tợng cho nhu cầu điện toán hàng ngày Công nghệ IntelClear Video bảo đảm khả năng trải nghiệm các nội dung HD mợt

mà và sắc nét Tăng cờng động cơ đồ họa 3-D với khả năng hỗtrợ toàn diện Microsoft Windows Vista Premium Tích hợp với cácgiao diện hiển thị số nh HDMI, DVI, DisplayPort và HDCP với khảnăng hiển thị độc lập kép

5.1.1.3 Chipset Intel P45 Express:

Chipset Intel P45 Express, hỗ trợ các

bộ vi xử lý 2 nhân và 4 nhân mới nhất

trên công nghệ 45nm của Intel, mở rộng những giới hạn về khảnăng sáng tạo với những khả năng đợc thiết kế để mang lại hiệusuất hoạt động chất lợng cao, đáp ứng những nhu cầu về nhữngnền tảng điện toán nhanh nhất.

5.1.1.4 CHIPSET 925X EXPRESS

Chipset 925X là sản phẩm 'chủ lực' của Intel, hỗ trợ cả hai loại BXL là Pentium 4 Prescott và Extreme Edition có xung hệ thống 200MHz (FSB 800MHz) Có thể bạn sẽ thắc mắc sự khác nhau giữa 925X và 915 là gì? Đó chính là 925X có điều khiển

bộ nhớ hiệu quả và nhanh hơn so với 915, tơng tự nh 875P so với

865 trớc kia Công nghệ này gọi là Enhanced Memory Pipelining: tối u dữ liệu, lệnh thực thi cho bộ nhớ kênh đôi; thêm vào đó là thuật toán lu dữ liệu động để tối u thời gian truy cập Tuy nhiên

sự cải thiện tốc độ của 925X so với 915 không thể đạt mức cải thiện của 875P so với 865PE mặc dù công nghệ của 925X về lý thuyết rất hứa hẹn

đổ bóng điểm (pixel shade) là nhanh hơn, trong khi đổ bóng

đỉnh (vertex shader) hoạt động chủ yếu dựa vào BXL

Chipset 915G làm việc giống nh ngời tiền nhiệm 865G, cũng có dung lợng phụ thuộc vào bộ nhớ hệ thống Trong BIOS, dung lợng

bộ nhớ chia sẻ tối đa là 32MB và khi cần thì dung lợng bộ nhớ tạm thời có thể tăng thêm 96MB nhờ vào công nghệ chia sẽ bộ nhớ

động 3.0 (Dynamic Video Memory Technology - DVMT) Giống nh các giải pháp đồ họa tích hợp khác, việc truy cập bộ nhớ hệ

thống để xử lý hình ảnh 3D sẽ không hiệu quả, do đó đây chỉ

là giải pháp tiết kiệm để xử lý những ứng dụng không nặng về

đồ họa Một lợi ích khác của đồ họa tích hợp là ít tốn điện năng

so với card đồ họa rời và cũng không cần đến những quạt tản nhiệt 'khổng lồ'

5.1.1.6 CHIPSET 915P EXPRESS

Chipset 915P cũng tơng tự nh 915G nhng không có chip đồhọa tích hợp mà chỉ có khe cắm PCI Express x16 dành cho card

đồ họa rời

5.1 2 Chipset Intel 3 Series

Theo Intel Việt Nam, ngày 5/6/2007 Intel đã công bố

về họ chipset Intel 3 Series (dòng 3) mới cùng một số kế hoạch công nghệ khác xoay quanh các bộ vi xử lý Intel Core

2 Duo và Intel Core 2 Quad dành cho ngời sử dụng máy tính tại gia đình và doanh nghiệp.Các sản phẩm này mang

lại một loạt những tính năng đột phá cho các máy tính, nh hiệu suất hoạt động của máy tính cao hơn, video có độ phân giải cao hơn cùng các công nghệ lu trữ dữ liệu tốt hơn giúp bảo vệ tốt hơn những dữ liệu có giá trị Các chipset này còn đợc thiết

kế để sử dụng với các bộ vi xử lý “họ Penryn” 45 nanomet (nm) của Intel Hơn 100 thiết kế bảng mạch chủ đang đợc phát triển

và dự kiến họ chipset mới này sẽ đạt mức tăng trởng nhanh nhất trong lịch sử của Intel

5.1.3 Chipset Intel Xeon

Hãng sản xuất chip lớn nhất thế

giới Intel đã cho ra đời bộ vi xử lý

Xeon có phần mở rộng 64 bit Với mã

hiệu Nocona, chip đầu tiên đợc thiết

kế cho thị trờng máy trạm