PC Werkstatt Ausgabe 2000- P32 docx

Einen Cache-Controller oder einen externen Cache-Speicher wird man auf einem Pentium-II-, wie auch bei einem PentiumPro-Mainboard ebenfalls nicht finden, denn dies ist alles in der CPU –

Ob ein Mainboard mit dem 82440LX auch noch mit EDO-RAMs (3,3-V-Typen) – mit FPM-RAMs sowieso nicht – oder ausschließlich nur noch mit SDRAMs umgehen kann, hängt vom jeweiligen Mainboard-Hersteller ab, was man daher unbedingt kontrollieren sollte, wenn man gedenkt, mit seinen EDO-DIMMs auf ein derartiges Mainboard »umzuziehen«

Von der Speicher-Performance her gesehen, die bei Verwendung von SDRAM in der Praxis nicht merklich über der der EDO-RAMs liegt, macht es keinen Unterschied,

ob ein 82440LX- oder der ältere 82440FX-Chipsatz zum Einsatz kommt

Die üblichen SDRAMs mit einer Zugriffszeit von 10 ns machen den

Cache-Speicher keineswegs überflüssig, was ganz allgemein für Pentium-Designs gilt.

Der 82440LX-Chipsatz bietet erstmalig eine AGP-Unterstützung Der Accelerated

Graphics Port, auf den im Kapitel 10 noch genau Bezug genommen wird, hat als

Einsatzzweck die Beschleunigung von 3D-Grafik zum Ziel und ist allein für die Aufnahme einer AGP-Grafikkarte vorgesehen

Daten Intel Intel Intel Intel

Controller

Northbridge

Maximaler Speicher 512 Mbyte 1 Gbyte EDO GX: 4 Gbyte 8 Gbyte

512 SDRAM KX: 1 Gbyte

GX: 4 CPUs maximal 4 KX: 2 CPUs CPUs

Tabelle 6.29: Kenndaten von Chipsätzen für Pentium II-CPUs; die Chipsets 440GX/KX/NX sind für

Multiprozessoranwendungen mit Pentium-XEON-CPUs vorgesehen

Der 82440LX-Chipsatz besteht im Prinzip nur aus einem einzigen Chip – dem 82443LX –, wenn man einmal den bereits bekannten PIIX4 beiseite lässt In ei-nem 492-poligen BGA-Gehäuse vereint er im Wesentlichen den DRAM-Controller

nebst Data Buffering, das PCI-Bus- und das AGP-Interface Er wird auch als PAC,

was für PCI AGP Controller steht, bezeichnet Einen Cache-Controller oder einen

externen Cache-Speicher wird man auf einem Pentium-II-, wie auch bei einem PentiumPro-Mainboard ebenfalls nicht finden, denn dies ist alles in der CPU –

hier im Single Edge Contact-Gehäuse (SEC) – untergebracht.

Bild 6.78: Der 82443LX (Northbridge) des LX-Chipsets benötigt nur noch den PIIX4, womit der

Chipsatz mit AGP-Unterstützung bereits komplett ist

6.12.5 Pentium-II/III- und Celeron-Chipsets

Ausgehend vom LX-Chipsatz hat Intel im April 1998 zwei weitere Chipsätze für Pentium-II-CPUs und deren Nachfolger vorgestellt: den 440 BX und den 440 EX Der BX-Chipsatz unterstützt eine Pentium-II-CPU, die mit einem Takt von 400 MHz (oder höher) arbeitet, während der Vorgänger – der LX – maximal eine 333-MHz-Pentium-II-CPU verwenden kann Die CPU-Bridge trägt die Bezeichnung 82443BX, und als PCI/ISA-Bridge kommt auch hier ein PIIX4 (PIIX4e) zum Einsatz

Der Systemtakt beträgt beim BX stets 100 MHz statt 66 MHz wie beim Vorgänger, was Auswirkungen auf den zu verwendenden SDRAM-Speicher hat, der nunmehr explizit für 100 MHz ausgelegt sein muss Die passenden DIM-Module hierfür

wer-den als PC100-DIMMs bezeichnet und müssen (!) über ein entsprechendes EEPROM

(Bild 6.77) als Konfigurationsspeicher verfügen

Die Taktzuordnungen sind synchron ausgelegt, d.h beispielsweise, dass der Takt für den PCI-Bus durch drei dividiert wird, was somit die spezifizierten 33 MHz ergibt Der BX-Chipsatz erlaubt auch die Verwendung der (älteren) Pentium-II-CPUs, die einen Systemtakt von 60 oder 66 MHz benötigen, wenn diese Möglichkeit

im BIOS-Setup vorgesehen ist, wovon in der Regel jedoch ausgegangen werden kann

Der Standard-Chipsatz für Pentium-II/III- und Celeron-CPUs ist der Intel 440BX, auf dessen Basis es eine Vielzahl von Mainboards gibt Mit Hilfe eines Slot-1-Adap-ters lässt sich hier auch eine Celeron-CPU im 370-Pin-Gehäuse problemlos verwen-den, wobei bei etwas älteren Mainboards möglicherweise ein BIOS-Update notwen-dig ist, falls die Celeron- oder die Pentium-III-CPU noch nicht unterstützt werden sollte

Bild 6.79: Dieses Mainboard der Firma QDI verwendet – wie viele andere auch – den

Intel-BX-Chipset und bietet die Unterstützung für alle Pentium-II/III- und Celeron-CPUs

Der 440 EX weist demgegenüber in eine andere Richtung und ist für die Celeron-CPU (66 MHz Systemtakt) vorgesehen Der 440EX ist zwar pinkompatibel mit dem LX-Chipsatz, verfügt jedoch über einige Einschränkungen, wie etwa, dass er nur für Single-Prozessor-Systeme geeignet ist, keine ECC-Fehlerkorrektur für den Spei-cher unterstützt und nur drei statt fünf PCI-Slots sowie nur zwei DIMM-Steckplätze zur Verfügung stehen

Daten Intel Intel Intel Intel

Northbridge

Maximaler Speicher 1 Gbyte 256 Mbyte 512 Mbyte 256 Mbyte

Anmerkungen Standard-PII- nur 2 DIMMs nur 2 DIMMs Integrierte

Chipset und 3 PCI- und 3 PCI-Anmerkungen Standard-PII- nur 2 DIMMs nur 2 DIMMs Integrierte

AGP-Chipset und 3 PCI-Slots und 3 PCI- Grafik

maximal Slots maximal

keine ISA-Slots

Tabelle 6.30: Kenndaten von Chipsätzen der Firma Intel für Pentium-II-, Pentium-III- und

Celeron-CPUs

Mit ähnlichen Einschränkungen wartet der 440ZX-Chipsatz auf, den es prinzipiell

in einer 66-MHz- und einer 100-MHz-Version gibt Letzterer wurde mit einem Pentium III (500 MHz) beispielsweise im Aldi-PC vom November 1999 auf einem Mainboard der Firme MSI verbaut Sowohl der 440EX als auch der 440ZX werden von zahlrei-chen Mainboard-Herstellern häufig mit einer On-Board-Grafik (ATI, Nvidia) und auch mit On-Board-Sound (Crystal, Creative Labs) kombiniert, was somit zu recht kompakten Systemen führt Dementsprechend wird dann an der Anzahl der Slots gespart, und so ist beim Aldi-PC daher weder ein AGP-Slot – da On-Board-AGP-Grafik – noch ein ISA-Slot vorhanden, wobei man auf den letzteren mittlerweile noch am ehesten verzichten kann

Derartige Systeme müssen leistungstechnisch gesehen nicht schlechter sein als sol-che, die aus bekannten Einzelkomponenten bestehen, wenn man dabei das Preis-Leistungs-Verhältnis im Auge behält Allerdings ergeben sich Einschränkungen beim Erweitern und Umbauen, da sich die Onboard-Einheiten beispielsweise nicht immer korrekt abschalten lassen und dann bei Bedarf durch eine leistungsfähigere Ein-steckkarte zu ersetzen sind Die Netzteile sind außerdem für Erweiterungen oft zu knapp bemessen und der gewünschte Speicherausbau kann an der eher geringen

Anzahl der vorhandenen Modulspeicherplätze scheitern Mechanische Probleme kom-men dabei ebenfalls vor, weil es im PC-Gehäuse meist recht eng und gedrängt zugeht Dass sich eine relativ preiswerte Celeron-CPU auch in einem erwiesenermaßen gu-ten Mainboard mit BX-Chipset im Slot-1 verwenden lässt, hat Intel von Anfang an nicht gefallen, denn schließlich soll hier bevorzugt ein Pentium III seinen Platz finden, der zwar um einiges teurer, aber nicht entsprechend leistungsfähiger ist

Bild 6.80: Ein »370-Pin to Slot-1-Adapter« (Slocket) erlaubt ohne negative Einbußen in der

Lei-stung den Betrieb eines preiswerten 370-poligen Celeron in Slot-1-Mainboards

Die Mainboard-Hersteller haben sich daher nach dem raschen Aussterben des Celerons

mit Slot-1-Anschluss den ca 30 DM teuren 370-Pin to Slot-1-Adapter ausgedacht,

der somit auch einen kostengünstigen CPU-Upgrade (vom Celeron zum Pentium III) ohne Mainboard-Austausch ermöglicht

Intel 810-Chipset – Whitney –

Für kostengünstige PC-Systeme auf der Basis der 370-Pin-Celeron-CPUs hat Intel den Chipset 810 (Whitney) vorgesehen, was einige Mainboard-Hersteller aber nicht darin hindert, auch 810-Mainboards mit einem Slot-1 auszustatten, wie beispiels-weise die Firma DFI mit ihrem PW64-D-Mainboard

Ab diesem Chipsatz hat sich einiges Grundlegendes geändert, was sich auch an-hand der neuen Intel-Terminologie erkennen lässt, denn es wird nicht mehr von

einer Northbridge und einer Southbridge im zuvor erläuterten Sinne gesprochen.

Der Whitney-Chipset besteht aus den folgenden Einheiten:

> 82810 (DC-100): Graphics and Memory Controller Hub (GMCH)

Der GMCH (421 Pin, BGA) enthält, wie zuvor die Northbridge, die Memory-Controllereinheit Darüber hinaus sind in diesem Chip eine 2D- und eine 3D-Grafikeinheit mit TV-Ausgang sowie ein MPEG-Decoder enthalten Dadurch wird die Grafik nicht mehr über den AGP oder den PCI-Bus mit Daten bedient, was einen AGP-Slot überflüssig macht und den PCI-Bus zudem von diesen Transfers

entlastet Diese Form der AGP-Ankopplung wird als Direct AGP bezeichnet und

erlaubt maximal den 4x-AGP-Modus

> 82801A(A/B): I/O-Controller Hub (ICH)

Der ICH (241 Pin, BGA) erfüllt zunächst die Aufgaben, die bei den Vorgängern die Southbridge (EIDE, USB, DMA, IRQ, RTC usw.) erledigt hat Außerdem enthält dieser Chip nunmehr auch die PCI-Bus-Steuerung und ein AC97-Inter-face für Audio- und Modemfunktionen Dieses InterAC97-Inter-face ist oftmals in Form eines neuen Slots (AMR-Slot) auf einem 810-Mainboard auszumachen Ein Su-per-I/O-Controller (siehe Kapitel 6.12.8) ist aber nach wie vor noch zusätzlich nötig

> 82802 (AB/AC): Firmware Hub (FWH)

Der Firmware-Hub (32 Pin, PLCC oder 40 Pin TSOP) ist im Prinzip ein Flash-PROM und enthält das System-BIOS sowie das Grafik-BIOS für den GMCH Als

Neuerung existiert hier ein Random Number Generator (RNG), der Zufallszahlen

für Sicherheitsanwendungen (Datenverschlüsselung u.Ä.) erzeugen kann

Etwas verwirrend mag die hier verwendete Hub-Bezeichnung der Chips sein, denn

mit einem Hub (Sternverteiler), wie man ihn aus der Netzwerktechnik kennt, ha-ben diese Bausteine nichts gemein Die Hub-Interfaces der beiden Controller-Chips sind 11-Bit- und die des FWH 4-Bit-breit, und es kommen dabei – ähnlich wie beim AGP – Strobe-Signale bzw ein Frame-Signal für die Steuerung der Datenübernahme

zum Einsatz Die Hub-Interfaces sind als Private Bus zu verstehen, über die allein

die Hubs kommunizieren und keine anderen Devices einen Zugriff haben Die auf der Basis des Whitney-Chipsets realisierten Mainboards können unterschied-liche Leistungsmerkmale aufweisen, was zum einen in den verschiedenen Varian-ten (AB, AC) des 810-Chipsets begründet liegt, zum anderen sind einige »Leistungs-bremsen« bereits im Konzept des Chipsets manifestiert, da er für kostengünstige PC-Komplettsysteme vorgesehen ist, bei denen sich (fast) alles bereits On-Board befinden soll

Bild 6.81: Das Prinzipschaltbild des Intel-810-Chipsets; der ISA-Bus, für den zusätzlich ein

PCI-ISA-Bridge-Baustein benötigt wird, ist lediglich als Option vorgesehen und daher sind ISA-Slots auf den meisten Mainboards mit diesem Chipsatz nicht mehr zu finden

Den 810-Chipset gibt es sowohl für einen Systemtakt von 66 MHz als auch für 100 MHz, wobei in beiden Fällen (!) aber PC-100-DIMMs zum Einsatz kommen müssen Als Grafikspeicher wird der Arbeitsspeicher »angezapft« Beim Booten wird hierfür zunächst 1 Mbyte reserviert, das sich unter Windows entsprechend der eingestell-ten Auflösung erhöht, und der Grafikktreiber belegt allein 10 Mbyte RAM Auf

einigen Mainboards befindet sich zwar ein als Display Cache bezeichneter Speicher,

der wird allerdings nur für die 3D-Funktionen als Z-Buffer herangezogen und kommt ansonsten nicht zum Einsatz

Dieses als UMA (Unified Memory Architecture) bezeichnete Konzept hat generell den Nachteil, dass die zur Verfügung stehende Bandbreite für die Speichertransfers und andere Busmaster sowie natürlich der nutzbare DRAM-Speicher dadurch ver-ringert werden Außerdem ist der Grafikteil für »Spielernaturen« eher ungeeignet,

denn selbst 100-MHz-Speichertakt sind im Vergleich mit richtigen Grafikkarten,

die beispielsweise mit 166 MHz arbeiten (z.B Matrox Millenium G400), ein eher geringer Wert Ob die TV-Option überhaupt genutzt werden kann, hängt vom jewei-ligen Mainboard ab, denn vielfach befindet sich weder die notwendige Software im Lieferumfang, noch sind entsprechende Anschlüsse auf dem Mainboard vorhanden Das mit dem Whitney-Chipset eingeführte AC97-Interface erlaubt die kostengün-stige Integration von Sound- und Modemfunktionen, wobei dann nur noch eine Minimalelektronik notwendig ist, da die CPU die notwenige Rechenarbeit, etwa für

die Synthesizer-Funktionen, übernimmt Bei Soundkarten ist hierfür ein eigener Chip vorhanden (z.B OPL4), während die Audio-Unterstützung auf den bekannten 810-Mainboards mit einem einzigen Chip (CODEC, A/D-, D/A-Wandler) realisiert wird Die Instrumente werden hier praktisch erst während der Laufzeit errechnet und stehen nicht mehr oder weniger vorgefertigt aus einem Synthesizer-Chip zur Verfügung

Bild 6.82: Eines der ersten Mainboards mit dem Chipset 810 von Intel stammt von der Firma QDI

und ist für die Celeron-CPU im 370-Pin-Gehäuse vorgesehen

Bild 6.83: Eine Modemkarte für den AMR-Slot

Der neue Audio-Modem-Riser-Slot (AMR) ist für die Aufnahme einer speziellen Modemkarte vorgesehen, die im Grunde genommen nur das Line-Interface (zum Telefonnetz) enthält, und die gesamte sonst übliche Elektronik wird der CPU eben-falls als »Rechenaufgabe« übergeben Insgesamt bürdet man somit dem Mikropro-zessor Dinge auf (Grafik, Sound, Modem), die als Kartenlösungen zwar teurer, je-doch universeller, leistungsfähiger und auch weniger CPU-belastend sind Die notwendigen Treiber für diese integrierten Lösungen stellen sich in der Praxis vielfach als fehlerträchtig dar, und ein entsprechender Support, wie ihn die be-kannten Grafik-, Sound- und Modemkartenhersteller bieten, ist hier nicht gege-ben

Gegen die Verwendung der On-Board-Einheiten spricht außerdem die Tatsache, dass sie sich nicht immer abschalten lassen und sie (wertvolle) PC-Ressourcen belegen, obwohl sie vielleicht gar nicht benötigt werden PCs auf der Basis derartiger Chips – es gibt auch noch andere, wie etwa den SiS 620 – erlauben kaum sinnvolle Umbauten oder Erweiterungen, wozu auch die Beschränkung auf typischerweise zwei DIMM-Speicherplätze zählt und wo sich mitunter – je nach Mainboard-Typ – nur maximal 128 Mbyte installieren lassen

Mittlerweile gibt es den Intel-810-Chipset 810E, der als wesentliche Änderung ge-genüber dem Vorgänger mit einem Systemtakt von 133 MHz arbeiten kann Nötig wurde dies für die Pentium-III-CPUs (533B, 600B, die B-Typen), die sich extern mit

133 MHz statt wie bisher mit maximal 100 MHz takten lassen Der Whitney-Chipset eignet sich aufgrund seiner On-Board-Einheiten und der damit verbundenen Limi-tierungen (s.o.) doch eher für Büroanwendungen und scheint nicht das optimale

»Umfeld« für die vergleichsweise teuren neuen Intel-CPUs mit Slot-1 zu sein, zu-mal sich hier nur PC-100-DIMMs und keine 133-MHz-Typen einsetzen lassen

Intel 820-Chipset – Camino –

Der Intel 820 (Camino) ist für die leistungsstärksten Intel-CPUs entwickelt worden und verwendet erstmalig RAMBus-Speicher (RDRAM, siehe Kapitel 8.2), allerdings hat es hiermit zahlreiche Probleme gegeben, so dass der Camino vom Markt genom-men werden musste, obwohl bereits eine ganze Reihe von Mainboards mit diesem Chipset existieren

Der Camino-Chipset ist der Nachfolger des Whitney-Cipsets Er besitzt jedoch keine integrierte Grafik, sondern stattdessen einen 4x-fähigen AGP-Slot, und das AC97-Interface – nebst AMR-Slot – ist nur noch optional Standardmäßig arbeitet Camino nicht mit SD-, sondern dem wesentlich teureren RD-RAM, welches den versprochenen

Performance-Schub bisher schuldig geblieben ist.

Bild 6.84: Der Camino-Chipset bietet als erster die Unterstützung für RAMBus-Speicherchips (Direct

RDRAM)

Die erwartete Korrektur des fehlerhaften Camino-Speichersystems wurde allerdings nicht durchgeführt, sondern Intel definiert einfach, dass nunmehr lediglich zwei statt drei RAMBus-Speichersockel erlaubt seien Der Camino setzt sich aus den folgenden Chips zusammen:

> 82820 Memory Controller Hub (MCH)

Der MCH (324 Pin, BGA) enthält das CPU- sowie das Speicher- und AGP-Inter-face Eine integrierte Grafik wie beim i810 gibt es hier nicht, und der Chip entspricht daher im Wesentlichen einer typischen Northbridge Den MCH gibt

es auch in einer erweiterten Version (82820DP), und er erlaubt den Einsatz zweier Prozessoren mit einem maximalen Speicher von 1 Gbyte, wobei hier erstmalig RAMBus-Module zum Einsatz kommen