Schede madri DDR per Pentium 4

Intel i845D

Da un punto di vista tecnico non è sbagliato affermare che il chipset Intel i845D altro non è che il modello i845, al quale è stato integrato il supporto alle memorie DDR SDRAM, sia di tipo PC1600 che di tipo PC2100.

Come si nota chiaramente dallo schema di funzionamento, il chip è composto da due Hub, l'MCH e l'ICH, nonché da un terzo hub che altro non è che il tradizionale bios della scheda madre. A partire dal modello i810 Intel utilizza un architettura ad Hub al posto di quella tradizionale a bridge per i propri chipset; la scelta di adottare una soluzione ad Hub ha permesso ad Intel di collegare i vari chip con un bus proprietario, in grado di garantire una banda tra gli hub di 266 Mbytes al secondo.

Il chip MCH gestisce tutti i dati tra processore, scheda video AGP 4x e memoria SDRAM DDR; quest'ultima, se di tipo PC2100, opera ad una frequenza di 133 Mhz (266 Mhz effettivi) e garantisce una bandwidth massima teorica di 2,1 Gbytes al secondo. Il chip ICH2 integra il controller per tutte le periferiche di Input - Output (schede PCI e porte USB, nonché connessioni PS/2), l'interfaccia di rete (opzionale) e il controller EIDE ATA-100.

Il south bridge ICH2 è lo stesso chip gà visto nella precedente versione del chipset i845, sprovvisto pertanto di supporto all'interfaccia USB 2.0 e a quella ATA-133. A partire, presumibilmente, dai mesi di Aprile e Maggio Intel immetterà in commercio le nuove versioni di cpu Pentium 4, basate su bus Quad Pump a 533 Mhz (contro i 400 Mhz del bus attuale); questo passaggio richiederà l'impiego di nuovi chipset e, pertanto, Intel rilascerà la versione i845E del proprio chipset DDR. Quest'ultimo chipset integrerà, oltre al supporto per il nuovo bus, anche quello per l'interfaccia AGP 8x e probabilmente per le memorie DDR333. Nel chipset i845E verrà inoltre integrato il south bridge ICH4, dotato di supporto a USB 2.0 e controller ATA-133.

SiS645

La struttura del chipset SiS 645 è molto simile a quella del chipset VIA P4X266: entrambi sono basati su un architettura a due chip, con north bridge che gestisce tutti i collegamenti tra cpu, sottosistema video e memoria, mentre il south bridge governa le periferiche di Input Output e il controller EIDE integrato on board.

I due bridge, rispettivamente 645 e 961, sono collegati tra di loro attraverso il bus proprietario SiS, che sfrutta la tecnologia MuTIOL; con questa connessione è disponibile una banda passante di 533 Mbytes al secondo tra i due bridge, più che sufficiente a garantire che non vi siano colli di bottiglia anche con numerose periferiche collegate.

SiS ha introdotto tale bus proprietario in quanto ritiene che un bus da 256 Mbytes al secondo, come quell V-Link utilizzato da VIA con i suoi più recenti chipset, possa essere saturato collegando varie periferiche. In chiave puramente teorica, infatti, i due canali EIDE operando contemporaneamente possono richiedere 200 Mbytes di banda passante (utilizzando due hard disk ATA-100 in lettura burst); se a questo aggiungiamo i 132 Mbytes del bus PCI più circa 50 Mbytes per periferiche USB, tastiera, mouse e sottosistema audio AC '97 si capisce chiaramente come un bus a 256 Mbytes possa essere saturato. E' però vero che questo è un caso teorico: all'atto pratico queste periferiche non occupano se non una parte della loro banda massima teorica, pertanto 256 Mbytes possono essere più che sufficienti anche in condizioni limite. In ogni caso, l'utilizzo del bus MuTIOL da parte di SiS dev'essere visto come un ulteriore tentativo per limitare al massimo eventuali colli di bottiglia alle prestazioni.

La caratteristica tecnica più interessante del chipset Si645 è data indubbiamente dal supporto alla memoria DDR333, nota anche come PC2700; questo nuovo standard, anche se di fatto mancano ancora specifiche ufficiali, prevede l'impiego di moduli memoria DDR alla frequenza di clock di 166 Mhz (333 Mhz effettivi, per via del raddoppio di frequenza operato dalle memorie DDR). Con questi moduli è possibile ottenere una bandwidth massima teorica della memoria pari a ben 2,7 Gbytes al secondo, contro i 2,1 Gbytes al secondo della memoria DDR PC2100 e i 3,2 Gbytes al secondo della memoria Rambus PC800. I sistemi Pentium 4 sono cronicamente molto dipendenti dalla bandwidth della memoria di sistema, pertanto l'utilizzo delle memorie PC2700 rappresenta indubbiamente un interessante passo in avanti.
Il chipset SiS645 supporta, sulla carta, anche le tradizionali memorie SDRAM PC100 e PC133; molto difficilmente, però, i produttori di schede madri rilasceranno schede basate su questo chipset con supporto alla sola memoria SDRAM, in quanto si otterrebbe un impatto sulle prestazioni velocistiche complessive realmente molto elevato.

Il chipset prevede il funzionamento asincrono della memoria di sistema: per questo motivo è possibile impostare la frequenza di lavoro della memoria di sistema a 100 Mhz, 133 Mhz oppure 166 Mhz lasciando fissa quella del bus di sistema a 100 Mhz.

Il chipset supporta un massimo di 3 moduli memoria DDR contemporanei, ciascuno di dimensione massima pari a 1 Gbyte; il quantitativo massimo di memoria utilizzabile è pertanto di 3 Gbytes, più che sufficiente per un impiego anche come workstation. Il bus di sistema è quello Quad Pumped delle cpu Pentium 4: esso opera a 100 Mhz attraverso quattro canali paralleli, motivo per il quale viene indicata per esso una frequenza effettiva di 400 Mhz. Il connettore AGP integrato on board è un tradizionale 4x, mentre il south bridge integra un controller EIDE a due canali, basato su interfaccia ATA-100.

VIA P4X266

Lo schema sottostante riporta il funzionamento del chipset P4X266:

La struttura del chipset è estremamente tradizionale, con north bridge P4X266 che gestisce tutte le interconnessioni tra memoria DDR, processore e bus AGP, mentre il south bridge VT8233 governa tutte le periferiche di Input-Output e integra al proprio interno un controller EIDE ATA-100. I due bridge sono connessi tra di loro attraverso ul bus V-Link, soluzione proprietaria di VIA che garantisce una bandwidth complessiva di 266 Mbytes al secondo.

Le restanti features sono quelle tipiche per i più recenti chipset Via: il south bridge VT8233, ad esempio, è già stato utilizzato con i chipset Socket A VIA, modelli KT266 e KT266A. Il north bridge P4X266, invece, è per forza di cose un progetto completamente nuovo in quanto integra il pieno supporto al bus Quad Pump delle cpu Pentium 4; il massimo quantitativo di memoria supportato è pari a 4 Gbytes, con l'impiego di 4 moduli DDR PC1600 o PC2100 da 1 Gbyte ciascuno. Vi è però da segnalare che la particolare destinazione d'impiego di questa soluzione, tipicamente in sistemi entry level, ha portato di fatto i produttori taiwanesi ad implementare solo 3 Slot memoria sulle proprie schede madri P4X266, limitando la capacità massima effettiva a 3 Gbytes di memoria DDR.

Un altro elemento da evidenziare è dato dal supporto alla tradizionale memoria SDRAM PC100 e PC133: nonostante, infatti, si preferisca utilizzare memoria DDR per un evidente vantaggio prestazionale, è possibile abbinare il chipset P4X266 alla memoria SDRAM, ovviamente con schede madri appositamente strutturate; questo permette un ulteriore contenimento dei costi complessivi e di creare una interessante alternativa alle schede madri basate su chipset i845 e memoria SDRAM.

VIA ha già introdotto ufficialmente il nuovo chipset P4X266A, evoluzione del modello P4X266 dal quale si differenzia per un memory controller nettamente più performante; purtroppo al momento mancano in volumi schede madri basate su questa soluzione, soprattutto per sistemi di fascia entry level.