Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Тернопільський національний економічний університет
Факультет комп’ютерних інформаційних технологій
Кафедра комп’ютерної інженерії
ЗВІТ ПРО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ №2
З ДИСЦИПЛІНИ «КОМП'ЮТЕРНІ СИСТЕМИ»
студент групи КСМ-42
Ласков В.В.
перевірив
Ляпандра А.С.
2012
Тема: “Системні плати”
Мета роботи.
Навчитись визначати типорозмір системної плати за її зовнішнім виглядом.
Дослідити розміщення компонентів на системній платі
Обладнання робочого місця.
Короткі теоретичні відомості.
Найважливішим вузлом комп'ютера є системна плата (systemboard), яку ще називають материнською (motherboard), основною або головною платою (mainboard).
Існує декілька найпоширеніших типорозмірів, що враховуються при розробці системної плати. Типорозміри (formfactor) є фізичними параметрами плати і визначає тип корпусу, в якому вона може бути встановлена. Формфактори системної плати можуть бути стандартними (тобто взаємозамінними) або нестандартними. Нестандартні формфактори, на жаль, є перешкодою для модернізації комп'ютера, тому від їх використовування краще відмовитися. Найвідоміші формфактори системної плат перераховані нижче.
Застарілі:
Baby-AT;
повнорозмірна плата AT;
LPX.Сучасні:
АТХ;
Micro-ATX;
Flex-ATX;
BТХ;
NLX;
WTX (в даний час не виробляються).
За останні декілька років відбувся перехід від системної плати оригінального формфактора Baby-AT, який використовувався в перших комп'ютерах IBM PC і XT, до плати формфактора ATX і NLX, використовуваної в більшості повнорозмірних настільних і вертикальних систем. Існує декілька варіантів формфактора ATX, до числа яких входять Micro-ATX (який є зменшеною версією формфактора ATX, використовуваного в системах малих розмірів) і Flex-ATX (ще більш зменшений варіант, призначений для домашніх комп'ютерів нижчого цінового рівня). Формфактор NLX призначений для корпоративних настільних систем; WTX, у свою чергу, розроблявся для робочих станцій і серверів з середнім режимом роботи, але широкого поширення не набув.
ATX-стандартні настільні комп'ютери в корпусах mini-tower і full-tower, найприйнятніша конструкція як для новачків, так і для досвідчених користувачів, серверів і молодших моделей робочих станцій, а також домашніх систем вищого рівня. Плата ATX підтримує до семи роз'ємів розширення
Mini-ATX-зменшена версія ATX, яка використовується там же, де і плата ATX.
Багато хто з так званої системної плати ATX насправді є платою Mini-ATX. Системна плата Mini-ATXпідтримує до шести слотів розширення
Micro-ATX-настільні комп'ютери або вертикальні системи mini-tower середнього рівня.
Flex-ATX-недорогі або менш продуктивні настільні або вертикальні системи mini-tower, використовувані в самих різних цілях
NLX-корпоративні настільні або вертикальні системи mini-tower, відмінні простотою і зручністю обслуговування.
WTX-робочі станції середнього і вищого рівнів, сервери (в даний час не використовується)
Зміст роботи
E350IS-E45 (MS-7698) компанії AMD - типова Mini-ITX материнська плата, яка є уособленням платформи Brazos для комп'ютерів класу неттоп.
Як можна побачити MSI зробила свою Brazos-плату без будь-якої претензії на елітарність. Це - недорогий продукт, який повинен завойовувати серця шанувальників не екзотичними функціями, а демократичною ціною. Яка, до речі, становить близько $ 130, що впринципі, дуже непогано, враховуючи, що MSI E350IS-E45 - це платформа з процесором і графічним прискорювачем, що потребує лише підключення блоку живлення , установки пам'яті і жорсткого диска.
В основі MSI E350IS-E45 - два чіпи. Процесор AMD E-350 (Zacate) і чіпсет Hudson M1.
Процесор має два обчислювальних ядра Bobcat, які працюють на частоті 1.6 Ггц з кеш-пам'яттю другого рівня 512 Кбайт.
/
Вбудоване графічне ядро містить 80 шейдерних процесорів та має частоту 500 МГц.
/
Можливостей APU Zacate і чіпсета Hudson майже повністю вистачає для того, щоб цілком обладнати материнську плату для сучасного неттопа. Інженерам MSI довелося додати лише гігабітний мережевий контролер Realtek RTL8111E, восьмиканальний аудіокодек Realtek ALC887 і контролер USB 3.0 компанії NEC. Наявність лише цих додаткових чипів і пояснює «просторість» і простоту дизайну друкованої плати, на якій не так вже й мало вільного місця, незважаючи на мініатюрний Mini-ITX форм-фактор.
Для установки пам'яті на платі є два слоти DDR3 DIMM, проте не слід забувати, що процесори Zacate володіють лише одноканальним контролером, тому навіть при установці двох «планок» пам'яті працювати вони будуть у 64-бітному режимі. Також, на платі присутній і слот PCI Express x16, логічно підключений до процесорного інтерфейсу PCI Express x4. Цей слот можна використовувати для розширення можливостей MSI E350IS-E45 або навіть інсталяції зовнішньої відеокарти.
Задня панель плати містить шість портів USB 2.0, два порти USB 3.0, PS / 2 порт для підключення миші і клавіатури, роз'єм гігабітної мережі, шість аналогових аудіо-гнізд, коаксіальний і оптичний SPDIF виходи і виводи для підключення моніторів: аналоговий D-Sub і цифровий HDMI (які можна задіяти по одному або одночасно). Можливо, багатьох більш порадував би порт DVI замість D-Sub, але це, як кажуть, - справа смаку. MSI вирішила, що аналоговий моніторний вихід в неттоп буде більш затребуваний. Так що якщо ви хочете отримати DVI, то потрібно пошукати відповідний перехідник - в комплекті поставки його немає.
На додаток до перерахованого на самій платі є чотири порти SATA 6 Гбіт / с і голчасті роз'єми для підключення чотирьох додаткових USB 2.0 портів. Іншими словами, цілком повноцінний набір для сучасної компактної системи.
Підключення живлення до материнської плати здійснюється стандартними ATX-роз'ємами: 24-контактним і 4-контактним. Однак необхідність в них швидше номінальна, насправді плата споживає зовсім небагато. Це помітно, наприклад, по простій трифазній схемі живлення процесора яка не потребує охолодження. Та й процесор з чіпсетом, мають вельми невисоке енергоспоживання, тому відвід тепла від них здійснюється невеликими алюмінієвими радіаторами. Правда, процесорний радіатор забезпечений вентилятором, який, до речі, здатний стати для власника MSI E350IS-E45 головним болем - він маленький і галасливий.
Замість BIOS в розглянутій платі використовується новомодний UEFI, проте його оболонка «стилізована» під олдскульний BIOS, тому жодних проблем з конфігурацією не виникає. Та й кількість налаштувань, які інженери MSI дозволяють змінювати користувачеві, дуже мала. Із цікавого - можна міняти частоту і таймінги пам'яті, а також керувати процесорним вентилятором. Про жодний розгін жобчислювальних або графічного ядер мови немає - всі частоти зафіксовані намертво.
Тестування
Платформа AMD Brazos з процесорами Zacate націлена виробником на застосування в неттопах і нетбуках, орієнтованих не тільки на найпростішу інтернет-активність і роботу з нескладними загальновживаними додатками, але і на роботу з мультимедіа-контентом, в тому числі і високої роздільної здатності. Це означає, що Brazos потрапляє в ту ж нішу, яку зараз безроздільно займають системи, побудовані на платформах сімейства ION, що включають процесори серії Intel Atom і графіку компанії NVIDIA. Саме тому порівняння Brazos ми буде здійснене із платами, в основі яких лежить ION та ION2.До речі, присутні на ринку версії ION відрізняються між собою, перш за все, використовуваним процесором: перший ION базується на Intel Atom з ядром Diamondville, друге покоління цієї платформи перейшло на застосування більш сучасної версії процесора з кодовим ім'ям Pineview. Обидві версії цих платформ у формі аналогічних MSI E350IS-E45 материнських плат формату Mini-ITX і були обрані для порівняльних тестів.
Стару версію ION представляла материнська плата Zotac IONITX-DU, заснована на двоядерному процесорі Intel Atom 330 і наборі логіки з інтегрованою графікою NVIDIA GeForce 9400. ION нового покоління був представлений єдиною в своєму роді материнською платою ASUS AT5IONT-I, яка особлива використанням найшвидкіснішого на сьогоднішній день Intel Atom D525, чіпсета Intel NM10 і графічного процесора NVIDIA GT218 з 16 шейдерними процесорами і частотою 535 Мгц.
В результаті, у тестах використовувалося наступне обладнання та програмні компоненти:Материнські плати:ASUS AT5IONT-I (Intel Atom D525 + Intel NM10 Express + NVIDIA GT218);MSI E350IS-E45 (AMD E-350 + AMD Hudson M1);Zotac IONITX-D-U (Intel Atom 330 + GeForce 9400).Пам'ять:2 x 2 GB DDR2-800 SDRAM DIMM (GEIL GX24GB8500C5UDC) 5-5-5-15;2 x 2 GB DDR3-1333 SDRAM DIMM (Kingston KHX1600C8D3K2/4GX) 9-9-9-27;2 x 2 GB DDR3-1333 SDRAM SODIMM (Apogee AS2G733-13G) 9-9-9-27;Жорсткий диск: Kingston SNVP325-S2/128GB.Блок живлення: Tagan TG880-U33II (880 Вт).Операційна система: Microsoft Windows 7 SP1 Ultimate x64.Драйвери:ATI Catalyst 11.2 Display Driver;
Intel Chipset Driver 9.1.1.1025;
NVIDIA ION Chipset Driver 15.51;
NVIDIA GeForce / ION Driver 266.58.
Слід зазначити, що протестовані платформи для створення неттопів, незважаючи на їх близьке позиціонування, різняться за характеристиками досить істотно. Для наочності була складена додаткова таблиця, що характеризує основні відмінні особливості використовуваних у експериментах платформ.
/
ПродуктивністьСинтетичні тести
Пори всі нарікання на використання «відірваних від життя» синтетичних тестів, даний випадок особливий, ми досліджуємо принципово нову процесорну мікроархітектуру Bobcat. Тому було вирішино приділити певну увагу бенчмарк з пакету SiSoftware Sandra 2011, вони добре оцінюють продуктивність окремих блоків процесора у відриві від швидкості роботи платформи загалом. Використання цих тестів має допомогти зрозуміти сильні і слабкі сторони цієї мікроархітектури у порівнянні з конкуруючими процесорами Intel Atom першого і другого поколінь.
/
З точки зору арифметичної продуктивності процесор Zacate, що працює на частоті 1.6 Ггц, виявляється трохи швидшим обох Atom - старого, що має аналогічну частоту, і нового, з частотою 1.8 ГГц. Однак мультимедійна продуктивність, оцінювана у Sandra 2011 по швидкості обробки SSE2 і SSE3 інструкцій, виявляється не такою сильною стороною мікроархітектури AMD Bobcat. Відповідно, говорити про безумовну перевагу мікроархітектури AMD не можна. І хоча AMD наполягає на тому, що їхній варіант економічного процесора володіє можливістю позачергового виконання команд і тому зобов'язаний бути швидшим, на практиці виявляється, що це далеко не завжди так, і інтелівська технологія Hyper-Threading цілком може компенсувати (з точки зору продуктивності) сильно спрощену мікроархітектуру.Окремі тести були проведені для оцінки швидкості роботи вбудованого у процесори контролера пам'яті.
//
Судячи з наведених цифр, одноканальні контролери DDR3 SDRAM, якими володіють і AMD Zacate і Intel Atom (Pineview), працюють з приблизно однаковою ефективністю.
Не була обділена увагою також і можливість протестувати у Sandra 2011 обчислювальну продуктивність графічних ядер. Для цього дана утиліта пропонує спеціалізований GPGPU бенчмарк, у основі якого лежить розрахунок множини Мандельброта, виконуваний через OpenCL.
/
Продуктивність процесора AMD вражає. Вбудоване графічне ядро показує результат, що більше ніж у півтора рази перевищує показник ION другого покоління. Воно й не дивно - графічне ядро Radeon HD 6310 має 80 потокових процесорів, що й дає їй можливість показувати вельми вражаючі результати на обчислювальних завданнях.
Інтернет-активність Робота у мережі Інтернет - це одна з типових моделей використання неттопів. Тому, тестам рендеринга веб-сторінок була приділена у особлива увага. Окрему цікавість до таких тестів створив той факт, що браузери майбутнього покоління повинні вміти використовувати потужності APU у повній мірі, тобто, використовувати сили графічних ядер для відображення веб-сторінок і виконання JavaScript і HTML5 коду. Саме тому всі тести проводилися з RC-версією Internet Explorer 9 і з бета-версією Mozilla Firefox 4. В першу чергу хотілося б відзначити, що так, дійсно, браузери використовують різнобічні можливості процесора Zacate. За графіком завантаження обчислювальних і графічних ядер видно, що простий серфінг по сайтах породжує в тому числі і завантаження потокових процесорів графічного ядра Radeon HD 6310.
/
Втім, слід розуміти, що у цьому немає особливої заслуги саме платформи Brazos, подібна картина буде спостерігатися у будь-якій системі, де відеокарта (або вбудоване відеоядро) підтримує Direct2D і DirectCompute.
Для отримання чисельних характеристик продуктивності тестованих платформ у браузерах були використані два тести. Futuremark Peacekeeper, який орієнтований у першу чергу на тестуванні швидкості при роботі з JavaScript, і новим HTML5 бенчмарком Stimulant WebVizBench.
/ /
/ /
Платформа Brazos справляється з веб-бенчмарками краще, ніж ION обох поколінь. Це і закономірно. Вхідні у цю платформу APU володіють вищою продуктивністю, ніж прискорювачі NVIDIA, що входять до платформи ION. Тому браузери, що використовують графічні ядра, кращі результати показують саме на платформі AMD.
На жаль, назвати Brazos ідеальною інтернет-платформою таки не можна. Не всі сучасні інтернет-технології здатні прискорюватися графічним ядром APU. За бортом залишається, наприклад, технологія Flash, яка у всьому, що стосується відтворення відео, досі працює виключно на процесорних ядрах. Це означає, що ресурсомісткі Flash-додатки будуть працювати на AMD Brazos (та й на ION теж) повільно і з високим завантаженням процесора. Наприклад, про це говорить тестування, проведене у написаній на Flash тривимірній багатокористувацькій аркадній онлайн-грі Tanki Online. У тесті використовувався Adobe Flash Player 10.2.
/
Рівень fps дуже низький навіть у невисокій роздільній здатності. Швидкість платформи з процесором AMD, звичайно, більша, але від результатів ION другого покоління Brazos пішов недалеко.
Відтворення і перекодування HD відео
Процесори з мікроархітектурою Bobcat володіють недостатньою обчислювальною потужністю, щоб декодувати відео високої роздільної здатності. Однак їм на допомогу приходить вбудоване графічне ядро, яке компанія AMD завбачливо обладнала спеціалізованим движком UVD3. Це означає, що HD відео у форматах MPEG-2, H.264 і VC-1 дивитися на платформі Brazos можна без жодних проблем, тому що левова частка процесу декодування з обчислювальних ресурсів процесора знімається. Проблема існує лише з 3D-відео. Декодування MVC в графічному ядрі Zacate не підтримується, тому відтворення 3D-відео на неттопах, працюючих на платформі Brazos, неможливе.
Що ж стосується звичайного відео, то в процесі тестування не було виявлено жодних проблем з відтворенням HD відеоконтенту в популярних форматах. На діаграмах нижче наводиться завантаження центрального процесора під час відтворення різних відеороликів в роздільній здатності 1080p. В якості програмного програвача виступав Media Player Classic Home Cinema, параметри тестових роликів були наступними: H.264, 1920x1080@23.976fps, 23.7Mbps і VC-1, 1920x1080@23.976fps, 26.9Mbps.
/ /
Завантаження процесора на платформі Brazos не перевищує і 30%, а до якості відтворення відео не може бути пред'явлено жодних претензій. Тобто, нова платформа AMD прекрасно підходить для використання у невеликих економічних медіа-центрах і HTPC. У цьому вона повністю схожа з платформою ION, яка у цих застосуваннях своє місце вже міцно завоювала.
До речі, не слід думати, що ION декодує відео краще, так як на діаграмах показане менше завантаження процесора. Справа в тому, що двоядерний Atom завдяки підтримці технології Hyper-Threading сприймається операційною системою як чотирьохядерний процесор, тому значення, що видаються про навантаження на процесор, виходять занижені.
Енергоспоживання З продуктивністю в платформи AMD Brazos все дуже непогано. Принаймні, якщо вважати, що вона призначається для використання в складі нетбуків і неттопів. Однак для успішного попадання в цю нішу потрібне також і низьке енергоспоживання та тепловиділення платформи. Звичайно, Bobcat - мікроархітектура, першочергово націлена на високу енергоефективність. Та й розрахункове тепловиділення процесорів Zacate обмежується величиною 18 Вт Але як іде справа на практиці, особливо в порівнянні з наявною і досить успішною платформою ION?
На графіках нижче наводиться повне споживання систем (без монітора), виміряне «після» блоку живлення і представляє собою суму енергоспоживання всіх задіяних в системі компонентів. ККД ж самого блоку живлення в даному випадку не враховується. Під час вимірювань навантаження на процесори здійснювалося 64-бітовою версією утиліти LinX 0.6.4. Для навантаження графічних ядер використовувалася утиліта FurMark 1.8.2. Крім того, для правильної оцінки енергоспоживання в простої були активовані всі наявні енергозберігаючі технології.
/
При бездіяльності платформа AMD Brazos примудрилася показати воістину вражаюче споживання. Фактично це – найекономічніша у простої x86 система. Очевидно, що додала у свою економну мікроархітектуру підтримку глибоких енергозберігаючих станів AMD явно не дарма. Доречним також стало і застосування у напівпровідниковому кристалі транзисторів, що відключають неактивні ланцюги.
/
При високому обчислювальному процесорному навантаженні AMD Brazos продовжує залишатися найекономічнішою платформою для неттопів. Різниця у споживанні з ION другого покоління становить 5 Вт, і це незважаючи на те, що розрахункове тепловиділення у Zacate на 5 Вт вище, ніж у Atom D525.
Висновки
Судячи з усього вищесказаного можна зробити висновок, що платформу Brazos слід розглядати як нову економічну мультимедійну платформу, якою, наприклад, є ION. При цьому, висловлюючись фігурально, Brazos можна зіставити з неіснуючою платформою ION третього покоління, так як ION першого і другого поколінь новій платформі AMD в чому поступаються. Так, графічне ядро,що увійшло в процесори Zacate пропонує вищу продуктивність, ніж графіка ION, а крім того, підтримує DirectX 11.
І в той час як NVIDIA позбавлена можливості розвивати свою платформу для Intel Atom через відсутність ліцензії на шину цих процесорів, AMD пропонує свій варіант схожої платформи для неттопів і нетбуків, що володіє широкими мультимедійними можливостями, здатну без проблем відтворювати HD відео і надавати додаткам обчислювальні можливості графічних ядер. Причому, на відміну від платформи ION, яка збирається з компонентів Intel і NVIDIA, AMD пропонує цілісне інтегроване рішення. В результаті, AMD Brazos серйозно виграє не тільки по енергоспоживанню платформи, але і з точки зору ціни.
У підсумку, сьогодні AMD Brazos видається найкращим варіантом для мініатюрних і економічних стаціонарних і мобільних комп'ютерів. AMD довго розганялася, неодноразово відкладала свою економічну мікроархітектуру, проспала бум на ринку неттопів і нетбуків, але нарешті змогла створити дійсно конкурентноздатний продукт.
Додатки
6.1 Зображення системної плати MSI E350IS-E45 (вигляд зверху)
/
Джерело: http://www.fcenter.ru/forprint.shtml?online/articles/hardware/processors/30546
6.2 Виводи на задній панелі системної плати MSI E350IS-E45
/
Джерело: http://ua.msi.com/product/mb/E350IS-E45.html#/?div=Detail
6.3 Розміщення процесора Zacate E-350 та чіпа Hudson FCH на системній платі E350IS-E45
/
Джерело: http://www.fcenter.ru/forprint.shtml?online/articles/hardware/processors/30546
6.4 Схема розміщення елементів на системній платі MSI E350IS-E45
/
Джерело: http://ua.msi.com/product/mb/E350IS-E45.html#/?div=Detail
6.5 Технологія UEFI у системній платі MSI E350IS-E45
/
Джерело: http://www.fcenter.ru/forprint.shtml?online/articles/hardware/processors/30546
6.6 Перелік формальних специфікацій плати MSI E350IS-E45
MSI IE350IS-E45
Процесор
AMD E-350
Чіпсет
AMD Hudson M1
Інтегрована графіка
Radeon HD 6310
Пам’ять
2xDDR3 DIMM
Одноканальна DDR3-1067/1333
Максимальний об’єм – 8 Гб
Слоти розширення
1хPCI Express x x16 2.0 (логічно – х4)
Звуковий контролер
(6+2)-канальний HD audio кодек Realtek ALC887
Мережевий контролер
Гігабітний мережевий контролер Realtek RTL8111E
Конролер Firewire
Нема
Додаткові ATA контролери
Нема
USB 3.0 контролер
NEC D720200F1
Інше
-
Форм-фактор
Mini-ITX, 170x170мм
Внутрішні порти
USB 2.0
4
IEEE-1394
Нема
Serial Port
1
Parallel Port
Нема
Floppy
Нема
Ultra-ATA 133
Нема
SATA 3 Gbps
Нема
SATA 6 Gbps
4
Зовнішні порти
USB 2.0
6
USB 3.0
2
IEEE-1394
Нема
Мережа
1
eSATA
Нема
Аналогове аудіо
6
Цифрове аудіо
Оптичний та коаксіальний SPDIF виходи
Відео
HDMI, D-Sub
Джерело: http://www.fcenter.ru/forprint.shtml?online/articles/hardware/processors/30546
6.7 Використані інтернет-джерела
Назва сторінки
Адреса
Опис
E350IS-E4
http://ua.msi.com/product/mb/E350IS-E45.html#/?div=Detail
Офіційний сайт компанії MSI в Україні
AMD Zacate: тест производительности гибридной микроархитектуры для ноутбуков и маленьких компьютеров
http://blog.dns-shop.ru/blog/dev/408.html
Характеристика платформи AMD Brazos і процесора AMD E-350 (Zacate)
Обзор платформы AMD Brazos и процессора AMD E-350 (Zacate)
http://www.fcenter.ru/forprint.shtml?online/articles/hardware/processors/30546
Опис системної плати MSI E350IS-E45