PCI-Express 3.0 matična ploča - Chipset Z87

Daljnji razvoj platforme prikazane na prethodnoj stranici je unapređenje uvođenjem nove generacije mikroprocesora i chipset-a matične ploče. Mikroprocesori nove generacije brži su od prethodnika i efikasniji (potrošnja), osobito za prijenosna računala, i imaju unaprijeđen grafički podsustav, dok je chipset robusniji i ima fleksibilnije mogućnosti U / I priključaka i unaprjeđenje u brzini rada.

Kombinirajući četvrtu generaciju (4th gen) Intel Core procesora (Haswell) u LGA 1150 utoru s najnovijim Intel 8 serije Z chipset-om dobiti će se vrlo kvalitetni rezultati. Ugrađena vizualizacija u četvrtoj generaciji Intel Core procesora nudi sve što je potrebno za uživanje u korisnički zapanjujućem grafičkom i 'bešavnom' iskustvu prilikom pregledavanja i interakcije sa slikama i medijskim sadržajima na računalu bez potrebe za diskretnom grafičkom karticom, zahvaljujući Intel HD Graphics 4600, grafički podsustav na novoj osnovici za četvrtu generaciju Intel Core i5 i Intel Core i7 procesora. 'Intel Quick Sync Video' omogućuje pretvaranje medija s jednog uređaja na drugi i priprema korisnička medije da ga podijelite uživo nevjerojatnom brzinom.

Najznačajnije nove tehnologije koje su primijenjene su 'Smart Response Technology (SSD caching)' i 'Anti-Theft Technology (Intel AT)'. Prva je već spomenuta u opisu prethodne generacije chipset-a i raspoloživa je uglavnom na ATX (ATX-2) formatu matičnih ploča, a druga je doprinos sigurnosti. Više od svega, ona je usmjerena na sprječavanje neovlaštenih osoba za dobivanje osjetljivih podataka prije nego što je njihov sadržaj ugrožen.

Primjer X

U ovom promjeru prikazana je blok shema dva najvažnija predstavnika chipset-a nove generacija; Z87 i H87. Prikazane matične ploče u primjeru podržavaju Core i5 i Core i7 mikroprocesore četvrte generacije, a mikroprocesor Core i3 nije podržan.

• Procesor
  Procesori s kodnim imenom Haswell su arhitektura posebno dizajnirana za optimizaciju i uštedu energije te poboljšanje performansi koristeći FinFET tranzistore (unaprijeđena Tri-gate, odnosno 3D tehnologija) na poboljšanom 22 nm procesu izrade. FinFET tranzistori imaju električki neovisne elektrode koja omogućavaju još brže prebacivanje tranzistora između dva stanja pa stoga imaju bolje performanse, što daje više fleksibilnosti dizajnerima za izradu učinkovitog nadzora rada tranzistora uz malu potrošnju. U usporedbi s Ivy Bridge procesorima imaju dvostruko bolje performanse glede vektorske obrade, gotovo dvostruki porast performansi grafičkog podsustava s podrškom za Direct3D 11.1 i OpenGL 4.0, povećanje sekvencijalnih CPU performansi, unaprijeđeni AVX (Advanced Vector Extensions ) skup instrukcija koji omogućava dvostruko bolje performanse u operacijama s pomičnim zarezom uz TSX (Transactional Synchronization Extensions) instrukcije za poboljšani usklađeni rad više jezgri da ubrza multi-nitna (multi-threaded) programska potpora, udvostručena propusnost prema L1 međumemoriji i udvostručena propusnost između L1 i L2 međumemorije, novi dizajn L3 objedinjene međumemorije LLC (Last Level Cache) kapaciteta do 32 MB, podršku za 'Thunderbolt' tehnologiju, DDR4 za poslužiteljske verzije i potpuno integrirani regulator napona, čime nestaje potreba za ovom komponentom u sklopu matične ploče. Višestruko povećanje grafičkih performansi nije toliko bitno za stolna računala, koja u načeli koriste zasebne grafičke kartice, već za mobilna računala i uređaje.
  
  
• Z87 / H87 - Platform Controller Hub (PCH)
  Sprega s vanjskim uređajima računala (I / O Controller Hub), podržava RAID polje diskova veće brzine komunikacije (6 Gb/s) uz novije napredne tehnologije i finiji tehnološki proces (32 nm) u odnosu na prethodnika.

Slika* 3.5.33 Blok shema Intel-Z87 / Intel-H87 chipset-a. ( + / - )

Analizirajući slike 3.5.33 razvidno je povećanje broja raspoloživih tehnologija i performansi, odnosno mogućnosti samog chipset-a, a što će se od ponuđenog iskoristiti ovisi o proizvođaču matične ploče. Prema prikazanom osnovno obilježje Z87 chipseta-a je podrška grafičkom sustavu, dok chipset H87 veću pažnju polaže na učinkovitiju uporabu diskova i sigurnost.

Što sve raspoložive tehnologije sa shematskog dijagrama omogućavaju korisniku?

• Intel® Rapid Storage Technology (Intel® RST) - Korisnici mogu iskoristiti poboljšanje performansi uz manju potrošnju energije. U kombinaciji s 'Intel® Rapid Recover' tehnologije, postavljanje zaštite podataka može se jednostavno uraditi uz vanjski disk. Vrijedni digitalni zapisi mogu se učinkovito zaštititi od grešaka i gubljenja podataka, kada je sustav konfiguriran za jedan od tri načina RAID razine otpornih na greške. Uz AHCI, pohrana podataka učinkovito je poboljšana s Native Command Queuing (NCQ).
• Intel® Smart Connect Technology - Dizajnirana je za povremeno ažuriranje programske potpore 'buđenjem' računala iz stanja mirovanja / stanja čekanja na kratko vrijeme. Ova funkcija radi s aplikacijama koje se automatski nadopunjuju s podatcima preko Interneta. Ova tehnologija zahtijeva značajke koje moraju biti ugrađene u BIOS računalnog sustava.
• Intel® Rapid Start Technology - Sastoji se od programske potpore, korisničkog sučelja i BIOS komponente. Tijekom prijelaza u stanju mirovanja, programska potpora analizira pojedine 'stranice' memorije da ih smanji na zaista potrebnu količinu što može znatno smanjiti količinu podataka koje treba prenijeti na SSD, što rezultira bržim nastavkom rada. Druga funkcija ove usluge je da omogući optimizira količinu aktivnih stranica koje trebaju biti napisane na SSD. Rutine BIOS-a prenose aktivne memorijske stranice iz sustava DRAM na SSD nakon što je sustav bio u stanju mirovanja za određenog vremenskog razdoblja. Može se postaviti su pojedine komponente sustava 'onemogućene' ili 'omogućene'. Tijekom rada, BIOS dio izvršava se na temelju praćenja događaja kao što su pritisnuti botun za napajanje ili je omogućena HID (tipkovnica, miš) aktivnost.
• Intel® Anti-Theft Technology (Intel® AT) - Uz Intel® AT može se izgubljeno ili ukradeno računalo radno onemogućiti s lokalnom ili udaljenom 'otrovnom pilulom'. Ova 'pilula' može izbrisati bitne kriptografske podatke iz sustava sklopovlja kako bi se onemogućio pristup šifriranim podatcima pohranjenih na tvrdom disku. 'Pilule' također mogu blokirati proces podizanja sustava, čak ni dio po dio. Spojene tehnologije pružaju klijentima poboljšanu razinu zaštite čak i kada je tvrdi disk računala kodiran, računalo isključeno ili je operativni sustav neaktivan. Zaključani uređaj može se lako otključati kada je sigurnost računala ponovo uspostavljena
• Intel® Identity Protection Technology (Intel® IPT) - Omogućava jednostavnu metodu za zaštitu pristupa svojih komitenata poslovnim podacima bez opasnosti od prijevara. Sprječava neovlašteni pristup svojim važnim osobnim računima. Stvaranje sigurnije 'online' interakcije i zaštitu povjerljivih informacija o klijentima. Osiguraju se poslovni kontakti s jakom, jednostavnom i ekonomičnom sklopovskom metodom za autentikaciju korisnika.
• Intel® Extreme Tuning Utility (Intel® XTU) - Podešavanje sustava za svoje sveopće zadovoljstvo pomoću Intel ® XTU. Bilo kao 'overclocking' CPU, memorije ili sustava radnih taktova, ili podešavanje sustava za nadzor temperature pomoću napona i brzine ventilatora. Intel ® XTU omogućava podešavanje, ugađanje i učinkovito hlađenje.
• Intel® Small Business Advantage (Intel® SBA) - Pruža za male tvrtke značajku funkcionalnog rada sustava odmah po instalaciji bez dodatnog konfiguriranja i modificiranja (out-of-the-box) kako bi se poboljšala sigurnost i produktivnost u firmi.

Matične ploče ATX formata koje je firma Intel razvila koristeći prikazane chipset-ove prikazane su na narednim slikama 3.5.34.

Slika* 3.5.34 Intel-DZ87KLT-75K / Intel-DH87MC matična ploča. ( + / - )

Slike su animirane na način da se po prikazu matične ploče prikazuje funkcija dodatnih integriranih krugovi na matičnoj ploči i označava svrha pojedinih, kao i raspoloživi utori i njihove mogućnosti. Evidentno je da matičnu ploču 'prati' još dosta specijaliziranih integriranih krugova. Naravno, radi se o unaprjeđenim inačicama integriranih krugova u odnosu na prethodnu generaciju matičnih ploča. Dakle, sve potrebne funkcije na matičnoj ploči ne obavlja samo integrirani krug chipset-a. Za korisnika je najneugodnija činjenica da mikroprocesori nove generacije zahtijevaju novo podnožje LGA 1150, što znači da nova generacija mikroprocesora nije uporabljiva na prethodnoj generaciji matičnih ploča. Kako je tehnološki proces izrade mikroprocesora isti (22 nm), jasno je da se radi o doradi već postojećih verzija.

Osobitosti Z87 i H87 chipset-a prikazane su u naredne dvije tablice. Prema primjeru IX u suštini se radi o PCH (Platform Controller Hub).

Razliku između mogućnosti chipset-a Z87 i H87 prikazuje naredna tablica.

Prikazani predstavnici serije 8 chipset-a nisu jedini. Razvijeni su još Q87, Q85 i B85, svaki sa svoji posebnostima, uglavnom za Micro ATX format matičnih ploča, iako se inačica H87 koristi i za navedeni manji format matične ploče. Naravno, razvijeni su i chpset-i za mobilna računala, koji vode računa o štednji električne energije kako bi autonomni rad mobilnog računala na baterije bio što duži. Osim navedenog razvijeni su chipset-i za poslužitelje i radne stanice, što je uglavnom rezervirano za mikroprocesore tipa XEON.

Matična ploča Intel-DZ87KLT-75K s chipset-om Z87 podržava mnoštvo funkcija, te je stoga podrazumno da uz postojeći chipset koristi više popratnih integriranih krugova u odnosu na ostale matične ploče. Priključci na stražnjoj strani matične ploče za Z87 chipset, prikazani na slici 3.5.35a, slični su kao priključci prikazani na slici 3.5.32. Novost je 'Thuderbolt' sučelje.

Slika* 3.5.35 Priključci za povezivanje uređaja. ( + / - )

'Thunderbolt' upravljački uređaj povezuje računalo s drugim uređajima, i služi za odašiljanje i primanje informacija koristeći protokole koje rabi PCI Express i DisplayPort. Thunderbolt upravljački uređaj prebacuje podatke prilikom komunikacije preko istog kabela koristeći izmjenično oba protokola. Thunderbolt tehnologija implementiran je kao Plug and Play sučelje. Nema posebne programske potpore i upravljački programi nisu potrebni (dio su upravljačkih programa matične ploče). Thunderbolt tehnologija sučelje je podržan od strane Super I / O čipa. Matična ploča s H87 chipset-om nema PS/2 konektor, USB 2.0 konektore za brzo punjenje (high-current / fast-charging), 'Back to BIOS' i Thunderbolt konektor, ali ima konektore za grafiku (HDMI, DVI-I i DisplayPort connector) ukomponiranu u mikroprocesor (slika 3.5.35b).

Matična ploča koristi Intel Visual BIOS - UEFI, koji je pohranjen u serijskim sučeljem priključenoj memoriji (Serial Peripheral Interface Flash Memory - SPI Flash), a koji se može ažurirati pomoću programske potpore na disku. SPI Flash sadrži Visual BIOS Setup program, POST, PCI automatsku konfiguraciju, LAN EEPROM informacije i Plug and Play podršku. Program za postavljanje BIOS može se koristiti za pregled i promjene postavki BIOS-a računala. Programu BIOS Setup pristupa se pritiskom na tipku <F2> nakon obavljenog POST procesa i prije pokretanja operativnog sustava računala.

Slika 3.5.36 Intel Visual BIOS.

Serijsko periferno sučelje prema Flash memoriji (SPI Flash) u iznosu od 96 MB (12288 kB) flash memorije uređaja. Na temelju njenog programskog sadržaja BIOS automatski može podesiti PCI Express uređaje. PCI Express uređaji mogu biti na matičnoj ploči ili kao dodatna kartica. Automatsko podešavanje omogućuje korisniku umetanje ili vađenja PCI Express kartice, bez potrebe za konfiguriranjem sustava. Kada se korisnik uključi u sustav nakon dodavanja PCI Express kartice, BIOS automatski konfigurira prekide, U / I prostor i ostale resurse sustava. Bilo koji prekid postavljen u BIOS-u kao raspoloživ u SETUP postupku smatrat će se kao dostupan za korištenje od strane eventualno dodane kartice u računalo. BIOS se može ažurirati pomoću uslužne programske potpore koja provjerava da ažuriranju u BIOS-u odgovara ciljnom sustavu kako bi se spriječilo slučajno instaliranje nekompatibilno prema postavkama u BIOS-u. Malo je vjerojatno da će išta prekinuti eventualno ažuriranje BIOS-a, ali ako dođe do prekida, BIOS se može oštetiti.

U programu BIOS Setup, korisnik može izabrati pokretanje (boot) ove programske potpore s tvrdog diska, optičko pogona, prijenosnog diska ili s mreže. Podrazumna postavka je da optički pogon bude prvi startni uređaj, tvrdi disk drugi, prijenosni disk treći, a mreža četvrti. Dakle, mreža može biti izabran kao uređaj za pokretanje. Ovaj izbor omogućuje preuzimanje sadržaja i instalaciju putem NIC računala koja ima instaliran 'BOOT ROM' u kojem su potrebni podaci za komunikaciju s odgovarajućim poslužiteljem. Pritiskom na tipku <F12> tijekom POST-a automatski se pokreće mrežna komunikacija. Da bi se koristila ova tipka tijekom POST-a, razine korisničkog pristupa u programu za postavljanje sustava BIOS-a, sigurnosne postavke u izborniku BIOS-a moraju biti postavljena na najstrože uvijete. BIOS sadrži i sigurnosne značajke koje ograničavaju pristup programu za konfiguriranje BIOS-a računala. Administratorskom i korisničkom zaporkom može se nadzirati program za konfiguriranje BIOS-a putem mreže.

Kad god dođe do pogreške tijekom POST procesa, BIOS generira akustički signal za zvučnik koji različitim dugim i kratkim tonovima opisuje problem. Također BIOS uzrokuje treperenje LED diode za nadzor napajanja računala u skladu s već spomenutim tonovima, kako bi se na još jedan način opisao prisutan problem. Dugmasta baterija na matičnoj ploči (CR2032) napaja sklopove sata računala i CMOS memoriju BIOS-a. Kad računalo nije priključeno u zidnu utičnicu, baterija ima životni vijek oko tri godine. Kada je računalo priključeno i radi u modu čekanja produljuje se vijek trajanja baterije. Kad napon baterije padne ispod određene razine, podešavanja BIOS postavki ili očitavanja CMOS sadržaja (na primjer datum i vrijeme) ne moraju biti točna, što može dovesti do nestabilnosti rada računa pa čak i do oštećenja sklopova zbog očitavanja i prihvaćanja inače neprihvatljivih podataka. U tom slučaju nužno je zamijeniti bateriju s novom istog tipa. Nekad su ulogu napajanja BIOS-a i CMOS memorije vršili akumulatori koji su se tijekom rada računala punili, ali je ovo rješenje sada napušteno zbog skupoće i jako male potrošnje uređaja koje baterija opslužuje.

sažeto, temeljito razrađivanje prethodne generacije mikroprocesora i chipset-a glede primjene novijih tehnologija, optimizacije, povećanja robusnosti i performansi u radu, dodatno nadopunjena i usavršena u verziji Z97.