PCI-Express 3.0 matična ploča - Chipset Z97

Chipset Intel Z87 veliki je skok u odnosu na svog prethodnika chipset Z77 jer je uvedena podrška za sučelja veće brzine i mnoštvo tehnologija programski podržanih bilo u sastavu sadržaja BIOS-a ili ukomponiranih u operativni sustav. Chipset Intel Z97 je unaprijeđena (osvježena) verzija 'Haswell' sustava zasnovanog na chipset-u Z87, i među novinama je uvođenje tehnologije 'Intel® Device Protection Technology with Boot Guard' - Sklopovska zaštita integriteta BOOT zapisa koja sprječava neovlašteni pristup zloćudne programske potpore i poremeti kritične za funkciju sustava, čime se osigurava dodatna razina sigurnosti sklopovske platforme. Koristi se i AES (Advanced Encryption Standard) enkripcija podataka. Naravno, već postojeće mogućnosti prethodnika su unaprijeđene što se očituje u oznaci verzije. Ima još novina ali najvažnija je podrška za procesore izrađene u 14 nm tehnologiji.

Osnovna koncepcija su dva chipset-a prikazana na narednom primjeru koji pretpostavljaju i verzije za mobilne uređaje.

Primjer XI

U ovom primjeru prikazana je blok shema dva najvažnija predstavnika chipset-a jnovije generacija; Z97 i H97. Prikazane matične ploče u primjeru podržavaju Core i3, Core i5 i Core i7 mikroprocesore četvrte i pete generacije, uz neke starije i jeftinije verzije mikroprocesora prerađene za 'Haswell' arhitekturu (Pentium i Celeron) predviđene za podnožje LGA 1150.

• Procesor
  Procesori s kodnim imenom Broadwell zasnovani su na 14 nm tehnologiji što u odnosu na 22 nm tehnologiju znači manju veličini elementarnog tranzistora, što u osnovi omogućava veći broj logičkih sklopova i manje zagrijavanje. Podloga je učinkovitije ukomponirana u kućište i poboljšan je toplotno provodljivi materijal - TIM (Thermal Interface Material) unutar kućišta. Broj mogućih jezgara povećan je na 8 i moći će se podržati DDR4 tip radne memorije. Nova generacija procesora bit će kompatibilna s Z87 platformama uz nadogradnju njihovog BIOS-a. Naravno, biti će raspoložive i verzije s 'otključanim' množiteljem radnog takta što omogućava entuzijastima učinkoviti 'overclocking'. Moćnija verzija predviđa X99 chipset analogno prethodnicima prije opisanima i uporabu 'Xeon' mikroprocesora (naznaka: XEON tip procesora predviđen je za radne stanice i poslužitelje).
  Većina Broadwell proizvodi su ciljani za notebook tržište, ali tu je i verzija za osobna računala i poslužitelje. Broadwell donosi značajna poboljšanja u performansama i napredak u odnosu na generacije prije, uključujući poboljšanu grafiku, energetsku učinkovitost / baterije i sigurnosti. 14 nm proizvodni proces donosi zapažene performanse i napredak - kao ključne značajke, kao što su 'Intel Hyper-Threading Technology', koja omogućuje svakoj procesorskoj jezgri da radi na dvije zadaće u isto vrijeme i time 'glatka' višezadaćnost, uz 'Intel Iris grafiku' za fantastične 3D slike i brže, napredno video i foto uređivanje. 'Core i7' procesor 5. generacije pruža vrhunski 'of-the-line' nastup za najzahtjevnije zadatke.
  
  Integrirani grafički podsustav 'Intel Iris Pro Graphics 6200' koristi Intelov 'Quick Sync' tehnologiju za sklopovsko video kodiranje i dekodiranje, sklopovski ubrzano dekodiranje H264, MPEG-2, i VC-1 danas jako rasprostranjenih video sadrža. DirectX 11.2 API je također podržan. Podržani audio standardi su AC-3, Dolby Digital, Dolby Digital Plus i DTS-HD.
  Karakteristike 'desktop' procesora su:
  
  
  • Socket: LGA 1150 (Socket H3); 37.5 mm × 37.5 mm
  • Lithography: 14 nm; 1.9 milijardi tranzistora
  • Max Memory Size: 32 GB; DDR3L 1333 / 1600 non-ECC type of memory
  • Graphics Output: DP / HDMI / VGA
  • DP: 3840×2160@60Hz / 4096×2304@60Hz (Core i5 / Core i7)
  • HDMI: 2560×1600@60Hz
  • Cores: 4
  • Threads: 4 / 8 (Core i5 / Core i7)
  • TDP: 65 W
  
  Za sada, za desktop računala predviđen je jedan Core i5 i jedan Core i7 procesor.
  
  
• Z97 / H97 - Platform Controller Hub (PCH)
  Chipset je sprega s vanjskim uređajima računala (I / O Controller Hub), a osnovna značajka ovog chipset-a je podrška za procesore izrađene u 14 nm tehnologiji. Litografija chipset-a je u 22 nm tehnologiji. Još jedna osobitost ovog chipset-a je potpora za Intel® Xeon® procesore (LGA1150 podnožje) i ECC tip radne memorije.

Slika** 3.5.37 Blok shema Intel-Z97 / Intel-H97 chipset-a / Shema chip-a procesora. ( + / - )

Z97 u odnosu na H97 ima bolju podršku za grafičke sustave kao što je slučaj kod prethodnika. Ako se usporede slike 3.5.33 i 3.5.37 razlika u organizacijskim značajkama nema mnogo. Različiti proizvođači računalne opreme na različite načine koriste predstavljene proizvode, no za razliku od prije opisanih proizvoda naredne slike odnose se na matične ploče dizajnirane s Z77 chipset-om. Razlog tome je što jedna od njih jako sliči na koncept s H97 chipset-om.

Slika* 3.5.38 GIGABYTE 'GA-Z97X-Gaming G1 Wi‑Fi-BK' / 'G1.Sniper Z97'. ( + / - )

Matična ploča na slici 3.5.38a je moćna matična ploča za igrače, koja podržava do četiri grafičke kartice, dok proizvod prikazan na slici 3.5.38b jako sliči na matičnu ploču prikazanu na slici 3.5.34b. Iz toga razloga nadalje je prikazana komparacija dva proizvoda istog proizvođača s dva posve različita koncepta, ali s istim chipset-om.

Dakle, chipset Z77 uporabljiv je na posve različite načine, i na prvi pogled se vidi da je matična ploča prikazana na slici 3.5.38b fizički uža u odnosu na proizvod prikazan na slici 3.5.38a i posjeduje manje dopunskih integriranih krugova, što znači i da je proizvodna cijena manje matične ploče znatno manja iako obje pripadaju ATX razredu. Za kućnu uporabu odlično može poslužiti proizvod na slici 3.5.38b umjesto neke matične ploče s H97 chipset-om. Osim toga uporaba Z97 chipset-a znači mogućnost korištenja više grafičkih osobitosti, a dodatni PCIe-PCI upravljački integrirani krug omogućava i uporabu nekog starijeg proizvoda preko dva raspoloživ standardna PCI utora. Komparacija navedena dva proizvoda prikazana je u narednoj tablici.

Jeftinija matična ploča oslanja se prvenstveno na podršku chipset-a, a skuplja na dodatne integrirane krugove, te se broj mogućih uređaja koji se spajaju na matičnu ploču razlikuje po broju i osobitostima. Priključci na stražnjoj strani matičnih ploča fizički su jako slični. Priključci prikazani na slici 3.5.39 odnose se na matičnu ploču 'GA-Z97X-Gaming G1 Wi‑Fi-BK'.

Slika* 3.5.39 Priključci kod GIGABYTE 'GA-Z97X-Gaming G1' i 'G1.Sniper Z97'. ( + / - )

USB 2.0 priključci na slici prvenstveno su namijenjeni za tipkovnicu i miša. Matična ploča 'G1.Sniper Z97' nema DVI-I sučelje i ima jedan mrežni priključak i manje USB 3.0 priključaka. Ali matična ploča ima priključak zo COM port kao opciju proširenja, a nedostatak DVI-I sučelja nije bitan jer DisplayPort ima bolje osobitosti od navedenog i još uz to se prenosi audio signal, Nema nikakvog razloga za njegovo nekorištenje, ali treba voditi računa o tome da ga posjeduje monitor. Standardno VGA sučelje nije raspoloživo.

Obje matične ploče koriste UEFI BIOS, nadalje ukratko opisan u narednom primjeru.

Primjer XII

Specifičnost GYGABYTE matičnih ploča je udvojeni BIOS, što doprinosi sigurnosti čuvanja BOOT podataka - UEFI DualBIOS.

Iz podataka u tablici evidentno je da CMOS memorija BOIS-a nije baš mala što omogućava znatno bogatije sadržaje, te stoga ne čudi do nova generacija BIOS u odnosu na staru sliči na slikovnicu. Naredni skup slika odnosi se na matičnu ploču 'GA-Z97X-Gaming G1 Wi‑Fi-BK'.

Slika*** 3.5.40 GIGABYTE UEFI DualBIOS. ( + / - )

BIOS (Basic Input / Output System) bilježi sklopovske parametre sustava u CMOS memoriji na matičnoj ploči. Njegova glavna funkcija po uključivanju računala je provođenje POST (Power-on self-testa) procesa kontrole ispravnosti sustava tijekom 'podizanja' sustava po uključivanju, pohranu parametara sustava i učitavanje operativnog sustava, itd. BIOS sadrži programsku rutinu za podešavanje parametara BIOS-a (BIOS Setup) koja omogućuje izmjenu osnovnih postavki konfiguracije sustava ili aktiviranje određenih specifičnih obilježja sustava. Kada je napajanje isključeno, baterija na matičnoj ploči (CR 2032) opskrbljuje strujom CMOS memoriju kao bi se sačuvale vrijednosti konfiguracije u CMOS memoriji. CMOS memorija nije u sastavu BIOS-a već u sastavu nekog drugog čipa (npr. chipset-a) ili je zaseban čip.

Općenito rečeno, uloga BIOS-a nije se promijenila u više od 25 godina, te je većinu tog vremena zadovoljavajuće obavljao svoj posao. Ali postalo je sve teže primijeniti sve što se očekuje od modernog računala unutar strukture BIOS-a. Novi pristup je postao je neophodan - UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). O njemu se može razmišljati kao o minijaturnom operativnom sustavu koji okružuje postojeći BIOS matične ploče, umjesto da je umetnut u sastav BIOS-a.

To znači da UEFI može biti jednako moćan kao 'pravi' OS. Može pristupiti fizičkoj radnoj memoriji računala i iskoristiti malo diskovnog prostora za pohranu podatak - izdvojeni flash-disk prostor na matičnoj ploči ili dio na tvrdom disku koji se zove 'EFI System Partition'. Nove programske rutine (moduli) mogu se lako dodati (otuda 'Extensible'); što uključuje upravljačke programe uređaja (driver) za komponente matične ploče i vanjske uređaje, kojima opcije rada korisnik podešava u atraktivnom grafičkom sučelju koristeći tipkovnicu i / ili miša. Otuda proizlazi prisutnost PS/2 sučelja na matičnoj ploči. To znači, kapacitet CMOS memorije računala mora biti veći nego prije, a programske rutine u UEFI su puno sofisticiranije.

UEFI pruža niz tehničkih prednosti nad tradicionalnim BIOS sustavom kao što su:

• Sposobnost za pokretanje OS s diskova velikog kapaciteta (više od 2 TB) s GPT (GUID Partition Table).
• Neovisnost o CPU arhitekturi i upravljačkim programima.
• Fleksibilan okoliš koji prethodi OS-u, uključujući i mrežne sposobnosti.
• Modularni dizajn.

Fleksibilnost omogućuje proizvođačima da osnovnu verziju UEFI (u ovom slučaju AMI) nadograde sa svojim programskim rutinama, pa GIGABYTE matične ploče imaju dva jedinstvena alata za ažuriranje BIOS-a, Q-Flash™ (of-line ažuriranje sa stika ili diska) i @BIOS™ (ažuriranje preko Interneta s nekog od GIGABYTE poslužitelja). GIGABYTE Q-Flash i @BIOS alati jednostavni su za korištenje i omogućavaju da se BIOS ažurira bez potrebe za ulazak u MS-DOS mod. Osim toga, opisane matične ploče imaju značajku pod nazivom - DualBIOS™ dizajn, što poboljšava zaštitu te sigurnost i stabilnost računala dodavanjem još jednog fizičkog BIOS čipa. Prema prethodnoj slici, osnovni elementi GIGABYTE - UEFI DualBIOS-a su:

• M.I.T. - Ovaj izbornik koristite se za podešavanje sata, frekvencije i napona procesora i memorije, itd. Ili za provjeru stanja sustava; CPU temperature, naponi i brzine ventilatora. Ova stranica je prvenstveno za napredne korisnike zbog 'overclocking / overvoltage' mogućnosti. Dio ovog izbora je 'Intel ® Turbo Boost Technology'.
  
  
• System Information - Pomoću ovog izbornika može se konfigurirati podrazumni jezik koji se koristi od strane BIOS-a, te datum i vrijeme sustava.
  
  
• BIOS Features - Ovaj izbornik služi za podešavanje redoslijedu uređaja za pokretanje (BOOT) i napredne značajke dostupne za CPU.
  
  
• Peripherals - Pomoću ovog izbornika može se podesiti sve periferne uređaje, kao što su SATA, USB, integrirani audio i integrirani LAN, itd. Dio ovog izbora je 'Intel® Rapid Start Technology' i 'Intel® Rapid Storage Technology'
  
  
• Power Management - Pomoću ovog izbornika mogu se podesiti sve funkcije uštede energije.
  
  
• Save & Exit - Spremanje svih promjena koje su napravljene u programu 'BIOS Setup' u CMOS flash memoriju i izlazak BIOS-a. Mogu se spremiti trenutne postavke BIOS-a u željeni profil ili učitati optimizirane zadane postavke ili postavke za optimalne performanse sustava.
  
  

UEFI prati više od 150 parametara sustava, što znači da prije bilo kakve prilagodbe trebao detaljno proučiti raspoložive upute. Definitivno, moćniji okoliš nego standardni BIOS.