PCI-Express 3.0 / 4.0 - Chipset Z390 / Z490

Na svim prethodnim stranicama opisani su procesori i njihovi čipseti. Način je tako važan da se ove komponente mijenjaju svakih nekoliko godina? Jednostavne, bolje performanse računala za brže i učinkovitije poslovanje, pogotovo kada postoje neke poteškoće poput COVID-19. Također igre izgledaju lijepo nego prije. Kako su glavne komponente računala mikroprocesor i grafička kartica i njihove mogućnosti, što čipset ima s tim? Koja je glavna svrha čipseta? Moglo bi se utvrditi sljedeće.

• Čipset je skup elektroničkih komponenata u integriranom krugu poznat kao 'Sustav upravljanja protokom podataka' koji upravlja protokom podataka između procesora, memorije i perifernih uređaja. Čipset djeluje poput komunikacijskog centra matične ploče i kontrolera prometa. Budući da kontrolira komunikaciju između procesora i vanjskih uređaja, čipset igra presudnu ulogu u performansama računalnog sustava.
  
  
• Svaka matična ploča sadrži nekoliko različitih vrsta sabirnica, koje se mogu razlikovati u smislu brzine i širine pojasa, ali radi jednostavnosti, možemo ih podijeliti u dvije skupine:
  
  
  • Vanjske sabirnice - Također nazvane 'Proširive sabirnice' za uređaje povezane preko USB-a, serijskih i paralelnih priključaka.
    
  • Interne sabirnice - Poput PCI-expressa, sistemske sabirnice ili sabirnice za utore na matičnoj ploči te sabirnice memorije itd.
    
  
  Tijekom vremena performanse sabirnica mijenjale su se u skladu s razvojem tehnologije, kao što je prikazano na slici 3.5.7.
  
  
• Primarna interna sabirnica koja se nalazi na modernim matičnim pločama poznata je pod nazivom PCI-Express (PCIe). PCIe koristi 'koridore', koji omogućuju unutarnjim komponentama poput RAM-a i dodatnih kartica komunikaciju s CPU-om i obrnuto. Koridor čine dva para žičnih veza; jedan par šalje podatke, drugi prima podatke. Dakle, 1x-PCIe koridor sastojat će se od četiri žice, 2x ima osam i tako dalje, kako prikazuje tablica na početku poglavlja 3.5.10. Više koridora znači veća propusnost kroz utor (konektor) ili mogućnost većeg broja priključenih grafičkih kartica. Dakle, serijski prenos podataka kroz jedan koridor, uz sinkronizirani paralelni prijenos uz više koridora.
  
  
• Glavna uloga novih čipseta je omogućiti veće brzine komunikacije između uređaja putem PCI, PCI-Express (PCIe), SATA, USB, Bluetooth, Ethernet, Wi‑Fi, optičkih i drugih komunikacijskih tehnologija. Kako ove tehnologije napreduju u brzini prijenosa podataka, moraju biti popraćene razvojem čipseta. To u osnovi omogućuje napredak tehnologije integriranog kruga - litografski postupak kako bi se napravilo što manje tranzistora i kombinirajući što više tranzistora u jednu skupinu - integrirani krug, kako bi se ispunili što veći broj logičkih zahtjeva. Mala silicijska pločica svakodnevno je učinkovitija u svojim mogućnostima čineći litografski postupak finijim. Također je važno održavati kompatibilnost sa sporijim standardnima od njihovog nastanka. Na primjer, kompatibilnost između verzija USB-v1 do USB-v4, PCIe-v1 do PCIe-v5 i slično.
  
  
• Tipično, integrirane funkcije čipseta su: generator takta, upravljači sabirnice, brojilo sustava, upravljači prekidima, DMA upravljač, CMOS/RAM takt, upravljač tipkovnice, upravljač miša itd.
  

Koristi li se sada, na primjer, standard PCI-Express 4.0? SSD-ovi su prvi PCIe-v4.0 uređaji koji se pojavljuju na tržištu za računala. Budući da je specifikacija sabirnice PCIe-v4.0 finalizirana nakon puno kašnjenja od više godina, dospjeli smo u situaciju da je specifikacija sabirnice PCIe-v5.0 finalizirana samo nekoliko godina kasnije nakon PCIe-v4.0 standarda. Grupa PCI-SIG nedavno je objavila 0.9 verziju specifikacije PCIe-v5.0, a uskoro bismo je trebali vidjeti i u računalnim proizvodima. Koliko brzo? Standard PCIe-v5.0 trenutno je dostupan, ali komercijalno će biti dostupan za još nekoliko godina ili više.
Možda u ovom trenutku nije potrebno koristiti matičnu ploču s podrškom sabirnice PCIe-v4.0 i uređaje bez nje. Možda će ovaj trenutak biti vrlo kratak? Dakle, matična ploča s podrškom za sabirnicu PCIe-v4.0 u ovom trenutku izgledno nije loš izbor. Kad takve matične ploče postoje, proizvođači PC komponenata brzo će reagirati. Vjerujem da će se mnoge stvari o perifernim računalnim uređajima prema sabirnici PCIe-V4.0 promijeniti od kraja 2020. godine, posebno krajem 2021. Djed Mraz uvijek je pun iznenađenja.

Osnovni koncept čipseta i mikroprocesora prikazani su u sljedećem primjeru u verziji za stolno računalo (PC).

Primjer XV

U ovom primjeru prikazani su blok dijagrami čipseta z390 i z490. U primjeru prikazano matična ploča podržava Core i3, Core i5, Core i7 i Core i9 mikroprocesore devete generacije planirane s podnožjem LGA 1151v2 i desete generacije planirane s podnožjem LGA 1200.

• Procesor
  Procesori kodnih naziva 'Lake Lake' i 'Comet Lake' temelje se na poboljšanoj tehnologiji od 14 nm (14 ++).
  Razlika između 9. i 10. generacije vrhunskih 'desktop' procesora su:
  
  

  Intel® Core microprocessors
  Product Name	Core i9 9900K	Core i9 9900KF	Core i3 9350K	Core i9 10900K	Core i9 10900KF	Core i3 10320
  Code Name	Coffee Lake			Comet Lake
  Chipset	series 3XX			series 4XX
  Essentials
  Lithography	14 nm			14 nm
  PCIe support	3.0			3.0 (4.0)
  Socket	LGA 1151v2*			LGA 1200*
  Performance
  # of Cores	8	8	4	10	10	4
  # of Threads	16	16	4	20	20	8
  Base Frequency	3.6 GHz	3.6 GHz	4.0 GHz	3.7 GHz	3.7 GHz	3.8 GHz
  Turbo Frequency	5.0 GHz	5.0 GHz	4.6 GHz	5.3 GHz	5.3 GHz	4.6 GHz
  Smart Cache	16 MB	16 MB	8 MB	20 MB	20 MB	8 MB
  Bus Speed	8 GT/s DMI3
  TDP	95 W		91 W	125 W		65 W
  Memory Specifications
  Max Size	128 GB		64 GB	128 GB
  Memory Types	DDR4 - 2666		DDR4 - 2400	DDR4 - 2933		DDR4 - 2666
  # of Channels	2			2
  Bandwidth	41.6 GB/s		37.5 GB/s	45.8 GB/s		41.6 GB/s
  ECC Support	No	No	Yes	No	No	No
  Graphics Specifications
  Processor Graphics	UHD 630	No	UHD 630	UHD 630	No	UHD 630
  * The socket LGA 1151v2 and LGA 1200 is physically the same but number of connectors (pins) is not same and have different electrical functions. They are not electronically compatible.

  
  
• Z390 / Z490 - Platform Controller Hub (PCH)
  Glavni čip čipseta je PCH, a ostali čipovi su njegova pomoć. Čipset je poveznica s vanjskim računalnim uređajima (I / O Controller Hub), a osnovna značajka čipseta i podrška za procesore proizvedene u poboljšanoj 14 nm tehnologiji za LGA 1151v2 i LGA 1200 podnožje. Litografija čipseta je u 22 nm tehnologiji. Sljedeće slike pokazuju blok-shemu čipseta Z390 i Z490.

Slika* 3.5.47 Blok-shema Intel z490-z390 chipset-a. ( + / - )

Kao i obično, s Intelom nova linija čipseta ide s novim procesorima. Uz to su potrebne nove matične ploče. To nije ekskluzivno pravilo jer se matična ploča može koristiti s bilo kojim procesorom iz trenutne generacije. Nova generacija procesora ne mora nužno imati novu matičnu ploču. Uz nadogradnju BIOS-a (mikrokod) moguće je koristiti procesore sljedeće generacije ako su električki kompatibilni. Bit će lijepo ako čipset može podržati više od dvije generacije procesora. Nadogradnjom BIOS-a, čipset 'Z490' i matična ploča 'z490 gaming X' podržavati će 11. generaciju Intel mikroprocesora i bit će lijepo ako se uključi i 12. generacija. Stoga matična ploča mora biti uradak od renomiranog proizvođača s dobrom podrškom za BIOS.

Slika* 3.5.48 GIBABYTE 'z390 gaming X' i 'z490 gaming X' matična ploča. ( + / - )

Matične ploče izgledaju sjajno. Ova matična ploče dizajnirana je za jednu grafičku karticu i dosta drugih PCIe perifernih uređaja. Tipično za korisnike s drugim potrebama s obzirom na druge vrste uređaja koji se mogu umetnuti u autore. Stoga matična ploča ima 3xPCIe-x1, 1xPCIe-x4 (fizički x16) i 1xPCIe-x16 utora. Korisna značajka dizajna su ojačani metalno-oklopljeni utori za x16 utor i dva memorijska utora kako bi se spriječilo savijanje matične ploče zbog vrućine i kako bi se osigurao siguran kontakt s umetnu tim uređajima. Posebna su radost tri utora za SSD-ove i kompatibilnost s PCIe-v4.0 sučeljen koja bi trebala stići sa sljedećom generacijom LGA 1200 procesora. Višenamjenska matična ploča. Naravno, igrači će preferirati dizajn s vise 1xPCIe-x16 utora.

Opis sa žutim slovima, kao u prethodnim slikama, nije potrebno, jer sve što je potrebno je napisano na matičnoj ploči.

Konektori na stražnja strani matične ploče fizički su slični. Priključci prikazani na slici 5.3.49 odnose se na matičnu ploču GIBABYTE 'z490 gaming X'. Na matičnoj ploči ugrađeni su konektori 'M.2 SATA SSD' i 'M.2 PCI SSD'. To je razlog za upotrebu z490 čipseta, jer se brzina prema SSD-u putem SATA-e usporava. Mogućnost uporabe ovog tipa 'diska' uvedena je kod čipseta z170 (slika 3.5.42b). Naredna slika prikazuje jedan od modula ove vrste.

Slika 3.5.49 Modul 'M.2 PCI SSD' klase.

HDD, SSHD ili SATA-SSD postaju 'usko grlo' za funkcionalnost cijelog PC sustava. 'M.2 PCI SSD' na PCIe-V4.0 sada postoji kao uređaj i može biti od uvelike važnosti u pogledu performansi PC sustava. Brzina prijenosa podatak može biti i do 10 puta veća od dosadašnjih rješenja. Neke serije ove matične ploče imaju implementirane Wi‑Fi mogućnosti, stoga su na stražnja ploči konektor ugrađena dva SMA antenska konektor. Ako imate klasični Ethernet i računalo s velikim kućištem (ne nešto kao notebok), Wi‑Fi nije potreban. Wi‑Fi je sigurnosna rupa u sustavu. Desktop računalo ionako je član SOHO mreže. Usmjernik (router) SOHO mreže najvjerojatnije ima bolje Wi‑Fi sigurnosne mehanizme.

Slika 3.5.50 Priključci 'Z490 gaming X' matične ploče.

Uvidom u mogućnosti konektora na stražnjoj strani matične ploče, te moguće dodanih konektora koji imaju priključke na matičnoj ploči, sve je po brzini komunikacije između uređaja znatno unaprijeđeno. Naravno , kompatibilnost prema sporijim uređajima je podržana. Jedino što se nije promijenilo je USB standard za tipkovnicu i miša jer su to ionako komunikacijski nezahtjevni uređaji. Dobro je da ima PS/2 konektor glede izravne komunikacije s matičnom pločom bez učešća operativnog sustava. Veseli stabilan i učinkovit ugrađeni NIC.

SAŽETAK:

Što bi krajnji korisnik trebao napraviti? Neću ulaziti u politike raznih firmi nego ću iznjeti mišljene za moje kućno računalo. Procesor koji koristim je Core i5-7600K, a najjeftinija zamjena s 10. generacijom mikroprocesora je Core i3-10320. U ukupnom skoru performansi 10. generacija 'vodi' za približno 15%. Kad se ostvare mogućnosti uvijek se može uzeti jedan Core i9. Procesori serije Core i9 su novina je u seriji 'Core' mikroprocesora; Core i3, Core i5, Core i7 i Core i9. Više ponuda za korisnika, pa neka uzme ono što može. Moj izbor između dvije opisane matične ploče ide u korist verzije Z490 jer omogućava priključivanje mnogo bržih periferija u odnosu na Z170 koji sada koristim. Malo po malo sve se zamijeni boljim, a 'stare' uređaje pokloniš ili prodaš. Uostalom, zašto se odlučiti za tehnologiju koja je na izmaku.

Što se tiče čipseta s podrškom za PCIe-v4.0 sada je u 'proboju' na tržištu i proizvođači uređaja mu se prilagođavaju i vjerujem da će za par godina moguće PCIe-v5.0 bude 'preskočen' na verziju PCIe-v6.0. Sve ovisi o napretku tehnologije, odnosno o raspoloživom litografskom postupku prilikom izrade integriranih krugova. Možda Dida Mraz malo razmisli, te se predomisli i dade korisnicima Intel procesore 10 generacije koji podržavaju PCIe-v4.0 standard, onako za fintu i zajebanciju.