Motherboard-Μητρική Πλακέτα
Η μητρική πλακέτα (motherboard) είναι η πιο σημαντική «ολοκληρωμένη πλακέτα» για έναν υπολογιστή. H Μητρική διαθέτει ειδική θέση για την ΚΜΕ(CPU) Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας και τις μνήμες RAM. Επίσης διαθέτει και ελεγκτή (controller) για τον Σκληρό Δίσκο (Hard Disk Drive) και τις μονάδες δισκέτας (Floppy Disk Drives, 1.44 Mb), όπως και διάφορες θέσεις (slots) επέκτασης όπως (PCI, PCI EXPRESS), στις οποίες τοποθετούνται κάρτες επέκτασης, όπως οι Κάρτες Γραφικών(VGA). Οι μητρικές πλέον διαθέτουν κυκλώματα για τη λειτουργία και την επικοινωνία του υπολογιστή με άλλους υπολογιστές ή με τον χειριστή, όπως το τσίπσετ υποστήριξης, το BIOS/CMOS, οι θύρες USB και USB 2.0 (οι οποίες επικρατούν σήμερα και είναι σχεδόν για όλες τις χρήσεις), οι κάρτες δικτύου Ethernet για χρήση τοπικού δικτύου, και οι θύρες πληκτρολογίου ή και ποντικιού τύπου PS/2. Αρκετά μοντέλα μητρικών διαθέτουν πλέον ενσωματωμένη (on-board) κάρτα γραφικών, ήχου και δικτύου. Σπανίως πλέον διαθέτουν παράλληλη θύρα (parallel port) και σειριακή θύρα (serial port).
Υπολογιστές
Διάγραμμα του τσιπσετ της μητρικής πλακέτας του υπολογιστή.
Στην επιστήμη των υπολογιστών, ο όρος τσιπσετ χρησιμοποιείται συνήθως για να αναφερθεί σε μια σειρά απο εξειδικευμένα τσιπ, πάνω στη μητρική πλακέτα του υπολογιστή ή πάνω σε μια κάρτα επέκτασης. Το πρώτο τσιπσετ για προσωπικούς υπολογιστές ήταν το NEAT για τον υπολογιστή IBM PC AT και τον επεξεργαστή Intel 80286.
Πιο ειδικά, ο όρος αυτός αναφέρεται σε δύο εξειδικευμένα τσιπ πάνω στη μητρική πλακέτα, στο Northbridge και στο Southbridge. Το Northbridge συνδέει τον επεξεργαστή με τις συσκευές πολύ υψηλής ταχύτητας, δηλαδή την κεντρική μνήμη και τον ελεγκτή γραφικών, ενώ το Southbridge συνδέει τον επεξεργαστή με συσκευές και διάυλους μικρότερης ταχύτητας (π.χ. σκληρός δίσκος,PCI κλπ.). Σε όλα τα σύγχρονα τσίπσετ, το southbridge περιέχει ορισμένους ενσωματωμένους ελεγκτές περιφερειακών συσκευών, όπως Ethernet, USB και συσκευές ήχου.
Ένα τσιπσετ είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε να δουλεύει με συγκεκριμένη σειρά επεξεργαστών. Το τσιπσετ παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στον καθορισμό της απόδοσης του συστήματος, διότι ελέγχει τις επικοινωνίες και τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ του επεξεργαστή και των περιφερειακών συσκευών.
Ο κατασκευαστής του τσιπσετ τις περισσότερες φορές διαφοροποιείται από τον κατασκευαστή της μητρικής πλακέτας. Μερικοί κατασκευαστές τσιπσετ είναι οι NVIDIA, AMD, VIA, SiS, Intel και η Βroadcom. Οι υπολογιστές της Apple χρησιμοποιούν τσιπσετ σχεδιασμένα αποκλειστικά από αυτήν την εταιρεία, αν και τα τελευταία χρόνια έχει αρχίσει να εκμεταλλεύεται και διαφορετικής κατασκευής τσιπσετ. Ακόμα, ορισμένοι κατασκευαστές εξυπηρετητών (servers) αναπτύσσουν επίσης δικά τους τσιπσετ για τα προϊόντα τους.
Τη δεκαετία του 1980, η εταιρεία Chips and Technologies η οποία ιδρύθηκε από τον Γκόρντον Κάμπελ ήταν η πρωτοπόρος στην κατασκευή τσιπσετ για προσωπικούς υπολογιστές. Εκείνη την εποχή τα τσιπσετ που κατασκευάζονταν δεν αφορούσαν αποκλειστικά τους προσωπικούς υπολογιστές, αλλά περιλάμβανε ακόμα και διαφορετικούς τομείς της πληροφορικής. Το ίδιο τσιπσετ δηλαδή μπορούσε να χρησιμοποιηθεί κατάλληλα για εντελώς διαφορετικούς σκοπούς.
Επίσης για τη καρτα γραφικών πάνω στη μητρική υπάρχει και η υποδοχή για την ιδια την κάρτα γραφικών.
Πλεονεκτήματα πέρα από τον δίαυλο PCI
Καθώς η επεξεργασία και απεικόνιση δισδιάστατων και τρισδιάστατων αναπαραστάσεων μέσω των υπολογιστών έγιναν όλο και πι συχνές και αναγκαίες, οι διαδοχικές γενεές των μονάδων γραφικής παράστασης άρχισαν να εγγίζουν τα όρια της απόδοσης του διαύλου PCI. Αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη του διαύλου AGP.
Για τις ανάγκες των σύγχρονων μονάδων γραφικής παράστασης, ο AGP είναι περισσότερο αποδοτικός από τον PCI επειδή επιτρέπει γρηγορότερη επικοινωνία, αφού παρέχει αποκλειστικές διαβάσεις μεταξύ της υποδοχής και του επεξεργαστή, σε αντίθεση με τον PCI που χρησιμοποιείται από κοινού διαμοιράζοντας την απόδοσή του σε όλες τις μονάδες που το χρησιμοποιούν. Το AGP χρησιμοποιεί επίσης πλευρικό τρόπο διεύθυνσης, που σημαίνει ότι η διεύθυνση του πακέτου φέρεται έξω από αυτό και διαβάζεται χωρίς να πρέπει να διαβαστεί ολόκληρο το πακέτο. Επιπλέον, όταν γίνεται η φόρτωση ενός γραφικού υλικού (texture), μια κάρτα γραφικής παράστασης PCI πρέπει να αντιγράψει όλο το υλικό από την κεντρική μνήμη (RAM) του συστήματος στην μνήμη πλαίσιο (fraimbuffer) της κάρτας, ενώ μια κάρτα AGP είναι ικανή να διαβάσει τα δεδομένα άμεσα από την κεντρική μνήμη (RAM) χρησιμοποιόνας την τεχνολογία GART (αγγλ. Graphics Address Remapping Table, πίνακας ανακατεύθυνσης διευθύνσεων γραφικής παράστασης).[1]
Οι κάρτες που χρησιμοποιούν δίαυλο PCI συνεχίζουν να παράγονται κυρίως για δύο λόγους. Πρώτον, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σχεδόν σε οποιονδήποτε PC. Αφετέρου, ένας χρήστης με ένα κατάλληλο λειτουργικό σύστημα μπορεί να χρησιμοποιήσει περισσότερες από μία κάρτες γραφικής παράστασης PCI (ή και σε συνδυασμό με μια κάρτα AGP) ταυτόχρονα, δίνοντας πολλές διαφορετικές τηλεοπτικές εξόδους για τη χρήση πολλών οθονών. Αυτό είναι σχεδόν αδύνατο με τις κάρτες AGP 1.0 και AGP 2.0, αφού η προδιαγραφή δεν υποστηρίζει περισσότερες από μία τηλεοπτική κάρτα. Αν και η προδιαγραφή AGP 3.0 υποστηρίζει περισσότερες, εν τούτοις λίγες μητρικές κάρτες PC είναι εξοπλισμένες με περισσότερες από μια υποδοχές διαύλου AGP.
Η εξέλιξη του διαύλου
Μια κάρτα γραφικής παράστασης με δίαυλο AGP και ομάδα κεντρικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ATI.
Η υποδοχή του δίαυλου AGP πρωτοεμφανίστηκε στη μητρική πλακέτα των προσωπικών υπολογιστών τύπου x86 που χρησιμοποιούσαν επεξεργαστή Pentium στην υποδοχή τύπου Socket 7 ή επεξεργαστή Pentium II σε συνδυασμό με την υποδοχή τύπου Slot 1. Η κατασκευαστική εταιρεία Intel ξεκίνησε την εφαρμογή του AGP στα μέσα Οκτωβρίου 1997 μαζί με την ομάδα των κεντρικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων i440LX και την υποδοχή Slot 1, και υιοθετήθηκε πολύ γρήγορα από όλους τους σημαντικότερους προμηθευτές μητρικών πλακών.[2]
Η πρώτη ομάδα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων του τύπου Socket 7 που ήταν τα Apollo VP3 της κατασκευαστικής εταιρείας VIA, τα 5591/5592 της SiS και τα Aladdin V της ALI. Από την Intel δεν κυκλοφόρησε κανένα από αυτά. Άλλα ολοκληρωμένα κυκλώματα ήταν το IC PA-2012 τον Νοέμβριο του 1997, και λίγο αργότερα το EPoX P55-VP3, και τα δυο της FIC, βασισμένα στο Apollo VP3 της VIA.[3]
Από τα πρώτα ολοκληρωμένα κυκλώματα ειδικά για βίντεο και συμβατά με τον AGP ήταν το Vérité V2200 της Rendition, το Voodoo Banshee της 3dfx, το RIVA 128 της NVIDIA, το PERMEDIA 2 της 3Dlabs, το i740 της Intel, τα ATI Rage series της ATI , το Millennium II της Matrox και τα S3 ViRGE GX/2.
- Η Microsoft εισήγαγε τον AGP στο λειτουργικό σύστημα Windows 95 με την έκδοση OEM Service Release 2 (OSR2 version 1111 ή 950B).[4]
- Το λειτουργικό σύστημα Windows NT υποστήριξε τον AGP από την έκδοση Windows NT 4 0 μέσω του service pack 3, το 1997.
- Το λειτουργικό σύστημα Linux υποστήριξε τον AGP με την υλοποίηση του πυρήνα AGPgart το 1999.
Εκδόσεις του AGP
Η Intel κυκλοφόρησε την πρώτη έκδοση του AGP με τον τίτλο AGP προδιαγραφή 1.0 το 1997 [5] που περιέλαβε τις ταχύτητες 1x και 2x.[2] Η προδιαγραφή 2.0 περιέγραφε τον AGP 4X και η προδιαγραφή 3.0 περιέγραφε τον AGP 8X.[6][7] Οι εξής εκδόσεις διατίθενται:
- AGP 1x
- Δίαυλος εύρους 32-bit που λειτουργεί στα 66 MHz με μέγιστη ταχύτητα 266 MB/s, με σήμα των 3,3 V.
- AGP 2x
- Έυρος 32-bit, 66 MHz double pumped που αναλογεί στα 133 MHz με μέγιστη ταχύτητα 533 MB/s, με σήμα των 3,3 V;
- AGP 4x
- Έυρος 32-bit, 66 MHz quad pumped που αναλογεί στα 266 MHz με μέγιστη ταχύτητα 1.066 MB/s (1 GB/s), με σήμα των 1,5 V.
- AGP 8x
- Έυρος 32-bit, 66 MHz οκταπλή που αναλογεί στα 533 MHz με μέγιστη ταχύτητα 2.133 MB/s (2 GB/s), με σήμα των 0,8 V.
Άλλες Παραλλαγές
Διάφορες άλλες παραλλαγές του δίαυλου AGP έχουν παραχθεί από τους κατασκευαστές: Έυρος 32-bit, 66 MHz double pumped που αναλογεί στα 133 MHz με μέγιστη ταχύτητα 533 MB/s, με σήμα των 3,3 V;
- 64 bit AGP
- Έυρος 64-bit. Χρησιμοποιήθηκε σε επαγγελματικές γραφικές κάρτες υψηλής αποδοτικότητας. Προτάθηκε μιά φορά ως προαιρετικό πρότυπο στα σχέδια για τον AGP 3.0 εγγράφου, αλλά αποσύρθηκε τελικά από την έκδοση του επίσημου προτύπου.
- AGP Express
- Δεν πρόκειται για γνήσιο AGP, αλλά για μια προσαρμογή κάρτας AGP για σύνδεση με συμβατική υποδοχή δίαυλου PCI στην ανάλογη μητρική πλακέτα PCI Express.
- AGI
- (αγγλ. ASRock Graphics Interface) Είναι μια παραλλαγή του AGP από την εταιρεία ASRock. Ο σκοπός του είναι να ειδικά για χρήση σε μητρικές πλακέτες Asrock που με ειδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα μη συμβατικά στον AGP.
- AGX
- (αγγλ. Advanced Graphics eXtended) της εταιρείας Epox. Άλλη μια ιδιόκτητη παραλλαγή.
- Ultra-AGP, Ultra-AGPII
- XGP
- AGR
Πλεονεκτήματα πέρα από τον δίαυλο PCI
Καθώς η επεξεργασία και απεικόνιση δισδιάστατων και τρισδιάστατων αναπαραστάσεων μέσω των υπολογιστών έγιναν όλο και πι συχνές και αναγκαίες, οι διαδοχικές γενεές των μονάδων γραφικής παράστασης άρχισαν να εγγίζουν τα όρια της απόδοσης του διαύλου PCI. Αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη του διαύλου AGP.
Για τις ανάγκες των σύγχρονων μονάδων γραφικής παράστασης, ο AGP είναι περισσότερο αποδοτικός από τον PCI επειδή επιτρέπει γρηγορότερη επικοινωνία, αφού παρέχει αποκλειστικές διαβάσεις μεταξύ της υποδοχής και του επεξεργαστή, σε αντίθεση με τον PCI που χρησιμοποιείται από κοινού διαμοιράζοντας την απόδοσή του σε όλες τις μονάδες που το χρησιμοποιούν. Το AGP χρησιμοποιεί επίσης πλευρικό τρόπο διεύθυνσης, που σημαίνει ότι η διεύθυνση του πακέτου φέρεται έξω από αυτό και διαβάζεται χωρίς να πρέπει να διαβαστεί ολόκληρο το πακέτο. Επιπλέον, όταν γίνεται η φόρτωση ενός γραφικού υλικού (texture), μια κάρτα γραφικής παράστασης PCI πρέπει να αντιγράψει όλο το υλικό από την κεντρική μνήμη (RAM) του συστήματος στην μνήμη πλαίσιο (fraimbuffer) της κάρτας, ενώ μια κάρτα AGP είναι ικανή να διαβάσει τα δεδομένα άμεσα από την κεντρική μνήμη (RAM) χρησιμοποιόνας την τεχνολογία GART (αγγλ. Graphics Address Remapping Table, πίνακας ανακατεύθυνσης διευθύνσεων γραφικής παράστασης).[1]
Οι κάρτες που χρησιμοποιούν δίαυλο PCI συνεχίζουν να παράγονται κυρίως για δύο λόγους. Πρώτον, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σχεδόν σε οποιονδήποτε PC. Αφετέρου, ένας χρήστης με ένα κατάλληλο λειτουργικό σύστημα μπορεί να χρησιμοποιήσει περισσότερες από μία κάρτες γραφικής παράστασης PCI (ή και σε συνδυασμό με μια κάρτα AGP) ταυτόχρονα, δίνοντας πολλές διαφορετικές τηλεοπτικές εξόδους για τη χρήση πολλών οθονών. Αυτό είναι σχεδόν αδύνατο με τις κάρτες AGP 1.0 και AGP 2.0, αφού η προδιαγραφή δεν υποστηρίζει περισσότερες από μία τηλεοπτική κάρτα. Αν και η προδιαγραφή AGP 3.0 υποστηρίζει περισσότερες, εν τούτοις λίγες μητρικές κάρτες PC είναι εξοπλισμένες με περισσότερες από μια υποδοχές διαύλου AGP.
Η εξέλιξη του διαύλου
Μια κάρτα γραφικής παράστασης με δίαυλο AGP και ομάδα κεντρικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ATI.
Η υποδοχή του δίαυλου AGP πρωτοεμφανίστηκε στη μητρική πλακέτα των προσωπικών υπολογιστών τύπου x86 που χρησιμοποιούσαν επεξεργαστή Pentium στην υποδοχή τύπου Socket 7 ή επεξεργαστή Pentium II σε συνδυασμό με την υποδοχή τύπου Slot 1. Η κατασκευαστική εταιρεία Intel ξεκίνησε την εφαρμογή του AGP στα μέσα Οκτωβρίου 1997 μαζί με την ομάδα των κεντρικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων i440LX και την υποδοχή Slot 1, και υιοθετήθηκε πολύ γρήγορα από όλους τους σημαντικότερους προμηθευτές μητρικών πλακών.[2]
Η πρώτη ομάδα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων του τύπου Socket 7 που ήταν τα Apollo VP3 της κατασκευαστικής εταιρείας VIA, τα 5591/5592 της SiS και τα Aladdin V της ALI. Από την Intel δεν κυκλοφόρησε κανένα από αυτά. Άλλα ολοκληρωμένα κυκλώματα ήταν το IC PA-2012 τον Νοέμβριο του 1997, και λίγο αργότερα το EPoX P55-VP3, και τα δυο της FIC, βασισμένα στο Apollo VP3 της VIA.[3]
Από τα πρώτα ολοκληρωμένα κυκλώματα ειδικά για βίντεο και συμβατά με τον AGP ήταν το Vérité V2200 της Rendition, το Voodoo Banshee της 3dfx, το RIVA 128 της NVIDIA, το PERMEDIA 2 της 3Dlabs, το i740 της Intel, τα ATI Rage series της ATI , το Millennium II της Matrox και τα S3 ViRGE GX/2.
- Η Microsoft εισήγαγε τον AGP στο λειτουργικό σύστημα Windows 95 με την έκδοση OEM Service Release 2 (OSR2 version 1111 ή 950B).[4]
- Το λειτουργικό σύστημα Windows NT υποστήριξε τον AGP από την έκδοση Windows NT 4 0 μέσω του service pack 3, το 1997.
- Το λειτουργικό σύστημα Linux υποστήριξε τον AGP με την υλοποίηση του πυρήνα AGPgart το 1999.
Εκδόσεις του AGP
Η Intel κυκλοφόρησε την πρώτη έκδοση του AGP με τον τίτλο AGP προδιαγραφή 1.0 το 1997 [5] που περιέλαβε τις ταχύτητες 1x και 2x.[2] Η προδιαγραφή 2.0 περιέγραφε τον AGP 4X και η προδιαγραφή 3.0 περιέγραφε τον AGP 8X.[6][7] Οι εξής εκδόσεις διατίθενται:
- AGP 1x
- Δίαυλος εύρους 32-bit που λειτουργεί στα 66 MHz με μέγιστη ταχύτητα 266 MB/s, με σήμα των 3,3 V.
- AGP 2x
- Έυρος 32-bit, 66 MHz double pumped που αναλογεί στα 133 MHz με μέγιστη ταχύτητα 533 MB/s, με σήμα των 3,3 V;
- AGP 4x
- Έυρος 32-bit, 66 MHz quad pumped που αναλογεί στα 266 MHz με μέγιστη ταχύτητα 1.066 MB/s (1 GB/s), με σήμα των 1,5 V.
- AGP 8x
- Έυρος 32-bit, 66 MHz οκταπλή που αναλογεί στα 533 MHz με μέγιστη ταχύτητα 2.133 MB/s (2 GB/s), με σήμα των 0,8 V.
Άλλες Παραλλαγές
Διάφορες άλλες παραλλαγές του δίαυλου AGP έχουν παραχθεί από τους κατασκευαστές: Έυρος 32-bit, 66 MHz double pumped που αναλογεί στα 133 MHz με μέγιστη ταχύτητα 533 MB/s, με σήμα των 3,3 V;
- 64 bit AGP
- Έυρος 64-bit. Χρησιμοποιήθηκε σε επαγγελματικές γραφικές κάρτες υψηλής αποδοτικότητας. Προτάθηκε μιά φορά ως προαιρετικό πρότυπο στα σχέδια για τον AGP 3.0 εγγράφου, αλλά αποσύρθηκε τελικά από την έκδοση του επίσημου προτύπου.
- AGP Express
- Δεν πρόκειται για γνήσιο AGP, αλλά για μια προσαρμογή κάρτας AGP για σύνδεση με συμβατική υποδοχή δίαυλου PCI στην ανάλογη μητρική πλακέτα PCI Express.
- AGI
- (αγγλ. ASRock Graphics Interface) Είναι μια παραλλαγή του AGP από την εταιρεία ASRock. Ο σκοπός του είναι να ειδικά για χρήση σε μητρικές πλακέτες Asrock που με ειδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα μη συμβατικά στον AGP.
- AGX
- (αγγλ. Advanced Graphics eXtended) της εταιρείας Epox. Άλλη μια ιδιόκτητη παραλλαγή.
- Ultra-AGP, Ultra-AGPII
- XGP
- AGR
Συμβατικότητα
Αν και με κάποιους περιορισμούς, οι κάρτες AGP είναι συμβατό σύστημα και προς τις δύο κατευθύνσεις. Οι κάρτες με σήμα του 1,5 V έχουν άλλο κλειδί στο βύσμα τους από τις κάρτες με σήμα των 3.3 V και γιαυτό δεν ταιριάζουν στην πρίζα του αντίστοιχα άλλου μοντέλου. Ανάλογα με τον κατασκευαστή, υπάρχουν όμως υποδοχές που επιτρέπουν την χρήση διαφόρων υποτύπων AGP. Συχνά όμως παρουσιάζονται προβλήματα που προέρχονται από το λογισμικό firmware της κάρτας.
Συμβατικότητα
Αν και με κάποιους περιορισμούς, οι κάρτες AGP είναι συμβατό σύστημα και προς τις δύο κατευθύνσεις. Οι κάρτες με σήμα του 1,5 V έχουν άλλο κλειδί στο βύσμα τους από τις κάρτες με σήμα των 3.3 V και γιαυτό δεν ταιριάζουν στην πρίζα του αντίστοιχα άλλου μοντέλου. Ανάλογα με τον κατασκευαστή, υπάρχουν όμως υποδοχές που επιτρέπουν την χρήση διαφόρων υποτύπων AGP. Συχνά όμως παρουσιάζονται προβλήματα που προέρχονται από το λογισμικό firmware της κάρτας.
computeretc 