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主板-第5部分

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传统的音效硬件加速方式:IN…LINE
以下就以播放DVD为例,先来简单说明一下传统的音效处理加速方式。
众所周知,一部电脑在播放DVD…ROM时,CPU处理器肯定是先把编码过的杜比AC…3声音从MPEG…2影片中分离出来,并将其放置在DRAM缓冲区内,再通过AC…3硬件解压缩设备从DRAM的缓冲区内将音效数据提出、解码,最后与5。1声道混合成为双声道输出,
最终达成IN…LINE音效硬件加速的目的。
明白了这一点,下面再让我们一起来对比看一看AC97标准的音效硬件加速方式:multi…trip
符合AC97标准规格的芯片组与传统的音效输出方式不同,此时的音效数据可以改向传至USB或IEEE1394。其具体实现主要有以下几个步骤:第一步先由AC…3硬件加速装置从DRAM中提取出CPU处理器事先已经分离出的数据;第二步由AC…3执行解压缩与混音操作,把合成后的数据重新送入DRAM中的另一块缓存区。这时会产生一个中断信号,以此来告诉操作系统,合成声音数据已经准备完毕;第三步操作系统会协同CPU处理器将已经处理好的声音数据转移到新的缓冲区,然后将数据送入USB管道,等待输出;最后一步是USB控制器取得相关的声音数据后将其送至相对应的数字扬声器。
如何在系统中实现AC97的标准
为了让厂商真正将符合AC97标准的芯片组顺利移植到主板上,INTEL公司建议设计者采用以下三种方式:
一是,将控制器和声音解码芯片全部都整合在主板上,让这二者通过AC…LINK加以沟通。这样做的好处在于,芯片组与主板之间的整合度可以达到最佳;
二是,将控制器做在主板上,而将声音解码芯片做在接口卡上,让二者仍然通过AC…LINK进行沟通。这样一来,用户便可以比较灵活地选择解码芯片。另外,在接口卡上也可以选择性地添加modem语音部分的传输功能。
三是,将控制器和解码芯片全部都做在卡上,通过32或64位PCI总线与其它外设进行沟通。当然,采用IEEE1394或USB与主板通信也是可行的,只要控制器能够支持IEEE1394或USB接口便可以了。当然,除此之外还要搭配一条SIDEBANDHEADER的信号线,完成控制器与主板的连接。应该说,采用这种方式的设计难度最小,主板设计厂商们只要在自己的主板上预留出SIDEBANDHEADER的信号线插座及相关的电路便一切OK了。
什么是FDD插槽
FDD是Floppydiskduive的简称,就是软驱,软盘驱动器
支持内存类型
  支持内存类型是指主板所支持的具体内存类型。不同的主板所支持的内存类型是不相同的。内存类型主要有FPM,EDO,SDRAM,RDRAM已经DDRDRAM等。
  FPM是FastPageMode(快页模式)的简称,是较早的PC机普遍使用的内存,它每隔3个时钟脉冲周期传送一次数据。现在早就被淘汰掉了。
  EDO是ExtendedDataOut(扩展数据输出)的简称,它取消了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔,每隔2个时钟脉冲周期传输一次数据,大大地缩短了存取时间,使存取速度提高30%,达到60ns。EDO内存主要用于72线的SIMM内存条,以及采用EDO内存芯片的PCI显示卡。这种内存流行在486以及早期的奔腾计算机系统中,它有72线和168线之分,采用5V工作电压,带宽32bit,必须两条或四条成对使用,可用于英特尔430FX/430VX甚至430TX芯片组主板上。目前也已经被淘汰,只能在某些老爷机上见到。
  SDRAM是SynchronousDynamicRandomAccessMemory(同步动态随机存储器)的简称,是前几年普遍使用的内存形式。SDRAM采用3。3v工作电压,带宽64位,SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起,使RAM和CPU能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,与EDO内存相比速度能提高50%。SDRAM基于双存储体结构,内含两个交错的存储阵列,当CPU从一个存储体或阵列访问数据时,另一个就已为读写数据做好了准备,通过这两个存储阵列的紧密切换,读取效率就能得到成倍的提高。SDRAM不仅可用作主存,在显示卡上的显存方面也有广泛应用。SDRAM曾经是长时间使用的主流内存,从430TX芯片组到845芯片组都支持SDRAM。但随着DDRSDRAM的普及,SDRAM也正在慢慢退出主流市场。
  RDRAM是RambusDynamicRandomAccessMemory(存储器总线式动态随机存储器)的简称,是Rambus公司开发的具有系统带宽、芯片到芯片接口设计的内存,它能在很高的频率范围下通过一个简单的总线传输数据,同时使用低电压信号,在高速同步时钟脉冲的两边沿传输数据。最开始支持RDRAM的是英特尔820芯片组,后来又有840,850芯片组等等。RDRAM最初得到了英特尔的大力支持,但由于其高昂的价格以及Rambus公司的专利许可限制,一直未能成为市场主流,其地位被相对廉价而性能同样出色的DDRSDRAM迅速取代,市场份额很小。
  DDRSDRAM是DoubleDataRageDynamicRandomAccessMemory(双数据率同步动态随机存储器)的简称,是由VIA等公司为了与RDRAM相抗衡而提出的内存标准。DDRSDRAM是SDRAM的更新换代产品,采用2。5v工作电压,它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度,并具有比SDRAM多一倍的传输速率和内存带宽,例如DDR266与PC133SDRAM相比,工作频率同样是133MHz,但内存带宽达到了2。12GB/s,比PC133SDRAM高一倍。目前主流的芯片组都支持DDRSDRAM,是目前最常用的内存类型。
  ECC并不是内存类型,ECC(ErrorCorrectionCoding或ErrorCheckingandCorrecting)是一种具有自动纠错功能的内存,英特尔的82430HX芯片组就开始支持它,使用该芯片组的主板都可以安装使用ECC内存,但由于ECC内存成本比较高,所以主要应用在要求系统运算可靠性比较高的商业电脑中,例如服务器/工作站等等。由于实际上存储器出错的情况不会经常发生,而且普通的主板也并不支持ECC内存,所以一般的家用与办公电脑也不必采用ECC内存。
  一般情况下,一块主板只支持一种内存类型,但也有例外。有些主板具有两种内存插槽,可以使用两种内存,例如以前有些主板能使用EDO和SDRAM,现在有些主板能使用SDRAM和DDRSDRAM。
图中的主板就支持两种内存类型(SDRAM和DDRSDRAM),采用两种类型的内存插槽(蓝色和黑色)区分。值得注意的是,在这些主板上不能同时使用两种内存,而只能使用其中的一种,这是因为其电气规范和工作电压是不同的,混用会引起内存损坏和主板损坏的问题。
显卡插槽
是指显卡与主板连接所采用的接口种类。显卡的接口决定着显卡与系统之间数据传输的最大带宽,也就是瞬间所能传输的最大数据量。不同的接口决定着主板是否能够使用此显卡,只有在主板上有相应接口的情况下,显卡才能使用,并且不同的接口能为显卡带来不同的性能。
目前各种3D游戏和软件对显卡的要求越来越高,主板和显卡之间需要交换的数据量也越来越大,过去的插槽早已不能满足这样大量的数据交换,因此通常主板上都带有专门插显卡的插槽。假如显卡插槽的传输速度不能满足显卡的需求,显卡的性能就会受到巨大的限制,再好的显卡也无法发挥。显卡发展至今主要出现过ISA、PCI、AGP、PCIExpress等几种接口,所能提供的数据带宽依次增加。其中2004年推出的PCIExpress接口已经成为主流,以解决显卡与系统数据传输的瓶颈问题,而ISA、PCI接口的显卡已经基本被淘汰。
双通道内存
双通道内存技术其实是一种内存控制和管理技术,它依赖于芯片组的内存控制器发生作用,在理论上能够使两条同等规格内存所提供的带宽增长一倍。它并不是什么新技术,早就被应用于服务器和工作站系统中了,只是为了解决台式机日益窘迫的内存带宽瓶颈问题它才走到了台式机主板技术的前台。在几年前,英特尔公司曾经推出了支持双通道内存传输技术的i820芯片组,它与RDRAM内存构成了一对黄金搭档,所发挥出来的卓绝性能使其一时成为市场的最大亮点,但生产成本过高的缺陷却造成了叫好不叫座的情况,最后被市场所淘汰。由于英特尔已经放弃了对RDRAM的支持,所以目前主流芯片组的双通道内存技术均是指双通道DDR内存技术,主流双通道内存平台英特尔方面是英特尔865、875系列,而AMD方面则是NVIDIANforce2系列。
  双通道内存技术是解决CPU总线带宽与内存带宽的矛盾的低价、高性能的方案。现在CPU的FSB(前端总线频率)越来越高,英特尔Pentium4比AMDAthlonXP对内存带宽具有高得多的需求。英特尔Pentium4处理器与北桥芯片的数据传输采用QDR(QuadDataRate,四次数据传输)技术,其FSB是外频的4倍。英特尔Pentium4的FSB分别是400、533、800MHz,总线带宽分别是3。2GB/sec,4。2GB/sec和6。4GB/sec,而DDR266/DDR333/DDR400所能提供的内存带宽分别是2。1GB/sec,2。7GB/sec和3。2GB/sec。在单通道内存模式下,DDR内存无法提供CPU所需要的数据带宽从而成为系统的性能瓶颈。而在双通道内存模式下,双通道DDR266、DDR333、DDR400所能提供的内存带宽分别是4。2GB/sec,5。4GB/sec和6。4GB/sec,在这里可以看到,双通道DDR400内存刚好可以满足800MHzFSBPentium4处理器的带宽需求。而对AMDAthlonXP平台而言,其处理器与北桥芯片的数据传输技术采用DDR(DoubleDataRate,双倍数据传输)技术,FSB是外频的2倍,其对内存带宽的需求远远低于英特尔Pentium4平台,其FSB分别为266、333、400MHz,总线带宽分别是2。1GB/sec,2。7GB/sec和3。2GB/sec,使用单通道的DDR266、DDR333、DDR400就能满足其带宽需求,所以在AMDK7平台上使用双通道DDR内存技术,可说是收效不多,性能提高并不如英特尔平台那样明显,对性能影响最明显的还是采用集成显示芯片的整合型主板。
  NVIDIA推出的nForce芯片组是第一个把DDR内存接口扩展为128…bit的芯片组,随后英特尔在它的E7500服务器主板芯片组上也使用了这种双通道DDR内存技术,SiS和VIA也纷纷响应,积极研发这项可使DDR内存带宽成倍增长的技术。但是,由于种种原因,要实现这种双通道DDR(128bit的并行内存接口)传输对于众多芯片组厂商来说绝非易事。DDRSDRAM内存和RDRAM内存完全不同,后者有着高延时的特性并且为串行传输方式,这些特性决定了设计一款支持双通道RDRAM内存芯片组的难度和成本都不算太高。但DDRSDRAM内存却有着自身局限性,它本身是低延时特性的,采用的是并行传输模式,还有最重要的一点:当DDRSDRAM工作频率高于400MHz时,其信号波形往往会出现失真问题,这些都为设计一款支持双通道DDR内存系统的芯片组带来不小的难度,芯片组的制造成本也会相应地提高,这些因素都制约着这项内存控制技术的发展。
  普通的单通道内存系统具有一个64位的内存控制器,而双通道内存系统则有2个64位的内存控制器,在双通道模式下具有128bit的内存位宽,从而在理论上把内存带宽提高一倍。虽然双64位内存体系所提供的带宽等同于一个128位内存体系所提供的带宽,但是二者所达到效果却是不同的。双通道体系包含了两个独立的、具备互补性的智能内存控制器,理论上来说,两个内存控制器都能够在彼此间零延迟的情况下同时运作。比如说两个内存控制器,一个为A、另一个为B。当控制器B准备进行下一次存取内存的时候,控制器A就在读/写主内存,反之亦然。两个内存控制器的这种互补“天性”可以让等待时间缩减50%。双通道DDR的两个内存控制器在功能上是完全一样的,并且两个控制器的时序参数都是可以单独编程设定的。这样的灵活性可以让用户使用二条不同构造、容量、速度的DIMM内存条,此时双通道DDR简单地调整到最低的内存标准来实现128bit带宽,允许不同密度/等待时间特性的DIMM内存条可以可靠地共同运作。
  支持双通道DDR内存技术的台式机芯片组,英特尔平台方面有英特尔的865P、865G、865GV、865PE、875P以及之后的915、925系列;VIA的PT880,ATI的Radeon9100IGP系列,SIS的SIIS655,SIS655FX和SIS655TX;AMD平台方面则有VIA的KT880,NVIDIA的nForce2Ultra400,nForce2IGP,nForce2SPP及其以后的芯片。
AMD的64位CPU,由于集成了内存控制器,因此是否支持内存双通道看CPU就可以。目前AMD的台式机CPU,只有939接口的才支持内存双通道,754接口的不支持内存双通道。除了AMD的64位CPU,其他计算机是否可以支持内存双通道主要取决于主板芯片组,支持双通道的芯片组上边有描述,也可以查看主板芯片组资料。此外有些芯片组在理论上支持不同容量的内存条实现双通道,不过实际还是建议尽量使用参数一致的两条内存条。
内存双通道一般要求按主板上内存插槽的颜色成对使用,此外有些主板还要在BIOS做一下设置,一般主板说明书会有说明。当系统已经实现双通道后,有些主板在开机自检时会有提示,可以仔细看看。由于自检速度比较快,所以可能看不到。因此可以用一些软件查看,很多软件都可以检查,比如cpu…z,比较小巧。在“memory”这一项中有“channels”项目,如果这里显示“Dual”这样的字,就表示已经实现了双通道。两条256M的内存构成双通道效果会比一条512M的内存效果好,因为一条内存无法构成双通道。
其他内部插口
AMR
  AMR(AudioModemRiser,声音和调制解调器插卡)规范,它是1998年英特尔公司发起并号召其它相关厂商共同制定的一套开放工业标准,旨在将数字信号与模拟信号的转换电路单独做在一块电路卡上。因为在此之前,当主板上的模拟信号和数字信号同处在一起时,会产生互相干扰的现象。而AMR规范就是将声卡和调制解调器功能集成在主板上,同时又把数字信号和模拟信号隔离开来,避免相互干扰。这样做既降低了成本,又解决了声卡与Modem子系统在功能上的一些限制。由于控制电路和数字电路能比较容易集成在芯片组中或主板上,而接口电路和模拟电路由于某些原因(如电磁干扰、电气接口不同)难以集成到主板上。因此,英特尔公司就专门开发出了AMR插槽,目的是将模拟电路和I/O接口电路转移到单独的AMR插卡中,其它部件则集成在主板上的芯片组中。AMR插槽的位置一般在主板上PCI插槽(白色)的附近,比较短(大约只有5厘米),外观呈棕色。可插接AMR声卡或AMRModem卡,不过由于现在绝大多数整合型主板上都集成了AC'97音效芯片,所以AMR插槽主要是与AMRModem配合使用。但由于AMRModem卡比一般的内置软Modem卡更占CPU资源,使用效果并不理想,而且价格上也不比内置Modem卡占多大优势,故此AMR插槽很快被CNR所取代。
AMR插槽
CNR
  为顺应宽带网络技术发展的需求,弥补AMR规范设计上的不足,英特尔适时推出了CNR(municATIonNetworkRiser,通讯网络插卡)标准。与AMR规范相比,新的CNR标准应用范围更加广泛,它不仅可以连接专用的CNRModem,还能使用专用的家庭电话网络(HomePNA),并符合PC2000标准的即插即用功能。最重要的是,它增加了对10/100MB局域网功能的支持,以及提供对AC’97兼容的AC…Link、SMBus接口和USB(1。X或2。0)接口的支持。另外,CNR标准支持ATX、MicroATX和FlexATX规格的主板,但不支持NLX形式的主板(AMR支持)。从外观上看,CNR插槽比AMR插槽比较相似(也呈棕色),但前者要略长一点,而且两者的针脚数也不相同,所以AMR插槽与CNR插槽无法兼容。CNR支持的插卡类型有AudioCNR、ModemCNR、USBHubCNR、HomePNACNR、LANCNR等。但市场对CNR的支持度不够,相应的产品很少,所以大多数主板上的CNR插槽也成了无用的摆设。
CNR插槽
ACR
  ACR是AdvancedmuniATIonRiser(高级通讯插卡)的缩写,它是VIA(威盛)公司为了与英特尔的AMR相抗衡而联合AMD、3、Lucent(朗讯)、Motorola(摩托罗拉)、NVIDIA、TexasInstruments等世界著名厂商于2001年6月推出的一项开放性行业技术标准,其目的也上为了拓展AMR在网络通讯方面的功能。ACR不但能够与AMR规范完全兼容,而且定义了一个非常完善的网络与通讯的标准接口。ACR插卡可以提供诸如Modem、LAN(局域网)、HomePNA、宽带网(ADSL、CableModem)、无线网络和多
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