Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 4: Bảng mạch chính

Nội dung text: Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 4: Bảng mạch chính

1. Chương 4 BẢNG MẠCH CHÍNH (MAINBOARD) Nội dung v Vi mạch tổng hợp chipset v Vi mạch tổng hợp super I/O v Hệ thống BUS v ROM VÀ ROM BIOS v Các thành phần khác trên mainboard v Lắp đặt và bảo trì
2. BẢNG MẠCH CHÍNH (Mainboard – Motherboard) Là thành phần quan trọng của hệ thống máy PC, chứa: n Chipset, super I/O, ROM, các linh kiện hỗ trợ n Đế cắm CPU, khe cắm RAM n Các slot mở rộng, các cổng kết nối ngoại vi Công nghệ sản xuất: n Mạch in PCB (Printed Cicuit Board) n Mạch in nhiều lớp (Multi Player - PCB) n Mạch dán linh kiện SMT (Surface mounted Technology) Một số dạng mainboard thông dụng: n AT, Baby-AT, LPX( sử dụng trong các máy Low-profile) n ATX, Mini ATX, Micro ATX, ATX Riser, NLX. n Các dạng thiết kế đặc biệt: dùng trong Laptop, notebook v.v.
3. 1. VI MẠCH TỔNG HỢP CHIPSET Kiến trúc PC cổ điển được xây dựng trên cơ sở các khối chức năng cơ bản  FDC HDC UART PPI 8250  CRTC KC  8042 TIMER CMOS MC 8254 146818 PIC DMAC 8259 8237 ROM RAM dữ Bus liệu Bus Bus địa chỉ điều khiển CPU & Co Processor
4. VI MẠCH TỔNG HỢP CHIPSET Mainboard tăng cường nhiều tính năng Chức năng CHIPSET Điều khiển Kiến trúc: Hệ thống Kiến trúc cầu nối North Bridge - South Bridge Kiến trúc Hub (Intel)
5. 1.1 Kiến trúc cầu nối North Bridge - South Bridge v North Bridge (Cầu bắc) CPU CPU = bus xử lý (66/100/133 MHz) System Bus Bus xử lý PCI (33MHz-133MiB/s), Main AGP (66MHz). Display North Memory Điều khiển bộ nhớ chính Bridge Dùng tên của North Bridge Dùng đơn chip = tần số bus hệ thống. PCI IDE v South Bridge (Cầu Nam) South I/O PCI ISA (8MHz) tốc độ thấp Bridge APIC USB IDE (PATA)/ UDMA 33/66, USB 1.1 ISA Điều khiển ngắt APIC, DMA và kết nối với BIOS, CMOS RAM. BIOS Nhanh hơn vi mạch điều khiển cổ điển.
6. Kiến trúc cầu nối NB-SB Một số dòng chipset dùng cho Pentium, K5, M1: q AMD Chipset: AMD 640; AMD750 q VIA Chipset: Apollo VP, VPX, MVP và Apollo Pro, PM, Pro Plus, KX q Acer Chipset: Aladdin; Aladdin Pro II q SIS Chipset: SIS540, 55xx; SIS6xx q Intel Chipset: hỗ trợ nhiều dòng CPU khác nhau, gồm: n Họ Intel 430: dùng cho các Pentium đầu tiên, bao gồm: 430LX, 430NX, 430MX, 430FX, 430HX, 430VX, 430TX. n Họ Intel 440/450: gồm 2 nhóm hỗ trợ cho Pentium Pro và nhóm hỗ trợ cho Pentium II/III, Celeron
7. 1.2 Kiến trúc Hub CPU MCH: Hub điều khiển bộ FSB nhớ  North Bridge Main Display MCH (Memory Memory ICH: Hub điều khiển I/O  Controller South Bridge Hub) HI8 Or DMI FWH: Hub vi chương trình IDE ICH PCI n Dùng Flash BIOS, tạo khả (I/O Controller năng dễ dàng cập nhật USB Hub) Audio n Bộ tạo số ngẫu nhiên RNG (Random Number Generator) FWH (Firm Ware ? Khác: Kết nối qua HI8, DMI Hub)
8. vv Bus Hub link HI8 (Intel Hub Architecture) q Kết nối MCH ICH qua HI8 riêng biệt Tốc độ cao gấp đôi so với PCI, không chia sẻ bus PCI HI8  bus AHA (Accelerated Hub Architecture), cho phép: n Bổ sung giao diện IDE tốc độ cao hỗ trợ HDD, DVD n Phát triển các giao diện tốc độ cao hơn trong ICH. q Giao diện hub 4x66MHz, 8-bit 8 bit-266MiB/s so với PCI 32 bit-133MiB/s. HI8: thực hiện 4 lần truyền trong 1 chu kỳ với bus 66MHz, PCI 32-bit: truyền 1 lần với bus 33MHz. Tín hiệu trung thực và hiệu năng cao hơn so với NB-SB. vv Bus DMI (Direct Media Interface) Kết nối MCH ICH, băng thông 2GiB/s Tăng cường khả năng giao tiếp: Bộ nhớ Thiết bị I/O.
9. 1.3 Họ chipset Intel 8x dùng cho Pentium III Chuyển từ kiến trúc NB-SB  kiến trúc Hub. Bảng 4.4 Các Chipset Intel 8x dùng cho Pentium II/III và Celeron Chipset 810 810E 820/820E 840 MCH 82810 82810E 82820 /82820DP 82840 Tần số bus 66/100MHz 66/100MHz 100/ 133 MHz 100/133 MHz Loại VXL Celeron/PII/III Celeron/PII/III PIII/ Celeron Xeon/PII/III Số VXL 1 1 1 2 2 Dung lượng bộ nhớ 512 Mb 512 Mb 1 Gb 1 Gb 8 Gb Công nghệ bộ nhớ SDRAM SDRAM RDRAM RDRAM RDRAM kép PC100 PC100 PC800 PC800 PC800 Parity/ECC Không Không Không Không Cả hai PCI 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 AGP AGP chuẩn AGP chuẩn AGP 4x AGP 4x AGP 4x IDE ATA 33/66 ATA 33/66 ATA /66 ATA /100 ATA /66 ICH 82801 ICH 82801 ICH 82801 ICH 82801 BA ICH2 82801 ICH
10. CPU Bus hệ thống 66/100 MHz  Digital Video Intel 810E Output Chipset Bộ nhớ 82810 GMCH 64bit/100MHz Main  · Bộ điều bộ nhớ Memory TV Bộ mã hoá · Bộ ĐK hiển thị · VXL đồ hoạ 3D · VXL đồ hoạ 2D PCI Slot Display · Giải mã video Cache màn hình Bus PCI 4Mb SDRAM 100/133 MHz ICH 82801 Super ISA  I/O Option 2 IDE (I/O Controller Hub)  LAN AC' 97 Option 2 USB FWH 82802 Audio Codec (Firmware Hub) Modem Codec Hình 4.2: Sơ đồ khối hệ thống dùng Intel 810
11. 1.4 Họ chipset Intel® 845 (Brookdale) v MCH: Pentium® 4/ HT ± 845, 845E, 845G, 845 GL 3.2 or 4.2 Gb/s  845GE, 845GV, 845PE AGP 4X Ø Tên gọi? MCH SDR/DDR ± 82845E MCH Dynamic Video Output ± 82845GV GMCH Ø Bus hệ thống Quad Pumped Ø Đồ hoạ AGP 4x ± FSB 400MHz - 3.2GB/s ± Nâng cao các hiệu ứng hình ảnh ± 533MHz - 4.2GB/s ± Đồ họa nhúng thế hệ 3 Extreme Ø Bộ nhớ DDR thay cho SDR Graphics (845G/GE) ± SDR 133  DDR 200/266 ± Dynamic Video Output (845G/GE) ±  DDR 333 ± Nâng cao hiệu năng hệ thống
12. Họ chipset Intel® 845 (Brookdale) v ICH: Pentium® 4/ HT ± 82801 BA (ICH2) 3.2 or 4.2 Gb/s  82801 DB (ICH4) AGP 4X MCH Ø ICH2  ICH4 MCH SDR/DDR Dynamic ± USB 2.0 tốc độ 480Mbps Video Output ± Ultra ATA/100 MHz HI8 266 MB/s ± PCI 133MB/s 6 kênh ATA 100MB/s Audio 2 kênh IDE 133 MB/s ICH4 PCI 10/100 LAN 10/100 LAN USB 2.0 Interface 6 Port ± Giao diện âm thanh AC’97 Flash BIOS ± Tái hiện âm thanh vòng (Dolby Digital surround 5.1)
13. Bảng 4.5 Họ chipset 845 dùng cho Celeron, Pentium 4 Chipset 845PE 845GV 845GE 845GL 845G 845E 845 Front Side Bus 533/400 MHz 533/400 MHz 533/400 MHz 400 MHz 533/400 MHz 533/400 MHz 400 MHz Hyper-Threading Tech. HT HT HT HT HT Hub Architecture Accelerated Hub Accelerated Hub Accelerated Hub Accelerated Hub Accelerated Hub Accelerated Hub Accelerated Hub Memory DDR 333/266 DDR 333/266/200 DDR 333/266 DDR 266/200 DDR 266/200 DDR 266/200 DDR 266/200 SDR PC133 SDR PC133 SDR PC133 SDR PC133 Graphics AGP 4X Extreme AGP 4x/ Extreme Graphics GP4X/ Extreme AGP 4X AGP 4X Graphics Extreme Graphics Graphics Dynamic Video Output DVO DVO Integrated USB USB 2.0 USB 2.0 USB 2.0 USB 2.0 USB 2.0 USB 2.0 USB 1.1 P.ATA 2 Ultra ATA/100 2 Ultra ATA/100 2 Ultra ATA/100 2 Ultra ATA/100 2 Ultra ATA/100 2 Ultra ATA/100 2 Ultra ATA/100 AC '97 controller AC '97 AC '97 AC '97 AC '97 AC '97 AC '97 AC '97 Processor Pentium® 4/ HT Pentium® 4/ HT Pentium® 4/HT Pentium® 4/ Pentium® 4/ HT Pentium® 4/ HT Pentium® 4 Celeron® Celeron® Celeron® Celeron® Celeron® Celeron® Celeron® Memory Controller Hub 82845PE MCH 82845GV GMCH 82845GE GMCH 82845GL GMCH 82845G GMCH 82845E MCH 82845 MCH Intel® I/O Controller Hub 82801DB (ICH4) 82801DB (ICH4) 82801DB (ICH4) 82801DB (ICH4) 82801DB (ICH4) 82801DB (ICH4) 82801BA (ICH2) Socket SK 478 SK 478 SK 478 SK 478 SK 478 SK 478 SK 478
14. 1.5 Họ chipset 875(Canterwood), 865(Springdale) • Nhiều sự mở rộng, tăng cường các tính năng cho dòng Pentium IV/HT và Pentium D • Tiết kiệm điện năng (Low-power sleep mode), tỏa nhiệt. q MCH với các tính năng tăng cường: Bộ nhớ kênh đôi (Dual-channel): DDR 400 SDRAM, băng thông bộ nhớ 6.4 GB/s. Quad Pumped FSB 800MHz, Giao diện AGP 8x- 2GB/s, Extreme Graphics 2 nâng cao tính năng đồ họa (trong một số chipset). Giao tiếp mạng gigabit GbE (Communications Streaming Architecture): từ ICH  MCH
15. Intel® Chipset 865G và 875P (Canterwood) #: PAT/ECC Các thành phần trong 82801EB/ER (ICH5/ICH5R) Giao tiếp Serial ATA 150MB/s thực hiện trực tiếp trong ICH nên không cần thêm chip điều khiển. USB 2.0: tăng từ 6 lên 8 cổng. Bổ sung điều khiển RAID SATA ở ICH5R: chế độ 0 (striping) và 1 (mirroring)
16. Bảng 4.6 Họ chipset 865 và 875 dùng cho Pentium D và Pentium IV Chipset 875P 865G 865GV 865P 865PE 848P Front Side Bus 800/533MHz 800/533/400 MHz 800/533/400 MHz 533/400 MHz 800/533/400 MHz 800/533/400 MHz Hyper-Threading Technology HT HT HT HT HT HT Hub Architecture Accelerated Hub Accelerated Hub Accelerated Hub Accelerated Hub Accelerated Hub Accelerated Hub Memory Dual-Channel /ECC Dual-Channel Dual-Channel Dual-Channel Dual-Channel DDR 400/333/266 DDR 400/333 DDR400/333/266 DDR400/333/266 DDR333/266 DDR400/333/266 Graphics AGP 8X Extreme Graphics2/ Extreme Graphics 2 AGP 8X AGP 8X AGP 8X AGP8x Gigabit Interface CSA CSA CSA CSA CSA CSA Performance Acceleration PAT PCI Express x1 Technology Serial ATA 2x SATA/150 2x SATA/150 2x SATA/150 2x SATA/150 2x SATA/150 2x SATA/150 RAID technology RAID RAID RAID RAID RAID RAID PATA Ultra ATA*/100 Ultra ATA*/100 Ultra ATA*/100 Ultra ATA/100 Ultra ATA/100 Ultra ATA/100 Integrated USB USB* 2.0 USB* 2.0 USB* 2.0 USB 2.0 USB 2.0 USB 2.0 AC '97 controller AC '97 AC '97 AC '97 AC '97 AC '97 AC '97 Processor Pentium® 4 /HT Pentium® D Pentium® D Pentium® 4 Pentium® 4 Pentium® 4 Pentium® 4 /HT Pentium® 4 /HT Celeron® D Celeron® D Celeron® D Memory Controller Hub 82875P MCH 82865G GMCH 82865GV MCH 82865P MCH 82865PE MCH 82848P MCH Intel® I/O Controller Hub 82801EB (ICH5)/ 82801EB (ICH5)/ 82801EB (ICH5)/ 82801EB (ICH5) 82801EB (ICH5) 82801EB (ICH5) 82801ER (ICH5R) 82801ER (ICH5R) 82801ER (ICH5R) 82801ER(ICH5R) 82801ER(ICH5R) 82801ER(ICH5R) Socket SK 478 SK 478 SK 478 SK 478 SK 478 SK 478 Low-power sleep mode LPS LPS LPS LPS LPS LPS
17. 1.6 Họ chipset Intel® 9x v MCH: Pentium® D Core™2 Duo/ VT ± 915 , 925, 945 Support Media 8.5 GB/s ± G965, Q965, 955x, 975x Expansion Card DDR2 Intel GMA Graphics MCH Ø Bus hệ thống tăng cường 10.7 0r 12.8 GB/s PCI Express 8 DDR2 ± FSB 533/800/1066 MHz x16 Graphics GB/s Ø Bộ nhớ kênh đôi DDR2 Ø Đồ họa tích hợp GMA ± DDR2 400/533/ 667 MHz ± GMA 900: với 915 GMCH ± Flex: hỗ trợ bộ nhớ đa tốc ± GMA 900: với 945 GMCH Ø PCI Express x16 ± Hỗ trợ card mở rộng MEC ± GMA 3000: với họ 965, ± Thay thế cho AGP 8x ± CVT nâng cao chất lượng h.ảnh; ± Băng thông 8 GiB/s so với thêm 1 ổ lưu trữ gắn ngoài để AGP8X là 2.1 GiB/s tăng cường bảo vệ dữ liệu.
18. Họ chipset Intel® 9x v ICH: DMI 2 GB/s Serial ATA 3 Intel® ± ICH7 /R/W/RW x4 Port Gbps HD Audio each ICH7 ± ICH8 /R/W/RW (965) Matrix Storage 60 USB 2.0 Technology(MST) GB/s 8 Port ICH8 500 133 Ø PCI Express x1 (PCIe x1) 6 PCI Express x1 6 PCI MB/s MB/s each ± Hỗ trợ ngoại vi tốc độ cao Intel® PRO/ 1000 LAN ± Băng thông 500 MB/s mỗi Flash BIOS kênh Intel® AMT Ø Intel® HD Audio Ø Lưu trữ: SATA150  300 GB/s ± Hỗ trợ các định dạng âm ± Hỗ trợ ngoại vi tốc độ cao thanh phổ biến: ± Công nghệ lưu trữ MST, NCQ: cải ± Surround 7.1, Dolby* thiện tốc độ nâng cao hiệu Digital (surround 5.1) ± Tăng khả năng an toàn dữ liệu cho RAID (0, 1, 5, 10.)
19. Họ chipset Intel® 9x Pentium® D Ø Giao tiếp mạng gigabit GbE Core™2 Duo/ VT Support Media 8.5 GB/s ± Hỗ trợ ngoại vi tốc độ cao Expansion Card ± Băng thông 500 MB/s mỗi DDR2 Intel GMA Graphics kênh MCH 10.7 0r 12.8 GB/s PCI Express 8 DDR2 Ø Truy cập mạng không dây x16 Graphics GB/s Wi-Fi DMI 2 GB/s ± Tích hợp từ các ICH6W/RW Serial ATA 3 Intel® x4 Port Gbps HD Audio ± Có thể làm Access Point each ICH7 Matrix Storage ICH7 60 USB 2.0 Technology(MST) GB/s 8 Port Ø Công nghệ quản lý năng ICH8 500 133 6 PCI Express x1 6 PCI MB/s MB/s động AMT each Intel® PRO/ ± Tăng cường hiệu quả quản lý 1000 LAN và bảo mật hệ thống: Flash BIOS Intel® AMT
20. Chipset 915 (Grantsdale) và 925 (Alderwood)Chipset 915 (Grantsdale) và 925 (Alderwood) v Intel® GMA 900 (Graphics Media Accelerator) n Cho phép hiển thị hình ảnh 3D: màu sắc trung thực, rõ nét n Hỗ trợ dạng hiển thị 16x9 dành cho wide screen, HDTV n Dùng hai màn hình hiển thị độc lập. n Phối hợp DVMT 3.0, SIPP nâng cao chất lượng hình ảnh v Công nghệ chia sẻ bộ nhớ động DVMT 3.0 (Dynamic Video Memory Technology) n Mở rộng bộ nhớ video tới 128 MiB n Bộ nhớ video sẽ được bộ nhớ hệ thống cấp phát khi cần. n Là giải pháp tiết kiệm cho những ứng dụng không nặng về đồ họa khi dùng bộ nhớ chính xử lý hình ảnh 3D v Công nghệ SIPP (Intel® Stable Image Platform Program) n Tạo ra hình ảnh ổn định trong thời gian dài, n Giảm các chi phí bảo trì và nâng cao chất lượng hình ảnh.
21. Intel® Chipset 915G và 925XE Khác với 915 là 925 hỗ trợ các công nghệ: CN bộ nhớ 64-bit EM64T (Extended Memory 64-bit Technology), điều khiển bộ nhớ nhanh và hiệu quả hơn. Công nghệ EMP (Enhanced Memory Pipelining), cho phép tối ưu dữ liệu, lệnh thực thi cho bộ nhớ kênh đôi (dual chanel).
22. Chipset 915 (Grantsdale) và 925 (Alderwood)Chipset 915 (Grantsdale) và 925 (Alderwood) v Intel® Memory Pipeline Technology (Intel® MPT) Công nghệ đường ống bộ nhớ cho phép sử dụng hiệu quả trên mỗi kênh bộ nhớ, Gia tăng tốc độ vận chuyển dữ liệu giữa bộ xử lý và bộ nhớ chính, nâng cao hiệu năng của hệ thống v Công nghệ truy cập mạng không dây Wi-Fi (Wireless Connection) Tích hợp từ các chipset dùng ICH6W/RW Hỗ trợ kết nối với các thiết bị không dây. Không chỉ kết nối Wi-Fi, tương lai máy tính còn có thể làm điểm truy cập (Access Point).
23. Bảng 4.7 Họ chipset 915 và 925 dùng cho Pentium EE và Pentium IV/HT Chipset 925XE Express 925X Express 915G Express 915GV Express 915GL Express 915PL Express 915P Express System Bus 1066/800 MHz 800 MHz 800/533 MHz 800/533 MHz 800/533 MHz 800/533 MHz 800/533 MHz Dual-channel DDR Memory DDR2 533/400 DDR2 533/400 DDR và DDR2 DDR và DDR2 Dual-channel, Dual-channel, DDR và DDR2 MHz, 4 GB MHz, 4 GB 533/400, 4GB 533/400 DDR DDR 533/400 PCI Express* x16 Interface PCI Express* x16 PCI Express* x16 PCI Express* PCI Express* Interface Interface x16 Interface x16 Interface Graphics Media Accelerator GMA 900/ SIPP GMA 900 GMA 900 (GMA) PCI Express x1 Interface 4xPCI Express* x1 4xPCI Express* 4xPCI Express* 4xPCI Express* PCI Express* PCI Express* 4xPCI Express* Interface x1 Interface x1 Interface x1 Interface x1 Interface x1 Interface x1 Interface Serial ATA 4 x SATA/150 4 x SATA/150 4 x SATA/150 4 x SATA/150 4 x SATA/150 4 x SATA/150 4 x SATA/150 Ultra ATA/100 Ultra ATA/100 Ultra ATA/100 Ultra ATA/100 Ultra ATA/100 Ultra ATA/100 Ultra ATA/100 Matrix Storage Technology MST (RAID 1) MST (RAID 1) MST (RAID 0,1) MST (RAID 0,1) MST (RAID 0,1) MST (RAID MST (RAID 0,1) (MST) (với ICH6R) (với ICH6R) 0,1) High Definition Audio (HD HD Audio HD Audio HD Audio HD Audio HD Audio HD Audio HD Audio Audio) Processor Pentium4 EE/HT Pentium® 4 EE Pentium® 4/ HT Pentium® 4/ HT Pentium® 4/ HT Pentium 4/ HT Pentium® 4/ HT Socket LGA 775 LGA 775 LGA 775 LGA 775 LGA 775 LGA 775 LGA 775 Memory Controller Hub 82925XE GMCH 82925X GMCH 82915G GMCH 82915GV GMCH 82915GL GMCH 82915PL MCH 82915P MCH (MCH) I/O Controller Hub (ICH) ICH6, ICH6R, ICH6, ICH6R, 82801FR (ICH6R) 82801FB (ICH6) 82801FB (ICH6) 82801FB (ICH6) 82801FR (ICH6R) ICH6W, ICH6RW 82801FR (ICH6R) 82801FR (ICH6R) 82801FR (ICH6R)
24. Họ Chipset 945 (Lakeport)Họ Chipset 945 (Lakeport) Công nghệ bộ nhớ và đồ họa tăng cường  nền tảng cho các bộ xử lý đa nhân : MCH được mở rộng và nâng cao tốc độ, tăng cường sức mạnh cho kết nối hệ thống: FSB 1066 với 945G, 945P, Hỗ trợ kênh đôi bộ nhớ với DDR2 667. Công nghệ bộ nhớ Intel® FMT (Flex Memory Technology) hỗ trợ cho kênh đôi bộ nhớ . v Intel® GMA 950 n Tăng hiệu suất xử lý 3D gần gấp đôi so với thế hệ trước, n GMA 950 hỗ trợ 1 card đa phương tiện mở rộng (Media Expansion Card) tùy chọn. n Tăng cường một số tính năng công nghệ CVT
25. Chipset 945G và 945P Express (Lakeport) Dùng họ ICH7, mở rộng băng thông kết nối cho ổ đĩa cứng với 4xSATA 3Gb/s
26. 946PL /GZ Lakeport 945G Express 945P Express 945PL Express 945GT Express 945GC Express 945GZ Express Express Intel® Viiv™ Technology Intel® Viiv™ Intel® Viiv™ Intel® Viiv™ System Bus 800/533 MHz 1066/800/533 1066/800/533 800/533 MHz 667/533 MHz 800/533 MHz 800/533 MHz Dual-channel DDR2 DDR2 667/533 DDR2 667/533 DDR2 667/533 DDR2 533/400 DDR2 667/533/400 DDR2 533/400 DDR2 533/400 Memory MHz, 4 GB /400 MHz, 4 GB /400 MHz, 4 GB MHz, 2 GB MHz, 4GB MHz Flex Memory Technology FMT FMT FMT FMT FMT FMT FMT PCI Express* x16 Interface PCI Express* x16 PCI Express* x16 PCI Express* x16 PCI Express* x16 PCI Express* x16 PCI Express* x16 Graphics Media Accelerator GMA 3000 GMA 950 Gen 3.5 Integrated GMA 950 GMA 950 (GMA) (946GZ) Graphics PCI Express* x1 Interface 6 PCI Express* 6 PCI Express* x1 6 PCI Express* x1 6 PCI Express* x1 6 PCI Express* x1 6 PCI Express* x1 6 PCI Express* x1 Interface Interface Interface Interface Interface Interface x1 Interface Serial ATA 4 SATA 3Gb/s 4 SATA 3Gb/s 4 SATA 3Gb/s 4 SATA 3Gb/s 4 SATA 3Gb/s 4 SATA 3Gb/s 4 SATA 3Gb/s PATA/1 PATA/1 PATA/1 PATA/1 PATA/1 Matrix Storage Technology MST (NCQ, RAID MST (NCQ, RAID MST (NCQ, RAID MST (NCQ, RAID MST (NCQ, RAID MST (NCQ, RAID MST (NCQ, (MST) 0,1,5,10) 0,1,5,10) 0,1,5,10) 0,1,5,10) 0,1,5,10) 0,1,5,10) RAID 0,1,5,10) High Definition Audio HD Audio HD Audio HD Audio HD Audio HD Audio HD Audio HD Audio Active Management AMT AMT AMT Technology (AMT) Serial Digital Video Output SDVO (SDVO) ports Processor Pentium® 4 /HT Pentium® D Pentium® D Pentium® D Core™ Duo SK 478 Core™2 Duo Pentium® D Core™2 Duo/ VT Pentium® 4 /HT Pentium® 4 /HT Pentium® 4 /HT Pentium® M Pentium® D Pentium® 4 /HT Pentium® D900 Core™2 Duo Core™2 Duo Socket LGA 775 LGA 775 LGA 775 LGA 775 478-pin Micro FCPGA LGA 775 LGA 775 Memory Controller Hub 82946PL/GZ 82945G GMCH 82945P MCH 82945PL MCH 82945GT GMCH 82945GC GMCH 82945GZ GMCH I/O Controller Hub (ICH) 82801GB (ICH7) 82801GB (ICH7) 82801GB (ICH7) 82801GB (ICH7) 82801GR (ICH7R) 82801GR (ICH7R) 82801GB (ICH7) 82801GR (ICH7R) 82801GR (ICH7R) 82801GR (ICH7R) 82801GR (ICH7R) 82801GHM (ICH7M-DH)
27. Họ Chipset Intel® 965 Express (Broadwater)Họ Chipset Intel® 965 Express (Broadwater) Platform – Nền tảng công nghệ Máy tính có hiệu suất hoạt động cao, Hình ảnh video sắc nét hơn, Chất lượng âm thanh cao cấp Tiêu thụ ít điện năng hơn Công nghệ dành cho giải trí Đàm thoại trên Internet VoIP Nền tảng cho doanh nghiệp (Professional Business Platform)
28. Họ Chipset Intel® 965 Express (Broadwater)Họ Chipset Intel® 965 Express (Broadwater) MCH được mở rộng với các đặc tính sau: FSB 1066MHz, 8.5 GB/s. Bộ nhớ Dual-channel: 8GiB DDR2 800, 12.8 GiB/s Công nghệ bộ nhớ Intel® FMA (Fast Memory Access) tích hợp, giúp tối ưu hóa băng thông bộ nhớ, giảm bớt thời gian trễ cho việc truy nhập bộ nhớ. v Công nghệ đồ họa Intel® GMA 3000 n Hỗ trợ các tính năng cao cấp như cùng với công nghệ CVT v Intel® Clear Video Technology (Intel® CVT) n Nâng cao khả năng xử lý video độ phân giải, độ sắc nét cao. n Đưa thêm một ổ lưu trữ gắn ngoài thứ hai vào hệ thống để tăng cường bảo vệ dữ liệu. n Hỗ trợ các công nghệ tiên tiến khác
29. Họ Chipset Intel® 965 Express (Broadwater) ICH đổi mới với ICH8, bổ sung nhiều công nghệ: Công nghệ USB* Port Disable: n 10 cổng USB 2.0, n Hỗ trợ các cổng USB riêng, n Bảo vệ dữ liệu ngăn cản việc kết nối trái phép vào hệ thống qua cổng USB. Công nghệ Intel® QST (Quiet System Technology) n Tạo cho hệ thống quạt (fan) thông minh, n Điều khiển tốc độ theo thuật toán có hiệu quả cao  n Giảm tối thiểu nhiệt độ, độ ồn, giúp hệ thống vận hành êm ái hơn nhưng vẫn đạt hiệu suất hoạt động cao hơn.
30. Intel® Chipset G965 và Q965 (Broadwater)
31. Intel® Chipset G955X (Glenwood) và Q975x
32. Bảng 4.9 Họ chipset 965 và 975 dùng cho Core™2 Duo Chipset 975X Express 955X Express Q965 Express Q963 Express G965 Express P965 Express Intel® Viiv™ Technology Intel® Viiv™ Intel® Viiv™ Intel® Viiv™ Intel® Viiv™ System Bus 1066/800 MHz 1066/800 MHz 1066/800/533 MHz 1066/800/533 MHz 1066/800/533 1066/800/533 Dual-channel DDR2 Memory DDR2 667/533 DDR2 667/533 4DIMMs DDR2 800/ 4DIMMs DDR2 DDR2 800/667/533 DDR2 800/667 MHz, 8 GB MHz, 8 GB 667/533 MHz, 8 GB 667/533 MHz, 8GB MHz, 8 GB /533 MHz, 8 GB Flex Memory Technology (FMT) Intel® FMT Intel® FMT Intel® FMT Intel® FMT Intel® FMT Intel® FMT Intell® Fast Memory Access (FMA) Intel® FMA Intel® FMA Intel® FMA Intel® FMA Memory Pipeline Technology (MPT) Intel® MPT Intel® MPT PCI Express* x16 Interface PCI Express* x16 PCI Express* x16 PCI Express* x16 No PCI Express* x16 PCI Express* x16 Graphics Media Accelerator (GMA) /CVT GMA 3000 /CVT GMA 3000 /CVT GMA 3000 /CVT PCI Express* x1 Interface PCI Express* x1 PCI Express* x1 PCI Express* x1 PCI Express* x1 PCI Express* x1 PCI Express* x1 Serial ATA / External Serial ATA 4 SATA 3 Gb/s 4 SATA 3 Gb/s 6 eSATA 3 Gb/s 6 eSATA 3 Gb/s 6 eSATA 3 Gb/s 6 eSATA 3 Gb/s Matrix Storage Technology (MST) MST (NCQ, RAID MST (NCQ, RAID MST (ICH8R và MST (ICH8R) MST (NCQ, RAID MST (NCQ, RAID 0,1,5,10) 0,1,5,10) ICH8DO only) 0,1,5,10) 0,1,5,10) High Definition Audio (HD Audio) HD Audio HD Audio HD Audio HD Audio HD Audio /HDMI HD Audio Active Management Technology (AMT) Intel® AMT Intel® AMT (ICH8DO) No Intel® AMT Quiet System Technology (QST) Intel® QST Intel® QST Intel® QST Intel® QST Intel® QST Intel® QST USB* Port Disable USB* Port Disable USB* Port Disable USB* Port Disable USB* Port Disable Processor Core™2Extreme Pentium4 EE /HT Pentium® 4 /HT Pentium® 4 /HT Pentium® 4 /HT Pentium® 4 /HT Core™2 Duo Pentium® EE /HT Core™2 Duo/ VT Core™2 Duo/ VT Core™2 Duo/ VT Core™2 Duo Pentium® EE/D Pentium® EE/D Pentium® D Pentium® D Pentium® D Pentium® D Memory Controller Hub (MCH / GMCH) 82975X MCH 82955X MCH 82Q965 GMCH 82Q965 GMCH 82G965 GMCH 82P965 GMCH I/O Controller Hub (ICH) 82801GB / GR 82801GB (ICH7) 82801HR (ICH8R) 82801HR (ICH8R) G965 (ICH8) P965 (ICH8) 82801GDH ICH 82801GR (ICH7R) 82801GR (ICH7R) 82801GR (ICH7R)
33. Ø Intel® Viiv™ Technology q Công nghệ ảo hóa Intel® Viiv™, cho phép nâng cao độ bảo mật cho hệ thống máy tính: n Tách các môi trường phần cứng độc lập trong 1 máy tính đơn, n Có thể chạy nhiều hệ điều hành hoặc các ứng dụng độc lập trên cùng một chip, trong những phân khu khác nhau. n Tạo ra môi trường dịch vụ riêng biệt. Intel® AMT (Active Management Technology) q Công nghệ quản lý năng động, tăng cường hiệu quả quản lý và bảo mật hệ thống: n Quản lý và bảo trì hệ thống từ xa mà không làm ảnh hưởng tới người dùng cuối n Trợ giúp quản lý, kiểm tra, phát hiện và sửa chữa nhanh chóng
34. 2. Super I/O Gắn với ISA, tương thích với IBM PC cổ điển. Giao diện các cổng nối tiếp, song song, bàn phím, chuột và FDC Hỗ trợ Plug and Play Vai trò giảm dần trong kiến trúc hiện đại Yêu cầu Kênh Tín hiệu Điều Điều khiển ngắt IRQ DMA điều khiển Dữ liệu khiển Logic Thanh ghi Cắm là chạy Đồng hồ điều khiển thời gian thực X-Bus vào/ra PnP Cổng năng lượng RTC đa chức năng vào/ra Điều khiển Giao diện Điều khiển Điều khiển bàn phím song song 2 x UART ổ đĩa mềm Giao diện KBC chuột (IEEE1284) FDC ổ đĩa mềm Dữ liệu/ Giao diện Dữ liệu/ Giao diện Giao diện Ngắt Dữ liệu/Tín hiệu Điều khiển bàn phím Điều khiển nối tiếp hồng ngoại Sơ đồ khối chức năng vi mạch Super I/O
35. 3. HỆ THỐNG BUS3. HỆ THỐNG BUS · Hệ thống bus được phân cấp theo tốc độ truyền · Cùng với các thiết bị đóng vai trò cầu nối (chipset)  Môi trường truyền thông tin chung giữa các thiết bị. v Hệ thống bus Bus nội: CPU Cache L1. Tần số  tốc độ xung của CPU. Bus hệ thống (system bus), kiến trúc DIB tách hai bus độc lập: n Bus mặt sau BSB (Back Size Bus): CPU Cache L2 n Bus mặt trước FSB (Front Size Bus): CPU Mainmemory n Có thể coi FSB là bus hệ thống. Bus ngoại vi (Expansion bus): n Thông qua cầu chipset: thiết bị ngoại vi CPU n Ảnh hưởng lớn tới hiệu năng của hệ thống.
36. BUS HỆ THỐNG (system bus) · Tốc độ cao thứ hai sau bus nội. q Bus mặt sau BSB n Chuyển tải dữ liệu giữa CPU với Cache thứ cấp L2, cho phép tăng tốc độ truy cập. q Bus mặt trước FSB n Tốc độ nhanh nhất trong các bus trên bảng mạch chính và hoạt động với cùng xung nhịp bên ngoài CPU. n Tốc độ FSB ảnh hưởng lớn tới hiệu năng của hệ thống ± Nâng cao tốc độ ? Ø Công nghệ Quad Pumped Ø FSB 133 MHz (PIII)  FSB 400 MHz (P4)  533, 800, 1066, 1333 MHz
37. BUS NGOẠI VI (Expansion bus) · Các khe cắm mở rộng (slot)  cắm các vỉ mạch mở rộng cho ghép nối ngoại vi. · Kết nối thông qua cầu chipset · Số lượng slot phụ thuộc từng mainboard và chipset. · Tốc độ bus ngoại vi tăng lên chậm q Các Bus ngoại vi cổ điển n ISA (Industry Standard Architecture). n Bus MCA (Micro Channel Architecture) n EISA (Extended ISA) n VESA-VL Bus (Video Electronics Standards Association) ý Loại bỏ trong kiến trúc hiện đại
38. BUS NGOẠI VI (Expansion bus) q PCI (Peripheral Component Interconnect) l Là bus cục bộ, có cấu trúc tách rời với CPU, l Tín hiệu địa chỉ và dữ liệu được gửi đi theo phương thức dồn kênh (multiplexing), l PCI cần 2 ÷ 3 chu kỳ đồng hồ để truy nhập dữ liệu. l Trở thành chuẩn bus chung của thiết bị ngoại vi với các phiên bản: ± PCI 1.0 (Intel đề xuất): Tốc độ truyền 66MiB/s. ± PCI 2.0 (PCI SIG phát triển từ PCI 1.0): ± Độ rộng 32-bit, 33MHz, 133 MiB/s. ± Đưa phương thức Plug and Play vào trong hệ thống. ± PCI 2.1: tăng xung nhịp 66MHz, tốc độ 266MiB/s ± PCI 2.2: nâng tốc độ truyền lên 533MiB/s.
39. BUS NGOẠI VI (Expansion bus) q AGP AGP (Accelerated Graphics Port) l Là 1 cổng trên Bus Local,  có 1 AGP ! l Thiết kế cho card hiển thị tăng tốc. l GPU truy nhập trực tiếp bộ nhớ chính qua giao diện AGP. l AGP hiện có 3 phiên bản: ±AGP 1.0 (1x, 2x): Độ rộng 32-bit ~ PCI, điện áp 3.3V ±1x: # PCI truyền 66MHz  266MB/s. ±2x: truyền 2 tín hiệu trong 1 chu kỳ  533MB/s ±AGP 2.0 (2x, 4x): 1.5 V, chế độ 4x  1066MB/s ±AGP 3.0 (4x,8x): 8x  2.1GB/s ±Công suất max 41.8W (đường 3.3V- 6A, 5V-2A, 12V-1A) ± dùng đầu nối 4 pin cung cấp thêm năng lượng
40. BUS NGOẠI VI (Expansion bus) q PCI Express - PCI Express - PCIePCIe l PCI, AGP là bus song song # PCI Express là giao diện nối tiếp. l Thiết bị kết nối: chia sẻ băng thông PCI 133/ 266MB/s l PCIe làm việc theo cơ chế “điểm nối điểm” (point-to-point) tương tự serial bus: ± Mỗi thiết bị dùng 1kênh kết nối riêng biệt ± Không phải chia sẻ băng thông của bus như ở PCI ± Cho phép truyền dữ liệu đồng thời theo hai chiều riêng biệt: ± Vào hệ thống (upstream) 250 MB/s. ± Ra thiết bị (downstream) 250 MB/s ± Mỗi kênh hỗ trợ tốc độ tối đa đến 500MB/s cho cả hai chiều.
41. BUS NGOẠI VI (Expansion bus) q Khe PCI Express l Thiết kế slot PCI Express dựa trên số kênh kết nối: v PCIe x1: 1 kênh, x4: 4 kênh, v Khả năng cắm nóng (hot-swappable) v Slot PCIe có độ dài khác nhau, tùy thuộc vào số kênh kết nối có thể hỗ trợ. r PCI Express x1 ± Slot PCIe x1 chiều dài khoảng 254mm. ± Kết nối với hệ thống qua chipset (thành phần ICH). ± Băng thông: 250MB/s mỗi chiều và 500MB/s cho toàn bộ ± Kết nối các card add-in như: sound, Gigabyte LAN, ± Thay thế dần cho slot PCI truyền thống
42. BUS NGOẠI VI (Expansion bus) r PCI Express x16 ± Lắp các card tăng tốc đồ họa thay thế cho slot AGP, ± 164 chân, 16 kênh kết nối, nhanh gấp 16 lần so với khe x1, ± Băng thông mỗi kênh 4 GB/s vào/ra ~ tổng cộng là 8 GB/s. ± Tốc độ truyền dữ liệu nâng lên gấp 3,5 lần AGP 8X ( 2,1 GB/s). ± Dùng 2 slot PCIe x16  hỗ trợ 2 card đồ họa chạy song song. q Vấn đề năng lượng tiêu thụ l Slot PCIe x16 cung cấp 75W cao hơn so với AGP 41.8W w Nếu card chỉ sử dụng 25-75W: không cần nguồn điện bổ sung. w Trên mức 75w,  card cần được cấp thêm điện hỗ trợ bằng một đầu cắm 6pins
43. 4 ROM VÀ ROM BIOS4 ROM VÀ ROM BIOS q ROM (Read Only Memory) Là bộ nhớ mà thông tin lưu giữ còn tồn tại ngay cả khi ngắt điện Bộ nhớ bền vững (Nonvolatile Memory)  Bộ nhớ “chỉ đọc”? 4 kiểu ROM: ROM, PROM, EPROM, EEPROM - Flash ROM q ROM BIOS (Basic Input/Output System) BIOS - hệ thống nhập/xuất cơ sở Lớp giữa giao tiếp giữa phần cứng và hệ điều hành. LAYER BIOS với 3 thành phần Hardware Trình điều khiển System trong ROM Card điều hợp BIOS Operating System Driver nạp từ đĩa vào RAM khi khởi động Application BIOS trên Mainboard
44. BIOS v Các phần mềm trong BIOS trên main được nạp đầu tiên, trước cả hệ điều hành khi khởi động máy, bao gồm: ± POST (Power-on self-test program): chương trình tự kiểm tra w Kiểm tra, khởi tạo – báo lỗi ± Setup: Chương trình xác lập cấu hình hệ thống. ± Chương trình quét ROM mở rộng: ± tại C000:0000, D000:0000. Nếu tìm thấy ROM nào có chương trình thì nó sẽ được thực thi. ± Bootstrap: Thủ tục đọc ổ đĩa, tìm sector khởi động, w Nạp HĐH vào RAM và chuyển quyền điều khiển cho HĐH để khởi động máy. ± BIOS: gồm các trình điều khiển sử dụng làm giao diện cơ bản giữa phần cứng và hệ điều hành khi máy đã được khởi động.
45. BIOS v Flash BIOSFlash BIOS : ± Sử dụng các Flash ROM: Tốc độ nhanh, dung lượng lớn ± Có thể thay đổi nội dung linh hoạt = C.trình của NSX ± Bổ sung tính năng Plug ^ Play. ± PnP giúp tránh được sự cố trong quá trình xác lập cấu hình thiết bị. ± Thiết bị và cả hệ điều hành cũng phải có tính năng PnP. ± Thông tin về card được cấu hình sẽ được ghi vào trong Flash BIOS v Dual BIOSDual BIOS ± BIOS đóng vai trò trung gian giữa phần mềm hệ thống và phần cứng, nên ảnh hưởng khá nhiều đến hoạt động của máy. ± Tích hợp hai BIOS (Dual BIOS), thậm chí là bốn -Quad BIOS, ± Backup từ BIOS dự phòng khi BIOS chính (main BIOS) bị hỏng
46. NÂNG CẤP BIOS v Khi nào cần upgrade BIOS ? ± Upgrade để: Phục hồi hoặc nâng cao tính năng của BIOS ± Giúp mainboard hoạt động ổn định hay tương thích với các thiết bị mới phát triển. ! Thận trọng Thận trọng Upgrade BIOS là một công việc cực kỳ nguy hiểm, thậm chí có thể làm hỏng BIOS, nhất là khi đang update dở dang mà bị ngắt điện. n Nên dùng UPS khi thực hiện công việc này. n Đọc kỹ các tài liệu liên quan đến mainboarrd và BIOS n Tuyệt đối tuân theo các hướng dẫn một cách cẩn thận nhất. n Mỗi model mainboard dùng một loại BIOS riêng biệt, không thể dùng lẫn nhau được
47. NÂNG CẤP BIOS ± Tải các file upgrade BIOS, nên chọn revision mới nhất, để thực hiện nâng cấp. ± Một file upgrade thường có 1 hoặc nhiều tính năng sau: n Khắc phục các lỗi hoặc vấn đề tương thích n Bổ sung thêm các chức năng mới cho BIOS n Bổ sung việc nhận diện và hỗ trợ các thiết bị (CPU) mới. ! Chú ý: ± Hệ thống hoạt động ổn định, chưa có yêu cầu nâng cấp  không nên tiến hành flash BIOS. ± Chỉ cần flash với revision mới nhất có thể. Award Modular BIOS V6.00PG v Xác định revision hiện hành của BIOS? Copyrigh © 1984-2006,Award sof #401A0-XXXX ± Trong lúc POST đang thực thi quan sát: n Dòng thứ ba, có dạng: #401A0-XXXX n xxxx là BIOS revision hiện hành
48. CMOS RAM · Dùng chip RTC/NVRAM (RTC/Non Volatile Memory) · Công nghệ CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). · Bộ nhớ nhỏ (64 byte), 10 byte đầu dành cho RTC v Đồng hồ thời gian thực RTC: ± Chứa thông tin thời gian thực RTC Real Time Clock ± Năm-tháng-ngày, Giờ-phút-giây v RAM CMOS v RAM CMOS ± Chứa thông tin về cấu hình hệ thống ± Thay đổi bằng trình BIOS SETUP Ø Mất thông tin trong CMOS? Ø Quên Password? § Hết pin, hỏng đường nạp § Dùng jumper "clear CMOS" § Xác lập lại, "Load BIOS default" § Tháo pin CMOS 10-15’
49. BIOS SETUP · Dùng trình BIOS Setup để thay đổi thông tin cấu hình  có thể ảnh hưởng tới hiệu năng của hệ thống. · Trình setup được kích hoạt trong quá trình khởi động máy = 1 phím (hoặc tổ hợp phím) tuỳ thuộc loại BIOS (hãng SX) · Một số cách kích hoạt trình setup: BIOS Tổ hợp phím BIOS Tổ hợp phím AMI Del Phoneix Ctrl+Alt+Esc / Ctrl+Alt+S Compaq F10 Award Del / Ctrl+Alt+Esc Sony F3 IBM Ctrl+Alt+Ins a Hướng dẫn cách kích hoạt BIOS Setup ± Dòng dưới cùng của màn hình khởi động BIOS Setup ± Thủ thuật khi không có dòng hướng dẫn?
50. 5. CÁC THÀNH PHẦN TRÊN MAINBOARD5. CÁC THÀNH PHẦN TRÊN MAINBOARD v Các thiết bị hỗ trợ: Jump và switch: n Xác lập cấu hình làm việc cho hệ thống và khảo sát mạch. n Chế độ tự động xác lập cấu hình, mức điện áp (Auto VRM) Các điện trở, tụ điện: n Điều chỉnh điện áp, giảm nhiễu tín hiệu. n Các sự cố gây nên: hư hỏng cho mainboard hoặc làm hệ thống hoạt động không ổn định, máy hay bị treo n Phát hiện và giải quyết các sự cố. Các thiết bị khác: n Các chân nối ra công tắc mềm, các đèn báo LED, loa v.v.
51. CÁC THÀNH PHẦN TRÊN MAINBOARD q Tụ hóa (Tụ điện phân Electrolytic Capacitor) w Điện dung khá lớn, không ổn định w Trở kháng tương đương ESR lớn ở tần số cao a Sự cố của tụ hóa ảnh hưởng đến bảng mạch ± Hiện tượng rò tụ, giảm điện dung ± Phồng rộp do bị nóng, theo thời gian ± Giảm tuổi thọ  không ổn định HT q Tụ nhôm đặc (Aluminum Solid Capacitor) · ESR thấp ở tần số cao · Ổn định điện dung khi dòng thay đổi · Khả năng chịu nhiệt cao · Vòng đời dài hơn: 6 lần so với tụ hóa
52. CÁC THÀNH PHẦN TRÊN MAINBOARD q Back Panel Mouse Line-in PS/2 Key Line-out PS/2 Mono-in Coaxial LPT COM USBx4 Audio x6 Optical SPDIF IEEE 1394 Rj45 Port q SATA Bracket
53. MAINBOARD
54. CHA_ SATA E2 LAN USB 11,12 FAN1 F_ESATA USB 3,4 USB 5,6 KB USB 1 2 LAN 1 AUDIO CD ATX12V PCIE x 1 3 2 1 PCI PCIE x 16 Asus P5K 2 1 PRI_IDE on Intel P35 Express Chipset Intel® LGA775 IE1394_2 P35 CMOS DDR2_A1 Battery ICH 9 DDR2_A2 USB 9,10 DDR2_B1 BIOS DDR2_B2 USB 7, 8 CPU_FAN F_PANEL CHA_ SATA FAN2 4 2 PWR_FAN ATX PWR COM1 FLOPPY Super I/O 3 1
55. MAINBOARD P35 GMCH ICH9 DDR2 SOCKET DDR3 SOCKET