Scheda Madre

Tratto da “HW PC” – O. Maeran

Scheda madre sinonimi Mother Board (MB) System Board Main Board …

Ruolo scheda madreE’ un circuito stampato

stratificato che riveste la duplice funzione di:

ossatura meccanica (per l’ancoraggio delle altre componenti) Spina dorsale

sistema di interconnessione elettrica (per lo scambio di segnali fra le stesse componenti) Midollo spinale.

Ruolo scheda madre Scelta MB vincola 80% altre scelte Sostituzione MB implica spesso se

non recente la sostituzione di altri componenti (RAM, CPU ..)

FunzionamentoAnticipiamo il concetto di BUSFili che scorrono paralleli tra loro e

utilizzabili a turno dai dispositivi per comunicare.

Caratteristiche: Larghezza o ampiezza (bit) Frequenza o clock (Hz) Banda passante o velocità (byte/sec)Analogia lampadine

BUS

BANDA= LARGHEZZA*FREQUENZA

Esempio: Bus PCIAmpiezza 32 bitFrequenza 33.33 MHzBanda=32 bit x 33.33 MHz = 4 byte x 33.33 x 106 Hz = 133.33 MB/s

CHIPSET

Determina: Famiglia processori Tipo RAM Tipo BUS e velocità Standard supportati (USB, AGP …)

CHIPSET

Normalmente formato da 2 chip:

NorthBridge SouthBridgeMa può essere

anche formato da 1 o 3 o 4 componenti

CHIPSET

Schema a blocchi descrive:

•Quali chip

•Connessioni tra loro

•funzionalità chip

•collegamenti che mettono a disposizione

•le velocità sostenibili

CHIPSET

Schema KT400A+VT8237:

•Quali chip KT400A+VT8237

•Connessioni tra loro

•funzionalità chip

•collegamenti che mettono a disposizione

•le velocità sostenibili

CHIPSETNORTHBRIDGE

SOUTHBRIDGE

Esercitazione Disassemblare il PC riponendo i

componenti nelle rispettive scatole

CHIPSET

La varietà di chipset in commercio è così vasta che è necessario riferisti alle specifiche tecniche dei vari produttori in quanto non ci sarebbe spazio per raccoglierli tutti in questo testo.

Tuttavia è possibile fare alcuni esempi per comprendere quali siano i parametri più significativi per riconoscerne le caratteristiche e, quindi, capire se risulti corretto per le esigenze richieste.

NorthBridgeInterfaccia CPU Memoria Scheda grafica (AGP) SouthBridgeSpecifico per famiglia di CPUPuò usare southbridge diversiFunziona a frequenze elevate richiede

talvolta un dissipatore passivo o attivo

SouthBridge

Interfaccia Slot PCI Canali IDE Porte USB Audio ReteFrequenze più basse raramente richiede

dissipatore

CHIPSET

Supporta più CPU della stessa famiglia

Rilevabili da: Manuale MB Documentazione Chipset

CHIPSETMolti produttori MB Asus Intel MSI Gigabyte AsRock DFI …

Pochi produttori ChipSet Intel AMD VIA NVIDIA

CHIPSET Ogni scheda madre è progettata intorno al suo chipset. Basta esaminare le schede madri di diversi produttori

basate sullo stesso chipset per accorgersene: le differenze ci sono, ma sono minime.

Quello che cambia maggiormente è la qualità costruttiva e la scelta dei componenti che vanno oltre il chipset.

La competizione in questo settore è serrata e le marginalità sono ridotte e spesso i prezzi non possono essere modificati: a parità di dotazione (cavi, software, funzionalità extra) il prezzo della scheda è un buon indicatore della sua qualità.

CHIPSET Generazioni differenti

Influenzano costruzione Chipset: Novità tecnologiche dei processori

(per renderli più performanti) ->Ogni chipset è in grado di supportare una sola generazione di processori (486, Pentium, Pentium 4, Core …)

scelte commerciali (vedi intel)

CHIPSET Una questione di velocità

Ogni chipset è legato ad una famiglia di processori ma non sempre riesce a supportare tutti i modelli al suo interno.

CPU più veloci richiedono chipset più veloci. Se un chipset fosse tuttavia regolato per

funzionare alla velocità massima, non potrebbe gestire le CPU più lente e viceversa.

CHIPSET Una questione di velocità

Per estendere la compatibilità nelle schede madri moderne, la velocità è ottenuta mediante due settaggi differenti:

Frequenza del clock del bus della memoria Front Side Bus (FSB)

Il moltiplicatore per la CPU

CHIPSET Una questione di velocità

Nei moderni chipset è presente anche un moltiplicatore che, partendo dalla frequenza del bus delle memorie, permette di ottenere quella per il processore.

Il moltiplicatore ha valori che variano da 1,5x fino a 20x e anche oltre. Per esempio, immaginando di avere a disposizione un sistema a 60 MHz, per ottenere una velocità per la CPU di 150 MHz è necessario un moltiplicatore pari a 2,5x.

Con il bus da 133 MHz del Pentium III per ottenere la frequenza di 1,2 GHz serve un moltiplicatore 9x.

CHIPSET esempioDati: Freq. FSB 100Mhz

Ampiezza 64 bit Cpu 1,2 Ghz

Velocità trasferimento dati= =Freq. FSB x Ampiezza=

=100 106 1/s x 64 bit ==6,4 109 b/s = 6,4 Gb/s

moltiplicatore = =Clock CPU/freq. FSB =

=1,2 109 Hz/0,1 109 Hz= 12

CHIPSET esercizio

ESERCIZIO Dati: FSB 200Mhz Ampiezza 64 bit Cpu 1,6 Ghz

Calcolare: Velocità trasferimento dati in b/s B/s e

scegliere un opportuno multiplo (k M G) Calcolare il valore del moltiplicatore

CHIPSET

Impostazioni: Frequenza FSB MoltiplicatoreClock CPU=Freq.FSB x Moltiplicatore

CHIPSET

N.B. Attenzione a FSB Quad Pumped x4 Double pumped x2

CHIPSET AMD introdusse un FSB definito double-pumped che,

pur funzionando a 100 MHz, poteva scambiare informazioni come se fosse un 200 MHz (lavorando sui due fronti di clock).

Alcuni Celeron e Pentium 4 cominciarono ad utilizzare un FSB definito quad-pumped con effettivo rendimento pari a 400 MHz per poi passare nel 2002 al Pentium 4 con FSB da 133 MHz che con quad-pumped crebbe a 533 MHz.

Attualmente si è arrivati all' eccezionale frequenza di 1066 MHz.

CHIPSET

Introduciamo Frequenza trasferimento FSB in aggiunta alla

Frequenza clock FSB Quad Pumped Frequenza trasferimento FSB=Freq.clock FSBx4 Double pumped Frequenza trasferimento FSB=Freq.clock FSBx2Quando si parla semplicemente di freq.FSB

si intende spesso la freq. di trasferimento

CHIPSET esercizio

Dati: Freq.Clock FSB=200 Mhz

Quad Pumped

Ampiezza BUS 64 bit

Clock Cpu 2,0 Ghz

Calcolare: Velocità trasferimento dati in b/s B/s e

scegliere un opportuno multiplo (k M G) Calcolare il valore del moltiplicatore per la CPU

CHIPSET

Attenzione Le CPU AMD commercialmente

usano performance rating che non corrisponde alla freq del clock

Esempio Athlon 2000+ ha prestazioni analoghe ad una CPU intel a 2GHz ma clock di 1,67GHz

CHIPSET memoria

Max quantitativo memoria (dipende poi da slot presenti su MB)

Tipo memoria (DDR, DDR2, DDR3)

Cache ora non più gestita da chipset ma integrata in chip CPU

Mem.indirizzabile in cache (ora non più gestita da chipset ma integrata in chip CPU)

CHIPSET

CPU: Max frequenza CPU e

freq. Intermedie Tensioni alimentazione Tipo connessione

meccanica elettrica = Socket / Slot

CHIPSET

IDENTIFICAZIONE. Da manuale Identifico MB da scritte e cerco

manuale su sito produttore Da scritte su chip se leggibili

(dissipatore) Via software es.SANDRA Everest

(pb. Se PC guasto)

Esercitazione

1. Dal manuale della MB ASROCK cartaceo ed elettronico:

Rilevare il chipset installato dal pdf delle caratteristiche tecniche del chipset

individuato verificare le eventuali differenze con quelle della MB

2. Confrontare il modello di von neumann con lo schema a blocchi del chipset e collegare con una linea i componenti che svolgono la stessa funzione

3. Consegnare un documento di word che contenga i due confronti di sopra