Материнские платы - основу любого компьютера - можно разделить на две категории. Первая - это материнские платы, работающие в персональных компьютерах и рабочих станциях. Вторая - это материнские платы, на основе которых изготавливаются серверы. Деление на самом деле достаточно условное, потому что очень часто мощные рабочие станции создаются на основе материнских плат более мощных, нежели серверы даже среднего класса. Примером такой рабочей станции может служить Hewlett Packard Vectra XW (см. "Компьютер-Информ", 9, стр.29). В принципе, для каждой конкретной задачи, решаемой компьютером, возможен оптимальный подбор материнских плат и других компонентов. Оптимизация и критерии отбора - это предмет отдельной статьи или даже цикла статей, которые неизбежно вызовут дискуссию.

В отличие от прошлого года, когда на выставке CeBIT'96 почти все фирмы-изготовители материнских плат вышли с совершенно новыми изделиями, в этом году ничего неожиданно нового показано не было. Основными производителями материнских плат все-таки являются тайваньские фирмы. Даже на стендах американских компаний практически на всех представленных материнских платах были надписи "Made in Taiwan" и "Designed in USA". Одним из исключений в этом плане является корпорация AMI - American Megatrends Inc. Их платы действительно разрабатываются и изготавливаются в США. Но, к сожалению, ценовая политика и условия работы этой корпорации не способствуют появлению компьютеров с их материнскими платами на российском рынке.

Отбор материнских плат - задача, трудно поддающаяся формализации. Надежнее всего материнскую плату протестировать по всем параметрам, используя стандартные и "свои" тесты под управлением конкретных ОС. Наиболее требовательными к качеству оборудования ОС являются Windows NT и различные версии UNIX. Но нельзя исключить вариант, при котором плата успешно пройдет все тесты, а в дальнейшем при ее использовании в готовых системах преподнесет неприятные сюрпризы. Все-таки отбор материнской платы во многом зависит от опыта разработчика и конкретных задач. Если перед разработчиком стоит задача "разгона" платы до максимальной производительности - это одно, а необходимость обеспечения устойчивой работы при любых конфигурациях OC - это другое. Совместить эти условия удается крайне редко. К сожалению, фирмы-производители не очень охотно бесплатно передают свои изделия для тестирования, поэтому их приходится приобретать. Пересылка небольшого количества изделий от производителя - достаточно дорогое удовольствие (стоимость пересылки может превышать стоимость изделия), и, кроме того, нет гарантий, что при дальнейшей закупке большого количества этих изделий, они будут соответствовать первоначально оттестированным образцам. Поставщики прекрасно понимают, что зачастую выгоднее выбросить их изделия на помойку или продать даже с убытками (поэтому на рынке появились очень дешевые машины), чем отправить обратно из России, и этим пользуются.

Поэтому при первоначальном отборе проще всего использовать чисто визуальную оценку материнских плат на стендах фирм-производителей. При этом внимание фиксируется в основном на расположении и количестве элементов, использовании фильтров, качестве производства платы и установки компонентов, количестве слоев материнской платы, расположении и общей величине "земли", а также других трудно формализуемых факторах. Не последнюю роль в этом играет и общее впечатление от квалификации сотрудников фирмы. Используя такой принцип, при достаточном опыте можно сразу отбросить до восьмидесяти процентов предлагаемых плат.

На подавляющем большинстве материнских плат (по моим оценкам - в 90% случаев) установлены основные наборы микросхем (чипсеты), разработанные корпорацией Intel. Используются три вида чипсетов для процессоров типа Pentium - 430VX, 430HX и 430ТХ, для Pentium Pro практически только чипсет 440FX. Гораздо реже используются чипсеты 430FX и 450GX. Из наборов микросхем, разработанных другими фирмами, используются SiS 5571, 5596 и VIA Apollo 580VP. Микросхемы контроллеров ввода- вывода отличаются гораздо большим разнообразием. Все представленные на CeBIT'97 материнские платы поддерживают процессор Pentium с частотами от 75 до 200 МГц, а многие также процессор Pentium с технологией MMX. Большинство материнских плат при этом также поддерживают процессоры других фирм - AMD K5, Cyrix 6x86. Удалось обнаружить только одну плату, поддерживающую только AMD K5, но на ней был установлен и набор микросхем фирмы AMD. Если еще год назад можно было найти материнские платы без контроллеров IDE, FDD и I/O, то сейчас эти контроллеры стали неотъемлемой частью любой материнской платы для ПК.

На всех платах, поддерживающих процессоры Pentium, устанавливается кэш второго уровня с минимальным объемом 256 КБ с возможностью расширения, а часто и объемом 512 КБ. Для установки оперативной памяти используются как 72-контактные разъемы для модулей SIMM, так и 168-контактные разъемы для модулей DIMM. В прошлом году казалось, что модули SIMM будут тихо изжиты модулями DIMM, т.к. практически большинство материнских плат имели те и другие разъемы. В этом же году многие материнские платы последней разработки имеют только разъемы для модулей SIMM. По-видимому, это связано с достаточно высокой ценой на модули DIMM. Тем не менее, некоторые разработчики для уменьшения времени обращения к оперативной памяти используют только модули DIMM, причем иногда попарно для получения возможности чередования банков памяти (так называемое interleave), что уменьшает время доступа к оперативной памяти. Хотя в основном установка модулей DIMM оправдана только при создании мощных рабочих станций на процессорах Pentium Pro.

Еще одной особенностью новых материнских плат, представленных на CeBIT'97, является наличие портов стандарта USB - универсальной последовательной шины, позволяющей подключать гораздо больше внешних устройств (до 127), чем обыкновенный последовательный интерфейс RS-232, и с гораздо большей скоростью работы (до 12 Мбод). Кстати, уже очень многие фирмы-разработчики представили на CeBIT'97 устройства, использующие эту шину.

Среди прочих особенностей стоит отметить наличие у многих производителей поддержки протоколов PIO Mode 4 и DMA Mode 2 и Ultra DMA/33 для IDE контроллеров. К сожалению, не удалось обнаружить ни у кого из производителей PCI-шину с частотой 100 МГц, хотя многие контроллеры уже поддерживают этот стандарт. На вопрос, когда появятся материнские платы с этой шиной, точного ответа от сотрудников на стендах различных фирм получить не удалось. Ориентировочно назывались конец лета - начало осени 1997 года. Зато удалось обнаружить сервер, в котором применялась 64-битная шина PCI (на стенде корпорации Bull). Вообще этот сервер отличает очень интересная архитектура. (В этом номере "Компьютер-Информ" на стр. 4 опубликована статья с описанием этого сервера). Правда, где сейчас взять контроллеры для 64-битной PCI-шины - это вопрос.

Для BIOS на всех материнских платах использовалась флэш-память, что очень удобно для изменения BIOS. Все они поддерживают стандарты plug&play, режимы энергосбережения (так называемый power management). Новым является имеющаяся у ряда материнских плат возможность выхода из режима энергосбережения по телефонному звонку по модему. На выставке было предложено достаточно большое количество плат с возможностью установки второго процессора. Но при внимательном рассмотрении ряда дешевых материнских плат с поддержкой второго процессора и беседах с представителями фирм-производителей на их стендах, выяснилось, что установка второго процессора не приводит к существенному увеличению производительности всей системы, а может и создать у сборщика машин ряд проблем в совместимости с ПО. Поэтому большинство фирм не указывают на соответствие этих плат стандарту MPS 1.1 (мультипроцессорный стандарт) корпорации Intel. Обнаружить материнские платы, реально поддерживающие мультипроцессорную обработку, удалось только у небольшого числа фирм, но фактически эти платы предназначены уже для построения серверов.

Интересная особенность материнских плат 1997 года состоит в том, что на тех материнских платах, где установлен SCSI адаптер с использованием микросхемы Adaptec 7880, сразу же устанавливается дополнительный разъем шины нового стандарта для установки платы Adaptec RAID, позволяющий получать дешевую RAID-систему на основе уже установленного на материнской плате контроллера. Эти платы уже предлагаются фирмами-производителями. Такое решение может быть полезно для создания дешевых надежных файловых серверов с не очень высокой производительностью.

В прошлом году ожидалось, что все материнские платы к 1997 году потихоньку перейдут на ATX форм-фактор, т.е. геометрия расположения разъемов и компонентов будет соответствовать стандарту ATX. Тем не менее, по результатам экспозиций CeBIT'97 видна обратная тенденция. Практически одинаковые платы выпускаются в стандартах ATX и AT. При этом на платах стандарта AT появились дополнительные разъемы для подключения источников питания в стандарте ATX. По-видимому, это связано с тем, что производители корпусов для компьютеров не стали дружными рядами переходить на стандарт ATX, поскольку перестройка производства - достаточно дорогое удовольствие, а корпусов в стандарте AT изготовлено было много. Спрос на материнские платы в стандарте AT и породил предложение.

Ряд фирм представил на своих стендах материнские платы под новый процессор Pentium II (бывший Кlamath). Все они используют наборы микросхем 440FX корпорации Intel. По непонятным для меня причинам некоторые материнские платы давали только посмотреть под подписку о неразглашении информации, ссылаясь на договоренности с корпорацией Intel. Купить опытные образцы материнских плат для этого процессора можно будет не ранее мая - июня этого года.

Отдельный интерес представляют материнские платы для создания серверов. Имеются в виду серверы приложений, а не файловые серверы, в которых все их "прелести" определяются в основном дисковой подсистемой, памятью и сетевыми картами. Поэтому в данном обзоре рассматриваются только платы, поддерживающие два и более процессора Pentium Pro.

К сожалению, реальные предложения можно было пересчитать по пальцам. Были найдены две идентичные платы - у тайваньского производителя и его английского дистрибьютора. Третьей стала материнская плата у одного из известных производителей серверов, доступная для OEM-партнеров. Четвертая плата была найдена на стенде уже упомянутой выше американской фирмы AMI.

Основные особенности материнских плат для серверов - это архитектура, позволяющая максимально разгрузить процессоры и обеспечить наиболее эффективное обслуживание периферийных устройств. Поэтому до настоящего времени в большинстве плат используется не архитектура шин PCI-ISA, а архитектура PCI-EISA, позволяющая управлять потоками данных по шинам практически без участия центральных процессоров. Второе отличие состоит в возможностиь работы каждого процессора на свое "поле" памяти. Причем производители в основном уже пытаются использовать DIMM модули памяти, поскольку цена материнской платы для сервера не играет столь большой роли, как в случае с ПК или рабочей станцией. Поэтому первое внешнее отличие материнской платы с возможностью установки более одного процессора для сервера от материнской платы для ПК - количество разъемов для установки памяти. Если на обыкновенной материнской плате, даже двухпроцессорной, таких разъемов четыре, а максимум шесть, то на серверной материнской плате их минимум восемь. Второе отличие - разделенная шина PCI. Это означает, что каждая шина PCI может независимо параллельно работать на свои устройства.

Одна из рассмотренных материнских плат не имела шины EISA, но для управления вводом-выводом использовался отдельный RISC-процессор. Я не смог получить внятного объяснения у производителя по поводу взаимодействия этого процессора с шинами PCI и центральными процессорами и о том, какое ПО поддерживает эту архитектуру, но, возможно, на стенде просто не было специалистов-разработчиков. Всю необходимую информацию мне обещали выслать позднее. Во всяком случае, это достаточно интересный вариант для ряда приложений и необходимо провести полное тестирование этой материнской платы.

Появилась еще одна интересная особенность материнских плат, предназначенных как для серверов, так и для рабочих станций - очень многие производители предлагают защиту от перегрева процессора, например, вследствие выхода из строя вентилятора. Для этого под процессором устанавливается термодатчик, который и регистрирует сей скорбный факт. В статье специально не упоминаются конкретные фирмы-изготовители, чтобы никого не рекламировать и никого не ругать.

Алексей Николаев, директор фирмы Эврика, 327-3343