SiS 730 Series

SiS 730 Series to rodzina chipsetów tej firmy z zintegrowaną grafiką, przeznaczona do platform AMD.

Architektura i integracja układów SiS 730

Rodzina chipsetów SiS 730, wprowadzona na rynek przez firmę Silicon Integrated Systems na początku lat dwutysięcznych, reprezentuje specyficzne podejście do projektowania platform dla procesorów AMD korzystających z gniazda Socket A. Gniazdo to obsługiwało wczesne generacje procesorów z rodziny Athlon (kod roboczy Thunderbird) oraz Duron (Spitfire). Tradycyjna architektura płyt głównych z tamtego okresu opierała się na konfiguracji dwuukładowej, składającej się z mostka północnego, odpowiadającego za komunikację z procesorem, kontroler pamięci oraz interfejs AGP, a także z mostka południowego, obsługującego porty wejścia/wyjścia, interfejsy dyskowe i szynę PCI. Układ SiS 730 zrywał z tym podziałem, integrując w pojedynczej obudowie typu BGA funkcje mostka północnego, mostka południowego oraz wbudowany rdzeń graficzny. Tego rodzaju topologia sprzętowa obniżała skomplikowanie struktury obwodów drukowanych na laminacie. Eliminacja konieczności prowadzenia dodatkowych szybkich ścieżek sygnałowych między dwoma oddzielnymi układami logiki redukowała koszty produkcji i umożliwiała projektowanie miniaturowych płyt głównych w formatach Micro-ATX oraz Flex-ATX. Komunikacja z procesorem głównym odbywała się za pośrednictwem magistrali EV6, pracującej z bazową częstotliwością 100 MHz lub 133 MHz. Zastosowanie technologii transmisji danych na obu zboczach sygnału zegarowego pozwalało na osiągnięcie efektywnej przepustowości na poziomie odpowiednio 200 MT/s lub 266 MT/s. Zintegrowany kontroler pamięci obsługiwał moduły synchroniczne typu SDRAM w standardach PC100 oraz PC133. Architektura kontrolera pozwalała na asynchroniczną pracę pamięci operacyjnej względem taktowania magistrali systemowej procesora, co dawało producentom sprzętu elastyczność w dobieraniu komponentów bazowych.

Wydajność podsystemu pamięci i zintegrowanego rdzenia graficznego

Kluczowym elementem wyróżniającym układ SiS 730 był zintegrowany procesor graficzny, bazujący na rozwiązaniach znanych z akceleratora SiS 300. Posiadał on 128-bitowy silnik renderujący obraz dwuwymiarowy oraz podstawowy potok 3D kompatybilny z instrukcjami środowisk DirectX 6 i DirectX 7. Rdzeń graficzny nie został wyposażony w sprzętowe bloki obliczeniowe dla transformacji geometrii i oświetlenia, przez co operacje te obciążały główny procesor centralny komputera. Konstrukcja opierała się na architekturze współdzielonej pamięci operacyjnej, z której układ graficzny rezerwował dynamicznie od 8 MB do 64 MB na potrzeby bufora ramki i przechowywania tekstur. Ponieważ moduły pamięci SDRAM PC133 oferowały maksymalną teoretyczną przepustowość wynoszącą 1066 MB/s, jednoczesne żądania dostępu zgłaszane przez procesor centralny oraz zintegrowaną grafikę skutkowały zjawiskiem wąskiego gardła i opóźnieniami w dostarczaniu danych. Zintegrowany rdzeń posiadał natomiast wbudowany sprzętowy kompensator ruchu, który odciążał CPU podczas dekodowania strumieni wideo zapisanych w formacie MPEG-2. W krzemowej strukturze chipsetu zaimplementowano również natywny interfejs AGP 4x. Producenci płyt głównych mogli dzięki temu umieszczać na laminacie pełnowymiarowy slot AGP, umożliwiający włożenie zewnętrznej karty graficznej posiadającej własną pamięć VRAM, co automatycznie dezaktywowało wbudowany układ SiS. W sekcji odpowiadającej za komunikację zewnętrzną zintegrowano dwukanałowy kontroler interfejsu Ultra ATA/100 dla dysków twardych i napędów optycznych, kontroler standardu USB 1.1 z obsługą do sześciu portów, interfejs audio zgodny ze specyfikacją AC'97 oraz warstwę MAC wymaganą do obsługi zintegrowanych kart sieciowych Fast Ethernet 10/100 Mbit/s.

Specyfika usterek i degradacja cieplna platformy

Wysoki stopień integracji różnorodnych bloków logicznych w jednym układzie SiS 730 niósł za sobą wymierne obciążenia termiczne. Pojedynczy rdzeń krzemowy był odpowiedzialny za rozpraszanie ciepła generowanego jednocześnie przez kontroler pamięci, interfejsy I/O oraz układ generujący grafikę. Płyty główne wykorzystujące ten układ należały do najtańszego segmentu rynku i były powszechnie wyposażane w niewielkie, aluminiowe radiatory pasywne bez zastosowania wentylatorów chłodzących. Długotrwała ekspozycja sprzętu na podwyższone temperatury pracy powodowała twardnienie past termoprzewodzących, spadek ich przewodności cieplnej i narastające problemy ze stabilnością termiczną układu krzemowego. Okres występowania platformy Socket A na rynku zbiegł się historycznie z okresem masowej produkcji wadliwych kondensatorów elektrolitycznych. Budżetowe płyty główne z chipsetami SiS były montowane z użyciem najtańszych kondensatorów w obrębie sekcji zasilania procesora oraz obwodów filtrujących napięcie dla samego mostka układu. Wzrost ich wewnętrznej rezystancji szeregowej oraz pęcznienie i wyciek elektrolitu powodowały powstawanie szumów napięciowych. Zjawisko to prowadziło do losowego zamrażania procedur systemu operacyjnego, błędów zapisu danych na dysku IDE lub całkowitego zatrzymania sprzętu na etapie początkowej procedury testowej POST. Mechanizm współdzielenia pasma pamięci RAM potęgował objawy usterek nośników SDRAM. Pojedynczy błąd komunikacji na linii adresowej uszkodzonego modułu pamięci powodował sprzętową korupcję bufora ekranu lub awarię sterownika ekranu, zanim układ zarządzania pamięcią procesora zdołał wygenerować standardowy kod błędu dostępu do niewłaściwego adresu.

Diagnostyka i utrzymanie sprzętu z epoki Socket A w warunkach serwisowych

Platformy opierające się na układach SiS 730 są dziś technologicznie przestarzałe, a ich wiek przekracza dwie dekady. Użytkownicy domowi nie wykorzystują już tego sprzętu do codziennej pracy, dlatego zgłoszenia serwisowe dotyczące tych konkretnych płyt głównych należą obecnie do rzadkości. Komputery z tego okresu trafiają na stoły diagnostyczne głównie w sytuacjach podtrzymywania działania przestarzałej infrastruktury w zakładach przemysłowych, gdzie stare maszyny numeryczne lub urządzenia pomiarowe wymuszają stosowanie systemów DOS lub Windows 98, łączących się z portami sprzętowymi na płytach z epoki Socket A. Podstawowa procedura diagnostyczna w takich urządzeniach sprowadza się do pomiarów elektroniki zasilającej na płycie głównej oraz testowania stabilności napięć układów VRM. Serwisowanie polega zazwyczaj na kompleksowej wylutowaniu zdegradowanych kondensatorów i zastąpieniu ich nowymi komponentami. W przypadkach, gdy dochodzi do fizycznego uszkodzenia wewnętrznych struktur krzemowych chipsetu SiS 730 lub do przerwania połączeń między układem BGA a laminatem płyty, proces naprawy staje się niemożliwy, ponieważ nowe zamienniki tych układów nie są już produkowane ani dostępne na rynku. Gdy płyta główna ulegnie nieodwracalnemu uszkodzeniu termicznemu, Warszawskie Pogotowie Komputerowe wykonuje niskopoziomowy odzysk danych ze starych magnetycznych dysków twardych podłączanych przez taśmy IDE. Odczytane bit po bicie oprogramowanie i struktura katalogów są następnie kopiowane na sprawne nośniki, aby możliwa była ich praca na specjalnie przystosowanych maszynach poleasingowych, co ratuje ciągłość działania przemysłowych systemów sterujących u klienta.