Présentation du Southbridge (ICH5/R)

Comme on peut facilement s'en douter, l'ICH5 est le remplacant de l'ICH4 qui équipait l'i845PE/GE ainsi que l'E7205. L'ICH4 avait apporté la gestion de l'USB 2.0 ainsi que l'Enhanced AC97, l'ICH 5 apportera principalement la gestion du SATA

Les chipsets qui utiliseront l'ICH5 sont : l'i875P l'i865PE l'i865GE l'i865P A noter qu'une déclinaison mobile et destinée aux portables est prévue. Elle fera son apparision dans l'i855GME. Ce chipset sera adapté au futur Dothan, évolution 90 nm du Pentium M.

L'ICH5 se présente sous la forme d'un composant MBGA de 460 pins, soit 39 de plus que l'ICH4 et 100 de plus que l'ICH2. Voyons un tableau récapitulatif de tout les ICH (I/O Controler Hub) sortis à ce jour :

Voyons maintenant les differences entre ICH4 et ICH5 (en rouge) :

• La Liaison inter-bridge : Toujours à 66 Mhz QDR, elle permet la communication avec le NorthBridge via un bus propriétaire dit "Hub Interface". Comme pour l'ICH4, le bus fonctionne à 66 Mhz QDR, c'est l'Hub-Link 1.5 qui permet un débit maximum de 266 Mo/s.

• Le Controleur PCI : Capable de supporter 6 ports PCIs Bus Master, le controleur PCI de l'ICH5 est désormais compatible PCI 2.3. L'ICH4 était, quant à lui, compatible avec le PCI 2.2, norme définie en ... 1998 ! La révision 2.3 ajoute principalement une tension de 3.3 Volts en lieu et place du 5 Volts actuel. Bien sur, le bus PCI 2.3 est compatible avec les cartes PCI 2.2

• Le Controleur IDE : Principale nouveauté de ce nouveau chipset, le support du SATA150. Deux ports SATA150 sont donc géré nativement par le Southbridge ICH5. A noter que l'ICH5 existe en deux versions : l'ICH5 et l'ICH5R. C'est le second qu'on retouvera principalement sur les cartes actuelles. Le premier, dépourvu des fonctionnalités RAID, est prévu pour les plateformes lowcost de type i845GV. L'ICH5 supporte aussi deux ports IDE ATA100 standards. Pour plus d'info, voir plus bas.

• Le Controleur LAN : Autre nouveauté, le support du CSA pour "Communication Streaming Architecture". Il s'agit en fait d'un nouveau bus de communication entre le chipset et le chip reseau utilisé. Nous verons cette partie plus en détail ci-dessous.

• Le Controleur LPC : le controleur LPC (Low Pin Count) permet de connecter le controleur Super I/O au Southbridge. Il controle donc indirectement les ports PS2, LPT, COM, les ports IR et le controleur de disquette

• Le Controleur USB : L'ICH 4 6 ports USB 1.1/2.0, l'ICH5 en ajoute 2 et porte donc le total à 8 ports USB 2.0 supportés par le Southbridge. Ces ports sont bien sur encore compatibles USB 1.1

• Le Controleur AC97 : Il permet la gestion via une interface externe de la norme Audio Software AC'97 sur 6 canaux. Comme pour l'ICH4, il s'agit de l'Enhanced AC97 qui supporte une conversion AD/DA en 20 bits.

• Le Controleur SMBUS : Celui-ci sert principalement a recupérer le contenu du SPD des modules de mémoire

• Architecture de communication CSA

La problématique qui a conduit à l'élaboration du CSA est simple. Actuellement, les interfaces réseaux Gigabit Ethernet commencent de plus en plus à se répandre. Or, l'écrasante majorité des interfaces GbE embarquées est interfacées via le classique bus PCI 32 bits à 33 Mhz. Or, le débit maximum qu'on peut atteindre via le bus PCI est de (32 * 33 ) / 8 soit 133 Mo/s maximum théorique. En face, on trouve la vitesse d'un composant Gigabit Ethernet, qui peut transférer 1 Gbit par seconde soit 125 Mo/s. N'oublions pas que l'interface Gigabit Ethernet fonctionne en Full-Duplex, c'est à dire avec sa vitesse nominale dans les deux sens (RX -> TX & TX -> RX), soit 1 Gbit/s dans les deux sens donc un trafic de 2 Gbit/s ou 250 Mo/s. Bien plus que ne peut supporter le bus PCI standard.

Partant de cette problématique, Intel à crée le CSA, ou "Communication Streaming Architecture". Il s'agit en fait de déporter le besoin en bande passante nécessaire pour le GbE, du bus PCI vers le Northbridge, directement. Voyons le schéma de base :

Les échanges se font donc directement avec le Northbridge, sans passer par le bus PCI, ni le Southbridge, la bande passante maximum disponible est de 266 Mo/s, soit exactement le nécessaire par rapport aux 250 Mo/s maximum théorique du Gigabit Ethernet. Malheureusement, pour fonctionner, le CSA nécessite un composant adapté, et bien entendu, seul le 82547 d'Intel est adapté. Actuellement, aucune solution de 3Com ou de Broadcom ne supporte le CSA. Dommage.

• Controleur IDE SATA150

Passons maintenant au contrôleur IDE qui représente la principale évolution de ce Southbridge. Avant de nous intéresser plus particulièrement au SATA, notons tout de suite que deux canaux IDE33/66/100 standard (PATA) sont supportés par l'ICH5. Niveau SATA maintenant, le contrôleur intégré gère 2 ports SATA150 sur 2 canaux. C'est à dire que chaque port SATA dispose de 150 Mo/s de débit, et non plus de 100 Mo/s pour une nappe (dont deux unités) sur le PATA. Dans l'avenir, le SATA-300 est prévu pour mi-2003 et le SATA-600 pour mi-2007. Autre caractéristique intéressante, le SATA dispose de fonctionnalités "Hot-Plug", c'est a dire qu'on peut le brancher ou le débrancher à chaud. Autre intérêt, la longueur maximale d'un câble SATA est de 1 mètre contre 45 cm pour le PATA.

L'ICH5 dispose donc de deux controleurs PATA (4 unités max) et de deux controleurs SATA (2 unités max). Tous peuvent fonctionner en meme temps, mais uniquement en mode Enhanced IDE, qui necessite un driver. Voici cette configuration :

Dans cette configuration, 6 unités peuvent être connectées simultanément. Cependant, il faudra vous munir de la disquette de driver pour installer Windows XP, car elle n'est pas reconnue par défaut. Pour pallier à ce problème, il existe un mode "Legacy" ou "Compatibility" qui remplace un canal IDE par un canal SATA ou qui désactive le SATA. Ainsi, seul 4 unités sont connectables simultanément et on ne rencontre pas de problèmes pour l'installation. Voyons ces modes :

On peut d'ailleurs installer l'OS en Legacy et basculer ensuite par l'Enhanced IDE, ce que nous avons fait et qui ne pose aucun problème.

Parlons maintenant RAID. L'ICH5R inclus une gestion du RAID de façon native dans le Southbridge. Au programme, seul le RAID 0 est supporté. Pour rappel, le RAID 0, ou stripping, permet de coupler deux disques durs afin d'obtenir un débit théoriquement deux fois plus rapide. Lors de chaque cycle est lu un octet sur chaque disque, donc deux fois plus qu'avec un seul.

Suite ( Benchmarks : [1/2] )