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440FXとは？Intel製Pentium ProおよびPentium II向け第2世代チップセットの基本機能と特徴

440FXは、Intelが開発したPentium ProおよびPentium II向けの第2世代チップセットです。

82441FX PMC、82442FX DBX、82371SB PIIX3などを搭載し、EDO DRAM対応でバースト転送速度 \(x\text{-}2\text{-}2\text{-}2\) を実現します。

最大1GBのECCメモリーやPCIバスRev.2.1対応、デュアルプロセッサー構成への対応が特徴です。

目次から探す

背景と開発経緯
基本構成と内部構造
技術的特徴
システム互換性と適用環境
- 対応プロセッサー帯域
- デュアルプロセッサー構成の対応条件
まとめ

背景と開発経緯

Pentium ProとPentium IIの市場動向

Pentium Proは高性能なサーバー向け市場を中心に展開されていましたが、Pentium IIはより広い用途のクライアントPCにも適用されるよう設計されていました。

両者はそれぞれ異なるニーズを持つ市場向けに供給されており、システム全体のパフォーマンス向上とコストパフォーマンスのバランス調整が求められていました。

Pentium Proは高い信頼性と処理能力が重視される環境向け
Pentium IIは一般消費者向けの性能とコストを両立する製品として位置づけられていました

440FXの開発意図

440FXは、これらの市場動向を踏まえ、Pentium ProとPentium IIの両方に対応可能な第2世代チップセットとして設計されました。

サーバー向けの高信頼性とクライアント向けの柔軟性を兼ね備える狙いがありました
クライアントPCや小規模サーバーという幅広い用途に対応するため、必要な機能を効率的に統合する工夫がなされました

開発時期と技術革新の流れ

440FXは、Pentium Proチップセット450GX/KX(Orion)に続く技術革新の一環として開発されました。

開発時期には、EDO DRAMなど新たなメモリ技術が登場し、システム性能の向上が期待されていました
第2世代チップセットとして、PCIバスやIDEインターフェイスの仕様にも最新の動向が反映され、システム全体の通信速度や拡張性が向上する設計となっています

基本構成と内部構造

82441FX PCI and Memory Controller (PMC)

82441FXは、チップセットの中心的な役割を果たす部品であり、メモリやPCIバスの制御を担当しています。

このパーツがシステムの安定性と高いパフォーマンス実現の基盤となっています。

主な機能と役割

メモリアクセスの管理と最適化を行い、システム全体のデータ転送効率を向上します
PCIバスを通じた周辺機器との通信を制御して、安定したデータのやり取りを保証します
内部アーキテクチャの複雑なタイミング調整を実施し、システム動作の信頼性を高める役割を担います

82442FX Data Bus Accelerator (DBX)

82442FXは、データバスの転送速度を向上させるアクセラレータとして機能します。

システム全体のデータ処理能力を補完する重要なパーツです。

データ転送の最適化

システムバス上のデータ転送時に発生する遅延を低減する設計となっています
高速なデータバス制御により、アプリケーションの応答速度向上を実現します
内部バッファを用いることで、一時的なデータの蓄積と効率的な転送を調整します

82371SB PCI ISA IDE Accelerator (PIIX3)

82371SBは、PCIバスとISA、IDEインターフェイスの管理を担当し、周辺機器との連携を円滑に行う役割を持っています。

周辺インターフェース管理

PCI、ISA、IDE各バス間のデータ調整を行い、システム全体の互換性を確保しています
複数のインターフェースを統合することで、拡張性と柔軟性を高める設計となっています
USBやその他周辺機器との連携においても、安定した通信ができるような制御が実装されています

技術的特徴

EDO DRAM対応とバースト転送

440FXは、EDO DRAMをサポートすることで、従来のメモリアクセス方式から大幅に性能が向上しました。

特にバースト転送機能の実現により、連続したデータ転送が効率的に行われるようになっています。

x-2-2-2転送方式の詳細

メモリへの高速アクセスが可能となるバースト転送方式を採用しています
各データ転送サイクル内で、連続して複数のデータを送受信できるため、処理速度が向上します
システム全体のスループットの増加に貢献し、実用的なパフォーマンス改善が達成されます

PCIバス Rev.2.1の対応仕様

PCIバスは、システム内部のデバイス間で高速な通信を実現するために欠かせないインターフェイスです。

440FXでは、最新のRev.2.1規格に対応しており、安定性と互換性の向上が図られています。

最新規格に沿った設計により、各種拡張カードとの互換性が保たれています
バスの信号品質やタイミングの最適化が施され、高速データ転送を実現しています
周辺機器との接続において、エラー発生率の低減と信頼性の向上が確認されています

メモリーサポートとECC機能

440FXは、最大1GBのメモリー容量まで対応可能であり、ECC機能の実装により、高い信頼性が求められるシステム環境にも適応しています。

最大1GB対応の性能

大容量メモリのサポートにより、多様なアプリケーションでの利用が容易になっています
ECC機能により、メモリエラーを自動的に検出・修正する仕組みが実装され、システムの安定運用が可能です
高負荷時におけるデータ整合性の維持に貢献し、信頼性の高いパフォーマンスが実現されています

システム互換性と適用環境

対応プロセッサー帯域

440FXは、Pentium ProおよびPentium IIという異なる世代のプロセッサーに対応することで、幅広いシステム環境での利用が可能です。

Pentium Proは、150MHzから200MHzの動作周波数で安定したパフォーマンスを発揮します
Pentium IIは、233MHzから300MHzの範囲で動作し、クライアントPC向けの性能向上が見込まれています

Pentium Pro-150M～200MHzおよびPentium II-233M～300MHzの動作

適正な動作帯域により、システムの安定性と効率が確保されています
プロセッサーごとの特性を活かした最適な制御が組み込まれています
各種アプリケーションに求められる動作保証を実現するため、チップセット設計が最適化されています

デュアルプロセッサー構成の対応条件

440FXは、シングルプロセッサー構成だけでなく、デュアルプロセッサー構成にも対応しているため、より高い処理能力が要求されるシステムにも適用できます。

複数のプロセッサー間で効率的なタスク分散が可能です
システム全体の負荷分散を実現し、パフォーマンス向上に寄与します

I/O APICの必要要件

デュアルプロセッサー構成では、各プロセッサーが効率的に割り込み処理を行えるよう、I/O APICが必要となります
I/O APICの搭載により、割り込み管理の信頼性が向上し、システムの安定動作が保証されます
高負荷環境でも、各プロセッサー間でのスムーズな通信が維持される設計となっています

まとめ

本記事では、Intelの第2世代チップセット440FXについて学びました。

Pentium ProとPentium II市場の背景から、両者へ対応するための開発意図や技術革新の流れを確認しました。

また、82441FX、82442FX、82371SBの各部品がどのような役割と機能を持ち、システム全体のパフォーマンス向上に寄与しているのかを解説しました。

さらに、EDO DRAM対応やPCIバスRev.2.1、最大1GBメモリとECC機能、デュアルプロセッサー構成の条件についても説明し、440FXの多様なシステム適用性が明らかになりました。