82430fxとは？Pentium向け第三世代チップセットTritonの構成と性能向上の仕組み

82430fxは、Intelが開発したPentium用の第三世代チップセットです。

コードネームTritonのもと、82437FXや82438FXなど複数のチップで構成され、PCI-ISAブリッジとの連携で動作します。

PCIバスの高速化やEDO DRAM対応によりメモリアクセスが向上し、マザーボードのコスト削減にも寄与します。

ただし、APIC非対応や最大128MBまでのメインメモリ制限がある点に注意が必要です。

開発背景とCPU対応

Pentium-75MHz以上CPUへの対応状況

Pentium向けの第三世代チップセットとして開発された82430FXは、Pentium-75MHz以上のCPU、特にP54Cに対応しているため、当時のCPU性能に合わせた設計となっています。

このチップセットは、処理速度やデータ転送効率を高めるためのさまざまな機能強化が施され、Pentiumユーザー向けに最適な環境を提供することを目指しました。

具体的には、パフォーマンスの向上をサポートするためにPCIバスの高速化やEDO DRAMのサポートなどが組み込まれており、これによりPentiumCPUの潜在能力を引き出す構造に仕上がっています。

当時の市場と技術的要求

チップセットが登場した当時、市場は高速動作と高い信頼性を求める傾向にあり、特にPentiumプロセッサ搭載のシステムは、その高性能をフルに活用する必要がありました。

技術的要求としては以下の点が挙げられます：

• PCIバスの高速化によるシステム全体の通信効率の向上
• メモリアクセス速度を向上させるEDO DRAMの採用
• マザーボード全体のコストを抑えつつ、性能を確保する設計思想

これらの要望に応えるために、82430FXはそれまでのチップセットと比べて改良された設計となり、高速プロセッサの要求に応えるとともに、コストパフォーマンスも考慮された製品となっています。

チップセットの構成要素

82437FX：Triton System Controllerの役割

82437FXはTriton System Controllerとして機能し、システム内の各種制御信号の管理や、CPUと周辺機器間の通信調整を担当します。

具体的には、以下のような役割を果たしています：

• システム全体のタイミング制御と同期の維持
• CPU、メモリ、バス間の信号変換と調整
• 高速なデータ転送を実現するための各種制御プロトコルの実装

このチップが中核となることで、システム全体の安定性とパフォーマンスが向上する構造となっています。

82438FX：Triton Data Path Unitの機能

82438FXはTriton Data Path Unitとして、データの流れを効率的に処理する役割を担います。

このユニットは、CPUとメモリ、各種バス間で発生するデータの転送や処理を最適化することで、システム全体のレスポンス性能を改善しています。

特に、データパスの高速化により、短時間で大量のデータを処理する能力を持っているため、高性能なPentiumシステムの要求に応える設計となっています。

複数ユニットによるデータパス処理の解説

複数の82438FXユニットを利用することで、以下のメリットが実現されています：

• • 並列処理によるデータ転送能力の向上
• • 単一ユニットにかかる負荷の分散
• • ボトルネックの解消による全体的な通信速度の改善

この構成により、データパスの効率が大幅に向上し、システム全体のスループットが改善されています。

PCI-ISAブリッジ(82371FB)の連携性

PCIとISAバス間のデータ連携を担当する82371FB(PIIX)は、82430FXチップセットに不可欠な役割を果たしています。

このブリッジは、以下の点でシステムに貢献しています：

• PCIバスとISAバスの間の効率的なデータ変換
• 高速なPCIバスの性能を活かしながら、従来のISAバスとの互換性を確保
• 異なるバス間での遅延やデータロスを最小限に抑える設計

これにより、旧来のISA周辺機器も新しいシステム環境の中で安定して動作できるようになり、システム全体としての連携性が向上しました。

性能向上の仕組み

PCIバス高速化による通信効率の改善

82430FXではPCIバスの高速化が図られており、システム内の各コンポーネント間でのデータ転送速度が向上しています。

具体的には、以下の効果が実現されています：

• • データ転送レートの向上による全体的な処理速度アップ
• • CPUと周辺機器間の通信遅延を低減
• • 高速ストレージやネットワーク機器との連携がスムーズに行えるよう改善

これにより、システムのレスポンスが高速化し、PentiumCPUの高性能を引き出す設計が実現されています。

EDO DRAM対応によるメモリアクセス向上

EDO DRAMへの対応は、メモリアクセス速度の向上に重要な役割を果たします。

EDO DRAMは従来のDRAMに比べ、次のような利点があります：

• • アドレス指定のオーバーヘッドを削減し、連続アクセス時の待機時間を短縮
• • 高速な読み出しおよび書き込み操作が可能
• • システム全体のメモリアクセス効率が向上

これにより、CPUがメモリにアクセスする際のボトルネックが解消され、アプリケーションの動作がよりスムーズになります。

外付け2次キャッシュとPipelined Burst SRAM接続の特徴

82430FXでは、外付け2次キャッシュのタグRAMを採用することで、キャッシュ性能を向上させつつも、マザーボードのコスト削減が実現されています。

また、Burst SRAMに比べてコストパフォーマンスに優れるPipelined Burst SRAMの接続が可能となり、以下のような特徴があります：

• • 外付けキャッシュにより、CPUとメモリ間のデータアクセス速度が向上
• • Pipelined Burst SRAM接続で、連続したデータ転送効率が高まる
• • コスト面でのメリットを生かしつつ、高速なアクセスを実現する

この設計は、システム全体のパフォーマンスを向上させながら、トータルコストの削減にも寄与しており、当時の市場ニーズに適応したアプローチがとられています。

制限事項と次世代への進化

APIC非対応によるマルチプロセッサ制限

82430FXはAPIC(Advanced Programmable Interrupt Controller)非対応であるため、マルチプロセッサシステムの構築が困難です。

そのため、以下の点に制限が生じています：

• • 複数CPU間での割り込み処理が最適化されない
• • マルチプロセッサ環境での拡張性が低い
• • 高度なサーバーシステムや並列処理を要求するシステムには適用が難しい

この制限は、シングルプロセッサシステム向けの設計に焦点を当てた結果とも言え、後続のチップセットでの改善が求められる要因となりました。

メインメモリ増設上限128MBの影響

当時の技術水準では、メインメモリ増設の上限が128MBytesに制限されている点が課題となっていました。

この点に関しては、以下の影響が考えられます：

• • 高性能アプリケーションやサーバー用途でのメモリ要求を満たしきれない
• • 将来的なメモリ需要の拡大に対する柔軟性が不足
• • システム全体の拡張性に制限がかかる

この制限を背景に、後続の技術ではより大容量のメモリサポートが求められることとなりました。

第四世代チップセット(430HX・430VX・430MX)との比較

各世代の改良点と技術的進化のポイント

第四世代チップセットである430HX、430VX、430MXは、82430FXの課題を解決するために登場しました。

主な改良点は以下の通りです：

• • APICのサポートによるマルチプロセッサ環境への対応
• • メインメモリ増設上限の引き上げによる拡張性の改善
• • より高速かつ安定したバス通信による全体性能の向上

これにより、従来の制限を克服し、最新のシステム要求に柔軟に対応するチップセット群として位置付けられています。

各モデル間では、市場の用途に応じた特徴が設けられており、430HXは高性能なサーバーシステム向け、430VXはコストパフォーマンス重視、430MXはモバイル機器向けといった区分がされ、高度な技術進化がなされました。

まとめ

本記事では、82430FXチップセットの開発背景や、Pentium-75MHz以上のCPUへの最適化、Triton System ControllerやData Path Unit、PCI-ISAブリッジなどの各構成要素について詳しく解説しています。

また、PCIバス高速化やEDO DRAM対応、外付けキャッシュとPipelined Burst SRAMの接続により性能が向上する仕組みと、APIC非対応や128MBメモリ上限といった制限、さらに第四世代との技術進化についても触れ、当時の技術的要求を満たすための工夫や改善点が理解できる内容となっています。Intelが開発した第三世代のPentium用チップセット。開発コードネームはTriton。以下のように3チップで構成されている。82437FX: Triton System Controller(TSC)82438FX: Triton Data Path unit(TDP)×2実際には、上記チップセットにPCI-ISAブリッジの82371FB(PIIX)を1チップ加える必要がある。82430FXはPentium-75MHz以上のCPU(P54C)に対応している。82430NX(Neptune)に比べると、性能的にはPCIバスの高速化や、EDO DRAMのサポートによるメモリーアクセスの高速化などが追加されている。また2次キャッシュのタグRAMを外付けにしたり、Burst SRAMより安価なPipelined Burst SRAMを接続できるようにしたりすることで、マザーボードのトータルコストを下げている。430FXは、APICをサポートしていないので、デュアルプロセッサーシステムを構築するのは困難である。またメインメモリーも128Mbytesまでしか増設できない。このような欠点を解決した第四世代のチップセットとして、430HXが登場した。またコストパフォーマンスを重視した430VXも同時に登場している。ノートPC向けの430MXというPCIチップセットも用意されている。