nVidia nForce3 250 Gb: новый и улучшенный чипсет для Athlon64 – THG.RU

Чипсет nForce3 250 Gb позволяет Athlon64 нарастить производительность

Осенью прошедшего года nVidia нас сильно разочаровала. Несмотря на хорошие “бумажные” функции и дизайн, чипсет nForce3 150 для Athlon64 оказался чуть хуже конкурирующего K8T800 от VIA.

Тогда на слуху у всех появился чипсет nForce3 250, который должен был увеличить шину HyperTransport с ширины 8 бит и частоты 600 МГц до более приличных 16 бит и 800 МГц. По правде говоря, nForce3 250 Gb поддерживает работу шины на частоте 1 ГГц, которая будет реализована на практике через несколько недель, когда выйдет Socket 939.

Архитектура Athlon64 усложняет задачу производителей чипсетов по улучшению производительности. Как мы знаем, обычно рост производительности на уровне чипсета заключался в оптимизации контроллера памяти. Но здесь, к сожалению, этот вариант отпадает – ведь контроллер памяти перенесён на процессор. Так что единственным выходом является добавление новых возможностей. nVidia прекрасно это понимает – поэтому чипсет оснастился дополнительным контроллером Ethernet и аппаратным межсетевым экраном.

Кроме того, nVidia добавила два порта Serial ATA – ведь в нынешнем году этот интерфейс продолжит набирать популярность. К тому же, и гигабитный сетевой контроллер теперь уже интегрирован в nForce3. Специальным бонусом стал межсетевой экран. Но давайте обо всём по порядку.

Socket 754 против Socket 939

В 2004 году AMD будет продавать процессоры, в большинстве своём, на Socket 754. Однако уже в следующем году он должен уступить место Socket 939.

В этом году AMD будет использовать два различных процессорных сокета. Один из них – уже широко известный Socket 754, для которого к лету выйдет Athlon64 3700+ на частоте 2,4 ГГц (Newcastle). Кроме того, к концу года возможно появление ещё более скоростной модели. Поздней осенью семейство Athlon XP тоже перейдёт с Socket A на Socket 754. То есть потребители получат Athlon64 без 64-битных расширений (под кодовым названием Paris). Пока по планам ожидаются версии 2800+, 3000+ и 3200+, а популярный Athlon XP для Socket A исчезнет из ассортимента массовой продукции AMD к началу 2005 и будет предлагаться только на самом дешёвом рынке.

Что касается технологии, то AMD создаст приличную дистанцию между новым Athlon XP и Athlon64, ещё уменьшив кэш L2 до 256 кбайт. Это также обусловлено и экономическими причинами, так как AMD по-прежнему производит процессоры с 200-мм подложек по 130-нм техпроцессу, в то время как Intel Prescott выходят с 300-мм подложек с 90-нм техпроцессом.

Второй сокет – Socket 939, который в мае заменит известный Socket 940. Летом должны появиться процессоры AMD Athlon64, изготовленные по 90-нм техпроцессу с двухканальным контроллером памяти DDR. Кодовые названия этих процессоров -Athlon64 3800+ (Winchester) и Athlon64 FX 55 (San Diego). Оба процессора будут использовать Socket 939 с 1-ГГц шиной HyperTransport и содержать набор инструкций SSE3. К первому кварталу 2005 мы можем ожидать выход 4200+.

В этом году AMD будет, по большей части, опираться на Socket 754, поскольку соответствующие продукты будут иметь привлекательные цены, и компания сможет продавать их во всё большем количестве. Процессоры для Socket 754 используют одноканальный доступ к памяти DDR, позволяют произвести дальнейшую модернизацию на 64-битный чип (при покупке Athlon XP), поддерживают технологию Cool & Quiet, снижающую уровень шума и тепловыделение, биты NX страниц памяти для предотвращения атак по переполнению буфера, а также другие функции.

Чипсет nVidia nForce3 250 Gb в деталях

Упаковка осталась прежней, поэтому производители могут устанавливать чип в существующие дизайны плат.

Чип nForce3 250 Gb совместим по контактам со своим предшественником, поэтому производители материнских плат могут переходить на новый чипсет с минимальными затратами. Это показывает, что контроллер Serial ATA присутствовал в предыдущем чипсете, поскольку добавление контактов для него сменило бы раскладку.

Функции чипсета, почти все из которых интегрированы в один чип, включают:

1. интерфейс HyperTransport с процессором на частоте 800 МГц и 16 битах для входящего и выходящего потоков данных (до 1 ГГц).
2. AGP 8X;
3. 32-битная шина PCI до 6 слотов bus master (PCI 2.3);
4. контроллер Hi-Speed USB, максимум, на 6 портов;
5. 802.3 Ethernet MAC для 10, 100 или 1000 Мбит/с;
6. двухканальный контроллер UltraATA/133;
7. два порта Serial ATA;
8. аудио интерфейс AC97 ver. 2.1.

Благодаря подключению через HyperTransport, чипсет подходит как для Socket 754, так и для Socket 940 и 939.

Поддержка RAID

Для портов Serial ATA nVidia поддерживает различные режимы RAID. Если используется только два порта SATA, то возможна установка режимов RAID 0 или RAID 1. Интересной функцией является одновременное использование двух портов UltraTA/133, что позволяет устанавливать массив RAID 0+1. Возможно также использование двух массивов RAID, работающих независимо друг от друга. Если вы желаете задействовать все возможности по максимуму, то можете подключить до шести жёстких дисков (два SATA плюс четыре UltraATA/133) в массивы или по отдельности.

nVidia также позволяет регулировать размер блока в массиве RAID от 4 до 128 кбайт. Если блоки небольшого размера хороши для частых случайных доступов и для эффективного использования памяти, то блоки максимального размера обеспечивают высокие скорости последовательно считывания, а также большой процент потерянного пространства. Ведь размер блока, в то же время, является минимальной ячейкой дисковой памяти, которую может занимать файл.

Гигабитный Ethernet

nForce3 250 Gb является первым настольным чипсетом, в северный мост которого интегрирован контроллер гигабитного Ethernet. Благодаря этому поток данных переходит напрямую в память компьютера (через процессор), минуя дополнительные пути по чипсету. Теперь можно распроститься с долгими задержками, снижающими производительность интерфейсов MuTIOL от SiS и V-Link от VIA.

Сегодня всё ещё можно встретить подключение сетевого контроллера по шине PCI. Такой подход вполне нормально работает с контроллером на 100 Мбит/с, однако шина PCI на 32 битах и 33 МГц не может обеспечить работу гигабитного Ethernet в полнодуплексном режиме (пиковая скорость 266 Мбит/с – суммарная в двух направлениях).

Другим решением является южный мост VIA, который оснащён интерфейсом с сетевым контроллером – поэтому шина PCI больше не нагружается сетевым трафиком.

Более элегантным нам кажется вариант CSA от Intel (communications streaming architecture), поскольку здесь снимается путь между северным и южным мостами.

nVidia обеспечивает прекрасное решение, интегрировав все компоненты чипсета в один чип. Путь до сетевого контроллера сокращается, в результате и задержки уменьшаются. nVidia заявляет, что чипсет обеспечивает лучшую сетевую производительность среди встроенных решений на рынке, поскольку сетевой контроллер работает изохронно (в реальном времени).

Межсетевой экран

Windows XP уже оснащена межсетевым экраном (Internet Connection Firewall). В своей простейшей реализации он блокирует входящий поток данных. Более продвинутый межсетевой экран можно настроить через Local Security Policy.

Пользователь может разрешать входящий трафик для некоторых служб (по названию или по номерам портов).

Межсетевой экран nVidia

Брандмауэр nVidia реализован, по большей части, аппаратно, поэтому, теоретически, обработка пакетов должна происходить быстрее, поскольку на их анализ требуется меньше ресурсов центрального процессора. Для реализации межсетевого экрана nVidia обратилась за помощью к компании 3Com. Неудивительно, что результат получился весьма достойный.

Управлять межсетевым экраном можно с помощью утилиты ForceWare Network Access Manager. Во время установки можно выбирать те или иные компоненты. В конце установки пользователь может сразу же активировать экран. Интерфейс Network Access Manager использует web-сервер – и на нашем тестовом компьютере работал Apache. Наиболее интересным является меню “Basic Configuration” – там можно изменять свойства сетевого контроллера.

С помощью использования профилей nVidia позволяет выбрать настройку экрана под конкретные задачи. К тому же пользователь может сам создать до трёх профилей.

Таблица портов показывает, какие порты разрешены для входящего и выходящего трафика.

Для некоторых приложений и игр будет полезна возможность открывать диапазоны портов.

Мастер настройки экрана позволяет легко задать до трёх профилей. Для приложений, которых нет в списке, вам придётся вручную ввести номера портов.

Мастер настройки электронной почты требует указания используемых протоколов.

Меню опций имеет множество функций, которые понравятся опытным пользователям.

Тестовая плата: MSI K8N Neo или MS-7030

MSI K8N Neo Platinum стала первой платой на nForce3 250 Gb в финальной версии, попавшей в нашу лабораторию. И с самого начала она произвела хорошее впечатление. По внешнему виду плата напоминает форм-фактор BTX (balance technology extended), поскольку слоты памяти расположены горизонтально, а не вертикально. Дизайн ATX предусматривает, что вентиляторы блока питания удаляют всё тепло из системы. Но этот принцип уже не работает несколько лет, поскольку тепловыделение от процессора, графического чипа и северного моста слишком велико.

В результате, практически любой корпус сегодня использует дополнительные вентиляторы, и K8N Neo облегчает прохождение воздуха от передней части корпуса к задней.

MSI логично использовала все возможности чипсета, включая гигабитный Ethernet, и даже оснастила плату двумя дополнительными портами Serial ATA, которые, однако, расположены не в слишком привычных местах. Список функций завершают контроллер FireWire от VIA (VT6106) и чип CoreCell от MSI. Отметим, что чип nForce3 250 Gb охлаждается одним золотистым радиатором, без использования вентилятора.

Сейчас на плате есть всё: коаксиальный и оптический цифровые выходы, а также порт FireWire сзади.

Однако нас несколько огорчили первые тесты со стандартными DIMM от Corsair: задержки памяти быстрее CL2,0-3-3-6 делали систему нестабильной. MSI прислушалась к нашим жалобам (модули памяти Corsair достаточно популярны среди энтузиастов) и через несколько дней выслала нам BIOS версии 1.13, которая пока ещё не появилась на сайте MSI. С новой версией BIOS проблема исчезла, и мы смогли запустить память с идеальными задержками CL2,0-2-2-5.

Однако эти значения являются теоретическими, так как чипы памяти, способные работать на подобных низких задержках, больше не производятся. Для нашего теста мы взяли память почти с девятимесячным возрастом XMS3502 Rev. 1.1, которая базируется на чипах Winbond.

По результатам тестирования плата, наконец-то, смогла приблизиться к K8T800 от VIA.

Комплект поставки вполне стандартен.

Конкуренты

NVIDIA nForce3 150

Gigabyte GA-8KNNXP

Плата Gigabyte GA-8KNNXP была выбрана в качестве представителя nForce3 150. Её оснащённость великолепна. Единственное, что вызывает опасения, – агрессивное наращивание скорости. При включении опции “Top performance” в BIOS, плата 8KNNXP увеличивает частоту FSB до 208 МГц, поэтому процессор работает на 2080 МГц. Минимально возможное значение – 200 МГц, однако при этом реальная частота составляет 202 МГц (2020 МГц для процессора). Что интересно, при установке системной шины на 201 МГц процессор работал на 2010,2 МГц. Не слишком точно, но приемлемо.

Чипсет nForce3 150 появился в продаже осенью прошлого года. Несмотря на использование 8 бит и частоты 600 МГц Hyper-Transport (upstream), чипсет показывал вполне неплохую производительность и, по нашим данным, стал самым популярным для Athlon64.

SiS 755 / 755 FX

Чипсет 755FX недавно начал заменять 755, поскольку в мае AMD должна выпустить процессоры для Socket 939 с каналом HyperTransport на частоте 1 ГГц – и у SiS уже есть соответствующий продукт.

Мы вновь использовали эталонную плату от SiS, поскольку она имеет лучшую производительность среди других, и была выслана нам после первого запроса. Несмотря на хорошую производительность и набор функций, чипсет SiS не слишком популярен.

VIA K8T800 / K8T800 Pro

Чипсет VIA стоит дешевле nForce3 от nVidia. По этой причине, а также из-за низкой распространённости SiS 755, чипсет K8T800 стал серьёзным конкурентом для nVidia. Вряд ли это может удивить, поскольку двухчиповое решение имеет хороший набор возможностей, включая Serial ATA с RAID и опцию установки дополнительного контроллера гигабитного Ethernet, не будем забывать и про аудио чипы Vinyl от VIA.

Для тестирования мы взяли плату K8T Neo от MSI.

Сравнение чипсетов для Athlon64

Тестовая система

Хорошие задержки: CL2,0-2-2-5

Сверху находится модуль Corsair с низкими задержками, который мы обычно используем в тестировании. При ёмкости в 512 Мбайт на модуль, он может выдерживать режим CL2,0-3-2-6. Ниже находится старая версия модуля на чипах Winbond – мы смогли взять немного таких модулей, поскольку с начала этого года мы не видели их в продаже. Такие модули часто дают идеальные задержки CL2,0-2-2-5.

Результаты тестов

OpenGL

SPECviewperf 7.1.1

Wolfenstein Enemy Territory

DirectX 8

Comanche 4 Demo

Unreal Tournament 2004

DirectX 9

3DMark 2003

X2 Demo

AquaMark 3

Тесты видео

Mainconcept MPEG Encoder 1.4.1

XMPEG 5.03 / DivX 5.11

Auto Goardian Knot 1.12

Windows Media Encoder 9

Тесты аудио

Lame 3.95.1

Тесты приложений

WinRAR 3.20

Newtek Lightwave 7.5c

Maxon Computer Cinema 4D XL 8.503

Discreet 3DStudio MAX 6.0

Синтетические тесты

PC Mark 2004

SiSoft Sandra 2004 Pro

Сетевая производительность

Заключение

По производительности nVidia догнала чипсеты конкурентов – но не более того. К сожалению, оптимизацию контроллера памяти здесь выполнить не получается, поскольку у 64-битных Athlon эта функция перенесена на кристалл процессора. Но почему тогда мы наблюдаем столь большой разброс результатов?

Следует учитывать два фактора. Чипсет nForce3 150 отстаёт из-за медленного канала HyperTransport. Система VIA, в свою очередь, не имеет преимущества всех остальных чипсетов по частоте процессора в 9-10 МГц.

Производители материнских плат, и это уже в порядке вещей, “разгоняют” системные шины на 0,5-1 МГц, что приводит к увеличению частоты процессора, поэтому сравнивать чипсеты между собой становится всё труднее. Неприятная ситуация, так как получить в точности 2,0 ГГц не представляет никакой технической сложности. В остальном, разница результатов относится к разной архитектуре чипсетов и точной работе разработчиков.

Учитывая всё сказанное, чипсет nForce3 250 Gb можно считать победителем, за которым с минимальным отрывом следуют SiS 755 и VIA K8T800. Однако победа чипа nVidia вряд ли связана с производительностью – он лидирует всего лишь в 18 тестах из 30. Всё дело в дополнительных функциях: гигабитном контроллере Ethernet и аппаратном межсетевом экране.

Однако среднего пользователя может смутить богатство опций по настройке аппаратного межсетевого экрана, в результате чего многие выберут низкие режимы защиты или не будут использовать экран вообще. Поэтому новая функция будет полезна, преимущественно, в организациях и для опытных пользователей.

Посмотрим, как поведёт себя nForce3 250 Gb через несколько недель, когда появятся процессоры для Socket 939.