Чипсеты для Core 2 Duo: сравнение Intel P965, 975X и nForce 680i. Часть II. Южные мосты – THG.RU

Intel или nVidia, часть II: сравнение производительности интерфейсов и подсистемы накопителей

Недавно мы провели сравнительное тестирование последних чипсетов от Intel и nVidia, а именно, 975X/P965 и nForce 680i SLI. Разница в производительности оказалась минимальной, хотя чипсет 680i обходит Intel по числу функций. Но сможет ли чипсет nVidia выйти вперёд по производительности подсистемы накопителей и интерфейсов USB 2.0? Давайте посмотрим.

Резонный вопрос: почему это важно? Действительно, для среднего пользователя разница в производительности будет не актуальной. Любой контроллер Serial ATA обеспечивает большую пропускную способность, чем может использовать жёсткий диск, а большинство контроллеров USB 2.0 обеспечивают скорость, близкую к теоретическому максимуму. Но энтузиастов и опытных пользователей часто волнует вопрос, будет ли падать производительность, если с компьютером будет работать больше одного USB-устройства на полной пропускной способности? Или какую пропускную способность мы получим, объединив в RAID-массив четыре жёстких диска?

Опять же, мы взяли три материнские платы, участвовавшие в нашем первом тестировании: Gigabyte GA-965P-DQ6 на чипсете Intel P965, MSI 975X Platinum Powerup Edition на Intel 975X и EVGA nForce 680i SLI, использующую последний чипсет nVidia с таким же названием. Чипсет P965 оснащается южным мостом ICH8 последнего поколения. В паре с 975X идёт предыдущая версия моста ICH7R (R обозначает поддержку RAID), а nVidia разработала новый южный мост под названием MCP (Media and Communications Processor) для чипсета nForce 6 под Intel.

Внешне разница между мостами заключается в числе портов: у ICH7 доступны четыре порта Serial ATA/300 и до восьми портов USB 2.0; ICH8 и nForce 6 MCP поддерживают до шести портов SATA/300 и до 10 портов USB 2.0. Кроме того, не забывайте, что P965 и ICH8 больше не поддерживают Ultra ATA.

Все три южных моста поддерживают уровни RAID 0, 1, 0+1 и RAID 5. Вкратце напомним. RAID 0 обеспечивает максимальную производительность, записывая данные одновременно на все доступные жёсткие диски. RAID 1 записывает на все жёсткие диски одни и те же данные (зеркалирование), гарантируя их сохранность, если один винчестер выйдет из строя. RAID 0+1 сочетает RAID 0 и 1, что даёт как высокую надёжность хранения данных, так и высокую производительность. Но для этого требуется не менее четырёх жёстких дисков. RAID 5 высчитывает и сохраняет информацию избыточности, гарантируя восстановление данных, если один диск в массиве выйдет из строя. Для RAID 5 необходимо не менее трёх накопителей.

Есть различия и в поддержке сетевых функций: Intel требует выделенных сетевых контроллеров для PCI Express, в то время как nVidia интегрировала два полноценных контроллера гигабитного Ethernet с базовыми функциями TCP/IP Offloading (уменьшение нагрузки на CPU при расчёте некоторых параметров TCP/IP) и группировки портов. В данной статье мы не проводили тесты сети, но чипсет nVidia даёт пропускную способность, близкую к теоретическому максимуму – 2 Гбит/с (суммарная для входящего и исходящего потоков), а чипсет Intel требует решения от третьей стороны, так что напрямую сравнивать их не очень логично.

Intel 82801GR (ICH7-R, 975X)

Южный мост ICH7R чипсета 975X содержит четыре контроллера USB 2.0, на два порта каждый, а также четыре порта Serial ATA/300, поддерживающие технологию Intel Matrix Storage, позволяющую развернуть несколько RAID-массивов на одном наборе жёстких дисков.

ICH7-R можно назвать устаревшим мостом, поскольку выпущен он был около полутора лет тому назад. С другой стороны, он по-прежнему хорош для многих применений. Четырёх портов Serial ATA всё ещё достаточно, тем более что ICH7 предлагает один канал UltraATA/100 (до двух накопителей), в отличие от ICH8. UltraATA всё ещё полезен для подключения старых жёстких дисков, а также оптических накопителей.

ICH7 поддерживает до восьми портов USB 2.0. Universal Serial Bus тоже работает через контроллеры, и доступные восемь портов обеспечиваются четырьмя контроллерами. На большинстве материнских плат на панели ввода/вывода есть две или три пары портов USB 2.0. Кроме того, на самой плате есть контакты для подключения “косичек” USB.

Добавление портов Serial ATA или контроллера USB 2.0 при переходе к ICH8 не кажется трудной задачей, и инженеры Intel справились: ICH8 превосходит ICH7 во всех наших тестах ввода/вывода и в большинстве тестов SATA.

Есть разница и в производительности USB 2.0. Если вы подключите только один привод, то разница между тремя мостами будет невелика. Но ICH8 и nForce 6 MCP обеспечивают более высокую производительность на устройство при копировании данных с двух накопителей (почти 30 Мбайт/с против примерно 20 Мбайт/с у ICH7-R).

Создание массива RAID

В консоли Intel Matrix Storage приведены новые жёсткие диски. Нажмите на картинку для увеличения.

Нажав правой клавишей мыши на жёсткий диск, можно отметить его как запасной (Spare). Тогда вы не сможете включить его в конфигурацию RAID. Но этот диск сразу же будет задействован для перестроения массива RAID, стоит только одному жёсткому диску выйти из строя.

После выбора Мастера RAID Volume Wizard в меню следует ответить на некоторые вопросы, включающие уровень RAID и размер блока. Блоки большого размера обеспечивают более высокую пропускную способность, но вы потеряете доступную ёмкость, если будете хранить большое количество мелких файлов.

Затем к выбранной конфигурации RAID следует добавить жёсткие диски.

Можно использовать не всю доступную ёмкость. На оставшейся ёмкости можно установить второй массив RAID.

Перестройка повреждённого RAID 5

Matrix Storage Manager оповестит пользователя, если один жёсткий диск в массиве RAID выйдет из строя.

Если нажать на предупреждение, то откроется менеджер. Для симуляции сбоя мы отключили жёсткий диск, о чём менеджер и сообщает.

Intel 82801HR (ICH8, P965)

ICH8 в нашем тестировании смотрится аутсайдером. Этот южный мост поставляется только в паре с чипсетом P965 для массового рынка, но не с флагманом 975X. В отличие от ICH7, ICH8 обеспечивает больше портов SATA и USB 2.0. Но есть и другие различия, которые без глубокого тестирования не видны.

Чипсет обеспечивает самую высокую производительность ввода/вывода во всех четырёх тестовых категориях (рабочие станции, базы данных, файловый сервер, web-сервер). Даже пропускная способность RAID выше ICH7. В режиме RAID 0 мы получили скорость чтения 302 Мбайт/с против 298 Мбайт/с; в RAID 0+1 – 134 Мбайт/с для чтения и 78 Мбайт/с для записи, в режиме RAID5 – 225 Мбайт/с для чтения и 142 Мбайт/с для записи. Великолепные результаты. Впрочем, если массив RAID 5 будет повреждён из-за сбойного привода, производительность существенно упадёт до 51 Мбайт/с при чтении и всего 5,3 Мбайт/с будет при записи. Вышедший из строя жёсткий диск следует заменить как можно быстрее, так как столь низкую скорость вряд ли можно считать приемлемой.

Чтобы получить подобную высокую производительность, следует во время создания массива включить кэширование. Вы получите 2-3x прирост по скорости записи! Но следует учитывать и возможность потери данных, если во время записи произойдёт экстренное отключение питания. Поэтому либо выключайте кэширование записи, либо покупайте блок бесперебойного питания.

Пропускная способность USB 2.0 очень интересна. Если при подключении одного жёсткого диска разница невелика (но со скоростью 29 Мбайт/с ICH8 можно считать самым быстрым южным мостом), то при подключении к одному контроллеру двух высокопроизводительных накопителей скорость падает до 18,8 Мбайт/с. nVidia обеспечивает 20,3 Мбайт/с. Но если вы подключите накопители к разным USB-контроллерам, то ICH8 окажется единственным южным мостом, который даёт практически полную скоростью (27,5 против 29 Мбайт/с)! То есть вы можете копировать данные между USB-контроллерами почти на такой же скорости, на которой работал бы один накопитель.

82801HH – версия моста для “цифрового дома”, а 82801HR обеспечивает расширенную поддержку RAID.

Создание массива RAID

Поскольку ICH8 предоставляет шесть портов SATA, а не четыре, то лишние два порта в консоли Matrix Storage Console отображаются как неиспользованные. Нажмите на картинку для увеличения.

Остальной процесс создания RAID такой же, как у ICH7.

Добавляете жёсткие диски к конфигурации RAID…

…и определяете, какую ёмкость вы желаете отвести под RAID.

Перестройка повреждённого RAID 5

Подобно ICH7, Matrix Storage Manager предупредит пользователя, если жёсткий диск выйдет из строя.

Когда вы подключите новый жёсткий диск взамен сбойного, автоматически начнётся процесс перестройки массива.

Что может Intel Matrix Storage?

Технология Intel Matrix Storage позволяет создать несколько массивов RAID на одном наборе жёстких дисков. На иллюстрации выше приведён простой сценарий, построенный на двух жёстких дисках. Вы можете создать надёжный массив RAID 1 на двух жёстких дисках, отведя под него 30% ёмкости. Такой массив подойдёт для хранения личных данных: фотографий, видео, музыки и документов. Если один из жёстких дисков выйдет из строя, информацию можно будет считать со второго. На тех же жёстких дисках можно создать и второй массив RAID, например, RAID 0. Вы получите высокопроизводительный массив для хранения операционной системы и временных файлов. Если один жёсткий диск выйдет из строя, то данные RAID 0 будут уничтожены. Но важные данные будут сохранены на массиве RAID 1.

В нашем примере мы создали RAID 0 и RAID 5 на одном наборе из четырёх жёстких дисков.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

nVidia Media Communications Processor (MCP, nForce 6)

Южный мост nVidia Media Communications Processor (MCP) для nForce 6 обеспечивает шесть портов Serial ATA/300 с поддержкой NCQ и десять портов USB 2.0. То, что чипсет nForce 680i SLI демонстрирует лучший набор функций среди чипсетов для Core 2 Duo, ещё не означает, что 680i обойдёт конкурентов по производительности.

По какой-то причине производительность RAID 0 на четырёх жёстких дисках оказалась разочаровывающей. Два южных моста Intel показали 300 Мбайт/с на чтение и 280 Мбайт/с на запись, но nVidia почему-то ограничилась максимумом в 115 Мбайт/с. В то же время, мост MCP nVidia лучше всего подходит для RAID 0+1. Хотя мы не получаем скорость чтения 134 Мбайт/с, как у ICH7 и ICH8, скорость записи мостов Intel падает до 78 Мбайт/с (примерно соответствует скорости одного винчестера), а у MCP она составляет 106 Мбайт/с. В общем, на массивах RAID 0+1 nVidia демонстрирует большую общую производительность.

Ситуация в RAID 5 иная. Мосты Intel ICH7 и ICH8 смогли выдать впечатляющие 225 Мбайт/с производительности чтения на четырёх жёстких дисках в RAID 5, а у nForce 6 MCP производительность упирается в 115 Мбайт/с, которые мы видели у RAID 0. Производительность записи в RAID 5 ещё хуже, всего 28 Мбайт/с. Ситуация становится интереснее, если повредить массив RAID 5, убрав один жёсткий диск. Решение nVidia даёт прежний уровень производительности и обходит Intel не менее чем в два раза. Низкая производительность записи связана с отсутствием функции кэширования записи, что для RAID 5 вполне понятно, поскольку сохранность данных должна всё же стоять выше производительности. Но мы не можем объяснить порог в 115 Мбайт/с.

Что касается производительности ввода/вывода, то чипсет nVidia даёт результаты между ICH7 и ICH8. То же самое верно и для производительности USB 2.0. С одним подключённым жёстким диском nVidia занимает второе место. Если подключить два накопителя к одному контроллеру USB 2.0, то nVidia MCP даёт 20,3 Мбайт/с, а производительность моста Intel падает до 18,8 Мбайт/с на устройство. Если подключить накопители к разным контроллерам, то производительность MCP вновь оказывается между ICH7 и ICH8.

Создание массива RAID

Мастер настройки MediaShield Setup Wizard начинает свою работу с вывода доступных жёстких дисков.

Следующим шагом следует указать режим RAID и объём блока.

Затем можно добавлять накопители в массив RAID,…

…причём можно даже добавлять уже существующий диск с данными, например, системный. Тогда Мастер MediaShield перенесёт данные с одного тома на выбранный массив RAID.

Перестройка повреждённого RAID 5

Нажмите на картинку для увеличения.

Будьте осторожны. Если вы вновь подключите сбойный привод (наш, как понимаете, таковым не являлся), он отобразится как ошибочный. Сначала придётся удалить с него все следы RAID 5,…

…после чего он отобразится как свободный и рабочий привод.

Теперь накопитель можно использовать для перестройки массива,…

…что мы и выполнили. Нажмите на картинку для увеличения.

Тестовая конфигурация

Тесты подсистемы хранения данных

Для всех тестов подсистемы хранения данных мы использовали четыре накопителя Western Digital Raptor WD1500, поскольку они очень быстрые и поддерживают “родную” очередь команд NCQ. Мы подключали накопители ко всем южным мостам поочерёдно, после чего проводили тесты в режимах RAID 0, 1+0 и RAID 5. Пропускная способность замерялась с помощью HD Tach 3.0.1, а для тестов ввода/вывода мы взяли iometer 2003.05.10.

Тесты USB-контроллера

Для тестов USB-контроллера мы подключали два внешних 3,5″ жёстких диска, оба из которых способны выдавать почти 30 Мбайт/с. Мы подключали их как к двум портам одного USB-контроллера, так и к портам разных контроллеров. Это позволило оценить производительность на одном и на нескольких USB-контроллерах. Мы использовали разные жёсткие диски WD Raptor в качестве источника/цели для чтения и записи данных.

Результаты тестирования

Диаграммы передачи данных RAID 0

Intel ICH7R

Нажмите на картинку для увеличения.

Intel ICH8

Нажмите на картинку для увеличения.

nVidia nForce 6 MCP

Нажмите на картинку для увеличения.

Диаграммы передачи данных RAID 1+0

Intel ICH7

Нажмите на картинку для увеличения.

Intel ICH8

Нажмите на картинку для увеличения.

nVidia nForce 6 MCP

Нажмите на картинку для увеличения.

Диаграммы передачи данных RAID 5

Intel ICH7

Нажмите на картинку для увеличения.

Intel ICH8

Нажмите на картинку для увеличения.

nVidia nForce 6 MCP

Нажмите на картинку для увеличения.

Производительность ввода/вывода RAID 0

Производительность ввода/вывода RAID 1+0

Производительность ввода/вывода RAID 5

Средняя производительность подсистемы хранения

Производительность USB 2.0

Заключение

Все три чипсета обеспечивают сравнимый набор функций, и вы не заметите особой разницы в производительности, если только не будете проводить глубоких тестов. Поддержка RAID у трёх чипсетов одинаковая, каждый из них выдаёт визуальное оповещение, если один из жёстких дисков выйдет из строя. У всех трёх чипсетов отсутствуют профессиональные возможности, такие, как оповещение об электронной почте, поскольку для этого необходима локальная установка почтового сервера.

nVidia nForce 6, без сомнения, самый привлекательный чипсет для компьютеров на основе Intel с точки зрения функциональности. Он обеспечивает богатый набор возможностей, включая шесть портов SATA, 10 портов USB 2.0, два гигабитных порта Ethernet со многими “вкусными” возможностями. И всё это с очень дружественным интерфейсом. Но это отнюдь не означает, что nForce 6 является лучшим выбором для каждого.

Хотя южный мост Intel ICH7-R присутствует на рынке больше полутора лет, он обеспечивает весьма достойную производительность. Он уступает более новому ICH8 и nForce 6 MCP по производительности ввода/вывода, но это всё же не причина, чтобы менять систему на ICH7. Чипсеты Intel с ICH7 и ICH8 поддерживают технологию Matrix Storage, которая позволяет устанавливать несколько массивов RAID на одном наборе жёстких дисков.

ICH8 стал настоящим сюрпризом, хотя по техническим спецификациям он не очень отличается от ICH7: здесь 10 портов USB 2.0 вместо восьми, а также шесть портов Serial ATA вместо четырёх. Но производительность этого южного моста возросла. Производительность передачи данных немного превышает результаты ICH7 почти во всех тестах, южный мост побеждает в большинстве тестов ввода/вывода и в нашем тесте пропускной способности USB 2.0. ICH8 – единственный мост в нашем тестировании, который обеспечивает превосходную скорость передачи, даже если к нему одновременно подключить два высокоскоростных устройства USB 2.0. А с учётом того, что материнские платы на P965 и ICH8 стоят дешевле продуктов на nForce 680i SLI, выбрать тот или иной чипсет становится сложнее.

Обсудить статью в форуме THG.ru