Производительность чипсета Intel 955X с разными типами памяти


Весной мы представили вашему вниманию функциональность новой серии чипсетов Intel — 945/955. И хотя первые тесты материнских плат на этих чипсетах мы к тому времени уже выполнили, говорить о производительности новичков в целом мы поостереглись. Дело в том, что по первым результатам i945/955 не только не обгоняли своих предшественников (i915/925), но и проигрывали им. Предполагая, что дело тут в предварительности прошивок BIOS плат на новых чипсетах, мы решили выждать некоторое время и провести тесты на скорость, когда уже будем уверены в стабильности результатов. Почти полгода — по всем меркам достаточный срок, чтобы производители успели отладить свои продукты, так что сегодня мы представляем тестирование i955X в сравнении с i925XE, а в ближайшее время свет увидит большое сравнение материнских плат, основанных на новой серии чипсетов.

Еще раз о функциональности

Для сегодняшней статьи мы решили опустить показатели чипсетов i945, так как разница между ними и i955X не слишком велика, а с учетом разброса в зависимости от платы, ее прошивки BIOS и погрешности тестирования — и вовсе исчезает. За примерной оценкой вы можете обратиться к нашим сравнительным тестированиям плат на i915/925, в общем же можно утверждать, что средняя плата на i955X приблизительно соответствует самым быстрым представителям i945. Если рассматривать пару i945/955 вместе, то от предшественников их отличает поддержка частоты процессорной шины 1066 МГц, но поскольку такой частотой FSB обладают всего два процессора серии Pentium 4 Extreme Edition с заоблачной стоимостью, то за реальное преимущество над i915/925 эту особенность можно не считать. Потенциальную возможность организации режима SLI на новых чипсетах тоже никак не отнесешь к преимуществам для обычного пользователя, и уж конечно поддержка интерфейса SATA-II в ICH7/R не даст превосходства по скорости над SATA/+AHCI в ICH6/R, так как читать даже из буфера со скоростью выше 150 МБ/с жесткие диски еще не научились.

Правда, главный повод для выпуска i945/955 — поддержка двухъядерных процессоров — остается их безусловным козырем, по этой возможности новички уникальны, и вопрос выбора чипсета (среди продуктов Intel) при желании приобрести Pentium D или Pentium Extreme Edition просто не стоит. Из прочих же характеристик, пожалуй, лишь один фактор вроде бы свидетельствует в пользу i945/955 — они позволяют работать с памятью DDR2-667. Понятно, что 667 больше чем 533 (и 400), так что привлекательность для неискушенного пользователя налицо. Искушенный же вспомнит, что пропускная способность процессорной шины Pentium 4 с частотой 800 МГц (а это максимум для всех современных процессоров Intel за двумя исключениями, упомянутыми выше) составляет всего 6400 МБ/с, что соответствует пропускной способности двухканальной DDR[2]-400 (для частоты FSB 1066 МГц, соответственно, — двухканальной DDR2-533). Теоретически, избыточная пропускная способность памяти нужна при операциях, предполагающих интенсивный обмен данными с иными, помимо процессора, устройствами (например, 3D-ускорителем), но обязательно при одновременном интенсивном обмене данными с процессором. На практике такая ситуация выглядит скорее экзотической, но, впрочем, повременим до реального тестирования.

Однако есть один фактор, который может придать большую привлекательность модулям памяти с большими цифрами в маркировке. Он тесно завязан на вторую важнейшую характеристику подсистемы памяти — задержки доступа. Действительно, производитель модулей устанавливает (в SPD), а пользователь может изменить (в BIOS Setup) тайминги памяти, определяющие задержки при выполнении типичных низкоуровневых операций с памятью: CAS# Latency, RAS# to CAS# Delay и Row Precharge (напомним, что задание тайминга TRAS большинством современных модулей игнорируется). Для DDR2 характерная величина задержки составляет 15 нс, что дает нам тайминги 3-3-3 для режима DDR2-400, 4-4-4 для режима DDR2-533 и 5-5-5 для режима DDR2-667. Модули памяти с такими таймингами можно назвать типичными. В то же время ряд производителей предлагает (за более высокую цену, разумеется) модули с пониженными таймингами — в числе таковых можно отметить наиболее распространенные DDR2-533 с 3-3-3 и DDR2-667 с 4-4-4 (поскольку основной тайминг CAS# Latency не может у DDR2 быть ниже 3, «продвинутые» модули DDR2-400 на рынке не представлены). В принципе, за совсем уж немаленькие деньги можно найти и более производительные модули (за примером далеко ходить не надо), но мы, с вашего позволения, не будем серьезно анализировать результаты столь экзотических пока продуктов. Таким образом, одна из целей сегодняшней статьи — проверить, в каких случаях поддержка памяти старше DDR2-400 нужна современным чипсетам для процессоров Intel, и нужна ли вообще.

Исследование производительности

Тестовый стенд:

  • Процессор: Intel Pentium 4 660J (3,6 ГГц, шина 800 МГц, ядро Prescott-2M), Socket 775
  • Материнские платы:
  • Память:
    • 2x512 МБ PC2-4300(DDR2-533) DDR2 SDRAM DIMM Corsair (CM2X512A-4300C3PRO), 3-3-3-8
    • 2x512 МБ PC2-5400(DDR2-667) DDR2 SDRAM DIMM Corsair (CM2X512-5400C4), 4-4-4-12
  • Видеокарта: ATI Radeon X800 XT 256 МБ
  • Жесткий диск: Seagate Barracuda 7200.7 (SATA), 7200 об/мин

Программное обеспечение:

  • ОС и драйверы:
    • Windows XP Professional SP2
    • DirectX 9.0с
    • Intel Chipset Software Installation Utility 7.0.0.1019
    • ATI Catalyst 5.2
  • Тестовые приложения:
    • RightMark Memory Analyzer 3.58
    • 7-Zip 4.10b
    • WinRAR 3.41
    • кодек DivX 5.2.1 Pro
    • кодек XviD 1.0.2 (29.08.2004)
    • SPECviewperf 8.01
    • Doom 3 (v1.0.1282)
    • FarCry (v1.1.3.1337)
    • Unreal Tournament 2004 (v3339)

Результаты тестов

В качестве представителя i955X для этого тестирования мы выбрали плату от Intel, которая с последними версиями BIOS подтянулась к остальным моделям на этом чипсете, и ее отставание от лидера (ASUS P5WD2 Premium; не принимает участие по техническим причинам) стало чисто номинальным. Для i925 выбор был проще: плата Gigabyte 8AENXP-D зарекомендовала себя лучшей в нашем сравнении моделей на i925XE, а кроме поддержки FSB 1066 МГц два варианта чипсета i925 ничем не отличаются. Модули памяти мы взяли «улучшенные» по нашей классификации, позволяющие стартовать на 533 и 667 МГц с таймингами на единицу меньше, чем у типичных модулей этих стандартов. Разумеется, «нормальные» модули тоже эмулировались с их помощью. Ну что ж, давайте наконец перейдем к результатам.

По скорости чтения из памяти (измеряемой при помощи нашего теста RightMark Memory Analyzer) равны и чипсеты, и все рассматриваемые режимы работы с памятью (максимальный разброс результатов не превышает 3%). Это неудивительно, ведь выше мы уже упоминали, что главным ограничителем является процессорная шина. Характерно небольшое просаживание предельной скорости чтения (с предвыборкой) именно для случая 2×DDR2-400, а вообще предельная скорость чуть выше теоретической (6400 МБ/с) из-за увеличенного кэша (L2) процессора.

Со скоростью записи в память все гораздо интереснее, хотя режим прямого сохранения данных всегда дает одинаковый результат (у платы Gigabyte эти цифры выше ровно на один процент, на который завышена частота FSB). Реальная же скорость записи заметно (на 12—17%) увеличивается при переходе от 2×DDR2-400 к 2×DDR2-533 и ощутимо (+5—10%) реагирует на снижение таймингов DDR2-533, чипсеты i955X и i925X[E] здесь показывают примерно одинаковый результат. Вот дальнейший рост частоты и снижение таймингов у DDR2-667 практически не дают эффекта, хотя еще пару процентов выгадать можно.

Латентность доступа — величина, напрямую определяемая таймингами памяти, так что мы естественно видим одинаковые показатели у всех режимов работы, в которых одинакова характерная величина задержки. DDR2-533@3-3-3 чуть быстрее чем DDR2-667@4-4-4, как и должно быть. i925XE немного превосходит i955X по латентности псевдослучайного доступа (которая показывает латентность собственно доступа к памяти), но истинно случайный доступ (характеризующийся частыми промахами D-TLB процессора) у i955X заметно лучше, так что контроллер памяти нового чипсета был, по всей видимости, переработан. Желающие могут скачать (архив RAR, 37 КБ) результаты тестирования RMMA еще нескольких режимов работы памяти (с разными таймингами), чтобы самостоятельно оценить их влияние на производительность.



Тестирование в реальных приложениях начинаем с архиваторов, как наиболее чувствительных к скорости подсистемы памяти. 7-Zip и WinRAR демонстрируют абсолютно одинаковую картину, но показатели последнего более наглядны, так как 7-Zip оперирует куда большими объемами памяти, процесс передачи которых несколько сглаживает разницу. Нельзя не заметить, что скорость архивирования определяется не только латентностью памяти, но и скоростью записи, так что режим 2×DDR2-400 немного уступает режимам с большей частотой работы памяти при тех же (в абсолютных значениях) задержках. i925XE проиграл своему преемнику, так как латентность при хаотичном доступе к страницам памяти у него хуже. В целом разница между конфигурациями невелика, порядка 8% в пределах чипсета.

Скорость кодирования видео, измеряемая согласно нашей открытой методике, как мы уже не раз убеждались, от производительности памяти почти не зависит. Небольшие различия (в пределах пары процентов) есть, и они полностью соответствуют уже отмеченным нами тенденциям, но даже завышенная на процент частота FSB (и, следовательно, процессора) у платы Gigabyte дает больший выигрыш.

Хотя результаты тестового пакета SPECviewperf и не представляют интереса в контексте сравнения настольных платформ, мы постоянно используем этот тест, так как он позволяет обнаружить интересные факты в работе графической шины системы и обеспечивает предельный режим работы с памятью, когда загружены и процессор, и видеокарта, и между ними идет интенсивный обмен данными. Мы привели показатели в трех из восьми подтестов пакета, которые демонстрируют наиболее интересные зависимости. 3dsmax-03 почти не реагирует на смену чипсета и режима работы памяти, но в 2×DDR2-400 на i925XE дает гигантский провал в скорости (~40%). proe-03 более чувствителен к скорости записи в память, медленные режимы DDR2-400 и DDR2-533 в этом подтесте отстают на величину до 6%, но, конечно, все затмевает провал (на 15—20%) i925XE/2×DDR2-400. ugs-04 явно реагирует на латентность памяти, давая вполне приличный разброс в 9% между разными режимами на i955X, но его уверенно перекрывает 17-процентное отставание i925XE/2×DDR2-400 (при том, что в остальных режимах i925XE полностью на уровне).

Вывод очевиден: переделка контроллера памяти и/или контроллера графической шины (PCI Express x16) в i955X исправляет проблему, которая существовала у предшественников этого чипсета в означенном предельном режиме: ПСП памяти и FSB совпадают, и существует дополнительная потребность в передаче данных для периферийных устройств. Посмотрим, однако, как этот эффект проявит себя в реальных 3D-приложениях — играх.

В Doom 3 ничего неожиданного не видим, режимы, которые должны быть менее скоростными, такими и являются, максимальная разница составляет 4%, i925XE совершенно не хуже i955X, в 1600×1200 при высшем качестве картинки все тестовые системы финишируют наравне.

В Unreal Tournament 2004 — аналогично (разница менее 3%), однако злосчастный режим i925XE/2×DDR2-400 все-таки немного проседает в 1600×1200 — на 6%.



В FarCry отслеживаемый нами эффект отставания i925XE с 2×DDR2-400 проявляется более ярко, уже при 1280×1024 и высоком качестве графики, причем величина провала достигает 30%, в то время как остальные режимы отличаются друг от друга не более чем на 5%.

Выводы

Если вам нужен двухъядерный процессор от Intel и материнская плата на чипсете того же производителя, то выбор ограничен i955X и серией i945. Но с учетом примерно одинаковой прочей функциональности семейств чипсетов i915/925 и i945/955, поддержка последними памяти DDR2-667 выглядит как почти единственное их преимущество при работе с одноядерными процессорами. На поверку, однако, оказывается, что преимуществ по скорости в штатных режимах эта поддержка вообще не дает. Очень небольшое ускорение можно получить, применяя модули DDR2-533 и DDR2-667 с пониженными относительно нормальных таймингами. Оставляя в стороне вопрос о целесообразности покупки таких модулей, нельзя не отметить, что во всех реальных приложениях память DDR2-533 с таймингами 3-3-3 быстрее [сопоставимой по цене и доступности] DDR2-667 с 4-4-4, и, таким образом, покупать плату на i945/955 имеет смысл только ради последующей установки по-настоящему элитных модулей DDR2-667 с основными таймингами не более 3.

В процессе тестирования мы неожиданно обнаружили еще один довод в пользу новых чипсетов Intel: как выяснилось, при предельной одновременной загрузке графической и процессорной шин чипсета, i925XE (и того же следует ожидать от i925X и серии i915) начинает сильно тормозить при работе памяти в режиме 2×DDR2-400. Эффект стабильно наблюдается в синтетическом приложении SPECviewperf, а также в высших режимах некоторых игр. Впрочем, покупка DDR2-533 хотя бы с номинальными таймингами в этой ситуации спасает не хуже и выглядит, пожалуй, более разумной. Таким образом, на сегодня двухканальной памяти DDR2-400 совершенно достаточно в большинстве типичных ситуаций, энтузиасты могут потратиться на DDR2-533 с пониженными таймингами, а неограниченные в средствах фанаты — на DDR2-667 со сверхсниженными таймингами (и только в последнем случае оправдан выбор платы на i945/955). Отдельный разговор — о разгоне процессора по шине, но общей информации, представленной в данной статье, очевидно, достаточно для того, чтобы предсказать потребность в более или менее быстрой памяти у такой разогнанной системы.




Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.