Семейство чипсетов NVIDIA nForce4 для платформы AMD64


Первое поколение nForce3 (nForce3 150) получилось не слишком впечатляющим по функциональности, а поскольку скорость работы всех чипсетов под процессоры AMD64 примерно одинакова, то больше им отличиться оказалось нечем. В отсутствие таких функций, как DASP и SoundStorm (которые, собственно, и обеспечили NVIDIA успех на рынке чипсетов), компания выезжала только за счет завоеванного именем nForce авторитета. Затем последовала серия nForce3 250, не позволившая обойти конкурентов на корпус (как во времена nForce2), но все-таки равная среди первых. Теперь переход на новый индустриальный стандарт — PCI Express — привел к смене номера, и улучшенное семейство nForce3 250 стало именоваться nForce4, с «четверкой» которого тесно связано другое «сладкое» имя, находящееся сейчас чуть ли не в центре внимания компьютерной прессы, — SLI.

Чипсеты семейства NVIDIA nForce4

Новое поколение чипсетов компании представлено тремя продуктами. Базовая версия именуется «просто» nForce4, версия с расширенной функциональностью — nForce4 Ultra, и, наконец, интуитивно понятное улучшение отличает топовую версию — nForce4 SLI.

Представленная блок-схема отмечает характерные особенности топового продукта линейки, так что опишем функциональность на примере этого чипсета, а затем начнем отнимать.

Итак, nForce4 SLI обеспечивает следующую функциональность:

  • двунаправленная шина HyperTransport (частота работы 1 ГГц, ширина 16 бит в каждом направлении) до процессора (с интегрированным контроллером памяти);
  • графический интерфейс PCIEx16 с возможностью «разбивки» на два канала PCIEx8 для организации SLI;
  • выделенный блок, обеспечивающий работу двух видеоускорителей в режиме SLI;
  • до 3 портов PCIEx1;
  • до 6 слотов PCI;
  • до 4 портов Serial ATA на 4 устройства SATA300 (SATA II, второе поколение стандарта), с поддержкой функций вроде NCQ);
  • до 4 устройств (2 канала) ATA133;
  • возможность организации RAID-массива уровней 0, 1 и 0+1 из дисков, подключенных к любым из встроенных ATA-контроллеров;
  • до 10 устройств USB 2.0;
  • MAC-контроллер для сети 10/100/1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet) с поддержкой функций программно-аппаратного брандмауэра;
  • AC'97-аудио (7.1) и MC'97-модем;
  • обвязка для низкоскоростной и устаревшей периферии.

Чипсет nForce4 Ultra отличается от nForce4 SLI лишь отсутствием поддержки SLI (допустим только один слот PCIEx16 для графики), а базовая версия вдобавок работает только с дисками SATA150 и не имеет аппаратного блока брандмауэра. Теперь давайте поподробнее рассмотрим некоторые возможности семейства nForce4.

Параметры шины HT (до процессора) максимальны среди конкурентов, причем даже нынешние скорости (1 ГГц, 16/16 бит) сильно избыточны, так что повышаться в обозримом будущем не должны, ну а меньше, понятно, никто теперь делать не станет. Как и прочие первенцы с поддержкой PCI Express, семейство nForce4 имеет графический интерфейс PCIEx16 вместо AGP, отличительной особенностью является лишь возможность «перераспределить мощности» для работы двух видеокарт в паре у nForce4 SLI. Кстати, могут ли чипсеты других производителей обеспечивать режим SLI? Из наших материалов вы уже знаете, что в принципе это возможно. Однако VIA, например, предпочитает уходить от ответа на прямой вопрос и предлагает подождать развития событий. В общем, официально единственной платформой для SLI является чипсет nForce4 SLI (из настольных решений компании).

Функциональность, традиционно относимая к южному мосту, у nForce4 тоже на высоте, сделан очередной шаг вперед. Поддержка периферийных карт расширения теперь дополнена слотами PCIEx1 (правда, самих карт этого формата на рынке все еще нет), увеличено до 10 количество портов USB 2.0 (а все остальные производители «замерли» на цифре 8). Уникальный дисковый контроллер, позволяющий объединять в RAID-массив диски с разными интерфейсами, получил поддержку 4 накопителей (раньше для двух требовался внешний PHY-контроллер), скоростей SATA II (3 Гбит/с) и соответствующей расширенной функциональности вроде NCQ (конвейеризации команд) — теперь дело за дисками. (Напомним, однако, что последнее — прерогатива лишь nForce4 Ultra и SLI.) Впрочем, чистая скорость SATA II в обозримом будущем востребована не будет. Кроме того, сохранились два канала для поддержки 4 ATA133-устройств, что не может не радовать обладателей большого количества накопителей этого стандарта.

NVIDIA также (единственная на рынке) предлагает интегрированный в чипсет MAC-контроллер гигабитной сети. Раньше, до появления PCI Express, это было оправданное решение, так как подключение гигабитного сетевого адаптера по шине PCI (а других вариантов в настольных системах не оставалось) могло ограничивать пропускную способность. Однако пропускной способности даже PCIEx1 хватает для этой цели с избытком, так что большинство производителей чипсетов (включая Intel и VIA) предпочли оставить реализацию Gigabit Ethernet внешним контроллерам с интерфейсом PCI Express, благо это обойдется дешевле, чем интегрированный в чипсет MAC и все равно необходимый внешний PHY. NVIDIA подчеркивает привлекательность своего решения функцией брандмауэра (firewall) с частично-аппаратной реализацией — ActiveArmor.

Интегрированный блок контекстной фильтрации (stateful inspection) TCP/UDP-пакетов на аппаратном уровне освобождает центральный процессор от значительной части работы по фильтрации трафика, а простой в обращении даже для новичков программный брандмауэр обеспечивает защиту системы от атак из интернета, некоторых вирусов и т. п. Впрочем, приводимые компанией цифры в >70% загрузки процессора (без аппаратного брандмауэра) представляются весьма сомнительными и могут быть справедливы лишь для случая целенаправленной распределенной атаки на рассматриваемый компьютер либо программного брандмауэра с неэффективным кодом. Таким образом, мы полагаем технологию ActiveArmor приятным дополнением для покупателя, но отнюдь не первоочередным фактором при выборе системы, тем более что аппаратная поддержка брандмауэра присутствует лишь в nForce4 Ultra/SLI, а владельцы плат на базовой версии nForce4 получат лишь программный продукт, один из многих на рынке.

В возможные недостатки современной линейке чипсетов NVIDIA могут быть записаны лишь 8-канальный звук стандарта AC'97 (вместо поддержки High Definition Audio) да отсутствие более сложных режимов RAID, чем 0+1. Впрочем, nForce4 все равно является самым функциональным из уже анонсированных чипсетов на рынке, а уж его версии Ultra и особенно SLI по функциональности просто уникальны.

Исследование производительности

Тестовый стенд:

  • Процессор: AMD Athlon 64 4000+ (2,4 ГГц), Socket 939
  • Материнские платы:
  • Память: 2x512 МБ PC3200(DDR400) DDR SDRAM DIMM Corsair, 2-2-2-5
  • Видеокарта: [PCIEx16] 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 9.0c
    • VIA Hyperion 4.55v
    • ATI SMBus 5.10.1000.4
    • NVIDIA nForce Unified 5.10
    • NVIDIA nForce IDE 2.7 v4.64
    • Silicon Image SATA RAID 1.0.0.51
    • ATI Catalyst 4.11
  • Тестовые приложения:
    • RightMark Memory Analyzer 3.42
    • 7-Zip 4.10b
    • WinRAR 3.41
    • Mainconcept MPEG Encoder 1.04.02
    • 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

Итак, сравнивать мы будем серийную плату на nForce4 Ultra (нет ни малейших оснований подозревать, что nForce4/SLI будут отличаться от версии чипсета Ultra при прочих одинаковых комплектующих) и два инженерных образца плат на других чипсетах для AMD64 с поддержкой PCI Express.

Начинаем мы традиционно с низкоуровневого тестирования памяти при помощи RightMark Memory Analyzer и… сразу же сталкиваемся с заметным превосходством новичка над обоими уже исследованными нами чипсетами. Причем разница в показателях очень значительная (до +17% при реальной записи в память!), никакими привходящими обстоятельствами вроде привычно слегка завышенной частоты FSB серийной платы ее не объяснить.

Проверяем тестом латентности памяти, и сомнения отпадают: в данных условиях nForce4 однозначно быстрее продуктов ATI и VIA. Как же так? А наши произносимые уже скороговоркой и затасканные от постоянного повторения фразы об одинаковой скорости всех чипсетов, не имеющих контроллера памяти (он встроен в процессор AMD64)?.. Однако наши постоянные читатели могут припомнить, что с подобной ситуацией мы уже сталкивались. Дело тогда оказалось в неотключаемом из BIOS параметре «2T Command Rate» (он предназначен для более стабильной работы при более высокой частоте памяти или использовании большого количества модулей памяти). Действительно, в BIOS обоих инженерных образцов и ECS KN1 Extreme этот параметр не подлежал изменению, но, как выяснилось, у серийной платы ECS он при этом был всегда установлен в «скоростное» положение «1T Command Rate», а производители референсных плат сочли, что важнее стабильность. К настоящему моменту мы уже успели изучить серийную плату на VIA K8T890 от Albatron (ее обзор ждите в самое ближайшее время), которая допускает расширенное управление таймингами и прочими параметрами работы памяти. Результаты тестирования этой платы в режимах «1T» и «2T» практически полностью совпали с таковыми для, соответственно, ECS KN1 Extreme (nForce4 Ultra) и VIA VT5867A (VIA K8T890).





Впрочем, в реальных приложениях, включая наиболее требовательные к скорости памяти — архиваторы, выигрыш режима «1T» у «2T» (а не nForce4 у конкурентов!) не столь велик и составляет примерно 2—4%.

Отметим единодушие всех тестов пакета SPECviewperf, отдавших предпочтение nForce4 с преимуществом в 5—6%. Возможно, это тот же самый эффект «1T/2T» (хотя разница и великовата), а возможно…

…Возможно, что не все так просто, потому что в играх результаты nForce4 не столь однозначны. В Doom 3 все чипсеты финишируют с примерно одинаковым результатом, причем во всех режимах, а в минимальном, где скорость памяти должна была, по идее, принести победу nForce4, остальные два конкурсанта даже выглядят чуть-чуть побыстрее.

В Unreal Tournament 2004 nForce4 предсказуемо выигрывает во всех режимах пару процентов.

Самая интересная картина в FarCry: в низких разрешениях nForce4 проигрывает (аж до 6%), зато в высоких разрешениях при усложненном уровне графики выходит вперед. Напрашивается предположение, что NVIDIA (то ли на уровне драйверов чипсета, то ли скрытыми параметрами в BIOS) оптимизирует работу для графических приложений таким образом, чтобы в наиболее тяжелых режимах nForce4 выглядел предпочтительнее (даже за счет поражения в синтетически-легких режимах). Не исключено также, что это сказывается работа чипсетного блока, отвечающего за SLI (да, официально его в nForce4 Ultra нет, но что там на уровне кремния — кто знает…). В общем, здесь мы попробуем подождать и накопить статистику.

Выводы

Семейство nForce4 предлагает на момент анонса (и даже на момент выпуска серийных плат) наилучшую функциональность дискретных чипсетов для платформы AMD64. Нам в очередной раз остается пожалеть, что компания не делает чипсетов под Pentium 4 (впрочем, с этим ждать осталось недолго) и перестала интегрировать графику — думается, спрос на интегрированные nForce4 был бы значительным. Что до скорости протестированных нами решений, тут новый чипсет NVIDIA ничем не выделяется, да и не должен. Разве что интригует скорость этого продукта в ресурсоемких 3D-приложениях, но в этих нюансах мы постараемся разобраться со временем. Стоит ли чипсет того, чтобы немедленно бежать за платами на его основе в магазин? Если вы ждали перехода на PCI Express и вам не нужна интегрированная графика, то ответ — да, в обозримом будущем ничего более интересного не будет. С другой стороны, если у вас уже собрана система на процессоре архитектуры AMD64, то никаких оснований для немедленного апгрейда нет: вы не выиграете ни в скорости, ни в функциональности (для реального сегодняшнего применения).

Однако, все эти соображения не имеют никакого значения, если вы просмотрели эту статью в поисках аббревиатуры SLI. Действительно, по нашим данным, выигрыш от использования двух видеоускорителей NVIDIA в паре значителен, так что если вы собираете бескомпромиссную игровую машину, плата на чипсете nForce4 SLI — ваш выбор, и пожалеть о нем вряд ли придется.




Дополнительно

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.