Введение
Те, кому требовалась оперативная память более 64 Мбайт, и кто, кроме того, хотел использовать достоинства графической карты c AGP, до сих пор был вынужден пользоваться дорогой системой Pentium-ІІ с чипсетами от Intel. Однако сейчас, в качестве альтернативы, появилось несколько чипсетов для 5х86-х процессоров с аналогичными возможностями. Они не только поддерживают слот AGP и способны предложить большой объем RAM, но и отчасти предлагают тактовую частоту системной шины в 100 мегагерц.
В настоящий момент, Intel, занимающий ведущее положение на рынке чипсетов для материнских плат, по данным Institute for Information Industry с Тайваня, потерял более 11% своей доли в связи с появление серьезной конкуренции со стороны Socket 7. Эта тенденция может продолжиться и в будущем, потому что новые поколения чипсетов, выпускаемые ALi, SiS, VIA, по своим характеристикам уже не только сравнялись с образцами Intel, но по все большему числу параметров стали превосходить их.
Эти модели имеют большую область кэширования, т.е. кеш второго уровня способен теперь перекрывать более 64 Мбайт основной памяти. Однако производители, бросившие вызов Intel, предлагают еще и поддержку AGP в Socket-7 системах. Благодаря этому AGP наконец получает доступ в область действия 5х86-ых, что особенно обрадует любителей игр, у которых кошелек не слишком объемист.
Более того, некоторые новейшие чипсеты поддерживают пропагандируемый AMD Super Socket 7, с которым предстоит работать будущим поколениям К6. Это процессорное гнездо, полностью совместимое "сверху вниз" с завоевавшим авторитет 5х86-ым слотом, по праву носит имя "супер". Ведь оно может работать с внешней тактовой частотой до 100 МГц. В этом отношении классическое 5х86-е гнездо Intel ограничено только 66 МГц.
Преимущества очевидны: теперь не только кэш второго уровня, расположенный у 5х86-ых вне процессора, но и память могут работать с более высокой тактовой частотой. Особенно это преимущество заметно в связи с применением более быстрого кэша второго уровня, который раздвигает "иголочное ушко" классических 5х86-х и заметно сокращает отрыв от Pentium ІІ. Однако, тем не менее 5х86-й в Super Socket 7 не может работать на равных с Pentium II: встроенный в Pentium II кэш второго уровня всегда работает на тактовой частоте равной половине тактовой частоты процессора, а на данный момент она составляет у всех современных версий Pentium II (от 233 до 400 МГц) гораздо больше, чем 100 МГц.
Более быстрый доступ к основной памяти играет, напротив, не столь важную роль, т.к. программный код типичных прикладных функций персональных компьютеров обладает высокой локальностью и потому по преимуществу действует в кешах L1 и L2. Кроме того, 15 апреля нынешнего года Intel, представил чипсет 440ВХ, у которого тактовая частота внешней шины процессора также составляет 100 МГц.
С высокопроизводительными и к тому же дорогостоящими процессорами Pentium II Super Socket 7 вряд ли сможет конкурировать. Он ориентируется скорее на Intelовский общедоступный ("народный") компьютер на Pentium II с чипсетом 440ЕХ и процессором Celeron. И в сравнении с ним решения на базе Super Socket 7 имеют больше шансов стать победителями в этой гонке.
440ЕХ представляет собой ни что иное, как несколько облегченный чипсет 440LX, работающий, как и прежде, с тактовой частотой шины в 66 МГц и способный управлять всего лишь тремя слотами PCI. Кроме того, он поддерживает лишь два гнезда DIMM, что на обозримое время ограничивает предельный объем основной памяти величиной в 256 Мбайт.
Однако главным недостатком "народного" компьютера Pentium II является его процессор: в отличие от существующего сейчас Pentium II у Celeron нет кеша второго уровня. В результате этого он утратит все то, что до сих пор делало Pentium II более быстрым, чем стандартный Pentium, если Intel не пожелает увеличить кэш L1. Вероятно, он даже безнадежно отстанет в конкурентной борьбе, потому что до сих пор не виден даже на горизонте чипсет для Celeron, благодаря которому последний мог бы получить поддержку, по крайней мере, кеша второго уровня на материнской плате.
Лишь Mendocino, который должен последовать за Celeron, вновь должен иметь кэш второго уровня, но появление его объявлено только на четвертый квартал. Так что у AMD и Ко. остается еще некоторое время, для того чтобы захватить долю на рынке. Кроме того, остается под вопросом, действительно ли народный компьютер Pentium II будет таким дешевым, как сейчас многие полагают. Дело в том, что Intel уже вновь поднял цену на чипсет 440ЕХ с объявленных 29 долларов до 33,50 долларов. Только в третьем квартале предполагается снизить цену до 28,50 долларов. Тогда очевидно и 440LX должен будет подешеветь (34,70 долларов вместо 36,50 долларов).
Однако для Super Socket 7 и его тактовой частоты шины в 100 МГц приспособлены пока что лишь немногие чипсеты. Многие материнские платы, хотя и украшены в рекламных целях характеристикой 100 МГц, не учитывают спецификации чипсетов.
Некоторые производители материнских плат, кстати, дали собственные наименования используемым чипсетам. Так, например, EliteGroup переименовала SiS 5591 в TX AGP, в то время как тот же самый чипсет у EagleMax называется TX AGP Pro. Под именем ETEQ EQ82C6628 скрывается VIA Apollo VP3. На самом же деле, чипсетов для Socket-7, поддерживающих AGP, всего четыре: SiS5591, ALI Alladin V, VIA VP-3 и VIA MVP-3. Внешнюю частоту 100 МГц официально поддерживают только Alladin V и MVP-3.
ALi Aladdin V
К числу наиболее интересных новинок среди новых чипсетов безусловно относится ALI Aladdin V. Он состоит из Host-Bridge M1541 и PCI-to-ISA-Bridge M1543. Как и его предшественник, Aladdin IV+, ALi Aladdin V позволяет использование шины PCI в асинхронном режиме. Это означает, что он не использует ни чисто двоичный делитель, ни отдельный генератор тактовой частоты. Однако при внешней тактовой частоте 75 МГц или 83 МГц используется делитель на 2,5, что обеспечивает частоту шины PCI в 30 или 33 МГц. Новинкой является делитель на 3, позволяющий получить в соответствии со спецификацией 33 МГц на шине PCI при тактовой частоте шины 100 МГц.
Подобным же образом ALI Aladdin V поддерживает частоту шины AGP в рамках спецификации: при частоте 75 МГц тактовая частота AGP — 60 МГц, при частоте 83 и 100 МГц — 66 МГц. Согласно измерениям, асинхронный режим ни на шине AGP, ни на шине PCI не дает снижения производительности. Интенсивность информационного потока составляет на обеих шинах от 89 до 135 Мбайт в секунду, что приближается к пределу, достижимому на 5х86-х процессорах.
Кеш второго уровня у ALI Aladdin V может иметь объем от 256 килобайт до 1 Мбайт и при частоте 66 МГц достигает интенсивности информационного потока в 71 Мбайт в секунду. Если поднять частоту до 100 МГц, то можно достигнуть весьма внушительного показателя в 106 Мбайт в секунду. Однако для достижения бесперебойной работы необходимо иметь быстрые чипы Pipelined-Burst со временем доступа максимум 5 ns.
ALI Aladdin V в высшей степени элегантно не допускает даже появления каких-либо проблем с tag- RAM при режиме 100 МГц: как биты valid и dirty (16Kx2), так и tag-RAM объемом 16Кх10 бит интегрированы в наборе чипов. Необходимо, чтобы при этом сами чипы кеша могли выдерживать частоту 100 МГц. Имея кеш объемом 256 Кбайт, вы получаете область кэширования в ОЗУ объемом 256 Мбайт, а если первый будет иметь объем 512 Кбайт, то область кэширования составит соответственно 512 Мбайт.
В то же время интегрированный tag-RAM оказывается недостаточным для получения большей области кэширования с соответственно более крупным кешем. Чипсет, однако, позволяет совершить переход к внешнему tag-RAM только при тактовой частоте максимум 83 МГц. Тем не менее, имея tag-RAM объемом 32Кх10 (9 ns) и кеш в 1 Мбайт, вы можете кешировать все физическое адресное пространство объемом в 4 Гбайт.
ALI и в самом деле поддерживает четыре гигабайтных модуля RAM, расположенных в четырех гнездах DIMM. Однако, потребуется еще некоторое время, прежде чем на рынке появятся подходящие модули. Гораздо более реальной является возможность использования контроля четности или ЕСС. Кстати говоря, в отличие от многих других чипсетов у ALI Aladdin V при использовании ЕСС не происходит снижение производительности.
Критической точкой у прежнего Aladdin IV+ был медленный интерфейс RAM (42 Мбайт в секунду), который к тому же функционировал с EDO DRAM быстрее, чем с SDRAM. У ALI Aladdin V ситуация гораздо лучше: оборудованный SDRAM, он в зависимости от тактовой частоты может достигать скорости от 52 до 68 Мбайт в секунду. Благодаря этому он заметно отодвигает на второй план все остальные 5х86-е чипсеты.
Только 440LX и 440BX превосходят эти показатели — 72 Мбайт в секунду при частоте шины 66 МГц.
Прочие характеристики ALI Aladdin V следующие: он поддерживает до пяти мастер-слотов PCI и слот AGP с режимом 2х. Для процессоров Cyrix и IBM линий М1 и М2 он предлагает функционирующую поддержку Linear Burst, что позволяет процессорам получить быстрый доступ к кешу, причем при этом не возникает никаких трудностей. Разумеется, ALI Aladdin V предлагает также поддержку ACPI. Поскольку он является универсальным чипсетом, его можно также использовать для ноутбуков как при напряжении 2,5 В, так и при обычных 3,3 В.
Единственное но — имеющийся в настоящее время ревижн C этого чипсета имеет ошибки в контроллере AGP, которые будут устранены лишь к шестой ревизии F.
SiS 5591/5595
Создавая версию чипсета, рассчитанную на применение AGP, SiS отошел от своих обычных решений. Чипсет состоит из двух блоков, Host-Bridge 5591 и ISA-Bridge 5595. В отличие от ALI Aladdin V SiS 5591 не является чипсетом на 100 МГц.
Однако на практике ситуация выглядит несколько более запутанно. Так, этот чипсет хорошо поддерживает асинхронный режим работы шин AGP и PCI, что собственно говоря имеет смысл только для тактовых частот шины выше 66 МГц. Впрочем, нам удалось выяснить, что 5591-й может очень стабильно работать только до частоты 83 МГц, но не более. Заметим, однако, что SiS не дает гарантии, что SiS 5591 будет стабильно работать при частоте выше 66 МГц при любых условиях эксплуатации. В случае возникновения проблем следует предъявлять претензии к производителю платы, если он ее соответствующим образом рекламировал.
Если не учитывать данную несогласованность, то SiS 5591 в целом оставляет хорошее впечатление. Его кеш второго уровня с максимальным объемом 1 Мбайт работает весьма успешно. При частоте 66 МГц на хорошо конфигурированных платах скорость передачи данных доходит до 74 Мбайт в секунду, что примерно достигает уровня 430ТХ. Если перевести чипсет на частоту 83 МГц, то он способен дать даже 92 Мбайт в секунду. Чтобы эта способность была стабильной, производителям материнских плат следовало бы принять некоторые меры: в частности, время доступа чипов кеша должно составлять максимум 6 ns, а у tag-RAM — 9 ns. Но последний показатель пока еще трудно получить, по этой причине большинство производителей обходятся сейчас 10 ns чипами.
Как и ALI Aladdin V, SiS 5591 обладает интегрированным RAM для битов valid и dirty. Однако у SiS 5591 он больше — 32Кх2. Этим обеспечивается, что область кеширования будет составлять 128 Мбайт при внешнем tag-RAM объемом 8 Кбит и кэш второго уровня объемом 512 Кбайт. Аналогичным образом кэш объемом 1 Мбайт обеспечивает область кэширования в 256 Мбайт, а кэш объемом 256 Кбайт — область кеширования 64 Мбайт.
Интерфейс DRAM у SiS 5591 работает не так быстро, как у ALI Aladdin V, но и медленным его нельзя назвать ни в коем случае. Если хорошо конфигурированную плату укомплектовать SDRAM, то в зависимости от тактовой частоты, она сможет прокачивать от 42 до 52 Мбайт в секунду. Благодаря трем поддерживаемым слотам DRAM, возможен запуск до 768 Мбайт основной памяти, однако, область кэширования не превышает при этом 256 Мбайт. При этом можно использовать ЕСС, но при условии, что производитель платы предусмотрел в BIOS соответствующую функцию.
У хорошо адаптированной и конфигурированной платы на SiS 5591 хорошо происходит и перенос данных по шинам AGP и PCI. Но если программист BIOS допустит небрежность, то вместо 90 Мбайт в секунду по шине будет передаваться только 67 Мбайт в секунду.
Особенностью, типичной для SiS, является EIDE-Bridge, расположенный в Host-Bridge. Благодаря перемещению этого узла в центральный блок чипсета SiS ожидает повышения скорости передачи данных. Однако, во время тестирования, преимущество по сравнению с другими чипсетами не обнаруживается.
ISA-Bridge 5595, применяемый с 5591, наряду с уже ставшим обязательным контроллером USB имеет еще такие функции, как контроль за напряжением, температурой или вентилятором. Дополнительно SiS оснастил 5595-й еще и часами реального времени и контроллером клавиатуры. Как и все современные чипсеты PCI, связка SiS 5591/5595 полностью пригодна для АСPI и готова благодаря этому работать с Windows 98.
VIA Apollo VP3
VIA Apollo VP3 приобрел известность, будучи первым 5х86-м чипсетом с поддержкой AGP. Он состоит из CPU-Bridge VT82C597 и ISA-Bridge VT82C5х86B.
Кроме определения "первый" этот чипсет мало чем отличается от других: кеш-контроллер, правда, способен управлять кешем второго уровня объемом до 2 Мбайт в режиме write-back, но до сих пор не существует плат, которые использовали бы это. Проводя измерения, скорость кеша второго уровня оказалась от 24 Мбайт в секунду до 53 Мбайт в
секунду.
Еще хуже обстоят дела на шине памяти — VIA Apollo VP3: оборудованный модулями SDRAM достигает скорости всего 36 Мбайт в секунду, а с EDO DRAM — даже 24 Мбайт в секунду. Вместе с тем запуск шины AGP и PCI происходит быстрее: скорость передачи данных до 100 Мбайт в секунду, что соизмеримо с результатами других чипсетов.
VIA Apollo VP3 позволяет осуществлять только синхронную эксплуатацию шины PCI и AGP. Вследствие этого исключаются все внешние тактовые частоты, превышающие 66 МГц, поскольку в этом случае невозможно будет обеспечить работу в соответствии со спецификацией ни шины PCI, ни слота AGP. Правда, на практике все проверенные карты AGP функционируют и с тактовой частотой AGP 75 МГц, но ни один производитель этого не гарантирует. При частоте 83 МГц все зависит от случая: многие карты AGP допускают ошибки в элементах растра.
Удивительные вещи происходят у VIA Apollo VP3 с поддержкой Linear Burst: согласно описанию она должна иметься в наличии, и, по крайней мере, некоторые платы стабильно работают в этом режиме. Но многие платы с VIA Apollo VP3 не поддерживают эту опцию, хотя при применении процессора Cyrix или IBM она могла бы дать дополнительную производительность.
VIA Apollo МVP3
Новейший VIA Apollo МVP3 является, по меньшей мере, номинально — вторым подлинным чипсетом на 100 МГц. Однако, по сей день еще нельзя приобрести материнские платы с этим чипсетом. Вместе с тем полученные результаты на прототипах дают мало материала для выводов. Единственное, что известно, что этот чипсет имеет асинхронный режим для шин PCI и AGP. Но мощность будущих серийных плат с VIA Apollo МVP3 пока непредсказуема.
