Тестирование материнских плат на чипсете NVIDIA nForce2

Алексей Шобанов

Введение

NVIDIA nForce2

Методика тестирования

Критерии оценки

Выбор редакции

Участники тестирования

   ABIT NF7-S

   ASUS A7N8X

   Chaintech 7NJS

   MSI K7N2 (MS-6570)

   Soltek SL-75FRN-L

Результаты тестирования

 

В тестовой лаборатории «КомпьютерПресс» проведено тестирование пяти материнских плат, построенных на основе набора системной логики nVIDIA nForce2, в варианте чипсетной связки nForce2 SPP и nForce2 MCP-T (nForce2 MCP), для процессоров AMD Athlon/Duron/Athlon XP на предмет определения их производительности. Тестировались: ABIT NF7-S, ASUS A7N8X, Chaintech 7NJS, MSI K7N2, Soltek SL-75FRN-L.

Введение

Первая в этом году статья о тестировании системных плат, предназначенных для построения настольных компьютерных систем на базе процессоров компании AMD, будет посвящена материнским платам, основанным на наборе системной логики NVIDIA nForce2. Системные платы на этом чипсете еще не достаточно широко представлены на российском рынке, да и компаний, освоивших выпуск плат на NVIDIA nForce2, совсем не много. Но несмотря на это, интерес к данной категории продукции огромен хотя бы потому, что при проектировании первой версии своего чипсета специалисты компании NVIDIA реализовали целый ряд интересных технических идей, вследствие чего системные платы на его основе имеют превосходную производительность и функциональность. Что же представляет собой новый набор системной логики компании NVIDIA и каковы возможности новых моделей материнских плат на его основе? На эти вопросы мы и постарались ответить нынешним тестированием. В испытаниях приняли участие системные платы пяти производителей: ABIT NF7-S, ASUS A7N8X, Chaintech 7NJS, MSI K7N2, Soltek SL-75FRN-L. Но прежде чем перейти непосредственно к описанию проведенных в нашей тестовой лаборатории испытаний, по уже сложившейся традиции рассмотрим основные особенности чипсета, на базе которого были созданы участвующие в тестировании материнские платы.

В начало В начало

NVIDIA nForce2

Первый опыт компании NVIDIA по созданию системной логики, предназначенной для работы с десктопными процессорами AMD, оказался настолько успешным, что выпуск нового чипсета этой компанией, название которой теперь ассоциируется не только с линейкой графической логики, стал вполне логичным. Чипсет nForce2 оказался достойным продолжателем славных традиций своего предшественника — набора системной логики NVIDIA nForce. В новом чипсете получил свое дальнейшее развитие целый ряд оригинальных технических решений, нашедших свое воплощение в первом продукте этой серии. Как и в случае с чипсетом nForce, микросхемы северного и южного мостов, которые производитель традиционно называет процессорами, выпускаются в двух вариантах:

  • микросхема северного моста с интегрированным графическим ядром GeForce4 MX — nForce2 IGP (Integrated Graphics Processor);
  • микросхема северного моста без интегрированного графического ядра — nForce2 SPP (System Platform Processor);
  • базовая модель микросхемы южного моста — nForce2 MCP (Media and Communications Processor);
  • микросхема южного моста, обладающая расширенными функциональными возможностями,  — nForce2 MCP-T (Media and Communications Processor Turbo).

Микросхемы северного моста nForce2 IGP и nForce2 SPP различаются лишь наличием в первой интегрированного графического ядра, в остальном же их структура полностью идентична. Наше нынешнее тестирование, как сообщалось ранее, посвящено материнским платам, основанным на наборе системной логики NVIDIA nForce2, в качестве микросхемы северного моста в котором использован чип nForce2 SPP, поэтому при описании возможностей этого чипсета компании NVIDIA мы не будем рассматривать возможности интегрированного графического ядра.

Контроллер системной шины микросхемы северного моста позволяет взаимодействовать с центральным процессором, в качестве которого может выступать любая модель из семейства AMD Athlon/Duron/Athlon XP на частоте 200, 266 или 333 МГц. Контроллер графического порта чипа nForce2 SPP полностью соответствует требованиям спецификации AGP 3.0, что обеспечивает возможность поддержки интерфейса AGP 8x. Это позволяет повысить пропускную способность 32-битного интерфейса графического порта до 2,1 Гбайт/с, что вдвое больше, чем в случае AGP 4x, когда пропускная способность шины графического порта едва превышает 1 Гбайт/с. Особого внимания заслуживают реализованные механизмы работы с памятью. При разработке архитектуры микросхемы северного моста набора системной логики NVIDIA nForce2 за основу были взяты наработки и технические решения, примененные в предыдущем чипсете, но при этом был внесен ряд нововведений и усовершенствований, еще более увеличивших эффективность этих механизмов, которые прекрасно зарекомендовали себя и стали своего рода визитной карточкой продукта NVIDIA nForce. В новом варианте чипа северного моста была использована DualDDR-архитектура работы с памятью, являющаяся слегка усовершенствованным вариантом хорошо знакомой нам TwinBank-архитектуры. В ее основу положены два 64-битных контроллера памяти. Применение этих двух контроллеров — вовсе не то же самое, что использование одного 128-битного: такой подход позволяет снизить задержки (латентность) при обращении к памяти. Это объясняется тем, что данные контроллеры памяти являются полностью идентичными, независимыми и работают одновременно, при этом реализованный интеллектуальный арбитраж памяти гарантирует целостность данных. Поддерживается работа трех DIMM-слотов памяти, в которых возможно размещение DDR SDRAM-модулей различной организации, объема и скорости (рабочей частоты). В случае использования различных модулей памяти происходит их выравнивание в соответствии с характеристиками наиболее «медленного» модуля. Адресное пространство памяти увеличено до 3 Гбайт, при этом добавлена еще одна шина адресации памяти (теперь их стало три), что позволило уменьшить их загрузку и повысить устойчивость работы. Таким образом, каждый из поддерживаемых DIMM-слотов дает возможность размещать модули памяти объемом до 1 Гбайт. Контроллеры памяти микросхемы северного моста набора системной логики NVIDIA nForce2 поддерживают работу шины памяти на частоте 100, 133, 166 или 200 МГц, позволяя использовать модули DDR SDRAM спецификации PC1600 (DDR200), PC2100 (DDR266), PC2700 (DDR333) или PC3200 (DDR400). Здесь хочется отметить, что чипсет наилучшим образом оптимизирован для работы в синхронном режиме, то есть для случая, когда частота FSB равна частоте работы шины памяти. В этом режиме обеспечиваются минимальные задержки при обращении к памяти. Говоря о работе с памятью, невозможно обойти вниманием еще одну технологию, унаследованную от чипсета NVIDIA nForce, — DASP (Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor). Назначение блока DASP — оптимизация взаимодействия процессорной подсистемы и подсистемы памяти путем буферизации данных из оперативной памяти на основе интеллектуального спекулятивного предсказания, что призвано уменьшить время задержки при обращении к последней. Его полностью конвейеризованная архитектура обеспечивает параллельные операции для чтения/записи в/из кэша соответственно. В то же время при традиционном обращении к памяти (если в этом возникает необходимость) задержки имеют такую же величину, что и в случае отсутствия блока DASP. При создании нового чипсета архитектура блока DASP была переработана в соответствии с более агрессивным алгоритмом кэширования. Взаимодействие между микросхемами северного и южного мостов осуществляется по 800-мегабайтной шине HyperTransport.

Южный мост чипсетной связки NVIDIA nForce2 выпускается в двух вариантах: в бюджетном nForce2 MCP (Media and Communications Processor) и в более продвинутом nForce2 MCP-T (Media and Communications Processor Turbo). Эти микросхемы отвечают всем требованиям, предъявляемым к современному южному мосту, предоставляя разработчикам прекрасную основу для обеспечения базовой функциональности создаваемых системных плат. Кратко перечислив ключевые возможности этих чипов, более подробно остановимся на ряде интересных подходов, реализованных при их создании специалистами компании NVIDIA (справедливости ради отметим, что все эти технические решения были применены уже в первом поколении чипсетов NVIDIA). Итак, чип nForce2 MCP-T обладает следующими функциональными возможностями:

  • двухканальный ATA133 IDE-контроллер;
  • USB-контроллер, поддерживающий шесть портов USB 2.0;
  • MAC-уровень контроллера IEEE-1394a;
  • поддержка пяти 32-битных слотов PCI 2.2;
  • поддержка одного ACR-слота;
  • интегрированный звуковой процессор (APU);
  • два 100-мегабитных Ethernet-контроллера (MAC-уровень), первый из которых  — собственная разработка компании NVIDIA, а второй — продукт компании 3Com (фирменная технология обеспечивает возможность двойного сетевого соединения и называется DualNet).

Всё вышеперечисленное в большей или меньшей степени понятно и знакомо. Исключение, пожалуй, составляет звуковой процессор (APU), хотя и он, конечно, не является тайной для специалистов, знакомых с архитектурой чипсетов NVIDIA более ранней версии. APU имеет нетривиальное решение, поэтому заслуживает того, чтобы сказать о нем несколько слов. Данный звуковой процессор увеличивает производительность системы благодаря тому, что разгружает центральный процессор от обработки сложных звуковых алгоритмов и различных аудиоэффектов.

К основным характеристикам APU можно отнести следующие:

  • реализация аппаратного ускорения до 256 2D-звуков и до 64 3D-звуков;
  • полная поддержка DirectX 8.0;
  • наличие аппаратного кодера Dolby Digital, позволяет реализовать поддержку звука Dolby Digital 5.1

APU способен поддерживать аппаратное ускорение двух выходных и одного входного звуковых потоков, позволяя использовать для преобразования выходного потока в аналоговый сигнал любые преобразователи, в том числе и кодек AC’97 или звуковые системы USB.

Звуковой процессор APU состоит из четырех частей: Setup Engine, Voice Processor; Global Processor; Dolby Interactive Content Encoder.

Setup Engine представляет собой модуль управления, отвечающий за обработку всех данных в соответствии с определенными установками, при этом выступая в качестве менеджера памяти для других процессоров.

Voice Processor включает несколько блоков цифровой обработки сигнала (Digital Signal Processing, DSP), выполняющих ряд предопределенных операций по обработке звуков, после выполнения которых происходит микширование в соответствующем буфере.

Основой Global Processor является программируемый DSP, который добавляет различные звуковые эффекты к данным, находящимся в буфере микширования, и формирует конечный выходной поток для ОС.

Dolby Interactive Content Encoder также базируется на DSP, который в данном случае выступает в качестве Dolby Digitаl-кодера, формируя поток для передачи его по цифровому интерфейсу SPDIF на внешний декодер, обеспечивая возможность подключения акустических систем формата 5.1.

Для повышения скорости обмена данными между устройствами и интерфейсами, поддержка которых реализована в микросхеме южного моста, и северным мостом применена технология StreamThru, позволяющая организовать несколько виртуальных изохронных потоков данных, что дает возможность более эффективно использовать потенциал HyperTransport шины, соединяющей микросхемы северного и южного мостов.

Что же касается бюджетного варианта южного моста — чипа nForce2 MCP, то он отличается от вышеописанной микросхемы nForce2 MCP-T лишь наличием всего одного сетевого контроллера (NVIDIA) и отсутствием поддержки интерфейса IEEE-1394. В остальном же возможности этих двух вариантов процессора (как называет свои чипы производитель) идентичны.

В начало В начало

Методика тестирования

Для проведения тестирования была использована следующая конфигурация тестового стенда:

  • процессор AMD Athlon XP 2600+ (частота FSB 166 МГц, реальная тактовая частота 2083 МГц);
  • жесткий диск IBM IC35L020AVER07 20 Гбайт с файловой системой NTFS;
  • 512 Мбайт оперативной памяти (PC3200, Kingston);
  • видеокарта ABIT Siluro Ti4200 OTES-64MB (GeForce4 Ti4200 + 64 Мбайт DDR SDRAM) с видеодрайвером Detonator 40.72 (разрешение 1024Ѕ768, глубина цвета 32 бит, Vsync — откл.).

Тестирование проводилось под управлением операционной системы Microsoft Windows XP Service Pack 1, при этом также устанавливались необходимые обновления драйверов для чипсета.

Тестовые испытания проводились по стандартной методике, не раз описанной на страницах нашего журнала в статьях, посвященных тестированию материнских плат. В программу тестирования было внесено лишь одно изменение: на этот раз для определения производительности системы при работе с офисными и мультимедийными приложениями были использованы утилиты из тестового пакета Ziff Davis Media PC Benchmark (Content Creation Winstone 2002 v.1.0 и Business Winstone 2001 v.1.0.2) вместо утилит из пакета BAPCo SYSmark 2002. Это объясняется тем, что после выхода в свет пакета BAPCo SYSmark 2002 развернулась жаркая полемика по поводу необъективности (по мнению ряда экспертов) используемых в этих тестах алгоритмов оценки производительности компьютерных систем на базе процессоров семейства AMD Athlon. Поэтому, во избежание каких-либо кривотолков, для тестирования мы использовали общепризнанный тестовый пакет Ziff Davis Media PC Benchmark, включающий две тестовые утилиты: Content Creation Winstone 2002 v.1.0 и Business Winstone 2001 v.1.0.2.

В начало В начало

Критерии оценки

Для оценки возможностей материнских плат нами был выведен ряд интегральных показателей:

  • интегральный показатель производительности — для оценки производительности тестируемых системных плат;
  • интегральный показатель качества — для оценки и производительности, и функциональных возможностей материнских плат;
  • показатель «качество/цена».

Необходимость введения этих показателей вызвана стремлением сравнить платы не только по отдельным характеристикам и результатам тестов, но и в целом, то есть интегрально.

Интегральный показатель производительности был получен путем сложения нормированных значений результатов всех проведенных нами тестов с учетом весовых коэффициентов, приведенных в табл. 1.

Кроме того, мы ввели поправочный коэффициент, нивелирующий влияние отклонений частоты FSB от номинального значения, определенного соответствующими спецификациями.

Интегральный показатель качества, помимо результатов, полученных нами в ходе тестирования, учитывает и функциональные возможности материнских плат, система оценки которых приведена в табл. 2.

Таким образом, значение интегрального показателя качества определяется как произведение нормированного значения интегрального показателя быстродействия (с учетом поправочного коэффициента) на нормированное значение коэффициента функциональности.

Показатель «качество/цена» определялся как отношение нормированных значений интегрального показателя качества и цены.

В начало В начало

Выбор редакции

По результатам тестирования были определены победители в трех номинациях:

  1. «Производительность» — системная плата, показавшая лучший интегральный показатель производительности.
  2. «Качество» — системная плата, обладающая лучшим интегральным показателем качества.
  3. «Оптимальная покупка» — системная плата, имеющая лучшее соотношение «качество/цена».

Лучший интегральный показатель производительности по результатам проведенных нами тестовых испытаний имеет системная плата Soltek SL-75FRN-L.

Наивысшим интегральным показателем качества, как и лучшим соотношением «качество/цена», на наш взгляд, обладает системная плата ASUS A7N8X.