Процессоры и чипсеты для ПК

Чипсеты Intel 820/820E

Набор микросхем Intel 820 поддерживает процессоры Intel Pentium II/Celeron/Pentium III, имеет хабовую архитектуру и состоит из трех основных микросхем (хабов): Intel 82820 — Memory Controller Hub (MCH), Intel 82801AA — I/O Controller Hub (ICH), Intel 82802 — Firmware Hub (FWH). К этому чипсету может также дополнительно добавляться микросхема Intel 82380AB, выполняющая роль моста PCI-ISA (подключается к PCI-шине ICH).

Блок-схема чипсета Intel 820

MCH-микросхема Intel 82820 — это головной хаб чипсета. В ней встроены контроллер системной шины (частота шины — 100 или 133 МГц; поддерживается один или два процессора Intel Pentium II/Celeron/Pentium III), контроллер Direct Rambus Memory (имеет один канал Direct Rambus; поддерживает PC600, PC700 и PC800 модули Direct Rambus DRAM; поддерживает ECC-механизм коррекции ошибок; максимальный поддерживаемый объем RDRAM — 256 Мбайт при использовании 64/72 (с ECC) Мбит RDRAM-модулей, 512 Мбайт для 128/144 Мбит и 1 Гбайт для 256/288 Мбит RDRAM-модулей), контроллер AGP-шины (соответствует спецификации AGP 2.0, поддерживает одно AGP-устройство — либо 1x или 2x с напряжением на шине в 1,5 или 3,3 В, либо 4x с напряжением на шине в 1,5 В), контроллер хабовой шины (Hub Interface) — используется для передачи данных между MCH и ICH. MCH также поддерживает функцию Suspend to DRAM (STR) и соответствует спецификациям управления питанием ACPI 1.0 и APM 1.2. Выполняется в виде 324-контактной BGA-микросхемы.

ICH — это хаб подсистемы ввода/вывода, в который встроены контроллер PCI-шины, Ultra ATA/66 IDE-контроллер, двухпортовый USB-контроллер и контроллер AC'97 (более полную информацию по ICH можно найти в описании чипсета Intel 815).

FWH — это хаб, в котором «прошит» BIOS и содержится генератор случайных чисел (более подробная информация по FWH приводится в описании чипсета Intel 815).

Существует также чипсет Intel 820E, который отличается от Intel 820 только тем, что в нем вместо ICH-хаба, выполненного на микросхеме Intel 82801AA, используется ICH2-хаб (микросхема Intel 82801BA).

В свою очередь, основные отличия ICH2 (более полную информацию по ICH2 можно найти в описании чипсета Intel 815E) от ICH заключаются в том, что ICH2 имеет IDE-интерфейс Ultra ATA/100 (у ICH — Ultra ATA/66), четыре USB-порта (у ICH — только два USB-порта) и интегрированный 10/100 Мбит/с Ethernet LAN-контроллер (у ICH — отсутствует).

Чипсет Intel 850

Набор микросхем Intel 850 поддерживает процессор Intel Pentium 4, имеет хабовую архитектуру и состоит из трех основных микросхем (хабов): Intel 82850 — Memory Controller Hub (MCH), Intel 82801BA — I/O Controller Hub (ICH2), Intel 82802 — Firmware Hub (FWH).

Блок-схема чипсета Intel 850

MCH-микросхема Intel 82850 — это головной хаб чипсета. В ней встроены контроллер системной шины (физическая тактовая частота шины — 100 МГц, эффективная — 400 МГц за счет использования технологии Quad Pumping), контроллер Direct Rambus Memory (имеет два канала Direct Rambus; тактовая частота шины — 300 или 400 МГц; максимальная пропускная способность — 3,2 Гбайт/с; максимальный поддерживаемый объем RDRAM — 1 Гбайт при использовании 128 Мбит RDRAM-модулей и 2 Гбайт при использовании 256 Мбит RDRAM-модулей), контроллер AGP-шины (поддерживает одно AGP-устройство; AGP-шина физически тактируется частотой в 66 МГц, которая никак не зависит от тактовой частоты системной шины (тактирование этих двух шин производится асинхронно); соответствует спецификации AGP 2.0, включая поддержку режима 4x AGP и протокола 2x/4x Fast Write; поддерживает на AGP-шине уровень напряжения только в 1,5 В), контроллер хабовой шины (Hub Interface) — используется для передачи данных между MCH и ICH2. Выполняется в виде 615-контактной OLGA-микросхемы.

ICH2 на микросхеме Intel 82801BA — это хаб подсистемы ввода/вывода, в который встроены контроллер PCI-шины, Ultra ATA/100 IDE-контроллер, два двухпортовых USB-контроллера, контроллер AC'97 и интегрированный 10/100 Мбит/с Ethernet LAN-контроллер (более полную информацию по ICH2 можно найти в описании чипсета Intel 815E).

FWH — это хаб, в котором «прошит» BIOS и содержится генератор случайных чисел (более подробная информация по FWH приводится в описании чипсета Intel 815).

Отметим также, что на сегодняшний день Intel 850 является единственным чипсетом, разработанным под процессор Intel Pentium 4.

Чипсет VIA Apollo KT133A

Набор микросхем VIA Apollo KT133A поддерживает процессоры AMD Athlon/Duron, имеет традиционную «бриджевую» архитектуру и строится на базе 552-контактной BGA-микросхемы VIA VT8363A, которая выполняет функции северного моста (North Bridge), и 352-контактной BGA-микросхемы VIA VT82C686A или VIA VT82C686B — выполняет функции южного моста (South Bridge). Различие между двумя вариантами южного моста заключается в том, что микросхема VIA VT82C686A поддерживает на IDE-шине режимы UltraDMA-33/66, в то время как VIA VT82C686B — UltraDMA-33/66/100.

Блок-схема чипсета VIA KT133A

Микросхема северного моста VIA VT8363A

Микросхема южного моста VIA VT82C686B

 В чип VIA VT8363A интегрированы контроллер системной шины (поддерживает один процессор AMD Athlon/Duron, многопроцессорные конфигурации не поддерживаются; частота системной шины — 100 (200)/133 (266) МГц), контроллер DRAM-памяти (тактовая частота шины памяти — 66/100/133 МГц; поддерживается до трех DIMM-модулей памяти типа PC100/PC133 SDRAM и VCM (Virtual Channel Memory) SDRAM; память разного типа может использоваться одновременно; для каждого банка памяти устанавливаются свои временные задержки; максимальный поддерживаемый объем памяти — 1,5 Гбайт при использовании 256 Мбит DIMM-модулей), контроллер AGP-шины (соответствует стандарту AGP 2.0; частота AGP-шины — 66 МГц; поддерживает режимы 1x/2x/4x AGP и SideBand Addressing), контроллер PCI-шины (соответствует стандарту PCI 2.2, разрядность PCI-шины — 32 бита, напряжение на PCI-шине — 3,3 В, частота PCI-шины — 33 МГц, поддерживает до пяти PCI мастер-устройств).

В микросхеме VIA VT82C686A/B интегрированы EIDE-контроллер (поддерживает до 4 EIDE-устройств и режимы UltraDMA-33/66 (для VIA VT82C686A)/UltraDMA-33/66/100 (для VIA VT82C686B)), USB-контроллер с USB-хабом (root hub) и четырьмя портами (совместим со спецификациями USB 1.1 и Intel Universal HCI 1.1, поддерживает Legacy Keyboard и PS/2 Mouse), AC’97-контроллер (обеспечивает интерфейс AC’97 Digital Link для каскадного подключения одного или нескольких кодеков AC’97), мост PCI-ISA, контроллер ISA-шины со встроенным DMA-контроллером и контроллером прерываний, контроллер клавиатуры с поддержкой PS/2-мыши, RTC-контроллер (Real-Time Clock), Super IO-контроллер (имеет два последовательных порта (скорость передачи — до 460 Кбит/с), инфракрасный HPSIR/ASK-порт, параллельный порт и еще выполняет функции контроллера флоппи-дисковода), контроллер подсистемы мониторинга состояния (следит за напряжениями питания, температурами, скоростями вращения вентиляторов, вскрытием/закрытием системного блока и т.д.), SMBus-контроллер.

VIA VT82C686A/B также соответствует спецификациям ACPI 1.0 и APM v1.2 и поддерживает переход системы из рабочего состояния в состояния Power-On Suspend, Suspend-To-DRAM и Suspend-To-Disk и обратно.

Чипсет VIA Apollo Pro133A

Набор микросхем VIA Apollo Pro133A поддерживает процессоры Intel Pentium III, Intel Celeron и VIA Cyrix III, имеет традиционную «бриджевую» архитектуру и строится на базе 510-контактной BGA-микросхемы VIA VT82C694X, которая выполняет функции северного моста (North Bridge), и 352-контактной BGA-микросхемы VIA VT82C686A, выполняющей функции южного моста (South Bridge).

Блок-схема чипсета VIA Apollo Pro133A

Микросхема северного моста VIA VT82C694X

В чип VIA VT82C694X встроены контроллер системной шины (частота системной шины — 66/100/133 МГц), контроллер памяти (ширина шины данных — 64 бита; напряжение на шине — 3,3 В; частота шины памяти может синхронизироваться с частотой системной шины (66/100/133 МГц) или с частотой AGP-шины (66 МГц); частота шины памяти может также быть рассинхронизирована с частотой системной шины (FSB) на 33 МГц в обе стороны (вверх и вниз, но в пределах от 66 до 133 МГц) — например 100 МГц при 66 МГц FSB, 66 или 133 МГц при 100 МГц FSB, 100 МГц при 133 МГц, что дает возможность использовать как «быструю» память при «медленном» процессоре, так и «медленную» память при «быстром» процессоре; поддерживается память типа FP, EDO, SDRAM и VCM (Virtual Channel Memory) SDRAM; память разного типа может использоваться одновременно; для каждого банка памяти устанавливаются свои временные задержки; всего поддерживается до восьми банков памяти с общим объемом до 1,5 Гбайт; поддерживается как ЕСС-режим коррекции ошибок (коррекция ошибки в одном бите и обнаружение ошибки в нескольких битах), так и EC-режим обнаружения ошибок (без коррекции ошибок — только обнаружение), контроллер AGP-шины (соответствует стандарту AGP 2.0, поддерживает режимы 1x/2x/4x AGP и SideBand Addressing, частота AGP-шины — 66 МГц), контроллер PCI-шины (соответствует стандарту PCI 2.2, разрядность PCI-шины — 32 бита, напряжение на PCI-шине — 3,3 В, частота PCI-шины — 33 МГц, поддерживает до пяти PCI мастер-устройств).

В микросхеме VIA VT82C686A интегрированы EIDE-контроллер (поддерживает до четырьмя EIDE-устройств и режимы UltraDMA-33/66), USB-контроллер с четырьмя USB-портами, AC’97-контроллер, мост PCI-ISA, контроллер ISA-шины, многофункциональный Super IO-контроллер, контроллер клавиатуры, RTC-контроллер, контроллер подсистемы мониторинга состояния (более подробная информация по чипу VIA VT82C686A приводится в описании чипсета VIA Apollo KT133A).

Чипсет VIA Apollo Pro266

Набор микросхем VIA Apollo Pro266 поддерживает процессоры Intel Pentium III, Intel Celeron, VIA Cyrix III и построен на основе двух чипов — северного моста VIA VT8633 (552-контактная BGA-микросхема) и южного моста VIA VT8233 (376-контактная BGA-микросхема). И хотя базовые микросхемы VIA Apollo Pro266 по традиции называются «мостами», он является первым чипсетом от VIA с хабовой архитектурой. Так что данные между чипами VIA VT8633 и VIA VT8233 передаются по специальной шине, получившей название V-Link, а не по PCI-шине.

Физически интерфейс V-Link тактируется частотой в 66 МГц, однако шина V-Link работает при этом в режиме 2x или 4x, так что скорость передачи данных между мостами составляет соответственно 133 или 266 Мбайт/с.

Блок-схема чипсета VIA Apollo Pro266

В микросхеме VIA VT8633 интегрированы контроллер системной шины (тактовая частота FSB — 66/100/133 МГц), контроллер SDR/DDR DRAM-памяти (частота шины памяти — 66/100 (200)/133 (266) МГц; поддерживается DRAM-память типа SDR/VCM SDRAM и DDR SDRAM; при использовании DDR SDRAM-памяти скорость передачи данных может достигать 1,6 /2,1 Гбайт/с при частоте шины памяти соответственно в 100 (200)/133 (266) МГц; поддерживается до 2 Гбайт памяти), контроллер AGP-шины (соответствует стандарту AGP 2.0, поддерживает режимы 1x/2x/4x AGP и SideBand Addressing, частота AGP-шины — 66 МГц).

В микросхеме VIA VT8233 встроены контроллер PCI-шины (соответствует стандарту PCI 2.2, поддерживает до шести PCI-устройств), EIDE-контроллер (поддерживает до четырех EIDE-устройств с интерфейсом UltraDMA-33/66/100), USB-контроллер (имеет шесть USB-портов), 10/100 Мбит/с Ethernet LAN-контроллер, 6-канальный AC’97-контроллер, контроллер клавиатуры/PS2-мыши, SMBus-контроллер, RTC-контроллер, LPC-контроллер, APIC-контроллер, контроллер подсистемы мониторинга состояния.

Чип VIA VT8233 также поддерживает технологию энергосбережения AMD PowerNow!, рассчитанную на применение в переносных компьютерах.

Методика тестирования

Существуют два принципиально различающихся подхода к исследованию быстродействия современных ПК: синтетические тесты на скорость работы той или иной подсистемы компьютера (в том числе и центрального процессора) и измерения, базирующиеся на хронометрировании работы реальных приложений.

Преимущество синтетических тестов заключается в том, что в них измеряется производительность какой-либо подсистемы ПК независимо от других составляющих компьютера. Однако это же является и их недостатком, поскольку они «оторваны от реальной жизни» и по их результатам нельзя, например, однозначно сказать, какой процессор будет быстрее работать с тем или иным программным пакетом.

А вот при использовании тестов, основанных на реальных приложениях, дело обстоит с точностью до наоборот. По их результатам можно судить об общей производительности компьютера при работе с теми или иными программными пакетами, но нельзя быть до конца уверенным в том, что, например, при замене процессора на более скоростной результат улучшится, поскольку последний зависит от производительности сразу всех компонентов компьютера, задействованных во время выполнения тестов.

Поэтому мы избрали комбинированный подход и использовали тесты обоих типов: как синтетические, так и базирующиеся на реальных приложениях.

В качестве первых использовались наборы тестов из пакетов BYTEmark 2.0 (http://www.byte.com/bmark/bmark.htm) и WinTune 1.0.43 (http://wintune.winmag.com), а в качестве вторых — тесты из пакетов ZD Winstone 99 1.3 и ZD WinBench 99 1.2 (http://www.zdbop.com), BAPCo SYSmark 2000 1.0 (http://www.bapco.com, был установлен «патч» Patch 5), MadOnion 3Dmark2000 1.1 и MadOnion Video2000 (http://www.madonion.com, в качестве программного DVD-плейера использовался пакет ASUSDVD2000 2.55).

Плюс к тому мы использовали пакет WCPUID 2.8c-B5 (http://www.h-oda.com), с помощью которого измерялись тактовые частоты системной шины и ядра процессора.

Тестирование процессоров проводилось в среде ОС Windows 2000 Professional Workstation (PE) с Service Pack 1.

Результаты проведенных испытаний приведены в табл. 24.

Участники тестирования

Во время проведенных испытаний мы протестировали следующие процессоры:

• AMD Athlon 1000 / 100 x 10,0: технология производства — 0,18 мкм (Model 4), тактовая частота ядра — 1 ГГц, разъем — Socket A, частота системной шины x коэффициент умножения частоты ядра процессора — 100 (200) x 10,0, средняя розничная цена — 230 долл. (все приводимые в этом обзоре цены указаны по состоянию на начало февраля 2001 г.);
• AMD Athlon 1000/133 x 7,5: технология производства — 0,18 мкм (Model 4), тактовая частота ядра — 1 ГГц, разъем — Socket A, частота системной шины х коэффициент умножения частоты ядра процессора — 133 (266) х 7,5;
• AMD Athlon 1200/100 x 12,0: технология производства — 0,18 мкм (Model 4), тактовая частота ядра — 1,2 ГГц, разъем — Socket A, частота системной шины x коэффициент умножения частоты ядра процессора — 100 (200) x 12,0, средняя розничная цена — 315 долл.;
• AMD Athlon 1200/133 x 9,0: технология производства — 0,18 мкм (Model 4), тактовая частота ядра — 1,2 ГГц, разъем — Socket A, частота системной шины x коэффициент умножения частоты ядра процессора — 133 (266) x 9,0;
• AMD Duron 800: технология производства — 0,18 мкм (Model 3), тактовая частота ядра — 800 МГц, разъем — Socket A, частота системной шины x коэффициент умножения частоты ядра процессора — 100 (200) x 8,0, средняя розничная цена — 85 долл.;
• Intel Celeron 766: технология производства — 0,18 мкм, тактовая частота ядра — 766 МГц, разъем — Socket 370, частота системной шины x коэффициент умножения частоты ядра процессора — 66 x 11,5, средняя розничная цена — 130 долл.;
• Intel Celeron 800: технология производства — 0,18 мкм, тактовая частота ядра — 800 МГц, разъем — Socket 370, частота системной шины x коэффициент умножения частоты ядра процессора — 100 x 8,0, средняя розничная цена — 160 долл.;
• Intel Pentium III 1000EB (FC-PGA): технология производства — 0,18 мкм, тактовая частота ядра — 1 ГГц МГц, разъем — Socket 370, частота системной шины x коэффициент умножения частоты ядра процессора — 133 x 7,5, средняя розничная цена — 325 долл.;
• Intel Pentium 4 1400: технология производства — 0,18 мкм, тактовая частота ядра — 1,4 ГГц, разъем — Socket 423, частота системной шины x коэффициент умножения частоты ядра процессора — 100 (400) x 14,0, средняя розничная цена — 445 долл.;
• VIA Cyrix III (Samuel 2) 600: технология производства — 0,15 мкм, тактовая частота ядра — 600 МГц, разъем — Socket 370, частота системной шины x коэффициент умножения частоты ядра процессора — 133 x 4,5, тестировался опытный образец процессора.

Тестовые стенды при проведении испытаний собирались из следующих комплектующих:

• материнские платы ASUS CUSL2 (чипсет — Intel 815E, тип использовавшейся при тестировании оперативной памяти — SDR SDRAM, процессорный разъем — Socket 370, средняя розничная цена — 160 долл.), ASUS CUV4X (VIA Apollo Pro133Z, SDR SDRAM, Socket 370, 115 долл.), Gigabyte GA-6CX (Intel 820, RDRAM, Slot 1, 135 долл.), Gigabyte GA-6VX7-4X (VIA Apollo Pro133A, SDR SDRAM, Socket 370, 95 долл.), Gigabyte GA-7DX (Rev. 2.3/3.0) (AMD-761, DDR SDRAM, Socket A, 190 долл.), Gigabyte GA-8TX (Intel 850, RDRAM, Socket 423, 260 долл.), IWILL KA266-R (ALiMAGiK 1, DDR SDRAM, Socket A, 360 долл. в комплекте со 128 Мбайт DDR SDRAM-памяти), Soltek SL-75KAV (VIA Apollo KT133A, SDR SDRAM, Socket A, 130 долл.), VIA Engineering Sample (VIA Apollo Pro266, DDR SDRAM, Socket 370, опытный образец материнской платы от VIA на чипсете VIA Apollo Pro266);
• Slot 1/Socket 370 адаптер-переходник Soltek SL-02A++;
• два PC133 SDR SDRAM DIMM-модуля по 128 Мбайт производства Transcend (http://www.transcend.com.tw), официальный дистрибьютор Transcend в России — компания «АК-Цент Микросистемс» (http://www.ak-cent.ru);
• два PC800 RDRAM RIMM-модуля по 128 Мбайт производства Samsung (средняя цена каждого модуля — 205 долл.);
• два DDR266 SDRAM DIMM-модуля по 128 Мбайт производства Samsung (средняя цена каждого модуля — 175 долл.);
• видеокарта ASUS AGP-V7100/Pure/32M на чипсете nVIDIA GeForce2 MX с интерфейсом 4х AGP и 32 Мбайт SDR SDRAM-видеопамяти;
• жесткие диски Fujitsu MAJ3091MP (из семейства Fujitsu MAJ3xxx/Enterprise 10K 36LP, с интерфейсом Ultra160 SCSI, частотой вращения в 10 025 об./мин и емкостью в 9,1 Гбайт, использовался при тестировании процессоров AMD Athlon 1200/100 x 12,0 и AMD Athlon 1200/ 133 x 9,0) и Seagate ST318451LW (из семейства Seagate Cheetah X15, с интерфейсом Ultra160 SCSI, частотой вращения в 15 000 об./мин и емкостью в 18,4 Гбайт, использовался при тестировании всех остальных процессоров);
• CD-ROM-дисковод ASUS CD-S400 с интерфейсом Ultra ATA/33;
• источник бесперебойного питания OPTI-UPS 650ES (http://www.opti-ups.ru).

Выбор редакции

Победителями проведенных испытаний стали три процессора и два чипсета. Среди процессоров знаком «Выбор редакции» были отмечены: AMD Duron и AMD Athlon — как процессоры с оптимальным сочетанием цены и производительности, соответственно для компьютеров начального уровня и недорогих однопроцессорных рабочих станций; Intel Pentium III — как единственный среди тестировавшихся процессоров, который поддерживает двухпроцессорные конфигурации и может быть использован для построения мощных рабочих станций и серверов.

Среди чипсетов знака «Выбор редакции» были удостоены VIA Apollo KT133A и VIA Apollo Pro133A — использование материнских плат на их основе будет оптимальным по соотношению «цена/производительность» при сборке компьютеров соответственно на процессорах AMD Duron/Athlon и Intel Celeron/Pentium III.

Результаты тестирования процессоров

В силу того что конфигурация тестового стенда существенно варьировалась во время испытаний, полученные результаты невозможно было подвергнуть «сквозному» анализу. Поэтому, исходя из принципа «разделяй и властвуй», обработка данных была сделана по следующей методике.

Во-первых, все процессоры были разделены на два класса — для компьютеров начального уровня и для рабочих станций.

Во-вторых, было введено понятие «платформа», под которым подразумевается сочетание процессора, чипсета (материнской платы) и DRAM-памяти определенного типа (SDR/DDR SDRAM, RDRAM).

В-третьих, сравнение полученных результатов делалось методом попарного сопоставления платформ по одной из их составных частей — процессору, чипсету (материнской плате) и типу DRAM-памяти. Например, платформы AMD Duron 800 + AMD-761 (Gigabyte GA-7DX (Rev. 2.3)) + DDR SDRAM и AMD Duron 800 + ALiMAGiK 1 (IWILL KA266-R) + DDR SDRAM различаются чипсетом (материнской платой). Следовательно, сравнивая полученные на этих платформах результаты, можно выяснить, как быстродействие системы зависит от чипсета.

В-четвертых, мы сделали приблизительную оценку стоимости платформ, исходя из их реальных розничных цен на начало февраля 2001 года. При этом в цену платформ под ПК начального уровня мы включали стоимость 128 Мбайт, а в цену платформ под рабочие станции — стоимость 256 Мбайт оперативной памяти (на сегодняшний день приведенное соответствие объема ОЗУ и класса ПК является уже стандартом де-факто).

Ниже приводятся результаты проведенного анализа: сначала для платформ под ПК начального уровня, а потом — для платформ под рабочие станции.