Скрытые возможности чипсета Intel 845PE — 533 МГц не предел?

Алексей Шобанов

Сегодня трудно представить себе современную материнскую плату, лишенную возможностей оверклокинга (Overclocking). Отступлением от общего правила являются, пожалуй, лишь платы компании Intel, представляющие собой образец строгого соблюдения требований спецификаций базового набора системной логики (что и неудивительно, поскольку мало кому придет в голову противоречить собственным требованиям) и абсолютно исключающие любые эксперименты по повышению производительности системы, основанные на манипуляциях с напряжением питания и с изменением рабочих частот компонентов компьютерной системы.

ежду остальными производителями системных плат развернулось настоящее соревнование по максимальному выявлению резервов чипсетов, которые легли в основу их разработок, и по предоставлению пользователю как можно более удобных способов их реализации. Так, со временем был пройден путь от набора перемычек (Jumper) — их замыкание в определенных комбинациях давало возможность устанавливать определенные значения частоты системной шины и коэффициента умножения, а также напряжения питания процессора и модулей памяти — до технологии Jumper Free и возможности выполнять разгон системы не выходя из операционной системы, что позволяют делать фирменные утилиты целого ряда производителей системных плат.

Здесь вполне уместно будет следующее замечание: сегодня, как и прежде, ответственность за возможные последствия работы системных плат в форсированном режиме ложится именно на пользователя, так как ни производитель материнской платы, ни тем более производитель чипсета не несут ответственности за возможный выход из строя оборудования, которое работало в режимах, не предусмотренных прилагаемой инструкцией, где четко оговорены номинальные условия, соблюдение которых гарантирует стабильную работу системной платы и которые обычно строго соответствуют требованиям спецификаций производителей системной логики и других компонентов платы. На это мы хотим обратить особое внимание наших читателей: начиная эксперименты по разгону системы, вы должны отдавать себе отчет в том, что вся ответственность за возможные последствия этих действий целиком и полностью ложится именно на вас.

Именно по этой причине при проведении тестовых испытаний новых моделей системных плат и процессоров мы никогда не акцентировали внимания на возможностях их разгона, поскольку глубоко убеждены в том, что гарантированная надежность и отказоустойчивость функционирования оборудования гораздо более актуальна, нежели пресловутое увеличение производительности системы на 10-15% (пусть даже и на 50%!), которое зачастую не имеет принципиального практического значения. Но на этот раз появление на рынке новых материнских плат, основанных на чипсете Intel 845PE и поддерживающих, по заявлению производителей, работу системной шины на частоте 800 МГц, не могло не вызвать повышенного интереса с нашей стороны.

Во-первых, выпуск подобных моделей материнских плат носит массовый характер, так как практически все ведущие производители системных плат сегодня имеют в своем ассортименте подобные разработки. Во-вторых, хорошо известно, что корпорация Intel при разработке своих чипсетов и процессоров зачастую закладывает в них довольно большой запас прочности, причем порой реализуя такие решения, которые после небольших доработок обеспечивают в последующих моделях качественно новый уровень работы тех или иных компонентов. К примеру, контроллер памяти чипсета Intel 845G, который согласно спецификации поддерживал работу модулей памяти PC1600 и PC2100, на самом деле позволял с успехом работать и с памятью PC2700, чем не преминули воспользоваться практически все производители материнских плат, воплотив в жизнь возможность функционирования шины памяти на частоте 333 МГц. В-третьих, в последнее время многие серьезные и уважаемые Интернет-издания пишут о том, что в связи со скорым выпуском нового процессора Intel Pentium 4 с 800-МГц системной шиной и с появлением новых чипсетов Springdale и Canterwood, поддерживающих его работу, материнские платы на базе набора системной логики Intel 845PE станут дешевой альтернативой системным платам, основой которых послужат хотя и более дорогие, но значительно более производительные и обладающие большей функциональностью вышеупомянутые чипсеты (их возможности были подробно рассмотрены в статье «Современные и будущие чипсеты компании Intel», КомпьютерПресс № 3’2003).

При столь серьезной мотивации выяснения обоснованности утверждений о поддержке чипсетом Intel 845PE 800-мегагерцевой системной шины мы не могли не воспользоваться представившейся нам возможностью оценить это на практике, поскольку в нашем распоряжении оказался инженерный образец процессора Intel Pentium 4 3 ГГц, работающий на частоте системной шины 800 МГц, и две модели системных плат ABIT BH7 и Albatron PX845PEV-800, также способные, по утверждению производителей, поддерживать 800-мегагерцевую Quad-Pumped системную шину. Что же представляют собой данные модели материнских плат? Обе указанные платы выполнены на основе набора системной логики и являются представителями, если можно так выразиться, оверклокерской линейки продуктов компаний ABIT и Albatron.

Системная плата ABIT BH7 выполнена в формфакторе ATX и позволяет использовать в качестве центрального процессора весь модельный ряд процессоров компании Intel, выполненных в формфакторе mPGA478, включая новые процессоры с технологией Hyper-Threading, которая в полной мере поддерживается данной моделью материнской платы. Использование четырехканального блока VRM обеспечивает дополнительную стабильность питания, что совсем нелишне для платы, предназначенной для экстремального оверклокинга.

В качестве оперативной памяти могут использоваться модули DDR SDRAM-памяти спецификации PC1600 (DDR200), PC2100 (DDR266), PC2700 (DDR333), а в качестве опции оверклокинга — PC3200 (DDR400), для установки которых на плате предусмотрено три DIMM-слота. Здесь следует отметить, что при работе шины памяти с частотой 333 и 400 МГц (когда требуется установка соответствующих модулей памяти) необходимо руководствоваться рекомендациями производителя и для гарантированно стабильной работы системы использовать только модули, протестированные специалистами компании ABIT (информацию об этом можно найти на сайте компании http://www.abit.com.tw/abitweb/webjsp/test_report/BH7/BH7-02.jsp). Кроме того, нужно отметить, что данная плата способна обеспечивать стабильную работу с тремя модулями памяти в режиме DDR200/DDR266, с двумя модулями памяти в режиме DDR333 или с одним модулем памяти в режиме DDR400. Имеющийся на плате AGP-слот, полностью удовлетворяющий требованиям спецификации AGP 2.0, позволяет устанавливать 1,5-вольтовые графические карты расширения с интерфейсом AGP 4x.

Данная модель системной платы, помимо стандартной возможности подключения четырех IDE-устройств с интерфейсом ATA33/66/100 или ATAPI, также дает возможность использовать устройства с интерфейсом SerialATA 1.0, что стало возможным благодаря мосту ParallelATA-SerialATA Marvell 88i8030. Однако, подключая IDE-устройство с интерфейсом SerialATA, необходимо учитывать, что ParallelATA-устройство, подключаемое на второй канал интегрированного контроллера микросхемы контроллера-концентратора ввода-вывода ICH4 (разъем IDE 2), может быть в этом случае только одно. Аудиовозможности платы реализованы при помощи звукового кодека Realtek ALC650, который помимо прочего позволяет воспроизводить звук в формате 5.1, а для подключения соответствующей акустической системы на выходной панели платы дополнительно оборудовано два mini-jack-разъема — для тыловых колонок (R.L./R.R.) и для центральной колонки и сабвуфера (Cen./Sub.). Кроме того, на выходной панели этой модели системной платы можно найти оптические SPDIF-вход и выход.

Разработчики платы не забыли и о сетевом контроллере, в качестве которого используется моночиповый 100-мегабитный Ethernet-контроллер Realtek 8101L. Наличествует и поддержка столь популярного сегодня USB-интерфейса, для чего задействованы возможности контроллера-концентратора ввода-вывода ICH4, позволяющего поддерживать работу шести портов USB 2.0, четыре из которых выведены на выходную панель, а для подключения еще двух на плате предусмотрен штырьковый разъем. В качестве контроллера ввода-вывода использован чип Winbond W83627HF, поддерживающий работу основных интерфейсов ввода-вывода и позволяющий осуществлять основные функции аппаратного мониторинга. Благодаря оборудованным на плате пяти слотам PCI 2.2 можно установить дополнительные карты расширения, что обеспечивает дальнейшее повышение функциональных возможностей системы.

В качестве базовой системы ввода-вывода использована Phoenix-AwardBIOS. Фирменная технология компании ABIT — SoftMenu III, ставшая уже традиционной для системных плат этого производителя, открывает широкие возможности для любителей оверклокинга. BIOS, поддерживающая вышеупомянутую технологию, в меню настроек (в пункте SoftMenu III) позволяет изменять основные параметры работы системы, в том числе частоту FSB (в пределах от 100 до 250 МГц), частоту работы PCI-шины (FSB/3, FSB/4, FSB/5, FSB/6, 44, 37 или 33 МГц), напряжение питания процессора (номинал, +5%, +10%, +15%, +20%, +25% или +30%), AGP-карт (1,5 и 1,6 В) и модулей памяти (от 2,55 до 3,05 В с шагом 0,1 В), а также отношение частоты FSB и шины памяти (1:1, 4:5). Кроме того, средствами BIOS обеспечивается мониторинг температурного режима и напряжений питания в основных контрольных точках, что позволяет устанавливать значения температур процессорного ядра, по достижении которых будет подаваться сигнал (от 30 до 120 0С) или отключено питание системы (60, 65, 70 или 75 0С); аналогичная возможность существует и в случае неполадок с одним из выбранных из списка вентиляторов (CHA, CPU FAN или Power FAN).

Системная плата Albatron PX845PEV-800 формфактора ATX имеет размеры 21,4 x 29,3 см и, как и вышеописанная модель системной платы компании ABIT, предназначена для построения компьютерных систем на базе процессоров компании Intel, устанавливаемых в процессорный разъем Socket 478 и работающих с частотой системной шины 400, 533 МГц, и пока не существующих процессоров с 800-мегагерцевой системной шиной. Подобно всем системным платам, основой которых служит набор системной логики Intel 845PE, данная модель поддерживает технологию Hyper-Threading, которая реализуется и в десктопных процессорах Intel Pentium 4 (начиная с модели Intel Pentium 4 3,06 МГц).

Для размещения модулей оперативной памяти, в качестве которой могут быть использованы модули памяти, соответствующие спецификации PC1600, PC2100, PC2700 или PC3200, предусмотрены три DIMM-слота. Каждый слот поддерживает работу модулей памяти объемом до 1 Гбайт; при этом общий объем оперативной памяти не может превышать 2 Гбайт. Для графических плат расширения предусмотрен AGP-слот, отвечающий требованиям спецификации AGP 2.0, что позволяет использовать 1,5-вольтовые графические карты с интерфейсом AGP 4x.

Как модель, адресованная истинным ценителям системных плат, предназначенных для оверклокинга, материнская плата Albatron PX845PEV-800 совершенно лишена всяческих изысков и излишеств, но в то же время имеет все необходимое для эффективной работы. Единственное, что несколько выпадает из общей концепции строгого дизайна данной модели, — это медный радиатор микросхемы контроллера-концентратора памяти чипсета, оборудованный управляемым вентилятором со встроенными светодиодами трех цветов, которые при работе реализуют несколько чередующихся цветовых схем подсветки. Такое решение нисколько не портит общего эстетического впечатления от данной материнской платы, а напротив — делает ее весьма интересным вариантом для использования в столь сегодня популярных прозрачных корпусах.

Благодаря возможностям, заложенным в микросхеме контроллера-концентратора ввода-вывода, в распоряжение пользователя поступает двухканальный IDE-контроллер, позволяющий подключить к двум имеющимся на плате IDE-разъемам до четырех устройств с интерфейсом ATA33/66/100 или ATAPI, а также USB-контроллер (точнее, три USB-контроллера), поддерживающий работу шести портов USB 2.0, два из которых разместились на выходной панели, а остальные могут быть подключены посредством двух расположенных на плате штырьковых разъемов. Кроме того, на плате интегрирована микросхема 100-мегабитного Ethernet-контроллера 3Com 3C910-A01. В качестве микросхемы ввода-вывода в данной модели системной платы использован чип Winbond W83627HF, который реализует поддержку всех стандартных интерфейсов и портов ввода-вывода и функций аппаратного мониторинга.

С целью дальнейшего наращивания функциональных возможностей системной платы на ней предусмотрены пять 32-битных 33-мегагерцевых слотов PCI 2.2. Для любителей экстремального оверклокинга будет весьма полезна реализованная на плате Albatron PX845PEV-800 фирменная технология Watch Dog Timer, суть которой сводится к тому, что если в результате изменения параметров работы (произведенного через графическое меню базовой системы ввода-вывода BIOS Setup), система во время перезагрузки не может пройти процедуру начальной инициализации (тестирования) POST (Power-On Self-Test) в течение определенного времени (5 секунд), то происходит сброс настроек конфигурации в значения, определенные по умолчанию.

В качестве базовой системы ввода-вывода использована Phoenix-AwardBIOS. Через графическое меню установок BIOS Setup можно производить стандартные настройки работы различных компьютерных подсистем и осуществлять стандартный мониторинг температур и напряжений. Кроме того, существует возможность задействовать опцию предупреждения об открытии корпуса компьютера. Любителей оверклокинга порадует наличие возможностей изменять частоту FSB в диапазоне от 100 до 248 МГц, изменять отношение частоты FSB к частоте работы шины памяти и графического порта, а также устанавливать напряжение питания процессора в пределах от 1,1 до 1,85 В с шагом 0,025 В, напряжение питания DIMM-модулей от 2,5 до 2,8 В с шагом 0,1 В и напряжение питания графической карты 1,5 или 1,6 В.

Как мы уже говорили выше, в нашем распоряжении оказался инженерный образец процессора Intel Pentium 4, работающий на частоте системной шины 800 МГц (коэффициент умножения от 12 до 15). Использование этого процессора в тандеме с модулями памяти PC3200 (DDR400) позволило нам проверить разгонные возможности набора системной логики, при том что в форсированном режиме работает лишь чипсет (точнее, контроллер-концентратор памяти Intel 82845PE), тогда как остальные компоненты компьютерной системы (в частности, память и процессор) функционируют в нормальном режиме. Такой подход позволяет в полной мере оценить потенциал набора системной логики Intel 845PE при работе с 800-мегагерцевой системной шиной, о возможности поддержки которой материнскими платами на этом чипсете заявляют сегодня многие производители системных плат.

Для тестирования имеющихся у нас системных плат нами был использован стенд следующей конфигурации:

• процессор Intel Pentium 4 (инженерный образец, частота FSB 200 МГц, коэффициент умножения от 12 до 15);
• жесткий диск IBM IC35L020AVER07 20 Гбайт с файловой системой NTFS;
• PC3200 Kingston MPXB62D-68KX3 (CL 2,5);
• видеокарта ABIT Siluro Ti4200 OTES-64MB (GeForce 4 Ti4200 + 64 Мбайт DDR SDRAM) с видеодрайвером Detonator 40.72 (разрешение 1024Ч768, глубина цвета 32 бит, Vsync — откл.).

Тестирование проводилось под управлением операционной системы Microsoft Windows XP Service Pack 1. При тестировании системных плат также устанавливались утилита Intel Application Accelerator v.2.3 и inf-файл Intel Chipset Software Installation Utility v 4.30.1006.

Перед тем как представить вашему вниманию полученные результаты тестовых испытаний, мы должны сделать еще одно замечание. При попытке определения разгонных возможностей чипсета по системной шине (то есть потенциала контроллера системной шины) необходимо учитывать, что при этом в форсированном режиме будет также работать и контроллер памяти, поскольку минимальная предусмотренная частота шины памяти равна частоте FSB, которая в случае работы системной шины на частоте 800 МГц составляет 200 МГц. Таким образом, передача данных по шине памяти осуществляется с частотой 400 МГц (напомним, что передача данных осуществляется как по переднему, так и по заднему фронту тактовых импульсов), и это при условии, что спецификация набора микросхем системной логики Intel 845PE предусматривает максимальную частоту работы шины памяти 333 МГц. Ситуация усугубляется тем, что на сегодняшний день не существует единой общепризнанной спецификации на модули памяти PC3200 (DDR400) (по нашим данным, она еще окончательно не принята JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), следствием чего является нестабильность работы определенных моделей системных плат с некоторыми модулями памяти DDR400. Именно по этой причине многие производители системных плат проводят собственную сертификацию модулей памяти PC3200, так что для обеспечения стабильности работы вашей системы необходимо использовать рекомендуемые модели.

Наши тестовые испытания проходили в следующем порядке: используя тестовый стенд вышеописанной конфигурации, через настройки BIOS Setup системной платы мы устанавливали соотношение частоты FSB и шины памяти равное 1:1 (при этом достигалась минимально возможная частота работы шины памяти), фиксированные значения частот работы шин PCI и AGP, а затем постепенно начинали увеличивать значения частоты FSB. При тестировании использовался один модуль памяти с установленными в BIOS таймингами 2,5-7-3-3 и напряжением питания DIMM-модуля 2,6 В (для плат ABIT 2,65 В). Стабильность работы процессорной подсистемы мы проверяли с помощью тестов CPU BenchMark, MultiMedia CPU BenchMark и Memory BenchMark из пакета SiSoft Sandra 2003, но окончательный вывод о стабильности работы системы в целом мы делали с помощью нескольких прогонов теста MadOnion 3DMark 2001SE (build 330); при этом тест запускался как с использованием аппаратного рендеринга, так и при программном рендеринге. По нашим наблюдениям, системы, способные без проблем пройти тест MadOnion 3DMark 2001SE, стабильно работают и с любыми другими приложениями.

Говоря о результатах, показанных системной платой ABIT BH7, сразу же отметим, что, к сожалению, в нашем распоряжении не оказалось модулей памяти DDR400, рекомендованных к использованию специалистами компании ABIT. Видимо, именно это и не позволило в полной мере раскрыть все возможности данной модели. Максимальная частота FSB, при которой материнская плата ABIT BH7 показывала стабильную работу, составила 195 МГц (что соответствует работе системной шины на частоте 780 МГц). При увеличении частоты FSB до 196 МГц данная плата не смогла пройти тест MadOnion 3DMark 2001SE, а при частоте FSB равной 197 МГц — и Memory BenchMark из тестового пакета SiSoft Sandra 2003. Дальнейшее увеличение частоты FSB оказалось невозможным. Как выяснилось, при работе с частотой FSB 195 МГц и при использовании двух модулей памяти PC3200 материнская плата ABIT BH7 оказалась способной демонстрировать столь же стабильную работу, как и при работе с одним модулем (напомним, что производитель рекомендует использовать один модуль памяти PC3200).

По окончании испытаний данной модели мы решили проверить возможности еще одной системной платы построенной на основе чипсета Intel 845PE производства компании ABIT, — хорошо знакомой нашим читателям платы ABIT IT7 Max2 v.2.0 (о которой уже рассказывалось в статье «Новые системные платы ABIT IT7-Max2 rev.2 и ABIT BE7-RAID», КомпьютерПресс № 3’2003 ). Хотя на данный момент еще нет официальных подтверждений того, что эта модель способна поддерживать работу системной шины на частоте 800 МГц, наши тесты показали, что ее возможности полностью аналогичны (с точностью до мегагерца) возможностям материнской платы ABIT BH7. Вероятно, что при использовании других моделей модулей памяти PC3200 она с легкостью сможет поддерживать указанную частоту системной шины.

Тестовые испытания системной платы Albatron PX845PEV-800 продемонстрировали просто феноменальные возможности данной модели при ее разгоне по частоте системной шины. Значение частоты FSB 200 МГц оказалось не предельным: максимальная частота системной шины, которой нам удалось достичь на этой плате, при условии обеспечения стабильности ее работы, оказалась равной 215 МГц, что соответствует работе системной шины на частоте 860 МГц. А максимальная частота FSB, при которой все еще проходили применяемые нами тесты из пакета SiSoft Sandra 2003, составила 217 МГц. При этом отметим, что данная модель показывает одинаково стабильную работу при использовании как одного, так и двух модулей памяти PC3200. Также интересен тот факт, что при работе системной шины с частотой 800 МГц (а соответственно шины памяти с частотой 400 МГц) плата позволяет нам выставить более быстрые тайминги памяти (2,5-6-2-2) без ущерба для стабильности работы системы.

Результаты теста Memory Benchmark ScienceMark 2.0 для конфигурации Albatron PX845PEV-800 + процессор Intel Pentium 4 3,06 ГГц (FSB 533 МГц)

Результаты теста Memory Benchmark ScienceMark 2.0 для конфигурации Albatron PX845PEV-800 + процессор Intel Pentium 4 3 ГГц (FSB 800 МГц)

Выяснив разгонные возможности чипсета Intel 845PE, мы попытались определить, какой выигрыш в производительности можно получить при использовании процессоров, работающих на 800-мегагерцевой системной шине в связке с данным набором системной логики. С этой целью мы провели полномасштабные испытания двух имеющихся в нашем распоряжении системных плат (ABIT BH7 и Albatron PX845PEV-800) в двух конфигурациях тестового стенда. В первом случае мы использовали инженерный образец процессора Intel Pentium 4 (частота FSB 195 МГц — для ABIT BH7 и 200 МГц — для Albatron PX845PEV-800 при коэффициенте умножения 15), а во втором — процессор Intel Pentium 4 3,06 ГГц.

Результаты тестирования

Анализируя приведенные в таблице результаты, следует учитывать, что тактовая частота инженерного образца процессора Intel Pentium 4 несколько ниже тактовой частоты процессора Intel Pentium 4 3,06 ГГц, чем и объясняется отставание по производительности первой конфигурации в ряде тестов, для которых тактовая частота процессора является определяющим фактором. Однако говорить о каком-либо преимуществе конфигурации с большей частотой системной шины, тоже, на наш взгляд, не вполне корректно, поскольку в первой конфигурации значительно возрастает пропускная способность шины памяти, что наглядно демонстрируют результаты теста Memory Benchmark, входящего в тестовую утилиту ScienceMark 2.0.

Таким образом, наши тестовые испытания показали, что материнские платы, построенные на чипсете Intel 845PE, действительно способны поддерживать работу системной шины на частоте 800 МГц и более; при этом шина памяти работает в синхронном относительно системной шины режиме, то есть частота передачи данных по ней составляет 400 МГц и выше. Именно проблемы в работе системы памяти могут стать основным дестабилизирующим фактором при повышении частоты системной шины сверх номинальной, поэтому в таких случаях особенно актуальной становится необходимость использования модулей памяти, рекомендуемых производителями материнских плат. Однако нетрудно предположить, что новые процессоры Intel, имеющие 800-мегагерцевую системную шину, будут далеко не дешевы. По этой причине, на наш взгляд, при создании высокопроизводительной компьютерной системы на их базе, было бы весьма странно экономить на материнской плате. Нам представляется более логичным использовать в качестве основы системные платы, построенные на специально созданных для работы с такими процессорами чипсетах Springdale и Canterwood. Хотя, конечно же, последнее слово всегда остается за пользователем.

КомпьютерПресс 5'2003