Материнская плата Gigabyte GA-EX58A-UD7 (rev. 1.0) с поддержкой SATA III и USB 3.0
Тестирование платы Gigabyte GA-EX58-UD4
Технические характеристики
Материнская плата Gigabyte GA-EX58A-UD7 может позиционироваться как плата для геймеров и энтузиастов и на данный момент является топовой в линейке моделей от компании Gigabyte.
Плата GA-EX58A-UD7 основана на топовом чипсете Intel X58 Express в паре с южным мостом ICH10R и предназначена для использования процессоров семейства Intel Core i7 900-й серии (кодовое наименование Bloomfield) с разъемом LGA 1366. Модель выполнена на классической для компании Gigabyte печатной плате синего цвета в стандартном формфакторе ATX.
Для установки модулей памяти на плате предусмотрено шесть DIMM-слотов, что позволяет устанавливать до двух модулей памяти DDR3 на каждый канал (в трехканальном режиме работы памяти). Всего плата поддерживает установку до 16 Гбайт памяти (спецификация чипсета), и с ней оптимально применять три или шесть модулей памяти. В штатном режиме работы плата рассчитана на память DDR3-1333/1066/800, а в режиме разгона поддерживает также память DDR3-2200.
Для установки видеокарт на плате предусмотрено четыре слота в формфакторе PCI Express 2.0 x16.
Напомним, что процессоры Intel Core i7 900-й серии (Bloomfield), в отличие от процессоров Intel Core i7 800-й серии (Lynnfield), не имеют встроенного контроллера PCI Express 2.0, а значит, поддержка всех линий PCI Express 2.0 реализована через чипсет Intel X58 Express. Чипсет поддерживает 36 линий PCI Express 2.0 через северный мост и еще шесть линий PCI Express 1.1 через южный мост ICH10/ICH10R
На плате GA-EX58A-UD7 четыре слота PCI Express 2.0 x16 сгруппированы попарно. Одна пара слотов является полноскоростной, то есть слоты работают на скорости x16 (эти слоты мы будем обозначать как PCIe x16). Cлоты PCIe x16 целесообразно использовать для установки видеокарт (либо одной, либо двух видеокарт в режиме NVIDIA SLI и ATI CrossFireX). Другая пара слотов PCI Express 2.0 x16 функционирует на скорости x8 (их мы будем обозначать как PCIe x8). Правда, нужно отметить, что каждый слот PCIe x8 разделяет всю полосу PCI Express 2.0 с одним из слотов PCIe x16. То есть при применении одного из слотов PCIe x8 соответствующий ему слот PCIe x16 перейдет в режим x8.
Слоты PCIe x16 и PCIe x8 используют 32 из 36 линий PCI Express 2.0, поддерживаемых северным мостом чипсета Intel X58 Express.
Говоря о слотах PCI Express 2.0 x16, реализованных на плате GA-EX58A-UD7, нужно отметить и их конструктивное расположение. Размещены они следующим образом: слот PCIe x16, за ним слот PCIe x8, потом слот PCIe x16, за которым расположен обычный слот PCI, а в некотором удалении от них — последний слот PCIe x8. Расстояние между первым слотом PCIe x16 и слотом PCIe x8 таково, что если применяется двухслотовая видеокарта (а все топовые модели видеокарт занимают по толщине два слота), то использование слота PCIe x8 становится физически невозможным.
Второй слот PCIe x16 расположен на таком расстоянии от слота PCI, что если применяется двухслотовая видеокарта, то использование слота PCI становится физически невозможным.
Добавим также, что плата Gigabyte GA-EX58A-UD7 поддерживает технологии NVIDIA SLI и ATI CrossFireX для операционных систем Windows XP, Windows Vista и Windows 7, а также технологии Quad SLI (для двухпроцессорных графических карт) и ATI 4-Way CrossFireX (для двухпроцессорных графических карт) для операционной системы Windows Vista и Windows 7. В комплекте к системной плате прилагаются мостики для объединения двух видеокарт в режим 2-Way SLI (или Quad SLI для двухпроцессорных графических карт).
Кроме четырех слотов в формфакторе PCI Express 2.0 x16, на плате GA-EX58A-UD7 имеются еще два слота PCI Express 1.1 x1, реализованные через две линии PCI Express 1.1, поддерживаемые южным мостом чипсета Intel X58 Express, а также слот PCI 2.3.
Для подключения жестких дисков на плате GA-EX58A-UD7 предусмотрено несколько SATA-портов. Во-первых, имеется шесть портов SATA II с возможностью организации RAID-массивов уровней 0, 1, 10 и 5 с функцией Matrix RAID, которые реализованы через контроллер SATA II, интегрированный в южный мост ICH10R чипсета Intel X58 Express.
Во-вторых, на плате интегрирован SATA II-контроллер JMicron JMB362, посредством которого на плате реализованы два порта eSATA II/USB Combo (порты eSATA, комбинированные с разъемами USB и выведенные на заднюю панель платы) с возможностью организации RAID-массивов уровней 0, 1 и JBOD.
В-третьих, на плате GA-EX58A-UD7 интегрирован SATA II-контроллер Gigabyte SATA2, на базе которого реализованы два порта SATA II c возможностью организации RAID-массивa уровней 0 и 1, а также порт IDE с поддержкой устройств ATA133/100/66/33.
Ну и, в-четвертых (и это одна из главных особенностей платы), на плате GA-EX58A-UD7 интегрирован SATA III-контроллер Marvell 9128, на базе которого реализованы два порта SATA III c возможностью организации RAID-массивов уровней 0, 1 и JBOD.
Напомним, что если пропускная способность, предусмотренная стандартом SATA II, составляет 3 Гбит/с, то для стандарта SATA III она равна 6 Гбит/с.
Вообще, говоря о стандарте SATA III, нужно отметить, что, подключив диски с интерфейсом SATA III к соответствующему интерфейсу, не стоит ожидать, что скорость записи и чтения увеличится вдвое. Дело в том, что пропускная способность интерфейса и такая характеристика диска, как скорость чтения и записи, — это далеко не одно и то же. Современные жесткие диски имеют максимальную скорость последовательного чтения порядка 100-140 Мбайт/с, или 800-1120 Мбит/с. Как видите, по своим скоростным характеристикам жесткие диски не дотягивают даже до пропускной способности интерфейса SATA, так что подключать их к интерфейсу SATA III просто бессмысленно. Есть и еще один подводный камень в интерфейсе SATA III. Дело в том, что сам контроллер SATA III подключается к одной линии PCI Express 2.0, пропускная способность которой составляет 5 Гбит/с (по 2,5 Гбит/с в каждом направлении). То есть получается, что пропускная способность шины PCI Express 2.0 ниже пропускной способности интерфейса SATA III. Таким образом, для подключения накопителей на плате GA-EX58A-UD7 имеется десять внутренних и два внешних порта SATA.
Отметим, что контроллеры JMicron JMB362 и Gigabyte SATA2 утилизируют по одной линии PCI Express (rev 1.1), поддерживаемой южным мостом ICH10R чипсета Intel X58 Express. SATA III-контроллер Marvell 9128 утилизирует одну линию PCI Express 2.0, поддерживаемую северным мостом чипсета Intel X58 Express.
Для подключения 3,5-дюймового флопповода на плате GA-EX58A-UD7 предусмотрен соответствующий разъем на основе контроллера iTE IT8720.
Для подключения разнообразных периферийных устройств на плате Gigabyte GA-P55A-UD6 реализовано десять портов USB 2.0. Шесть из них выведены на заднюю панель платы (два порта — комбинированные eSATA/USB), а еще четыре можно вывести на тыльную сторону ПК, подключив соответствующие плашки к двум разъемам на плате (по два порта на одну плашку).
Кроме того, на плате имеются два порта USB 3.0 на базе контроллера NEC D720200, который утилизирует одну линию PCI Express 2.0, поддерживаемую северным мостом чипсета Intel X58 Express. Стандартом USB 3.0 предусматривается скорость передачи данных 5 Гбит/с (640 Мбайт/с) в каждом направлении. Это, конечно же, существенно (более чем в 10 раз) выше скорости передачи данных, предусмотренной стандартом USB 2.0, но, опять-таки, нужно помнить, что контроллер USB 3.0 утилизирует одну линию PCI Express 2.0 с пропускной способностью 2,5 Гбит/с (320 Мбайт/с) в каждом направлении. То есть максимальная скорость передачи по интерфейсу USB 3.0 не может быть выше 320 Мбайт/с.
Также на плате присутствует FireWire-контроллер T.I. TSB43AB23, посредством которого реализованы три порта IEEE-1394а, два из которых выведены на заднюю панель платы, а для подключения третьего предусмотрен соответствующий разъем.
Аудиоподсистема этой материнской платы реализована на базе 10-канального (7.1+2) аудиокодека Realtek ALC889. Соответственно на тыльной стороне материнской плате имеются шесть аудиоразъемов типа mini-jack, один коаксиальный и один оптический разъем S/?PDIF (выходы), а на самой плате — разъемы S/PDIF-вход и S/PDIF-выход.
На плате также интегрированы два гигабитных сетевых контроллера Realtek RTL8111D Gigabit Ethernet PCI Express, объединенных в функциональную группу под названием Smart Dual LAN. Если один из них выйдет из строя, плата автоматически переключится на другой контроллер без замены портов или подключения второго кабеля. Если же подключить второй кабель, то можно использовать два контроллера вместе (агрегирование портов), что позволяет вдвое увеличить пропускную способность канала связи.
Кроме того, на плате GA-EX58A-UD7 имеются кнопки включения, перезагрузки и очистки CMOS, а также индикатор POST-кодов, что подчеркивает ориентацию данной платы на энтузиастов.
Система охлаждения платы GA-EX58A-UD7 представляет собой единую конструкцию, состоящую из четырех алюминиевых радиаторов, связанных друг с другом тепловой трубкой. Первые два радиатора традиционно используются для охлаждения MOSFET-транзисторов регулятора напряжения питания процессора, расположенных около процессорного разъема LGA 1366. Еще один радиатор устанавливается на северном мосту чипсета Intel Х58 Express, а четвертый радиатор закрывает южный мост ICH10R, контроллер Marvell 9128 и контроллер JMicron JMB362. Опционально радиатор северного моста чипсета может иметь два патрубка для системы водяного охлаждения.
Отметим также, что радиаторы, установленные на MOSFET-транзисторах регулятора напряжения питания процессора, закрывают лишь половину всех транзисторов. Дело в том, что на плате GA-EX58A-UD7 применяется 24-канальный регулятор напряжения питания процессора с технологией динамического переключения фаз питания процессора (Dynamic Energy Saver, DES). Соответственно всего на плате имеется 48 MOSFET-транзисторов, относящихся к регулятору напряжения питания процессора. Однако разместить все 48 MOSFET-транзисторов в непосредственной близости от процессорного разъема оказалось не так-то просто. Поэтому 24 MOSFET-транзистора расположены на лицевой стороне платы, а еще 24 — на тыльной. Ну а радиаторами закрыты только те MOSFET-транзисторы, которые находятся на лицевой стороне платы.
Для подключения вентиляторов на плате GA-EX58A-UD7 предусмотрены два трех- и два четырехконтактных разъема. Трехконтактные разъемы подразумевают использование метода изменения напряжения питания для управления скоростью вращения вентилятора, а четырехконтактные — метода широтно-импульсной модуляции напряжения питания.
В спецификации к плате Gigabyte GA-EX58A-UD7 указывается, что на ней применяется 24+2+2-регулятор напряжения питания, то есть 24-фазный регулятор напряжения питания, 2-фазный регулятор напряжения питания памяти и 2-фазный регулятор напряжения питания чипсета.
Как мы уже не раз отмечали, говорить о 24-фазном регуляторе напряжения питания процессора на платах Gigabyte (таких плат несколько) не совсем правильно. Корректнее говорить о 24-канальном 6-фазном (по четыре канала на каждую фазу) регуляторе напряжения питания.
Действительно, на плате в качестве управляющей всеми каналами питания микросхемы выступает 6-фазный PWM-контроллер Intersil ISL6336A, совместимый со спецификацией VRD 11.1. На каждую фазу PWM-контроллера параллельно сажаются два двухканальных MOSFET-драйвера Intersil ISL 6611ACRZ (если снять радиаторы, то можно насчитать ровно 12 MOSFET-драйверов Intersil ISL 6611ACRZ). В результате получается, что каждая из шести фаз PWM-контроллера разбивается на четыре синхронных канала. Ну а далее всё традиционно. Каждый канал питания образован двумя MOSFET-транзисторами uPA2724UT1A компании NEC, дросселем с ферритовым сердечником и конденсатором с твердотельным электролитом. Таким образом, в случае платы Gigabyte GA-EX58A-UD7 речь идет не о 24-, а о 6-фазном 24-канальном регуляторе напряжения питания процессора. Кстати, именно использование 6-фазного PWM-контроллера Intersil ISL6336A налагает свои ограничения на технологию динамического переключения фаз питания. PWM-контроллер Intersil ISL6336A может динамически отслеживать текущую загрузку процессора (ток, потребляемый процессором) и в зависимости от этого активировать необходимое число фаз питания (PWM-каналов) с целью оптимизации КПД регулятора напряжения питания. И понятно, что переключение между фазами питания происходит порциями по четыре канала, то есть, несмотря на наличие 24 каналов регулятора напряжения питания процессора, реализовано 6-ступенчатое аппаратное переключение режимов энергопотребления. Напомним, что в терминологии компании Gigabyte технология аппаратного переключения фаз питания процессора называется Dynamic Energy Saver Advanced.
Одной из особенностей этой платы является то, что она поддерживает технологию Ultra Durable 3.
Напомним, что в системных платах с технологией Ultra Durable 3 слой меди в слоях питания и заземления вдвое толще, за счет чего достигается более эффективное охлаждение и на 50% снижается полное сопротивление печатной платы. Также в системных платах Gigabyte серии Ultra Durable 3 используются конденсаторы с твердым электролитом, имеющие средний срок службы 50 тыс. часов, дроссели с ферритовыми сердечниками и МОП-транзисторы с низким сопротивлением при переключении состояний (Low RDS(on) MOSFET). По данным компании Gigabyte, по сравнению с обычными MOSFET-транзисторами рабочая температура Low RDS(on) MOSFET ниже на 16%.
Тестирование платы Gigabyte GA-EX58-UD4
Рассмотрев все особенности платы Gigabyte GA-EX58A-UD7, обратимся к результатам ее тестирования.
При тестировании платы Gigabyte GA-EX58A-UD7 использовался стенд следующей конфигурации:
- процессор — Intel Core i7-965 Extreme Edition (режим Intel Turbo Boost активирован);
- материнская плата — Gigabyte GA-EX58A-UD7 rev. 1.0;
- версия BIOS — F2a;
- память — DDR3-1066;
- объем памяти — 3 Гбайт (три модуля по 1024 Мбайт);
- режим работы памяти — DDR3-1333, трехканальный режим работы;
- видеокарта — Gigabyte GeForce GTS295;
- жесткий диск — Seagate Barracuda XT ST32000641AS (2 Тбайт, SATA III, Firmware CC12);
- блок питания — Tagan 1300W.
При тестировании материнской платы Gigabyte GA-EX58A-UD7 мы сделали акцент на рассмотрении таких ее возможностей, как поддержка интерфейсов SATA III и USB 3.0.
SATA III против SATA II
Для того чтобы выяснить, какие преимущества пользователь может получить от нового стандарта SATA III, мы использовали диск Seagate Barracuda XT ST32000641AS объемом 2 Тбайт, который поддерживает новый интерфейс SATA III.
Первоначально мы измерили скоростные характеристики диска Seagate Barracuda XT ST32000641AS с применением пакета IOmeter. Для этого использовались два жестких диска. Операционная система устанавливалась на жесткий диск, который подключался к одному из портов SATA II, реализованных через контроллер, интегрированный в южный мост ICH10R чипсета Intel X58 Express. Тестируемый диск Seagate Barracuda XT ST32000641AS подключался один раз к порту SATA III, а другой — к порту SATA II на базе контроллера Gigabyte SATA II.
Результаты тестирования представлены на рис. 1-4.
Рис. 1. Скорость последовательного чтения при подключении диска
по интерфейсам SATA II и SATA III
Рис. 2. Скорость последовательной записи при подключении диска
по интерфейсам SATA II и SATA III
Рис. 3. Скорость выборочного чтения при подключении диска
по интерфейсам SATA II и SATA III
Рис. 4. Скорость выборочной записи при подключении диска
по интерфейсам SATA II и SATA III
Как видно по результатам тестирования, максимальная скорость последовательных операций для интерфейса SATA III точно такая же, как и для интерфейса SATA II. Это и понятно — ведь в данном случае скорость определяется не пропускной способностью интерфейса, а скоростными характеристиками самого диска.
Скорость выборочных операций при подключении диска по интерфейсу SATA III также не отличается от аналогичной скорости при подключении диска по интерфейсу SATA II.
Единственное обнаруженное нами различие в скорости при подключении диска по интерфейсам SATA III и SATA II наблюдалось в последовательных операциях при малых размерах блока данных.
Скорость последовательных операций возрастает пропорционально размеру блока данных, достигая насыщения при некотором размере блока. Разница заключается в том, что при подключении диска по интерфейсу SATA III насыщение наступает при меньшем размере блока данных, а на участке линейного возрастания скорости последовательной записи или чтения при одном и том же размере блока данных скорость выше при подключении диска по интерфейсу SATA III.
На следующем этапе тестирования мы решили проверить, можно ли извлечь выгоду из интерфейса SATA III в реальных условиях, то есть при работе с различными приложениями. Для этого мы подключили диск Seagate Barracuda XT ST32000641AS к порту SATA III в режиме AHCI и инсталлировали на него операционную систему Windows 7 Ultimate (32-bit). Далее мы прогнали на компьютере наши традиционные тесты из пакета ComputerPress Benchmark Script 8.0, которые используем для тестирования процессоров и ПК.
Затем мы подключили тот же самый диск к порту SATA II на базе контроллера Gigabyte SATA2 и опять прогнали тест ComputerPress Benchmark Script 8.0. Понятно, что разница в результатах тестирования может объясняться лишь тем, что в первый раз диск подключался к интерфейсу SATA II, а во второй — к интерфейсу SATA III. Сводные результаты тестирования с использованием теста ComputerPress Benchmark Script 8.0 представлены в таблице. Напомним, что все результаты тестирования нормируются относительно референсной конфигурации, которая отличается от тестируемой лишь материнской платой и жестким диском. Интегральный результат тестирования определяется как среднегеометрическое от результатов по отдельным группам тестов, умноженное на 1000.
По результатам тестирования производительности компьютера на реальных приложениях можно сделать вывод, что в случае использования всего одного диска (то есть без RAID-массива) интерфейс SATA III не имеет никаких преимуществ перед интерфейсом SATA II. Во всех группах тестов получаются одинаковые (в пределах погрешности измерений) результаты, а интегральные результаты тестирования различаются менее чем на 0,1%, что, конечно же, можно не принимать в расчет.
Единственное преимущество интерфейса SATA III перед SATA II проявляется при использовании RAID-массива уровня 0 из двух дисков (на плате всего два порта SATA III). Однако данный режим мы не могли исследовать по причине отсутствия второго диска с интерфейсом SATA III.
Кстати, попутно заметим, что, несмотря на применение режима AHCI как для контроллера Gigabyte SATA II, так и для контроллера JMicron JMB362, никакого «горячего» подключения для диска ST32000641AS не реализовано. То есть если подключить диск при загруженной операционной системе, то он определится ею только после перезагрузки компьютера. Возможно, это проблема контроллеров на материнской плате, а может быть, и самого диска ST32000641AS.
USB 3.0 против USB 2.0
На следующем этапе тестирования мы попытались оценить преимущества нового стандарта USB 3.0. Для этого мы использовали внешний жесткий диск компании Buffalo, который имеет интерфейс USB 3.0.
Скоростные характеристики диска Buffalo измерялись с помощью пакета IOmeter. Один раз диск подключался к материнской плате Gigabyte GA-EX58A-UD7 по интерфейсу USB 3.0, а другой — по интерфейсу USB 2.0.
Результаты сравнительного тестирования представлены на рис. 5-8.
Рис. 5. Скорость последовательного чтения при подключении диска
по интерфейсам USB 2.0 и USB 3.0
Рис. 6. Скорость последовательной записи при подключении диска
по интерфейсам USB 2.0 и USB 3.0
Рис. 7. Скорость выборочного чтения при подключении диска
по интерфейсам USB 2.0 и USB 3.0
Рис. 8. Скорость выборочной записи при подключении диска
по интерфейсам USB 2.0 и USB 3.0
Как видно по результатам тестирования, интерфейс USB 3.0 имеет очевидное преимущество перед интерфейсом USB 2.0.
При подключении диска по интерфейсу USB 2.0 максимальная скорость последовательного чтения и записи ограничивается пропускной способностью самого интерфейса и не превышает 33 Мбайт/с для последовательного чтения и 29 Мбайт/с для последовательной записи.
При подключении того же диска по интерфейсу USB 3.0 максимальная скорость последовательного чтения ограничивается уже не пропускной способностью интерфейса, а скоростными характеристиками самого диска и составляет 140 Мбайт/с, то есть в 4,25 раза больше, чем при подключении диска по интерфейсу USB 2.0.
Аналогично при подключении диска по интерфейсу USB 3.0 максимальная скорость последовательной записи определяется скоростными характеристиками самого диска и составляет 140 Мбайт/с.
В операциях выборочного чтения и записи преимущество интерфейса USB 3.0 перед интерфейсом USB 2.0 начинает сказываться при больших размерах блока данных (более 256 Кбайт), то есть когда операции становятся все более последовательными. При малых размерах блока данных узким местом в системе является не пропускная способность интерфейса, а сам диск. А потому разницы в скорости выборочных операций при малых размерах блока данных при подключении диска по интерфейсам USB 3.0 и USB 2.0 не наблюдается.
Отметим, что 140 Мбайт/с — еще не предел для интерфейса USB 3.0. Если бы использовался более скоростной внешний диск (хотя для диска скорость последовательных операций в 140 Мбайт/с — это очень много), то можно было бы получить и большую скорость.
Наверное, самый важный вывод, который можно сделать, сопоставляя результаты тестирования внешнего диска с интерфейсом USB 3.0, заключается в том, что теперь интерфейс USB 3.0 перестал быть узким местом в системе и позволяет полностью реализовать весь скоростной потенциал жесткого диска. Скорость работы накопителей по интерфейсу USB 3.0 не ниже, чем по интерфейсу SATA II/SATA III. И если реальной пользы от нового интерфейса SATA III нет практически никакой, то выгода от интерфейса USB 3.0 очевидна.
 |
|
