Активность производителей наборов логики в последнее время просто удивляет. Чипсеты выходят одним за другим и, честно говоря, мы с трудом успеваем доводить до наших читателей все подробности об архитектуре и производительности этих новинок. Действительно, если еще в недалеком прошлом вся конкурентная борьба на рынке чипсетов происходила по большей части только между VIA и Intel, то за последнее время к ним присоединились AMD, SiS и ALi, которые начали выпуск вполне конкурентоспособных продуктов. Однако, похоже, это еще далеко не все. На рынок системных чипсетов теперь пытаются выйти совсем новые игроки. Например, весной этого года о выпуске своего первого чипсета для материнских плат объявила компания NVIDIA, до сих пор производившая исключительно графические чипсеты.
По заявлению представителей NVIDIA, настроенных крайне оптимистично, для компании разрабатывающей 3D ускорители, в состав которых входит подчас несколько десятков миллионов транзисторов, проектирование системной логики – задача крайне простоя. Тем более, что NVIDIA была разработчиком базового набора микросхем для игровой приставки от Microsoft, X-BOX, являющейся почти что полноценным PC. Однако, как оказалось, не все так просто. Несмотря на то, что NVIDIA обещала начало поставок материнских плат и систем на базе набора логики собственного изготовления еще в августе, только сейчас эти платы стали появляться в продаже. Ну а раз так, пришла пора провести всестороннее тестирование этого нового чипсета.
Первый чипсет от NVIDIA, названный nForce и поддерживающий Socket A процессоры от AMD, представляет собой интегрированный набор логики со встроенным графическим ядром GeForce2 MX. Однако и как дискретный набор логики nForce представляет значительный интерес, так как в нем реализовано несколько интересных технологий, в первую очередь относящихся к контроллеру памяти, поддерживающему DDR SDRAM. Поэтому, мы построим рассмотрение nForce следующим образом: сначала поговорим об особенностях nForce, как обычного чипсета, а затем отдельно исследуем его графическое ядро, звуковой контроллер и другие подобные возможности.

Основы

Семейство новых чипсетов от NVIDIA, nForce включает в себя два продукта, отличающихся реализацией шины памяти. Одной из ключевых особенностей nForce является так называемая TwinBank архитектура: nForce в общем случае имеет два независимых контроллера памяти, работающих с DDR SDRAM. Соответственно, в зависимости от числа задействованных контроллеров памяти, nForce позволяет организовать либо 64-битный доступ к памяти, либо двухканальный 128-битный.
Набор логики NVIDIA nForce состоит из двух микросхем, называемых в терминологии производителя «процессорами». Северный мост, Integrated Graphics Processor (IGP), объединяет в себе контроллер памяти, интегрированное графическое ядро GeForce2 MX, поддерживающий процессоры семейства Athlon/Duron интерфейс и AGP 4x интерфейс для подключения внешних видеокарт. Для того, чтобы отличать северные мосты с 64-битной шиной памяти и двухканальной 128-битной шиной, NVIDIA использует для них различную маркировку, IGP-128 и IGP-64 соответственно.
Южный мост, Media and Communication Processor (MCP) содержит аппаратный звуковой контроллер Audio Processor Unit (APU) с аппаратной поддержкой Dolby Digital, встроенный сетевой контроллер, PCI-контроллер, а также поддерживает типичные для современных южных мостов возможности: USB 1.1 порты, ATA-100 интерфейс, AC’97 интерфейс и т.п. Аналогично северным мостам, NVIDIA прелагает также и две версии южного моста: MCP-D с Dolby Digital 5.1 кодером и MCP – без него.
Северный и южный мосты в nForce соединяются последовательной шиной HyperTransport с топологией точка-точка.

Для лучшего понимания сравним возможности nForce с возможностями других современных DDR - наборов логики (возможности встроенной графики в рассмотрение пока не берутся).

* Версия южного моста, поддерживающего ATA-133 поставляется производителям материнских плат опционально.

Итак, глядя на представленную таблицу, можно отметить, что основными инновациями, реализованными в nForce являются:

Контроллер памяти, реализующий технологию TwinBank, позволяющую организацию двухканального 128-битного доступа к памяти. Отдельно следует отметить еще одну уникальную особенность этого контроллера, наличие Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor (DASP).
Использование шины HyperTransport для связи северного и южного моста.
Высокопроизводительное интегрированное графическое ядро GeForce2 MX.
Встроенный Audio Processing Unit (APU), аппаратный звуковой процессор совместимый с DirectX 8.0 и имеющий встроенный Dolby Digital 5.1 кодер.

В зависимости от того, в какой комбинации используются северные и южные мосты nForce, версия чипсета может иметь различные наименования:

Теоретически, как уже говорилось, nForce во многом повторяет набор системной логики, который NVIDIA спроектировала по заказу Microsoft для игровой приставки XBOX. Однако, необходимо понимать, что чипсет, используемый в игровой приставке поддерживает процессоры с архитектурой P3 и, соответственно, имеет отличную от nForce процессорную шину. Intel не предоставил NVIDIA лицензии на использование своих процессорных шин в наборах системной логики, поэтому, NVIDIA свой первый чипсет ориентировала под Socket A процессоры от AMD. Однако, не исключено что данная ситуация может измениться, и компания будет предлагать также и чипсеты под платформу Pentium 4: тут все в конечном итоге зависит от желания Intel.

Подробности: контролер памяти

Одной из главных особенностей nForce, выделяющей его по сравнению с другими наборами логики, является инновационный контроллер DDR памяти, позволяющий организацию двух независимых каналов передачи данных с суммарной шириной шины 128 бит. С учетом того, что набор микросхем nForce поддерживает память типа PC2100/PC1600 DDR SDRAM, пиковая пропускная способность подсистемы памяти у этого чипсета может достигать 4.2 Гбайт в секунду. То есть, среди всех сегодняшних наборов логики, ориентированных на применение в настольных PC, nForce обеспечивает наибольшую пропускную способность памяти, так как все остальные чипсеты имеют 64-битную шину памяти.
Посмотрим на то, как все это работает. nForce реализует так называемую TwinBank архитектуру. Это означает, что контроллер памяти, примененный в этом наборе логики, по сути напоминает Croosbar контроллер видеочипсета GeForce3 и попросту является расщепленным на два независимых контроллера MC0 и MC1.

То есть, для получения высокой пропускной способности подсистемы памяти NVIDIA не стала изобретать для своего набора логики новые типы памяти, а просто добавила в свой чипсет еще один контроллер DDR SDRAM. Следует отметить, что контроллеры MC0 и MC1 являются равноправными и полностью независимыми, поэтому они способны обрабатывать запросы одновременно. В результате, суммарная ширина шины памяти достигла 128 бит, однако в целом подсистема памяти nForce, благодаря наличию двух контроллеров памяти, осталась оптимизирована для работы с 64-битными пакетами данных. Это немаловажный факт, поскольку процессорная шина, используемая в Socket A системах, также имеет ширину 64 бита.
Благодаря равноправности и полной независимости MC0 и MC1, nForce позволяет работу с ассиметричными конфигурациями памяти, устанавливаемой на разные каналы. Например, модули DIMM, работающие с MC0 и MC1 могут иметь разную скорость, разную конфигурацию и разный объем. Более того, можно вообще не задействовать один из каналов, оставив второй контроллер памяти неиспользуемым. Как раз именно благодаря этому, NVIDIA с легкостью предлагает производителям материнских плат два варианта своего северного моста: IGP-128 с двумя контроллерами памяти и IGP-64 с одним незадействованным контроллером.
Преимущество TwinBank архитектуры nForce кажется очевидным. Значительный рост пропускной способности, казалось бы, должен обеспечить значительное превосходство в производительности этого набора логики над конкурентами. Однако, не все тут так просто, как кажется. Пиковая пропускная способность подсистемы памяти nForce составляет 4.2 Гбайт/с и в два раза превосходит пропускную способность процессорной шины 2.1 Гбайт/с. А это значит, что процессор сам по себе оказывается не в состоянии задействовать весь потенциал шины памяти nForce. Как мы видели на примере набора логики VIA Apollo Pro266, подобный перекос в пропускных способностях шин ни к чему хорошему не приводит: производительность по сравнению с системами, где пропускные способности шин памяти и процессора уравновешены, практически не возрастает.
Но инженеры NVIDIA оснастили nForce двумя контроллерами памяти все-таки неспроста. Не следует забывать о том, что nForce – это все же в первую очередь интегрированный чипсет, и высокие требования к пропускной способности памяти в системах на его основе будет предъявлять не только CPU, но и встроенное графическое ядро. Благодаря TwinBank архитектуре, подразумевающей наличие двух независимых 64-битных контроллеров памяти, графическое ядро и процессор могут работать с памятью независимо. А учитывая то, что графическое ядро, основанное на архитектуре GeForce2 MX, обладает сравнительно высоким быстродействием, необходимость производительной шины памяти становится очевидной.
Тем не менее, говорить о том, что 128-битная шина памяти nForce может быть задействована только лишь при использовании интегрированной графики не совсем верно. Теоретически, напрямую к памяти, минуя процессор, могут обращаться и некоторые другие устройства. Например, AGP-видеокарты или контроллеры, встроенные в южный мост чипсета. Для этих устройств, хотя они и не столь требовательны к пропускной способности памяти, архитектура TwinBank также может принести определенные дивиденды. Таким образом, если рассматривать nForce, как обычный неинтегрированный набор логики, наличие двух контроллеров памяти может позволить получить выигрыш в производительности в некоторых приложениях, интенсивно работающих с AGP графикой или использующих потоковые операции ввода-вывода с данными большого объема. В остальных случаях TwinBank архитектура, рассматриваемая отдельно от встроенного графического ядра, ряд ли может оказаться полезной.
Более того, если наличие двух независимых каналов памяти теоретически позволяет увеличить скорость записи данных в память, благодаря использованию техники чередования каналов, то операции чтения из памяти ускорятся далеко не всегда. Наоборот, из-за необходимости при каждом обращении «искать» данные в обоих банках, латентность подсистемы памяти, по сравнению с одноканальными системами, возрастает. О том, какое значение имеет латентность подсистемы памяти, говорилось уже не раз. Нередко более низкая латентность имеет для производительности в реальных приложениях даже большее значение, чем высокая пропускная способность памяти. А это значит, что nForce 220, в котором используется северный мост IGP-64 с одним каналом памяти, теоретически даже может превзойти по быстродействию nForce 420 с IGP-128 и двумя каналами.
Понятно, что подобные принципы распространяются не только на наборы логики от NVIDIA. И, если бы не некоторые дополнительные технологии, о которых пойдет речь ниже, двухканальный nForce вполне мог бы отставать не только от своего одноканального собрата, но и от DDR-чипсетов других производителей. Естественно, NVIDIA, привыкшую быть лидером во всем, такой расклад совершенно не устраивал. Поэтому, перед инженерами компании была поставлена задача найти путь к уменьшению латентности подсистемы памяти при операциях чтения.
И это решение было найдено. В NVIDIA nForce был добавлен дополнительный блок, имеющий название DASP – Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor. Задача DASP состоит в мониторинге обращений процессора к памяти и предсказанию, какие данные могут потребоваться CPU впоследствии. Используя возможности 128-битной шины памяти с двумя независимыми контроллерами, DASP параллельно с работой процессора извлекает эти данные из памяти и размещает их в специальном буфере, находящемся в северном мосту чипсета. В результате, в случае правильного предсказания, процессору при обращении к этим данным не приходится осуществлять доступ к памяти с относительно большой латентностью: необходимые данные уже находятся в чипсете. Поэтому, DASP существенно снижает латентность подсистемы памяти.

Как можно заметить, DASP представляет собой некий аналог технологии Data Prefetch, реализованной в современных процессорах. Однако DASP по сравнению с Data Prefetch имеет важное преимущество – его работа не сопряжена с дополнительной загрузкой процессорной шины. А поскольку шина памяти, которую загружает DASP, у nForce узким местом не является, работа этого блока не вызывает никаких коллизий, связанных с чрезмерной загрузкой каких-либо каналов передачи данных в чипсете.
Важно понимать, что DASP в nForce обрабатывает исключительно обращения процессора, а данные, которые могут требоваться, например, графическому ядру или внешней AGP-видеокарте в буфер не попадают. Этим устройствам, поскольку они гораздо менее критичны к высокой латентности памяти, нежели CPU, приходится работать с памятью напрямую.
Именно DASP, а не TwinBank архитектура является главной технологией, влияющей на производительность nForce. При использовании с nForce внешней графической карты высокая пропускная способность шины памяти оказывается практически бесполезной, потому что процессор задействовать ее в полную силу не может из-за ограничений, накладываемых пропускной способностью процессорной шины. Современные же AGP-видеокарты используют для хранения текстур локальную видеопамять, поэтому с системной памятью они взаимодействуют не активно. DASP же позволяет уменьшить латентность подсистемы памяти независимо ни от чего. И единственное, о чем приходится жалеть – это о небольшом размере буфера, используемого DASP. В современной версии nForce его объем составляет всего 64 Кбайта, но и этого оказывается вполне достаточно для того, чтобы nForce показывал великолепную производительность.

Подробности: Hypertransport

На настоящий момент практически все производители наборов логики отказались от использования шины PCI для организации связи между северным и южным мостом. Исключение составляет разве что компания ALi, но и в ее ближайших планах – отказ от применения для этой цели PCI. Что же побуждает производителей чипсетов искать альтернативные решения? Ответ, как всегда, несложен. Пропускной способности шины PCI, 133 Мбайт в секунду, перестает хватать для того, чтобы все контроллеры, сосредоточенные в южном мосту могли беспрепятственно связываться с северным мостом. Посмотрим, например, чем нашпиговала свой южный мост (или, в терминологии компании, MCP) NVIDIA.

Помимо традиционных для южных мостов PCI моста, двухканального ATA-100 контроллера, пары USB-хабов, интегрированного программного модема, 6-канального AC’97 кодека и LPC-устройств, MCP содержит и пару относительно уникальных вещей. Во-первых, это сетевой контроллер для 10/100 Mбит Ethernet и HomePNA 2.0, а во-вторых, APU (Audio Processor Unit). Именно наличие этих двух блоков в южном мосту заставило NVIDIA искать для соединения мостов своего nForce решение, гарантирующее более высокую, чем у PCI, пропускную способность.
Имея в виду, что APU – это полноценный совместимый с DirectX 8.0 аппаратный звуковой контроллер, поддерживающий позиционное 3D аудио и имеющий Dolby Digital 5.1 кодер, можно считать, что это устройство способно «отъесть» от пропускной способности шины до 150 Мбайт в секунду. В свете этого NVIDIA сразу обратила внимание на высокоскоростные шины. Ну и поскольку NVIDIA принимала активное участие в разработке технологии Hypertransport, совершенно неудивительно, что в nForce для связи мостов была выбрана именно эта шина.
Вообще, Hypertransport – это двухпортовая последовательная шина с шириной от 2 до 32 бит, предназначенная для организации соединения типа точка-точка. В nForce для связи мостов используется Hypertransport с шириной 8 бит и частотой 200 МГц. Учитывая, что протокол Hypertransport предполагает передачу данных по обоим фронтам сигнала, получаем, что пропускная способность шины при передаче данных в одном направлении – 400 Мбайт в секунду. NVIDIA же оперирует более крупным числом, 800 Мбайт/с, однако это всего-навсего означает, что пропускная способность соединения между мостами в nForce 400 Мбайт/с в обоих направлениях.

Подробности: референс-плата

Также, как и при создании видеочипсетов, вместе с набором логики nForce, NVIDIA разработала и референс-дизайн материнской платы на его основе. Отметим, что этот референс-дизайн будет использоваться рядом производителей плат для выпуска своих продуктов, использующих nForce, и поэтому референс-плата от NVIDIA заслуживает подробного рассмотрения.

Референс-дизайн материнской платы на базе чипсета nForce выполнен в MicroATX форм-факторе. И это сразу говорит о многом. NVIDIA видит основное применение своего nForce в первую очередь как удобного решения для сборщиков компьютеров, потому и выбрала именно MicroATX формат. Впрочем, отчасти компания права. Собирать компьютеры на платах с чипсетом nForce действительно удобно: одна материнская плата сразу исключает необходимость и в видеокарте с неплохой производительностью, и в качественной звуковой карте, и даже в сетевом контроллере и модеме. Поэтому, несмотря на относительно высокую стоимость, сборщики PC должны будут полюбить nForce, как хорошую платформу для домашних компьютеров средней стоимости.
Однако, использование Micro ATX форм-фактора неотвратимо влечет за собой урезание возможностей для расширения. Действительно, на референс-плате помимо слотов для памяти и AGP 4x слота поместилось всего два слота PCI и один слот ACR. Впрочем, для материнской платы, на которой интегрированы все мыслимые устройства, такого количества слотов расширения может быть вполне достаточно.
Референс плата использует северный мост IGP-128.

Как следует из названия, эта версия северного моста поддерживает 128-битную шину памяти и TwinBank архитектуру. Три имеющихся на плате 184-контактных слота DDR DIMM делятся между контроллерами следующим образом: к первому контроллеру памяти MC0 относится первый слот DIMM, а ко второму контроллеру памяти MC1 – второй и третий слоты. Легким намеком на это является, кстати, несколько обособленное расположение на плате первого слота DIMM. Таким образом, при установке модулей памяти в первый и во второй или третий слоты DIMM, плата будет использовать 128-битный доступ к памяти. Если же используется только один модуль DDR DIMM, или же два модуля, установленные во второй и третий слоты – шина памяти имеет ширину 64 бита, как у классических наборов логики, и второй контроллер памяти северного моста отключается.
Заметим, что на северном мосту на референс-плате нет никакого радиатора, и, в принципе, несмотря на это плата работает стабильно. Однако, чип при этом раскаляется до такой температуры, что его дальнейшая судьба невольно начинает вызывать беспокойство. Поэтому, на серийных платах северный мост будет снабжаться чипсетным кулером.
В качестве южного моста для референс платы NVIDIA выбрала чип MCP-D, обладающий встроенным Dolby Digital 5.1 кодером, о чем свидетельствует литера «D» в названии моста.

Несмотря на то, что южный мост поддерживает шестиканальный 3D звук, цифровой выход для усилителя с Dolby Digital декодером, 10/100 Мбит Ethernet и программный модем, на самой референс-плате нет никаких разъемов для реализации работы всех этих устройств. Все необходимые коннекторы располагаются на дополнительной райзер-карте, входящей в комплект и устанавливаемой в слот ACR.

Здесь можно видеть место для монтажа цифрового аудиовыхода, два аналоговых аудиовыхода для подключения задних колонок, центральной колонки и сабвуфера, разъем для присоединения телефонной линии и сетевой RJ45 коннектор.
Плата использует Phoenix BIOS, обладающий только лишь самым необходимым минимумом настроек: о разгоне можно забыть.

Как мы тестировали

Поскольку данный материал посвящен рассмотрению NVIDIA nForce в качестве дискретного решения, все тесты выполнялись со внешней видеокартой и отключенным интегрированным графическим ядром. Мы протестировали референс-плату на базе nForce в двух режимах: при 128-битном доступе к памяти, когда задействованы оба контроллера памяти, и при 64-битном доступа к памяти, когда один из контроллеров памяти отключен. Таким образом, мы получим возможность судить о производительности как nForce 420, так и nForce 220, поскольку эти два варианта набора логики от NVIDIA отличаются лишь шириной шины памяти.
Производительность NVIDIA nForce сравнивалась с быстродействием других современных DDR Socket A наборов логики: VIA KT266A, SiS 735 и Ali MAGiK 1 ревизии C.
Тестовые системы были сконфигурированы следующим образом:

На тестовых системах была установлена операционная система Microsoft Windows XP.
Результаты тестов встроенного в nForce графического ядра, звукового и IDE контроллеров будут приведены во второй части данного обзора.

Производительность

Теория - теорией, пора переходить к практике. В первую очередь, как и всегда, - синтетические тесты производительности подсистемы памяти.

В первую очередь отметим, что даже синтетический тест, такой как SiSoft Sandra, не показывает значительного превосходства пропускной способности двухканальной памяти nForce 420 над другими чипсетами, работающими с 64-битной шиной памяти. Как мы видим, процессор в одиночку не может задействовать всю пропускную способность шины памяти nForce 420. Таким образом, все прелести TwinBank архитектуры могут быть раскрыты только при использовании встроенного графического ядра nForce, которое, наряду с процессором, является одним из самых активно использующих память компонентов. Когда же встроенное графическое ядро не используется, как, например, в нашем случае, даже синтетический тест показывает всего лишь 5-процентное превосходство практической пропускной способности чипсета с 128-битной шиной над аналогичным чипсетом с шиной шириной 64 бита.
Также, немаловажно отметить, что оба nForce, и 420, и 220, ощутимо обгоняют остальных участников тестирования. И дело тут уже не в ширине шины памяти. Разрыв в 10% между показателями nForce 220 и VIA KT266A можно списать лишь на DASP, поскольку эта модификация чипсета от NVIDIA не имеет 128-битной шины памяти. Как показывают результаты, эффективность DASP чрезвычайно высока: применение этой технологии позволило NVIDIA создать Socket A чипсет с самой быстродействующей подсистемой памяти.
Однако, лидерство в пропускной способности подсистемы памяти, измеряемой тестом SiSoft Sandra 2001 – еще не ключ к победе. Как мы неоднократно отмечали, наряду с пропускной способностью на производительность системы оказывает значительное влияние и латентность памяти. Посмотрим, как обстоит дело у nForce с ней.

И тут nForce просто нет равных. Направленный в первую очередь на уменьшение латентности DASP попадает точно в цель.
Также заметим, что как это не кажется странным на первый взгляд, набор логики nForce 220 с одним контроллером памяти и 64-битной шиной имеет меньшую латентность, чем nForce 420 с двумя контроллерами памяти и 128-битной шиной. Однако, ничего удивительного в этом нет. Поскольку NVIDIA ставила перед собой задачу создать такую подсистему памяти, которая была бы способна обеспечивать данными несколько «потребителей» одновременно (например, CPU и GPU), компания не стала применять в своем наборе логики классическую технику чередования каналов (interleaving). Контроллеры памяти в nForce 420 полностью независимы и, в отличие например от того же i850, позволяют установку модулей DIMM разной конфигурации в разные банки памяти. Поэтому, перед тем, как извлечь данные из памяти в случае использования двух каналов, специальному арбитру приходится решать, какой из контроллеров должен обрабатывать пришедший запрос. На это как раз и уходят дополнительные такты. Поэтому, в ряде случаев nForce 220 с более узкой шиной памяти может оказаться быстрее nForce 420 с более широкой шиной.
В синтетических тестах nForce смотрится неплохо. Посмотрим, как же он себя поведет в реальных приложениях.

Тест SYSmark 2001, показывающий средневзвешенную производительность систем в типичных офисных задачах и приложениях создания контента, подтверждает результаты синтетических тестов. nForce, хоть и не так значительно, превосходит по скорости другие чипсеты. Однако следует понимать, что для тех приложений, которые используются в SYSmark 2001, важна не только скорость памяти, также немалое влияние на результат оказывает, например, и производительность дисковой подсистемы. Плюс к этому, преимущества более быстрой системы памяти видны только при операциях с большими объемами данных, не умещающихся в кеше CPU.

Например, в Internet Content Creation части теста, где приложения используют большие объемы последовательно хранящихся данных, nForce не так уж и быстр, поскольку влияние латентности в задачах такого класса сведено к минимуму, а реализоваться высокой пропускной шине памяти nForce 420 не дает ограничение, налагаемое пропускной способностью процессорной шины.

В офисной же части того же теста наоборот, оба nForce опережают обоих соперников более существенно: тут уже играет свою роль низкая латентность подсистемы памяти этого чипсета. В частности, превосходство nForce 420 над прошлым лидером наших тестирований, VIA KT266A, составляет 4%.

Для составления полной картины соотношения сил в офисных задачах мы также измерили скорость архивации большого количества информации (директории с установленной игрой Unreal Tournament) популярным архиватором WinZIP при обычном уровне компрессии. Смысл этого теста заключается в том, что помимо постоянных обращений к памяти архиватор также постоянно работает с дисковой подсистемой. Поэтому, результаты, показанные системами здесь, позволяют оценить в том числе и качество IDE Bus Master драйверов. На диаграмме выше отображено время выполнения архивации, поэтому меньший результат соответствует лучшей производительности.

Также, нами была замерена производительность при кодировании DVD видеопотока в формат DivX MPEG-4. Этот тест замечателен тем, что модификация nForce 220 с 64-битной шиной памяти в нем оказалась быстрее своего 128-битного аналога nForce 420. Хотя эта разница очень мала, факт остается фактом: такое возможно не только в теории, но и на практике.
Следующим этапом наших испытаний является измерение быстродействия систем в играх.

Обратите внимание, результаты nForce 420 и nForce 220 в этом тесте практически одинаковы. То есть даже Quake3, производительность в котором сильно зависит от быстродействия подсистемы памяти, не может использовать преимущества, предоставляемые архитектурой TwinBank, при условии, что в системе используется внешняя видеокарта. DASP же, присутствующий в обоих nForce, придает им неплохое ускорение: оба nForce опережают ближайшего конкурента, VIA KT266A на 4.5%.

При увеличении разрешения и доведения его до обычно используемого среднестатистическими игроками, разница в производительности нивелируется. Два контроллера памяти не помогают nForce 420 и в этом случае.

Картина в Unreal Tournament повторяет результаты, которые мы уже видели в Quake3. Правда, теперь преимущество nForce220 над nForce 420 немного увеличилось и уже не может быть списано на тривиальную погрешность измерений.

Мы любим использовать игру DroneZ при тестировании чипсетов в первую очередь потому, что она очень чутко реагирует на скорость работы памяти. Поэтому, неудивительно, что DASP дает обоим nForce возможность обогнать VIA KT266A на целых 7%, что для наборов системной логики является достаточно крупной победой. Также, отметим, что в очередной раз nForce 220 удалось обойти своего старшего брата, nForce 420 примерно на 2 fps.

Профессиональный OpenGL бенчмарк SPECviewperf 6.2.1 является тестом, производительность в котором сильно зависит от пропускной способности памяти. Поэтому, никого не должно удивлять, что во всех задачах, входящих в этот тест, nForce 420 обгоняет nForce 220. Однако, следует отметить, что при этом результаты nForce 420 оказываются не такими уж и выдающимися, несмотря на вдвое более широкую, чем у других наборов логики, шину памяти. В Awadvs-04 и DRV-07 nForce 420 отстает от VIA KT266A. Что же касается младшей версии, nForce 220, то ее производительность в первых трех подтестах вообще чуть ли не самая худшая. Думается, причина такого результата кроется в том, что 64-килобайтный буфер, используемый DASP, оказывается совершенно бесполезен при передаче большого объема информации, хранящейся в памяти последовательно.

Выводы

Подобьем бабки. Как показало наше исследование, nForce, пока рассматриваемый отдельно от своего графического ядра как дискретный набор логики, чрезвычайно продвинутый и самый производительный Socket A чипсет среди присутствующих сегодня на рынке. Хотя он и оказался лидером благодаря прогрессивным технологиям, примененным NVIDIA, следует отметить следующее. Главным элементом nForce, из-за которого этот чипсет показал высокое быстродействие, является DASP. Единственное «но», которое можно сказать в адрес этого блока – недостаточный размер буфера, которого не хватает для профессиональных OpenGL приложений. Twinbank архитектура же, как показали тесты, оказалась совершенно бесполезна в случаях, когда не используется встроенное графическое ядро.
Таким образом, для применения в системах со внешними графическими ускорителями версия nForce 220 подходит больше, чем nForce 420. Производительность nForce 220 в большинстве тестов практически такая же, как у nForce 420, а в ряде задач nForce 220 даже обгоняет своего старшего собрата. При этом, стоимость плат, основанных на nForce 220 должна быть ниже из-за отсутствия второго контроллера памяти и сопутствующей разводки. nForce 420 же стоит воспринимать в таком случае как, в первую очередь, интегрированное решение.
Что касается рыночных перспектив nForce вообще, то тут остается масса неясностей. Если вы готовы ради дополнительных 3-7% производительности выложить в полтора раза большую сумму за материнскую плату, а потом не пользоваться «оплаченной» встроенной видеокартой, то nForce – набор логики для вас. Если же вы ищите подходящее решение с точки зрения соотношения цена-производительность, то nForce тут вам не товарищ.
И в заключение еще раз напомню, что все вышесказанное относится к nForce, как дискретному набору логики. Интегрированные возможности этого чипсета, такие как видео, звук и пр. мы рассмотрим позднее, в следующей части этого материала.

Компания NVIDIA в первую очередь ассоциируется у нас с видеокартами, однако, кроме того, это очень крупный разработчик наборов логики для материнских плат. Стоит вспомнить о том стремительном взлёте, который проделали чипсеты NVIDIA. Первое поколение наборов логики nForce не пользовалось большой популярностью, хотя обращало на себя внимание использованием ряда интересных особенностей, однако чипсет nForce2 уже произвёл настоящий фурор. Растаяло казавшееся незыблемым положение компании VIA, как одного из ведущих производителей чипсетов, а в пару к процессору Socket A почти неизменно ставилась материнская плата на чипсете NVIDIA nForce2. Набор логики nForce3 не вызывал столь заметного резонанса, но это во многом объясняется тем, что первые процессоры AMD Socket 754 были редкими и дорогими, к тому же многие предпочли подождать появления CPU Socket 939. Чипсет nForce4 вновь ожидал небывалый успех, но после этого триумфальное шествие комплектов микросхем NVIDIA замедлилось. Переход на чипсеты nForce пятой серии и процессоры Socket AM2 требовал одновременной замены памяти DDR на DDR2, поэтому происходил не очень быстро. К тому же вскоре появились новые процессоры Intel Core 2 Duo и многие предпочли мигрировать на более производительную платформу.

Да, говоря об успехе чипсетов NVIDIA, мы имели в виду исключительно наборы логики для процессоров AMD, поскольку конкурировать на равных с чипсетами Intel компания NVIDIA оказалась не в состоянии. Первые материнские платы на чипсете NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition удивили и разочаровали слабыми оверклокерскими способностями, к тому же их репутацию подпортили проблемы с поддержкой двухъядерных процессоров Smithfield. Переключив своё внимание с процессоров AMD на процессоры Intel семейства Conroe, мы как-то упустили из виду чипсеты NVIDIA nForce5 для процессоров Intel. Но, судя по тому, что о таких материнских платах не было слышно ничего особенного, мы не пропустили ничего важного. Зато список проверенных нами плат на чипсетах NVIDIA nForce 680i SLI и 650i SLI оказался довольно велик. И опять ничего интересного, и опять проблемы с оверклокингом, и снова с поддержкой процессоров, только на этот раз четырёхъядерных Yorkfield. Вдобавок обнаружились проблемы с производительностью на высоких частотах (FSB Strap), неработоспособность плат в определённых интервалах (FSB Hole), "рассыпающиеся" RAID-массивы и потерянные данные на жёстких дисках.

Ничуть не удивительно, что в свете перечисленных недостатков материнские платы для процессоров Intel на чипсетах NVIDIA большим спросом не пользуются. Вот и сейчас владельцы и потенциальные покупатели таких процессоров с интересом ждали лета и предстоящего анонса наборов логики Intel четвёртой серии. На основе этих чипсетов появятся приемлемые по цене материнские платы с поддержкой PCI Express 2.0. Однако более доступные платы, чем основанные на чипсетах Intel X38 Express и Intel X48 Express, уже давно имеются. Наш сегодняшний обзор посвящён рассмотрению возможностей одной из таких плат – Asus P5N-D, но прежде мы изучим набор логики NVIDIA nForce 750i SLI, на котором она основана.

Чипсет NVIDIA nForce 750i SLI

Официальные характеристики набора логики NVIDIA nForce 750i SLI выглядят следующим образом:

Если сравнивать с возможностями примерно равного по позиционированию чипсета Intel P35 Express, то он выигрывает по количеству портов USB – у NVIDIA nForce 750i SLI их всего восемь вместо двенадцати, и по количеству портов Serial ATA – их четыре против шести. Зато у NVIDIA nForce 750i SLI осталась полноценная поддержка Parallel ATA, можно подключить до четырёх приводов, в то время как на чипсетах Intel она давно уже отсутствует и её приходится реализовывать с помощью дополнительных контроллеров. В целом характеристики Intel P35 Express выглядят более отвечающими современным требованиям, хотя отставание NVIDIA nForce 750i SLI не выглядит критическим.

Однако наиболее наглядной для оценки является блок-схема чипсета NVIDIA nForce 750i SLI. Сразу бросается в глаза, что вместо традиционной двухчиповой схемы с использованием северного и южного мостов, или даже одночиповой схемы, которую нередко использовала NVIDIA и к которой в будущем планирует перейти Intel, используется комбинация из трёх микросхем. Добавился новый "восточный мост".

Очевидно, что "лишний" элемент – это NVIDIA nForce 200, однако именно он определяет основное отличие чипсета от предыдущих наборов логики. Эта микросхема представляет собой чип-коммутатор, который реализует поддержку PCI Express 2.0. В качестве южного моста используется чип MCP51 или, говоря иначе, nForce 430. Эта микросхема появилась ещё в далёком 2005 году и нам уже давно знакома. Она встречалась в чипсетах NVIDIA, предназначенных как для процессоров Intel, так и AMD, как дискретных, так и с интегрированным графическим ядром. В частности, именно этот южный мост использовался в составе чипсета NVIDIA nForce 650i SLI. Северный мост чипсета NVIDIA nForce 750i SLI носит кодовое имя C72P.

Но вот, что интересно – материнская плата Asus P5N-D при старте не отрицает, что использует южный мост MCP51, однако она утверждает, что в качестве северного моста у неё чип с кодовым наименованием C55. Нетрудно вспомнить, что это именно та микросхема, которая использовалась в чипсетах NVIDIA nForce 680i SLI и NVIDIA nForce 650i SLI. Сочетание северного моста C55 и южного MCP51 даёт нам чипсет NVIDIA nForce 650i SLI, а добавление чипа-коммутатора NVIDIA nForce 200 превращает его в NVIDIA nForce 750i SLI.

В идентичности характеристик чипсетов и NVIDIA nForce 750i SLI, за исключением поддержки PCI Express 2.0 естественно, нетрудно убедиться. Впрочем, помимо PCI Express 2.0 есть ещё одно немаловажное отличие – для нового набора микросхем декларируется полная поддержка 45 нм. процессоров поколения Penryn, как четырёхъядерных Yorkfield, так и двухъядерных Wolfdale, в то время как для чипсетов NVIDIA nForce 6 поддержка Yorkfield сначала заявлялась, но потом была отозвана. То есть новый набор логики NVIDIA nForce 750i SLI образован из старого NVIDIA nForce 650i SLI путём исправления обнаруженных недостатков и добавления дополнительной микросхемы NVIDIA nForce 200, приносящей поддержку PCI Express 2.0.

По той же схеме, кстати, получился новый чипсет NVIDIA nForce 780i SLI. Он образован сочетанием NVIDIA nForce 680i SLI и NVIDIA nForce 200. Очевидно, что наборы логики NVIDIA nForce 780i SLI и NVIDIA nForce 750i SLI, модернизированные из старых, представляют собой временное, промежуточное явление, что косвенно подтверждает появление действительно нового чипсета NVIDIA nForce 790i SLI, выполненного по традиционной двухчиповой схеме.

Материнская плата Asus P5N-D

Спецификации

Самое время ознакомиться с техническими характеристиками материнской платы Asus P5N-D.

Если сравнить с официальными спецификациями набора логики NVIDIA nForce 750i SLI, то можно заметить, что компания Asus реализовала на плате лишь один разъём Parallel ATA из двух, которые обеспечивает чипсет, что даёт нам поддержку двух приводов, вместо четырёх возможных. Однако это вполне достаточное на сегодня количество и многие другие производители поступают так же. Даже платы на чипсете NVIDIA nForce 650i SLI нередко имели лишь один разъём Parallel ATA.

Интереснее другое отличие. Для одиночной видеокарты материнская плата Asus P5N-D в полном соответствии с официальными спецификациями набора логики NVIDIA nForce 750i SLI обеспечивает режим работы PCI Express 2.0 x16. Что касается двух видеокарт в режиме SLI, то используется странная формулировка – hardware ready for x16, x16. Что имела в виду компания Asus, ведь плата на чипсете NVIDIA nForce 750i SLI формально может работать лишь в режиме PCI Express 2.0 x8 + PCI Express 2.0 x8? Что пропускная способность PCI Express 2.0 x8 равна PCI Express 1.0 x16? Или это намёк на возможное появление обновлённого nForce 750i SLI с поддержкой формулы PCI Express 2.0 x16 + PCI Express 2.0 x16? Или что чип-коммутатор NVIDIA nForce 200 в состоянии обеспечить режим PCI Express 2.0 x16 + PCI Express 2.0 x16 и ограничения имеются не на уровне железа, а лишь в драйверах?

Наиболее вероятной мне представляется последняя версия. Северный мост чипсета обеспечивал лишь 16 линий PCI Express. Ещё 16 линий, которых не хватало для реализации формулы PCI Express x16 + PCI Express x16, ему добавлял южный мост. После модернизации до 16 линий PCI Express 1.0 от южного моста теперь предназначаются лишь для третьей видеокарты, а 16 линий PCI Express 1.0 от северного с помощью NVIDIA nForce 200 вдруг превратились в 32 линии PCI Express 2.0, которые делятся между двумя слотами PCI Express 2.0 x16. И что мешает таким же образом поступить в случае с набором логики NVIDIA nForce 750i SLI? Технически, вероятно, ничего, только лишь желание компании NVIDIA чётче отграничить старший чипсет 780i SLI от младшего 750i SLI.

Конечно, возникает вопрос, а с какой скоростью, по какому интерфейсу чип-коммутатор NVIDIA nForce 200 общается с чипсетом? "Наружу" выходят два слота PCI Express 2.0 x8 в случае NVIDIA nForce 750i SLI и два PCI Express 2.0 x16 в случае NVIDIA nForce 780i SLI. А что внутри? Неужели PCI Express 1.0 x16, PCI Express 2.0 x1 или даже просто PCI Express 1.0 x1? В таком случае текущая реализация PCI Express 2.0 у наборов логики NVIDIA nForce 750i SLI и NVIDIA nForce 780i SLI лишь формальность и ничто не мешает расширить возможности nForce 750i SLI до формулы PCI Express 2.0 x16 + PCI Express 2.0 x16. Пока же владельцам плат на чипсете NVIDIA nForce 750i SLI твёрдо можно рассчитывать лишь на режим PCI Express 2.0 x8 + PCI Express 2.0 x8.

Что же, пора оставить предположения и догадки в покое, и приступить к рассмотрению материнской платы Asus P5N-D.

Упаковка и комплектация

Коробка материнской платы в первую очередь предназначена для того, чтобы в неповреждённом виде донести своё содержимое до потребителя. С этой задачей все упаковки, как правило, справляются без труда. Одновременно ставится цель привлечь потенциального покупателя с помощью оформления и рассказать ему об особенностях и преимуществах продукта.

Заманить неопределившегося покупателя своим внешним видом коробке материнской платы Asus P5N-D вряд ли удастся, аттрактивная составляющая находится на низком уровне. Хотя, теоретически, все необходимые компоненты имеются: имя производителя, название платы, логотипы, но лицевая сторона получилась какой-то мутной и мрачной.

Разочаровывает и информационная насыщенность обратной стороны упаковки. Там имеется лишь небольшая фотография платы, список характеристик и поддерживаемых технологий выполнен в виде схематических рисунков, а двум из них – Asus EPU и Precision Tweaker 2 – посвящено по одной фразе на семи языках. Кстати, о наличии эксклюзивной технологии Asus EPU (Energy Processing Unit), позволяющей менять количество активных фаз в схеме питания процессора в зависимости от нагрузки и тем самым экономить энергию, сообщается и на лицевой стороне коробки.

По ходу написания этого обзора понадобилось обратиться к статье годичной давности о материнской плате Asus P5N-E SLI , основанной на чипсете NVIDIA nForce 650i SLI. И оказалось, что у неё коробка была оформлена точно таким же образом. За прошедший год почти не изменился и список аксессуаров, которые включены в комплект. К материнской плате Asus P5N-D прилагаются:

• шлейфы IDE и FDD с логотипами Asus;
• четыре Serial ATA кабеля;
• разветвитель для подключения питания к SATA-устройствам;
• планка с двумя портами USB2.0;
• Asus Q-Connector Kit – комплект переходников для удобного подключения отдельных проводов к коннекторам USB, IEEE1394 и передней панели;
• соединительный мостик SLI;
• заглушка для задней панели (I/O Shield).

Хочу обратить ваше внимание, что одна пара SATA-кабелей имеет Г-образную форму разъёма, а вторая обычную, прямую. Пользователь сам может выбрать, какой тип кабеля ему удобнее применить. Такое же трогательное внимание к незначительным, но полезным нюансам мы уже видели при изучении материнской платы Gigabyte GA-EP35-DS4 .

У материнской платы Asus P5N-D есть и ещё одна особенность такого рода. Читая описание технологии Asus Q-Shield, я никак не мог понять, о каких "пальчиках" идёт речь и в чём её сущность. А нужно было всего лишь внимательнее посмотреть на сопроводительную иллюстрацию.

Любой, кто хоть раз участвовал в сборке системного блока, всё сразу поймёт. Заглушка для разъёмов задней панели (I/O Shield) с обратной стороны имеет несколько "пальчиков" по терминологии Asus, я бы назвал их лепестками, но не в том суть. С их помощью обеспечивается электрический контакт с корпусом разъёмов и тем самым экранируется электромагнитное излучение. Однако лепестки непослушны, так и норовят попасть внутрь разъёмов. С Asus Q-Shield это исключено. Теперь с обратной стороны заглушки имеется пористый материал, покрытый токопроводящим слоем.

Нет нужды выпрямлять и правильно направлять многочисленные лепестки, сборка упрощается, достаточно просто установить заглушку на место. Токопроводящий слой обеспечит электрический контакт, а пористый материал плотный прижим, вот и всё. Просто и удобно.

И, наконец, последняя "вкусность" комплектации. Северный мост материнской платы Asus P5N-D накрыт невысоким, но очень широким пассивным радиатором.

Объясняется такая нестандартная форма очень просто, помимо собственно северного моста радиатор одновременно накрывает и "восточный" – дополнительную микросхему NVIDIA nForce 200, которая реализует поддержку PCI Express 2.0. Это всё замечательно, но чипсеты NVIDIA и без того "славятся" высоким тепловыделением, а тут под тот же радиатор добавляется не менее, а может и более горячий чип-коммутатор. Каким бы радиатор ни был большим, его площади недостаточно, нужно предусмотреть дополнительный обдув.

В недавнем обзоре материнской платы Intel DX48BT2 я хвалил Intel за редкий, но очень полезный аксессуар – пластиковую рамку для крепления дополнительного вентилятора на радиаторе северного моста чипсета. В Asus пошли дальше, вместе с рамкой поставляется вентилятор 70x70x10 мм, что очень даже похвально, ведь такие вентиляторы можно найти далеко не в каждом магазине.

Система крепления крайне проста – нужно просто защёлкнуть лапки рамки на радиаторе и подключить вентилятор к ближайшему разъёму.

Несмотря на то, что Asus оптимистично рекомендует устанавливать дополнительный вентилятор только при использовании жидкостного или пассивного охлаждения процессора, я советую поставить его в любом случае. Даже при работе в штатном режиме радиатор раскаляется настолько сильно, что приносит болевые ощущения при тактильном контакте. А ведь при разгоне потребуется поднимать напряжения, и тепловыделение ещё больше возрастёт.

К сожалению, без дёгтя во всём этом обилии мёда обойтись не удалось. По данным мониторинга материнской платы вентилятор вращается со скоростью ~ 3800 об/мин. и это слишком шумно. Система регулировки скорости вращения Asus Q-Fan позволяет выбрать в BIOS три значения: Performance, Optimal или Silent. При установке значения Performance скорость вращения снижается примерно до 3400 об/мин. и это всё ещё слишком громко, как и 3000 об/мин. в режиме Optimal. В режиме Silent скорость падает до 2500 об/мин. и только теперь стихает шум от воздушного потока, зато становится слышно гудение двигателя вентилятора.

Рассказ о комплектации материнской платы Asus P5N-D был бы неполным без упоминания о том, что к ней прилагается руководство, краткие инструкции по сборке на нескольких языках, включая русский, наклейка на системный блок и два компакт-диска с драйверами (Windows и Linux), утилитами Asus и дополнительным программным обеспечением.

В списке дополнительного ПО числится Norton Internet Security 2007, Intervideo DVD Copy 5 Trial, Corel Snapfire Plus SE 1.2, а так же DirectX 9.0c и Adobe Acrobat Reader для чтения руководств в электронном виде, которые тоже имеются на дисках.

Дизайн и возможности

При первом очном знакомстве материнская плата Asus P5N-D производит хорошее впечатление, не видно никаких явных недостатков в дизайне.

Прежде всего, привлекает внимание гигантский радиатор северного моста, занимающий центральное место на плате, однако мы о нём уже говорили выше, поэтому посмотрим на верхнюю часть платы. Разъёмы питания расположены вполне приемлемо, четырёхфазная схема питания процессора выполнена с использованием современных элементов и выглядит достойно. Вызывает лёгкое недоумение лишь использование четырёх-, а не восьмиконтактного разъёма питания процессора ATX12V.

Традиционно в нижней части платы элементов больше, но их размещение не вызывает отторжения. Материнская плата Asus P5N-D оснащена двумя слотами PCI Express x16, парой слотов PCI Express x1 и двумя PCI. Южный мост прикрыт небольшим радиатором.

Разъём IDE для удобства расположен горизонтально, четыре порта Serial ATA размещены на линии слотов PCI, то есть не будут перекрываться даже при использовании двух видеокарт. Нашлось место и для дополнительного IEEE1394 контроллера VIA VT6308P. Вдоль нижнего края платы расположены коннекторы передней панели, разъёмы USB, IEEE1394, FDD и аудио.

Задняя панель может похвастаться нечастым на сегодня полным набором разъёмов: PS/2 для клавиатуры и мышки, коаксиальным и оптическим S/PDIF, COM и LPT, IEEE1394, RJ45, четыре порта USB и шесть аудиоконнекторов (Realtek ALC883).

В завершение внешнего осмотра платы можно лишь повторить, что её дизайн вполне приемлем, а список возможностей широк.

Современные видеокарты на чипсетах компании NVIDIA

Алексей Шобанов

реди тех, кто хоть как-то связан с использованием ПК в повседневной жизни, вряд ли найдется сегодня хоть один человек, которому не знакома аббревиатура «NVIDIA». Название этой компании уже давно стало своего рода синонимом понятия «видеокарта», а также символом высочайшей производительности. Однако серьезная конкуренция в этом секторе ИТ-рынка никогда не позволяет NVIDIA почивать на лаврах, а в последнее время борьба за лидерство обострилась на столько, что говорить о ее безоговорочном лидерстве было бы уже не совсем корректно. Тем не менее компания NVIDIA была, есть и, надеемся, будет и впредь одним из лидеров индустрии кремниевой логики для графических карт. Компания NVIDIA предлагает свои решения для всего спектра графики, начиная от чипсетов для недорогих видеокарт так называемого low-end-сектора (здесь уместно упомянуть и о наборах микросхем системной логики с интегрированным графическим ядром серий nForce, nForce 2 и nForce 3, которое также можно причислить к бюджетным решениям видеоподсистемы) и заканчивая наборами микросхем для hi-end-графики и профессиональных видеокарт.

Темой же данного обзора станут современные чипсеты NVIDIA поколения DirectX 9 с интерфейсом AGP. Хотя эти наборы микросхем значительно отличаются по производительности, цене, и в той или иной мере, по своей технической реализации, их объединяет то, что все они поддерживают работу API DirectX 9, а это, в свою очередь, обусловливает обязательное наличие поддержки пиксельных и вершинных шейдеров версии 2.0. К числу таких чипсетов следует отнести наборы микросхем серии GeForce FX, основанные на графическом ядре NV30 (GeForce FX 5800 и GeForce FX 5800 Ultra), на пришедшем ему на смену NV35 (GeForce FX 5900, GeForce FX 5900 Ultra и GeForce FX 5900 FX), на NV38 (GeForce FX 5950 Ultra), на NV31 (GeForce FX 5600 и GeForce FX 5600 Ultra), наследником которого стало ядро NV36 (GeForce FX 5700 и GeForce FX 5700 Ultra), а также на ядре NV34 (GeForce FX 5200, GeForce FX 5200 Ultra и GeForce FX 5500). C некоторой оговоркой к этому же поколению можно отнести и последние чипсеты серии GeForce 6, появление которых стало новым этапом в развитии компьютерной графики, поскольку, помимо прочего, графическое ядро NV40, положенное в основу чипов этой серии, стало первым решением, поддерживающим пиксельные и вершинные шейдеры версии 3.0. Таким образом, отбросив уже покидающие «большую сцену» чипы на ядре NV30 и NV31, в этом обзоре мы решили рассмотреть возможности следующих графических чипсетов компании NVIDIA: GeForce FX 5500, GeForce FX 5700, GeForce FX 5700 Ultra, GeForce FX 5900 FX, GeForce FX 5900, GeForce FX 5900 Ultra, GeForce FX 5950 Ultra, GeForce 6800, GeForce 6800 GT, GeForce 6800 Ultra.

Начнем наш обзор с краткой спецификации современных графических чипсетов NVIDIA, которая наглядно иллюстрирует их возможности, и, опираясь на эти данные, попробуем указать на достоинства и недостатки этих решений (табл. 1).

Таблица 1. Технические характеристики современных графических чипсетов NVIDIA

Представленные в таблице чипсеты, выпускаемые сегодня компанией NVIDIA, практически полностью охватывают все ценовые сегменты рынка ПК - от решений для геймеров и энтузиастов (GeForce FX 5900 Ultra, GeForce FX 5950 Ultra, GeForce 6800, GeForce 6800 GT, GeForce 6800 Ultra) до рынка бюджетных ПК (GeForce FX 5500, а также GeForce FX 5200 и GeForce FX 5200 Ultra, не вошедшие в данный обзор). Маркетологи NVIDIA проводят более общее деление этих продуктов - например графические чипы серии GeForce FX они условно разбивают на две группы: perfomance (GeForce FX 5700, GeForce FX 5700 Ultra, GeForce FX 5900 FX, GeForce FX 5900, GeForce FX 5900 Ultra, GeForce FX 5950 Ultra) и mainstream (GeForce FX 5500, GeForce FX 5200 и GeForce FX 5200 Ultra). Основой для подобной классификации служат не только показатели производительности и цены чипов, но и реализованные в них технологии (табл. 2).

Пожалуй, следует сказать несколько слов о том, что скрывается за звучными названиями этих технологий.

Начнем с CineFX. В общем понимании CineFX - это архитектура графического ядра, которая позволяет чипам NVIDIA воссоздавать различные эффекты кинематографического качества для игра и других прикладных задач в реальном времени. Наиболее емко характеризуют данную архитектуру такие возможности, как гибкость, адаптивность и программируемость. Так, для архитектуры CineFX отсутствует понятие пиксельного конвейера в классическом смысле этого термина. Здесь уже нет набора независимых, логически завершенных параллельно работающих функциональных единиц - в данном случае речь идет о некоем наборе вычислительных блоков (ALU) и блоков выборки текстур. На основе поставленных задач этот массив элементов образует цепи, являющиеся по своей сути теми самыми пиксельными конвейерами, при этом адаптивно пытаясь воссоздать наиболее производительную архитектуру за счет варьирования числа блоков выборки текстур, связанных в образуемый конвейер. Еще одной неотъемлемой частью архитектуры CineFX является расширенная поддержка пиксельных и вершинных шейдеров DirectX 9, что особо подчеркивается компанией NVIDIA: даже в спецификациях чипов обозначается номер версии шейдеров - 2.0+. Что же означает этот плюс? А то, что в отношении пиксельных шейдеров план перевыполнен по всем показателям: максимальная длина пиксельного шейдера для графического ядра с архитектурой CineFX практически неограниченна (до 2048 инструкций при требуемых 96), а кроме того, намного увеличено количество заранее заданных констант и временных регистров. Реализация поддержки вершинных шейдеров также честно заслужила свой значок, поскольку архитектура CineFX предусматривает значительное увеличение числа используемых регистров.

Логическим продолжением архитектуры CineFX стали ее последующие версии - CineFX 2.0 (графическое ядро NV35 и NV36/38) и CineFX 3.0 (графическое ядро NV 40) - которые характеризуются скорее эволюционными, нежели революционными изменениями. Так, к примеру, в архитектуре CineFX 2.0 была вдвое повышена производительность блоков работы с числами с плавающей запятой, которые используются при исполнении пиксельных шейдеров.

Теперь рассмотрим технологию Intellisample HCT (High-resolution Compression Technology), сущнсть которой в полной мере отражена в ее названии: HCT - это совокупность алгоритмов компрессии текстур, буфера кадра и Z-буфера, позволяющих значительно увеличить производительность при работе в больших разрешениях. Так на официальном сайте NVIDIA указывается, что при работе с максимальными настройками качества изображения и разрешении 1600Ѕ1200 и выше производительность увеличивается до 50%. Поэтому вполне естественным кажется то, что в картах, позиционируемых компанией как mainstream-решения, то есть в картах нижнего middle-end-уровня, подобная технология отсутствует.

Технология UltraShadow — еще один способ снизить вычислительную нагрузку на графическое ядро. На этот раз хитрость заключается в том, что при расчете теней можно задавать граничные координаты, до и после которых построение теней выполняться не будет.

nView — это поддерживаемая ПО NVIDIA ForceWare технология, которая обеспечивает возможность многоэкранной работы. Подключив к видеокарте два монитора (сегодня это позволяют делать все построенные на перечисленных графических чипах видеокарты), пользователь получает возможность с помощью NVIDIA nView сконфигурировать вдвое большее виртуальное рабочее пространство. К примеру, имея один компьютер, можно на одном мониторе просматривать презентацию, а на другом — работать, предположим, с документом Word.

Все вышеописанные классификации и технологии относятся к чипам серии NVIDIA GeForce FX, а решения поколения GeForce 6 при этом оказались в стороне. И это не случайно: сегодня графические карты на графическом ядре NV40 - это топовое решение вне классификаций. Чипсеты на его основе сложно вписать в рамки, по которым ранжируют графику семейства GeForce FX, - это будет выглядеть так же нелепо, как попытка найти великану подобающее место в строю карликов. Ведь даже самый скромный из чипов GeForce 6 - GeForce 6800, позиционируемый в своем классе как решение для широкого круга пользователей (mainstream), по своим возможностям не идет ни в какое сравнение даже с самым производительным решением из серии GeForce FX. Поэтому отдельно остановимся на тех наработках и технологиях, которые специалисты компании NVIDIA реализовали в графическом ядре NV40.

При создании этого графического ядра нового поколения применялся как экстенсивный так и интенсивный подход. Первый нашел свое выражение в увеличении числа пиксельных конвейеров (хотя говорить о конвейере в привычном понимании здесь нельзя), которые теперь могут обрабатывать до 16 пикселов за такт. Количество вершинных конвейров было увеличено до 6. Качественные же изменения коснулись реализации поддержки пиксельных и вершинных шейдеров. В отношении графического ядра NV40 речь идет уже не о расширенных возможностях шейдеров в версии 2.0, а о полноценной реализации шейдеров версии 3.0, что подразумевает использование в вершинных и пиксельных программах-шейдерах динамических ветвлений и циклов. Данные нововведения свидетельствуют о том, что ядро NV40 построено на основе нового поколения архитектуры CineFX - CineFX 3.0, позволяющей добиться еще более реалистичного изображения, что стало очередным шагом на пути к реализации компьютерной графики кинематографического качества. В чипах серии GeForce 6 была усовершенствована и описанная выше технология UltraShadow, которая теперь носит название UltraShadow II. В ней, как и прежде, отрисовка теней происходит только в заданном диапазоне, но на этот раз скорость расчетов увеличилась, чему в не малой степени способствует тот факт, что при работе с Z-буфером и буфером шаблонов пиксельные конвейеры графического ядра NV40 способны удвоить скорость и обрабатывать не 16, а 32 пиксела за такт. Еще одним новшеством, с помощью которого повышается реалистичность компьютерного изображения, стала технология NVIDIA HPDR (High-Precision Dynamic Range). Применение данной технологии позволяет строить сцены с высоким динамическим диапазоном освещенности за счет реализации полноценной поддержки вычислений с плавающей запятой при выполнении операций фильтрации, текстурирования, смешения и сглаживания; при этом используется формат представления данных OpenEXR. И наконец, в графическом ядре NV40 реализован программируемый видеопроцессор, что позволило значительно снизить загрузку центрального процессора и улучшить качество при просмотре видео в форматах MPEG-1/2/4 и WMV9, а также HDTV. Это стало возможным благодаря реализации аппаратной поддержки кодирования и декодирования перечисленных форматов представления видеопотока.

В заключение несколько затянувшейся теоретической части стоит, пожалуй, рассказать о «генеалогическом древе» описываемых графических чипсетов, поскольку определение «родственных» связей позволит более точно позиционировать чипсет, опираясь на понимание их архитектуры и заложенных в них функциональных возможностей. Начнем с семейства GeForce FX.

Родоначальником GeForce FX можно считать графическое ядро NV30, которое легло в основу графических чипсетов GeForce FX 5800/5800 Ultra. Нельзя сказать, что это графическое ядро стало крупной удачей компании NVIDIA, основной причиной чему стало, наверное, не самое удачное решение в организации работы с видеопамятью - 128-битный контроллер, энергоемкая «горячая» память GDDR2, как следствие, дополнительные проблемы по организации ее охлаждения. Прямыми наследниками архитектуры NV30 стали графические ядра NV31 (GeForce 5600/5600 Ultra) и NV34 (GeForce 5200/5200 Ultra и GeForce 5500), которые, по сути, являются урезанными версиями NV30, хотя и имеют свои особенности, например возвращение к графической памяти GDDR.

Учтя недостатки первенца серии GeForce FX - графического ядра NV30 - по прошествию довольно небольшого времени компания NVIDIA выпустила на рынок новое поколение графических чипов GeForce 5900, построенных на основе нового топового графического ядра - NV35. При создании этого ядра был использован 256-битный контроллер видеопамяти, в качестве которой использовались модули GDDR. Пожалуй, можно даже говорить о том, что ревизии и доработке была подвергнута вся архитектура CineFX, легшая в основу создания графического ядра NV30, - теперь она стала именоваться CineFX 2.0. В чем заключаются эти изменения - уже было описано выше. Кроме того, в графическом ядре NV35 впервые была реализована технология UltraShadow, а усовершенствованные алгоритмы компрессии текстур, буфера кадра и Z-буфера были объединены под эгидой технологии Intellisample HCT (High-Resolution Compression Technology). Судьба чипсетов на ядре NV35 оказалась куда более удачной, нежели его предшественника - чипы GeForce FX 5900XT/5900/5900 Ultra, в основу которого легло именно это графическое ядро, и стали предметом нашего рассмотрения. Но венцом серии GeForce FX стало графическое ядро NV38 и основанный на нем чипсет GeForce FX 5950 Ultra. Хотя по своей сути это графическое ядро является разогнанной версией NV35, тем не менее и здесь не обошлось без инноваций. Так, была изменена конструкция системы охлаждения, а кроме того, чипы на графическом ядре NV38 имеют два режима работы - 2D и 3D, с автоматическим переключением между ними. Это позволяет снизить тепловыделение графического чипа, а также уменьшить скорость вращения (и соответственно снизить шум) вентилятора охлаждения графической карты, что становится возможным благодаря снижению тактовой частоты графического ядра при работе с нересурсоемкими 2D-графическими приложениями. Как и в случае с NV30, для охвата большего спектра рынка видеокарт компания NVIDIA выпустила и бюджетные решения, в основу которых были положены наработки, реализованные в графическом ядре NV35. На этот раз в роли младших братьев выступили графические чипы GeForce FX 5700/5700 Ultra (ядро NV36). Хотя в данном случае правильнее говорить о том, что NV36 - это все же упрощенный вариант ядра NV38, а не NV35. Основанием для подобного утверждения послужил тот факт, что, как и GeForce FX 5950 Ultra, графические чипы NVIDIA GeForce FX 5700/5700 Ultra имеют два режима работы - для 2D- и 3D-графики. При этом, как в случае с NV38, графическое ядро NV36 в 2D-режиме работает на частоте 300 МГц.

Говоря о появлении облегченных вариантов типовых моделей графических чипов с целью расширить спектр выпускаемых графических решений, нужно обратить внимание и еще на на один подход, широко применяемый сегодня ведущими производителями. Его суть сводится к тому, что на основе одного графического ядра выпускаются несколько вариантов чипов, различающихся лишь тактовой частотой работы ядра и видиопамяти. Обычно модельный ряд таких решений включает базовый чип и его «ускоренную» (Ultra) и «замедленную» (XT) версии.

О построении «родового дерева» семейства GeForce 6 говорить пока не приходится, хотя ядро NV40 уже дало первый побег - NV43. Это первое графическое ядро от NVIDIA, имеющее родной интерфейс PCI Express 16x. Хотя рассмотрение графики с этим интерфейсом выходит за рамки данного обзора, однако, коль скоро речь зашла о видеокартах с интерфейсом PCI Express, стоит сказать, что до появления графического ядра NV43 все ранее выпускаемые компанией NVIDIA чипсеты для этого интерфейса были всего лишь тандемом графического AGP-процессора и моста AGP-PCI Express. К примеру, под именем GeForce PCX 5750 скрывается хорошо знакомый нам чип GeForce FX 5700.

После пространных теоретических выкладок пришло время перейти к практической части нашего обзора. Мы попытаемся оценить возможности видеокарт, построенных на основе рассматриваемых графических чипсетов NVIDIA, при работе с современными ресурсоемкими приложениями. Для этой цели нами было проведено тестирование следующих видеокарт: WinFast A400 Ultra TDH (GeForce 6800 Ultra), WinFast A400 GT TDH (GeForce 6800 GT), Chaintech Apogee AA6800 и ASUS V9999GE (GeForce 6800), Gigabyte GV-N595U256GT (GeForce FX 5950 Ultra), ASUS V9950 Ultra (GeForce FX 5900 Ultra), Point of view FX-5900 (GeForce FX 5900), Point of view FX-5900XT (GeForce FX 5900XT), MSI FX5700 Ultra-TD128 (GeForce FX 5700 Ultra), MSI FX5700-TD128 (GeForce FX 5700), Point of view FX-5500 GeForce FX 5500) и Albatron PCX5750 (GeForce PCX 5750). Последняя из перечисленных видеокарт была взята для того, чтобы на практике оценить влияние смены интерфейса на производительность графического чипа (напомним, что, как указано выше, графический чипсет GeForce PCX 5750 представляет собой чип GeForce FX 5700, взаимодействующий с PCI Express-интерфейсом посредством дополнительного чипа-моста AGP-PCI Express 16x).

Основной упор при проведении тестирования делался на оценку производительности в современных 3D-играх, для чего были использованы тестовые сцены из таких популярных компьютерных игр, как FarCry, Tomb Raider: The Angel of Darkness, Unreal Tournament 2004, Serious Sam: Second Encounter и, конечно же, DOOM III. В качестве синтетических тестов, позволяющих определить производительность графических карт при работе с 3D- и 2D-приложениями, были использованы тестовые пакеты FutureMark 3DMark 2003 (build 340) и FutureMark PCMark 2004 соответственно. Кроме того, мы попытались оценить возможности тестируемых видеокарт при работе с профессиональными графическими OpenGL-приложениями (для чего воспользовались тестовой утилитой SPEC Viewperf 8.0.1), а также при работе с популярным пакетом Discreet 3d studio max 6.0 (тест SPECapc_3dsmax_rev1_1). Для проведения тестирования были собраны два стенда следующей конфигурации:

Для карт с AGP-интерфейсом:

Центральный процессор — Intel Pentium 4 3,4 ГГц,

Системная память — 2Ѕ512 DDR400 (PC3200),

Материнская плата — Intel D875PBZ,

Дисковая подсистема — 2ЅMaxtor MaXLine III (250 Гбайт), собранные в RAID-массив 0-го уровня;

Для карт с интерфейсом PCI Express 16x:

Процессор — Intel Pentium 4 550 (3,4 ГГц),

Память — 2Ѕ512 DDR2 533,

Материнская плата — Intel D925XCV,

Дисковая подсистема — 2ЅMaxtor MaXLine III (250 Гбайт), собранные в RAID-массив 0-го уровня.

Тестирование проводилось под управлением операционной системы Windows XP SP1 с установленной версией API DirectX 9.0с. Для обеспечения работы испытываемых видеокарт использовались видеодрайверы ForceWare 61.77. Внесем некоторую ясность относительно усиленногов тестировании внимания графических карт на чипах NVIDIA GeForce 6800. Дело в том, что модели Chaintech Apogee AA6800 и ASUS V9999GE изначально выполнены с несколько увеличенной тактовой частотой работы графического ядра и памяти. По этой причине мы решили и показать возможности как доработанных решений, и протестировать одну из этих карт в штатных частотах, определяемых спецификациями чипа GeForce 6800.

Полученные в ходе тестирования результаты не принесли никаких неожиданностей (табл. 3 и ): по уровню демонстрируемой производительности видеокарты расположились строго в соответствии с рангом графических чипов, лежащих в их основе. Отметим лишь три момента. Во-первых, при анализе результатов тестирования становится очевидным преимущество видеокарт, построенных на основе графического ядра NV40, над картами семейства GeForce FX, причем это преимущество нарастает при увеличении нагрузки на видеоподсистему (при увеличении разрешения и улучшении настроек качества изображения). Обращает на себя внимание и лучшее качество «картинки» новых чипов поколения GeForce 6. Так, к примеру, значительно улучшилось качество полноэкранного сглаживания за счет использования мультисэмплинга на повернутой решетке. Во-вторых, при просмотре результатов, показанных тестируемыми картами в таких чрезвычайно требовательных к ресурсам играх, как FarCry, Tomb Raider: The Angel of Darkness, DOOM III, становится ясно, что комфортную игру с приемлемыми настройками качества способны обеспечить лишь графические карты начиная от GeForce 5900 и выше. А по-настоящему насладиться красотами подобной 3D-графики позволяют только графические карты семейства NVIDIA GeForce 6 - естественно при наличии соответствующей им по производительности всей компьютерной системы в целом. И в-третьих, PCI Express-карты, несмотря на все достоинства этого интерфейса, в своем нынешнем виде не дают никаких преимуществ в сравнении с их AGP-аналогами.

Но если по поводу производительности современных видеокарт, построенных на графических чипах NVIDIA, все было известно заранее и общий порядок полученных результатов мог предсказать любой знакомый с предметом человек, то вопрос оптимальности покупки наверняка вызовет споры. Тем не менее выскажем свое мнение по этому поводу: оптимальным соотношением «качество/цена» с позиции обычного домашнего пользователя, на наш взгляд, обладают видеокарты на чипах NVIDIA GeForce FX 5900XT, ну а заядлым геймерам мы бы порекомендовали видеокарты на основе графики NVIDIA GeForce 6800GT.

) за видеокарты MSI FX5700 Ultra-TD128 и MSI FX5700-TD128;

компании R&K (www.r-andk.com) за видеокарты Point of view FX-5900, Point of view FX-5900XT и Point of view FX-5500.

Встроенная графика нового поколения пришла первой на платформу AMD. Почему так? Никакого секрета тут нет.

Во-первых, системная логика для платформы AMD устроена значительно проще, чем для платформы Intel. По той причине, что самые сложные компоненты уже встроены в центральный процессор, а на долю чипсета материнской платы приходится только поддержка периферии. Следовательно, встроить более сложное графическое ядро в кристалл северного моста чипсета для платформы AMD намного проще технически.

Во-вторых, корпорация Intel, основной поставщик чипсетов для своей платформы, пока не смогла представить достойное графическое ядро, которого следует опасаться NVIDIA. Неудивительно, что руководство последней потребовало приложить все усилия для своевременного выпуска новых интегрированных чипсетов для платформы AMD. Ведь сама AMD, заполучив отдел разработки чипсетов компании ATI, стала активно развивать именно направление интегрированных решений. И чипсет с новым графическим ядром, получивший название AMD 780G, выпустила первой именно она.

Впрочем, NVIDIA подтянулась довольно быстро. И, судя по косвенным признакам, ее чипсет получился более надежным и доведенным до ума, хотя и более дорогим. Собственно, чипсет не один – их целая линейка, от самых простых и дешевых до полнофункциональных с поддержкой Tri-SLI. Из них на рынок домашних медиа-центров нацелены чипсеты GeForce 8000, которые предназначены для установки на материнские платы с максимальным количеством мультимедиа-функций.

Итак, что нам может предложить чипсет GeForce 8200, базовый в упомянутой линейке? Он оснащен урезанным графическим ядром G86, успешно примененным в свое время в видеокартах серии GeForce 8400. Заявленная поддержка DirectX 10 и шейдеров версии 4.0 вряд ли пригодится владельцу интегрированной материнской платы, так как ввиду некоторых "врожденных" особенностей (в частности, нет локальной памяти – только системная, доступная через общий контроллер) производительность в 3D будет весьма низкой. Но с другой стороны, чип G86 способен аппаратно обрабатывать видеопоток, сжатый новыми кодеками, ускоряя тем самым воспроизведение. При этом новый чипсет в полной мере поддерживает интерфейс HDMI для подключения цифровых телевизоров, позволяет передавать цифровой многоканальный звук и видео по одному и тому же интерфейсу.

Важной может показаться и новая функция "гибридной" графики, позволяющая добавлять дискретную видеокарту для совместного со встроенной обсчета 3D-графики (технология GeForce Boost). Правда, работать это будет только для младшей модели вроде той же 8400, покупка которой, между нами говоря, не имеет никакого смысла. Если же оснастить новую плату мощной видеокартой класса 9800 GT, то гибридная технология может быть применена для другого – для отключения этой видеокарты при работе в 2D, что дает снижение температуры и шума компьютера.

С точки зрения поддержки периферии у чипсетов NVIDIA давно все в порядке – гигабитный Ethernet, RAID вплоть до уровня 5, 12 портов USB. В новой линейке реализована поддержка PCI Express 2.0. Неясной остается ситуация лишь с External SATA: на платах с чипсетами NVIDIA соответствующий разъем если и встречается, то обслуживается дополнительным контроллером, а не чипсетом. Но модели внешних винчестеров с External SATA уже не редкость.

Gigabyte M78SM-S2H. Дизайн, функциональность

Несмотря на то, что чипсеты серии GeForce 8000 практически не уступают чипсету AMD 780G, да и другие модели нового поколения весьма неплохи, компания Gigabyte отдает предпочтение именно чипсетам AMD 700-ой серии. Связано это, возможно, с высокой стоимостью микросхем NVIDIA. В частности, на базе чипсета GeForce 8200 у Gigabyte имеется (на момент подготовки статьи) только одна модель – M78SM-S2H.

А модель эта интересная. Начнем с того, что она оснащается сразу тремя видеовыходами – аналоговым VGA (с разъемом D-Sub) и цифровыми DVI и HDMI. При этом нужно учесть, что цифровые порты делят на двоих один CRTC-контроллер, то есть выводят одинаковое изображение, в то время как порт VGA работает независимо от них. Этот недостаток может проявляться, например, невозможностью реализовать режим "Театр", когда на телевизор выводится полноэкранное видео, которое на мониторе в то же время воспроизводится в окне.

С другой стороны, отсутствует поддержка FireWire (1394), хотя большинство видеокамер подключаются именно через него. На панели портов имеется урезанный до трех набор аналоговых "джеков", зато выведен электрический S/PDIF.

Получается, что производитель рекомендует подключать и телевизор, и звук "по цифре". Аудиокодек Realtek ALC888 – обычный 8-канальный кодек с поддержкой основных функций. Сетевой кодек тоже Realtek, с поддержкой гигабитных сетей. Остальная функциональность, в том числе по поддержке жестких дисков, обеспечивается чипсетом NVIDIA.

Подробнее рассмотрим дизайн.

Плата выполнена в форм-факторе microATX, но по ширине она урезана почти на 3 см. К сожалению, поместились только два слота DIMM, что было бы не критично для платы начального уровня, но модель Gigabyte отнюдь не дешевая. Набор остальных слотов типичен для этого форм-фактора – по одному PCI Express, x16 и x1, плюс два PCI. Все шесть портов Serial ATA разведены, как и все 12 портов USB (в том числе 8 через внутренние штырьковые разъемы).

Модуль питания процессора выполнен по 4-фазной схеме, динамическое управление количеством фаз не реализовано.

В цепях использованы твердотельные конденсаторы, но только для VRM процессора. Оба разъема питания расположены в удобных местах.

Для охлаждения чипсета, а точнее, одного чипа MCP78S, из которого и состоит GeForce 8200, применен крупный алюминиевый радиатор, окрашенный "под золото".

Чтобы не мешать установке карты расширения в слот PCIe x1, который у платы только один, радиатор в соответствующем месте спилен.

Все разъемы расположены в удобных местах, за исключением Front Audio, который вынесен поближе к аудиокодеку. Особенность последних моделей Gigabyte, и M78SM-S2H в частности, состоит в том, что все разъемы не только подробно раскрашены, но и снабжены подписями прямо на колодках (крупными и читабельными), а также рамками для надежной фиксации.

Будем надеяться, что и другие производители начнут ставить такие колодки.

Панель портов у платы нестандартная. Про три видеовыхода и S/PDIF мы уже упоминали, как и про 4 порта USB. Тут имеется также архаичный порт LPT (трудно предположить, зачем он может понадобиться в домашнем компьютере), зато PS/2 порт для мышки отсутствует – на его месте расположены два USB.

BIOS, настройки

По традиции плата M78SM-S2H снабжена BIOS фирмы Award, в который внесены некоторые фирменные изменения. Например, самые "опасные" опции доступны после нажатия Ctrl-F1 в главном меню BIOS Setup.

Для повышения производительности и разгона следует заглянуть в раздел MB Intelligent Tweaker, поскольку в остальных разделах ничего интересного обнаружено не было.

Объем настроек для разгона весьма невелик и включает:

• выбор опорной частоты шины HT, от которой зависит тактовая частота процессора (по умолчанию 200 МГц);
• выбор множителя (для процессоров серии Black Edition);
• выбор множителя (в виде частоты) и ширины канала HT между процессором и чипсетом;
• настройка частоты шины PCI Express;
• изменение напряжения на процессоре и модулях памяти; для процессора отображается номинальное напряжение (так сказать, для справки).

В подразделе управления работой памяти можно указать желаемую ее частоту (400, 533, 667, 800 или 1066 МГц), которая не всегда будет совпадать с реальной (ввиду особенностей тактирования памяти у процессоров AMD).

Набор таймингов скрыт от пользователя, можно изменить лишь CAS Latency.

В разделе PC Health Status можно опять же по традиции указать порог температуры, по достижении которого включается "сирена", и активировать предупреждение об остановке кулера процессора и вентилятора в корпусе.

Управление вращением процессорного кулера имеется, но оно не настраивается; вентилятор в корпусе не управляем.

В целом набор настроек платы M78SM-S2H весьма скромен для платы домашнего назначения и скорее характерен для платы офисной.

Комплектация

В коробке с платой Gigabyte M78SM-S2H обнаружен компакт-диск (драйверы и утилиты для плат на чипсетах NVIDIA), заглушка для панели портов, два кабеля Serial ATA, один IDE и один FDD.

Руководство пользователя очень подробное, имеется небольшая инструкция на французском и турецком (видимо, в этих странах запрещено продавать товары без инструкции). Никаких других аксессуаров, которые могут пригодиться пользователю, в комплекте нет.

Тестирование

Мы провели тестирование платы Gigabyte в составе компьютера следующей конфигурации:

• процессор Athlon 64 X2 5000+ Black Edition (2.6 ГГц);
• память DDR2 GoodRAM PRO DDR2-900 2 x 1 Гб;
• жесткий диск WD Caviar SE 250 Гб.

Для сравнения приведем результаты тестирования конкурирующего продукта – платы Micro-Star на чипсете AMD 780G. Данная плата в чем-то уступает M78SM-S2H (нет поддержки RAID и разъема DVI), а в чем-то превосходит, в том числе по стоимости.

Производительность . В тесте SYSMark 2007 задействован целый ряд современных приложений, которые отрабатывают тот или иной сценарий – последовательность действий пользователя. Мы запускали этот пакет и в Windows XP, и в Windows Vista.

И, судя по всему, у платы Gigabyte производительность на 5-10% выше. Обратный результат наблюдался только в Vista, в сценарии видеомонтажа, в чем виноват скорее сам тест SYSMark 2007.

А вот с производительностью встроенной графики в 3D-играх у данной платы (и у всех аналогов) проблемы.

Рассчитывать на играбельность можно лишь в играх типа Quake 4 или Call за Duty 2, да и то при минимальных настройках и разрешении ниже 1024х768. У встроенной графики чипсета AMD 780G показатели лучше, но тоже далеки от желаемого.

Разгон . Плата M78SM-S2H способна работать при опорной частоте шины HT, равной 405 МГц (если процессор позволит, конечно). Значение выше этого BIOS просто не позволяет ввести. Что касается конкретных результатов разгона тестового процессора Athlon 64 X2 5000+, то у нас получился результат всего 2.75 ГГц, или 6% прироста. А все оттого, что BIOS не дает повысить напряжение Vcore выше 1.55 В.

Плата Gigabyte M78SM-S2H интересна прежде всего наличием сразу трех выходов на монитор, включая HDMI. Ее встроенная графика способна поддерживать 3D-игры (пусть и в минимальном качестве), а также аппаратно декодировать HD-видео на дисках Blu-ray. В плюсы запишем также поддержку RAID и наличие шести разъемов Serial ATA. Вместе с тем данная плата не пригодна для разгона (по крайней мере, при активированной встроенной графике) и не имеет никаких дополнительных функций, которые положены хорошей модели для домашнего ПК.

Плюсы:

• три видеовыхода;
• практичная компоновка, уменьшенная ширина;
• 6 портов Serial ATA и 12 USB;
• твердотельные конденсаторы в цепях VRM процессора.

Минусы:

• всего два слота DIMM;
• нет FireWire;
• не поддерживается аналоговое подключение акустики 7.1;
• бедный настройками BIOS.

Благодарим компанию "ДжетСервис" за предоставленную материнскую плату Gigabyte

Оценка автора:

Компания NVIDIA хорошо известна пользователям ПК как признанный лидер рынка игровых видеокарт. Благодаря своим 3D-ускорителям GeForce компании удалось занять практически монопольное положение, поскольку она испытывает конкуренцию только со стороны одной графической компании, ATI Technologies. Не останавливаясь на достигнутом, NVIDIA сделала попытку вторгнуться на другой рынок, рынок чипсетов для материнских плат.

Однако успешной эту попытку назвать никак нельзя. На мой взгляд, повторилась ситуация с запуском графического бизнеса NVIDIA. Как известно, компания дебютировала на рынке с чипом NV1 - интегрированным контроллером, совмещающим в себе и видео-, и звуковую часть. Однако в итоге пришлось отказаться от звука и выпустить NV2 (он же Riva128) - классический графический 3D-ускоритель.

Конечно, сегодня все обстоит не так, как это было в начале. NVIDIA - далеко не новичок в области разработки высокотехнологических продуктов. Однако у чипсетов для материнских плат есть своя специфика: это не просто подсистема, как в случае с графическим контроллером, это - важнейший узел системы, выступающий в роли связующего звена между всеми остальными компонентами. От чипсета во многом зависят практически все параметры системы - производительность, совместимость, расширяемость, функциональность, стабильность и т.д. С первого раза выпустить продукт, не уступающий по всем параметрам аналогам фирм, которые не одну собаку съели на разработках чипсетов, кажется просто нереальным.

Однако надо отдать должное смелости NVIDIA. Фирма не просто предложила свой аналог, она использовала самые передовые и многообещающие технологии, сделав заявку на лидерство как в сегменте производительных ПК, так и в сегментах базовых (mainstream) и бюджетных (value) систем. К сожалению, все идет к тому, что попытка в целом не удалась. Однако об этом - чуть позже, а сейчас - краткий обзор чипсетов серии nForce с сопоставлением того, что хотела NVIDIA, и что получилось на самом деле.

Чипсеты nForce: 420D, 415D, 220D, 220

Семейство чипсетов NVIDIA включает в себя на данный момент четыре базовых модификации: nForce 420D, 415D, 220D и 220 (по убыванию стоимости). Также в ближайшее время будут добавлены еще два чипсета - nForce 620D и 615D, которые являются ничем иным, как доработанными модификациями 420D и 415D соответственно (по крайней мере, такие сведения имеются на момент написания статьи).

Структура чипсета - классическая двухчиповая: сопряжением процессора, памяти и AGP-видеокарты занимается северный мост, а за работу с периферийными устройствами отвечает южный мост. Северных мостов nForce существует три: IGP-128, IGP-64 и SPP.

"IGP" - это "Integrated Graphics Processor" (интегрированный графический процессор), северный мост со встроенным графическим ядром, который NVIDIA называет процессором. Идеологически это неверно, так как обработкой данных он не занимается, а только коммутирует потоки данных и команд. Вот его часть, графическое ядро, действительно является процессором. Варианты чипа с индексами -128 и -64 отличаются суммарной шириной шины памяти (об том ниже). Чип IGP-128 является основой nForce 420D, а IGP-64 - nForce 220D и 220.

"SPP" расшифровывается как "System Platform Processor". Фактически это все тот же IGP-128, но с отключенным графическим ядром. NVIDIA пришлось отказаться от встроенной графики, достаточно медленной по нынешним меркам, поскольку современным требованиям она уже не удовлетворяет. Рынок производительных компьютеров не принял nForce 420D, однако в случае с nForce 415D (именно этот чипсет использует северный мост SPP) ситуация может измениться коренным образом. Нечто подобное в свое время произошло с Intel и чипсетом i815. Мне, например, непонятно, почему NVIDIA наступила на те же грабли.

В качестве южного моста NVIDIA предлагает чип MCP-D или его упрощенный вариант MCP. "MCP" расшифровывается как "Media and Communication Processor". В его состав входит звуковой контроллер NVIDIA "APU" (Audio Processing Unit), контроллеры USB и ATA, PCI и LPC интерфейс, сетевой контроллер MAC-уровня, SMBus-контроллер, другие контроллеры и кое-что необычное - тактовый генератор. Связь с северным мостом осуществляется посредством шины HyperTransport - фактически это первый массовый продукт, имеющий поддержку этой новейшей разработки AMD.

Давайте подробно рассмотрим особенности архитектуры и функционирования чипов.

Северные мосты IGP и SPP: TwinBank, DASP, NV11

Северный мост чипсета nForce 420D - это чип, обеспечивающий взаимодействие процессора, памяти, AGP-видеокарты и моста MCP. Он состоит из следующих блоков:

• шинный интерфейс (поддержка шины EV6 с эффективной частотой 200 и 266 МГц, используемой процессорами AMD K7);
• хост-контроллер AGP (режимы 4x, FastWrites, SBA, частота 66 МГц);
• контроллер шины HyperTransport (для связи с MCP, пропускная способность - 800 Мб/с);
• два независимых контроллера памяти, поддержка SDRAM и DDR SDRAM, частота - до 133 МГц, объем - до 1.5 Гб;
• встроенное графическое ядро GPU (NV11 GeForce2 MX);
• интеллектуальный арбитр-коммутатор.

Чипсет nForce поддерживает только процессоры AMD Athlon и Duron. Однако у NVIDIA нет каких-либо технических проблем с реализацией поддержки других процессоров, в частности, Intel Pentium-4. По ряду причин - маркетинговых, юридических и т.д. - на данный момент существует только вариант чипсета для платформы AMD.

Встроенное графическое ядро полностью эквивалентно чипу NV11 (GeForce2 MX). Отличия только в тактовых частотах и интерфейсе памяти. Встроенное ядро пользуется системными контроллерами, которые предоставляют доступ к памяти другим компонентам системы (в первую очередь процессору). Графическое ядро может быть отключено, если в слот AGP установлена внешняя видеокарта. Для большинства пользователей, использующих игры или графические приложения, возможностей и быстродействия GeForce2 MX будет недостаточно.

Для реализации вывода на телевизор и цифровой монитор чипсет поддерживает специальные платы расширения, устанавливаемые в слот AGP. Впрочем, они мало распространены, так что воспользоваться этой возможностью вряд ли удастся.

Чип SPP отличается от IGP только отключенным встроенным видео.

TwinBank - ключевая особенность архитектуры nForce, из-за которой, собственно, производительность чипсета должна была оказаться достаточно высокой. Ее суть в том, что у чипсета имеется не один, а два полноценных независимых 64-разрядных контроллера памяти, к которым могут обращаться все блоки чипсета. Каждый из контроллеров работает со своим набором банков (первый - с DIMM0, второй - с DIMM1 и DIMM2). Данные располагаются во всех банках с чередованием. При последовательном обращении к памяти устройство будет получать данные из обоих банков поочередно в режиме конвейера, что позволит сократить задержки, связанные с открытием/закрытием страниц, задержками на регенерацию и т.д. Если к памяти будут обращаться сразу несколько устройств, им не придется простаивать в ожидании, пока контроллер закончит работу с другим устройством. Тем самым гарантируется прирост скорости работы с памятью и увеличение ее пиковой пропускной способности до 4.2 Гб/с.

Использование такой архитектуры не должно привести к существенному увеличению быстродействия всей системы по той простой причине, что пропускная способность процессорной шины EV6 составляет всего 2.1 Гб/с - дополнительные 2.1 Гб/с ей практически ничего не дадут. Архитектура TwinBank оптимизирована прежде всего для нужд встроенного графического ядра. Благодаря ей интегрированный GeForce2 MX будет в меньшей степени подвержен проблемам совместного разделения шины памяти с другими компонентами системы, прежде всего с процессором. Если же будет использоваться отдельная видеокарта, прирост быстродействия будет мало заметен, так как прокачка текстур по AGP-каналу обычно не так интенсивна, чтобы загружать системную память.

NVIDIA утверждает, что если установить только один DIMM-модуль, будет использоваться только один контроллер памяти. Поэтому желательно ставить два модуля - один в первый, другой - во второй слот. Так как контроллеры независимы, можно ставить разные модули и конфигурировать их отдельно. По некоторым данным, если модули памяти не будут распознаны как официально поддерживаемые (см. список совместимых модулей на сайте NVIDIA), будет активирован режим "Super Stability Mode", при котором тайминги памяти снижены. Таким образом NVIDIA борется с проблемой низкой стабильности своего чипсета, выявленной сразу же после появления первых материнских плат на его базе.

Чип IGP-64 не позволяет использовать TwinBank (второй контроллер памяти отключен), поэтому его встроенное видео может теоретически достигнуть лишь уровня GeForce2 MX200. Однако до последнего времени nForce 220D, базирующийся на чипе IGP-64, не был востребован по причине слишком высокой цены, несоразмерной с его функциональностью и производительностью.

Еще одна ключевая особенность чипа IGP (точнее, его арбитра) - анализатор обращений к памяти DASP (Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor). Он отслеживает запросы на чтение, анализирует их характер и строит шаблоны, с помощью которых можно будет предсказать последующие запросы. После того, как шаблон определен, DASP-блок начинает генерировать запросы самостоятельно, предсказывая их и кэшируя полученные данные. Тем самым полоса пропускания памяти используется более эффективно, а часть данных, правильно предсказанная и полученная из памяти заблаговременно, поступает в процессор без обращения к памяти. Существующие чипсеты-аналоги способны только ставить запросы в очередь, но не предсказывать их. Тем самым технология DASP должна повысить эффективность TwinBank и обеспечить выдачу данных из памяти с меньшими задержками.

Южный мост MCP: APU

Южный мост NVIDIA MCP подключен к IGP/SPP с помощью новой универсальной шины HyperTransport, основное преимущество которой в данном случае - высокая пропускная способность (800 Мб/с). Только чипсеты SIS имеют более быстродействующую шину собственной разработки - MuTIOL (1 Гб/с), да и та вне чипов работает вдвое медленнее.

MCP - типичный современный южный мост, имеющий в своем составе контроллеры PCI (до пяти слотов), LPC (подключение флеш-микросхемы с ПЗУ и чипа ввода-вывода), USB (до шести портов), ATA/ATAPI (режим UltraATA/100), сетевой контроллер MAC-уровня и два AC-интерфейса для звуковых и модемных кодеков. Но есть у этого моста и уникальная особенность - встроенный звуковой контроллер APU (Audio Processing Unit). Он построен на базе нескольких DSP и способен аппаратно обрабатывать до 256 потоков 2D-звука, до 64 потоков 3D-звука, накладывать различные спецэффекты, в том числе применять HRTF-фильтры (для имитации объемного звучания). APU поддерживает DirectSound3D и новые возможности DirectX8, а также API и алгоритмы фирмы Sensaura. Кроме того, и это реализовано впервые, звуковой контроллер NVIDIA имеет встроенный блок кодирования звука в цифровой формат Dolby Digital (AC-3), благодаря чему позволяет эффективно использовать имеющуюся у пользователя цифровую акустику или систему "домашний кинотеатр". Впрочем, работает этот блок только у чипа MCP-D (nForce420D), а у MCP он отключен.

А в чем проблема?

Хорошо, скажете вы, чипсет замечательный - два контроллера памяти, шина HyperTransport, более чем передовой встроенный звук, да и графическое ядро - лучшее на сегодняшний день. Почему же тогда мы не завалены платами на чипсетах nForce?

Причин тому несколько. Во-первых, чипсет очень дорогостоящий. NVIDIA попросила за него нереальные деньги, поэтому производители материнских плат, ориентирующиеся на небогатого пользователя, сразу отказались от nForce - их потенциальные клиенты просто не смогут покупать дорогие платы. Сегодня с NVIDIA сотрудничают только избранные компании с положительной репутацией, выпускающие платы верхнего ценового диапазона - ASUS, ABIT, MSI, Leadtek и т.д.

Во-вторых, чипсет оказался не слишком удачным. Вот только короткий перечень его проблем:

1. не доведенный до готовности BIOS, из-за чего возникают проблемы с совместимостью, быстродействием и стабильностью;
2. встроенный тактовый генератор не имеет широких возможностей по настройке, что ограничивает пригодность платы к разгону;
3. не предусмотрено достаточных средств для настройки чипсета;
4. поддержка на уровне драйверов оставляет желать лучшего: WinNT, Linux и некоторые другие ОС практически не поддерживаются, Win98/ME - только частично (например, с горем пополам работает аппаратный звук).

В-третьих, чипсет совсем не вписался в ту нишу, на которую был нацелен. Встроенное игровое видео оказалось неуместным при высокой цене - куда важнее оно для бюджетной машины, но не для дорогостоящей игровой или рабочей станции. На мой взгляд, вместо nForce420D следовало сразу выпускать пару nForce 415D + nForce 220D.

Тем не менее, платы на базе nForce 420D после почти года доводки наконец-то появились в продаже в достаточных количествах. Обзору одной из них будет посвящена одна из следующих статей.