Сравнительные характеристики наборов микросхем

Таким обилием наименований он обязан не только резко обострившейся конкуренции между старыми соперниками Intel и AMD, но и похвальной активности нового игрока, компании VIA Technologies, освоившей производство собственных ЦП — VIA Cyrix III. Успешный старт процессоров Athlon и Duron заставил разработчиков наборов существенно расширить ассортимент предлагаемой продукции. Затянувшийся спор о конструктиве разъема ЦП и интеграции в ядро кристалла графики и звука только добавили масла в огонь. Современные платы проектируются на кристаллах пяти производителей. И если по вполне понятным причинам AMD и Intel сосредоточили свои усилия на поддержке исключительно собственных процессоров, три других производителя (Acer Laboratories Inc. (ALi), VIA и Silicon Integrated Systems Corp. (SiS)) предлагают весь спектр решений для архитектуры x86.

Нулевой цикл

Выпуск очередного семейства ЦП сопровождается обычно и анонсом соответствующего чипсета, обеспечивающего реализацию новых идей, заложенных в архитектуре процессора. Более двух лет прошло с того момента, как Intel предложила системную шину, работающую на частоте 100 МГц, и набор 440BX, которому было суждено стать фундаментом для многих проектов. Несмотря на усилия конкурентов, этот долгожитель и по сей день остается вне досягаемости по многим параметрам. А тем временем на рынке сложилась парадоксальная ситуация: производители графических адаптеров, жестких дисков, модулей памяти в массовом порядке начали предлагать устройства, характеристики которых подчас перекрывали возможности системных плат. Требовалось быстрое и адекватное решение, воплощенное в наборе микросхем.

Жилой массив i810 (остановка по требованию)

Однажды взяв на себя «обязанности» по сегментации рынка ПК в зависимости от установленного в машине ЦП (Celeron, Pentium II/III, Xeon), Intel вскоре лишь подтвердила (теперь уже на уровне чипсетов серии i8XX) всю серьезность своих намерений. Стоит, однако, напомнить, что не от хорошей жизни встала корпорация на этот путь. На безоблачных горизонтах планового «освоения» тактовых частот совсем неожиданно замаячили конкуренты. Именно угроза потери части рынка и привела к тому, что для серверов и рабочих станций появились наборы 440GX, 450NX и i840, нишу производительных настольных ПК заполнили i820/820e, а для масштабируемых систем для дома и малого офиса были выпущены 440BX, i810/i810e, а чуть позже i815/815e.

Кристалл i810 вряд ли мог претендовать на роль универсального решения, так как не допускал подключения внешнего видеоадаптера, а собственный встроенный явно не дотягивал до производительности внешнего 3D-ускорителя. Тем не менее объявленный одновременно в составе серии i810 был благосклонно принят рынком, поскольку позволял конструировать на своей базе недорогие системы начального уровня, спрос на которые во всем мире и по сей день остается достаточно стабильным.

820-й микрорайон

Осенью прошлого года корпорация Intel запустила в производство целую серию продуктов, среди которых особый интерес, пожалуй, представляли наборы микросхем для Celeron и Pentium III (исполнение для PPGA Socket 370 и Slot 1). Нового чипсета от Intel давно ожидали производители системных плат, устройств хранения данных и графических контроллеров, поскольку анонсированные характеристики «восемьсот двадцатого» позволяли заметно увеличить производительность системы и ее потенциал на будущее. Что же внес в копилку схемотехники i820?

В первую очередь возросла до 133 МГц (против 100 МГц, ведущих свое начало от набора Intel 440BX) частота системной шины FSB (Front Side Bus). Отныне набор поддерживал спецификацию AGP4X и новый тип памяти RDRAM. Не остались без внимания и контроллеры дисководов HDD и CD-ROM. В их распоряжение поступил интерфейс ATA66, пришедший на смену постаревшему ATA33. Несколько видоизменилась и внутренняя архитектура связей между компонентами самого кристалла. Так, функции северного (North Bridge) и южного (South Bridge) мостов стали выполнять два концентратора MCH и ICH (Memory Controller Hub и Integrated Controller Hub соответственно). Первый обеспечивал связь ЦП с видеоплатой и ОЗУ, второй, используя архитектуру Accelerated Hub Architecture, объединял IDE-контроллеры, контроллер последовательных портов, флоппи-дисковода и UART16550A, порты USB, шины данных PCI и ISA. Взаимодействие с базовой системой ввода-вывода (BIOS) и часами реального времени также осуществляет ICH. В этой цепочке ПЗУ BIOS (Firmware Hub) объединено с ICH своеобразной обратной связью c генератором случайных чисел RNG (Random Number Generator).

Набор позволил увеличить пропускную способность системной шины на треть, графической подсистемы (по сравнению с AGP2X) — вдвое и практически на порядок (по сравнению с PCI), системной памяти (по сравнению с PC100 SDRAM) — втрое. Цепочка значений этих величин в абсолютных единицах 1—1—1,5 (размерность — Гбайт/с) составила достаточно впечатляющую комбинацию. Скорость обмена данными между концентраторами MCH и ICH возросла до 266 Мбайт/с, что превышало предыдущий показатель (набор 440BX) вдвое. Массовый выпуск систем на базе кристалла предполагалось начать в конце IV квартала 1999 г.

Однако тернистый путь i820 светлой страницей в летописи Intel определенно не назовешь. Судьба этого кристалла в известном смысле драматична. Набор изначально предполагал использование в системе нового типа ОЗУ — RamBus. При всех заявленных преимуществах памяти RDRAM себестоимость модуля на момент освоения производства была существенно дороже (в 5—8 раз) аналогичного модуля SDRAM. Принимая во внимание и неготовность рынка, и нежелание большинства потребителей на собственном кошельке проверять передовые технологии, корпорация предложила версию набора для SDRAM.

Надежность продукции Intel редко вызывает нарекания. Здесь же ошибки в MCH для SDRAM (компании так и не удалось заставить концентратор устойчиво работать с памятью SDRAM) привели к тому, что спустя полгода после начала массового выпуска системных плат корпорация признала связку i820 + SDRAM неудачной и стала повсеместно отзывать с конвейеров и складов уже готовую продукцию. Терпеть убытки всегда неприятно. Но нет худа без добра.

Следующая остановка: i815

Большинство наборов VIA для систем на базе Slot 1/Socket 370, представленных в начале лета на Computex?2000 (Тайвань), уже имели ряд преимуществ, еще недоступных кристаллам Intel, хотя и проигрывали последним в скорости. Соперники уходили вперед, а ожидание нового кристалла от Intel затянулось... Наконец в середине лета появился продукт, получивший индекс i815, который и составил достойную конкуренцию оппонентам. Судя по результатам наших испытаний, Intel удалось предложить довольно гибкое решение для построения масштабируемых систем.

Кристалл поддерживает частоту системной шины 133 МГц и спецификацию PC133, что немаловажно, так как раньше для процессоров Intel, работающих на 133 МГц FSB, приходилось использовать исключительно наборы конкурентов. Таким образом, Intel де-факто признала спецификацию PC133. В состав набора вошли интегрированные видео- и аудиокомпоненты. Получил дальнейшее развитие и Modem Codec. Установив в CNR-разъем соответствующую MC97 плату расширения, пользователь получает в свое распоряжение полноценный модем. Кроме того, модификация набора i815e обеспечивает поддержку дисков ATA100 и имеет встроенный контроллер 10/100 BaseT. По мнению специалистов Intel, широкое применение подобных интегрированных решений далеко не случайно, поскольку именно они позволяют снизить общую стоимость владения ПК.

Горизонты новостроек

Спустя два года после анонса 440BX корпорация Intel наконец предложила прочный фундамент для рынка домашних и офисных машин. Достаточно привлекательными представляются и возможности будущей модернизации ПК, собранного на i815. Средства BIOS позволяют отключить встроенные Audio и Modem Codec (AC97 и MC97 соответственно) и расчистить дорогу для установки более мощной звуковой платы. Все готово и к тому, чтобы оснастить систему 3D-акселератором. Набор поддерживает спецификацию AGP4X и сам корректно распознает источник видеосигнала. Выпустив i815, компания располагает законченным модельным рядом кристаллов для построения любой системы архитектуры x86.

Надо отметить, что наравне с Intel новые кристаллы, имеющие идентичные с i815 возможности, появились и у тайваньских производителей. В чем-то эти наборы даже опережают Intel. Так, VIA активно продвигает технологию DDR266. Именно этому типу системной памяти, считают в компании, предстоит заменить уже в начале будущего года SDRAM. Мнение коллег разделяет и ALi, которая вместе с SiS всерьез взялась и за реализацию полноценной графической системы на основе интегрированных чипсетов.

Таким образом, на базе плат с новыми наборами можно создавать как системы начального уровня, так и высокопроизводительные ПК для работы с мультимедийными приложениями. Безусловно, такой подход оправдан, поскольку учитывает финансовые возможности потенциальных клиентов. Это и есть реалии рынка. Лозунг лидеров ИТ-индустрии: «Бюджетные и домашние ПК по цене менее 1000 долларов» — вполне может остаться милым набором слов, если не будет подкреплен адекватными решениями еще на стадии проектирования основы основ всей системы — неразлучной пары ЦП + чипсет.

Успехи конкурентов и собственные ошибки, похоже, заставили Intel взглянуть на происходящее именно с позиции потребителя. Надеемся, что и впредь предлагаемые корпорацией решения и ее ценовая политика будут прозрачны и понятны. Нам же остается выбрать платформу, которая позволит перевести дух и набраться сил для новых стартов.

Редакция благодарит компании Gigabyte Technology Co., Ltd., Micro-Star International Co., «ПИРИТ», NT Computer и РА «Фантазия» за предоставленные для тестирования образцы продукции.


Аттестация объекта

Время выполнения Windows-приложений

Скорость при последовательном доступе к оперативной памяти

Тестовая платформа

При проведении тестов была использована следующая конфигурация системы:

  • процессор — Intel Pentium III-850 МГц (Coppermine);
  • системная плата — MSI MS-6163 Pro (набор микросхем 440BX)/Gigabyte GA-60XM7E (набор микросхем i815);
  • ОЗУ — 256 Мбайт (128 Мбайт PC100, 8 нс + 2Ё64 Мбайт PC133, 7,5 нс);
  • жесткий диск — Quantum LA13A008 13,02 Гбайт (IDE primary master);
  • дисковод компакт-дисков — Samsung 48X (IDE secondary slave);
  • дисковод Zip-100 — Panasonic (IDE secondary master);
  • видеоплата — 3D AGPhantom MS-8806, 32-Мбайт SDRAM;
  • ОС — Windows 98 SE.

Для того чтобы обеспечить воспроизводимость результатов, при проведении большей части тестов мы отказались от встроенного видеоадаптера, а те случаи, когда он использовался, оговорены специально*.

*Полная методика тестирования приведена в статье «Перманентная битва титанов» («Мир ПК», № 9/2000).

Для того чтобы оценить реальные возможности нового кристалла i815, наша лаборатория провела испытания серийных образцов системных плат на его основе, а полученные результаты сравнивались с характеристиками ПК на базе набора 440BX. По скорости последовательного доступа к ОЗУ новый набор демонстрирует практически сопоставимые с 440BX показатели, а при случайном доступе он немного опередил своего соперника. Правда, даже несмотря на поддержку режима UDMA/66, i815 несколько отстает как при работе с жестким диском, так и с видеоадаптером AGP. В тесте на нахождение простых чисел система на i815 показала заметно лучшие результаты.

Решение линейных уравнений

Со сжатием данных обе системы справились за одинаковое (в пределах погрешности измерения) время, а при сортировке данных с результатом 9,74 с впереди оказался 440BX — против 9,98 с у i815. Обработку графических данных с пересылкой в видеопамять успешнее выполняет система на 440BX, что логично, поскольку этот набор обладает более высокой скоростью обмена с видеопамятью. При решении системы линейных уравнений лидером стал уже i815. Как видно, связка Pentium III + i815 в единоборстве с процессором AMD выглядит уже более достойно. С решением дифференциальных уравнений i815 также справляется быстрее, чем 440BX.

В приложениях Windows из набора тестов PC WorldBench, однако, новичок несколько уступает старому набору. По-видимому, здесь сказывается более низкая производительность дисковой системы и меньшая скорость записи в видеопамять. Кроме того, при проведении этого теста стали очевидны возможности системы со встроенным видеоадаптером. Результаты, показанные в этом случае, правда, значительно ниже, но и цена подобной системы невысока.

Комплексная оценка машин на базе новых наборов только началась. Полная картина результатов испытаний представляется пока лишь в общих чертах. Тем не менее уже сейчас можно говорить о том, что у пользователя снова появился выбор. Intel давно пытается найти замену 440BX, и похоже, наконец ей это удалось.

Сколь долгая судьба уготована i815? Пока на этот вопрос трудно ответить. Возможно, это будет последний набор Intel для процессорного ряда Pentium Pro/Pentium II/Pentium III. Слишком долго архитектура ПК довольствовалась частотой 66—100 МГц. Процессоры «задыхаются» с двухуровневым кэшем. Рынок стоит на пороге радикальных перемен.

А тем временем жизнь продолжается. Intel наверстывает упущенное, конкуренты не дремлют...

Результаты тестирования наборов микросхем
Тесты440BXi815
Скорость чтения при произвольном доступе к ОЗУ, Мбайт/с
4 Кбайт
128 блоков Ё 32 байт51,852,1
1 блок Ё 4 Кбайт58,358,3
128 блоков Ё 1 Кбайт19,821,8
128 Кбайт
4 блока Ё 32 Кбайт57,057,4
1 Мбайт
32 блока Ё 32 Кбайт13,814,5
4 Мбайт
128 блоков Ё 32 Кбайт10,411,4
Скорость обмена с внешними устройствами, Мбайт/с
чтение с жесткого диска7,7736,599
запись в видеопамять *48,8248,88
записи в видеопамять (AGP)**247,0187,0
Нахождение простых чисел методом "решето Эратосфена", отн. ед.
1 Кбайт181181
1 Мбайт550483
3 Мбайт157143
40 Мбайт15431373
128 Мбайт633533
Решение систем дифференциальных уравнений в частных производных, % от Pentium-100
40 Кбайт12731279
400 Кбайт13311325
4 Мбайт14601530
40 Мбайт15331577
Скорость пересылки данных из экранного буфера (режим 800x600), мс
32 to 32 Screen7,49,8
16 to 16 Screen3,94,8
32 to 16 Screen10,611,1
*Режим адресации видеопамяти через окно. Шина AGP отсутствует или не используется (например, в «чистом» DOS).

**Режим Windows (в том числе и DOS-сессии). Использованы LFB (Linear Frame Buffer — режим адресации видеопамяти) и преимущества шины AGP.
623