Чипсет VIA Apollo Pro133A

Безуспешные попытки Intel выпустить давно ожидаемый Slot1/Socket370 набор логики i820 привели к тому, что конкуренты на рынке чипсетов почувствовали себя значительно лучше. Они уже совсем не вынуждены бороться за место под солнцем ценами, так как их продукты обладают лучшими характеристиками, чем выпущенный полтора года назад и остающийся единственным mainstream-чипсетом от Intel i440BX. Ошибка Intel прозрачна - уж слишком много новых технологий, актуальность которых в данный момент выглядит сомнительной, заложено в i820. Именно этим и вызваны технические и маркетинговые проблемы Intel. Конкуренты же чужих ошибок не повторяют. В частности, VIA, речь о которой пойдет в этом материале, вводит инновации постепенно, шаг за шагом. Всего несколько месяцев назад мы говорили о чипсете VIA Apollo Pro133, первом продукте на рынке, имеющем системную шину 133 МГц, как уже можем сказать о еще более новом наборе логики VIA Apollo Pro133A, в котором реализована шина AGP, поддерживающая режим AGP 4x. В результате, у VIA в Apollo Pro133A уже есть все то же самое, что будет у Intel в выходящем неизвестно когда i820, с той лишь разницей, что VIA поддерживает PC133 SDRAM, а Intel - Direct Rambus DRAM. В остальном характеристики схожи: шина FSB 133 МГц, поддержка AGP 4x, ATA-66. Что же касается памяти, то на настоящий момент приложений, в которых имелась бы реальная выгода от использования Direct RDRAM, обеспечивающей большую пропускную способность, не существует. Теоретически, такие задачи могут появиться впоследствии, но до этого еще надо дожить.

Итого, на настоящий момент использование VIA Apollo Pro133A является полностью оправданным. Этой же точки зрения придерживается и ряд крупных производителей компьютеров во главе с IBM и Micron - так что Apolo Pro133A ждет большое будущее.

Дизайн VIA Apollo Pro133A практически полностью повторяет дизайн предшественника, Apollo Pro133, с той лишь разницей, что новинка имеет поддержку высокоскоростного протокола AGP 4x, который пока никакими другими чипсетами не поддерживается. Соответственно, в Apollo Pro133A унаследованы и все положительные качества предыдущей версии, такие как, например, поддержка частот системной шины и шины памяти 133 МГц. Чипсет VIA Apollo Pro133A является полностью асинхронным, поэтому частоты шин на процессоре и системной памяти выставляются независимо. Это означает, что не имея 133-мегагерцового процессора (с индексом B), память PC133 возможно использовать "на полную катушку". И наоборот, с процессорами, рассчитанными на 133-мегагерцовую шину может использоваться и старая PC100 системная память.

VIA Apollo Pro133A - чипсет с классической архитектурой, то есть он состоит из северного моста VT82C694X и южного моста VT82C596B (или VT82C686A), соединенных шиной PCI. К сожалению, VIA еще не пришел к использованию хабовой архитектуры, как Intel. По-видимому, инженеры VIA полагают, что пропускной способности PCI, соединяющий мосты, вполне достаточно для обеспечения нормального функционирования чипсета. Оставим это на совести VIA, тем более что у Intel все равно ничего не работает. Зато при проектировании Apollo Pro133A VIA успешно решил проблему с тепловыделением, и теперь этот чипсет, сделанный по 3-х слойной металлической 0.35 мкм технологии может использоваться вообще без радиатора.

Посмотрим на характеристики Apollo Pro133A в сравнении с Intel 440BX и с отложенным на неопределенный срок i820 (Camino):

Да, i440BX оказался превзойден по все параметрам, все-таки полтора года очень большой возраст в такой бурно развивающейся отрасли, как компьютерная индустрия. Но даже если сравнить Apollo Pro133A с i810, то детище VIA все равно имеет некоторые преимущества. Например, поддержку 4 портов USB, или встроенный аппаратный мониторинг, позволяющий отказаться от применения внешних контроллеров. Однако наибольший интерес в VIA Apollo Pro133A представляют все-таки такие ключевые возможности как AGP 4x и поддержка PC133 SDRAM, так что остановимся на них поподробнее.

133-мегагерцовая шина

Если немного вспомнить историю, то спецификация памяти PC100 и 100-мегагерцовая FSB появились сравнительно недавно. Более того, ряд процессоров и чипсетов, производящихся в настоящее время, не использует даже эти возможности - хорошим примером здесь может являться Celeron, переход которого на 100 МГц шину все отодвигается и отодвигается. Благодаря тому, что современные процессоры оборудованы большим быстродействующим кешем второго уровня, значимость скорости работы памяти сильно понижается. С чего бы тогда потребовалось переходить на более скоростную шину?

Когда мы рассматривали первый 133-мегагерцовый чипсет, VIA Apollo Pro133 этот вопрос пришлось опустить, так как вразумительного объяснения не существовало. Рост производительности от повышения на 33% частоты памяти был настолько мизерным, что говорить о нем даже не хотелось.

Но времена меняются. В VIA Apollo Pro133A введена поддержка режима AGP 4x, который является хорошим аргументом за PC133. Действительно, пропускная способность AGP 4x составляет 1.06 Гбайт/с, однако же, при этом PC100 память и процессорная 100-мегагерцовая шина могут обеспечить только 800 Мбайт/с. Получается, что производительность графической подсистемы будет ограничена отнюдь не ее возможностями, а смежными подсистемами. Такого в свете курса на фотореалистичную графику допустить никак нельзя, и необходимость увеличения пропускной способности памяти и процессорной шины выходит на первый план. Не переделывая существенно имеющихся спецификаций и технологических решений, а просто "затянув гайки", частоту памяти и FSB удалось повысить до 133 МГц, что обеспечивает увеличение пропускной способности соответствующих шин до требуемых 1.06 Мбайт/с.

Теперь зададимся вопросом, а зачем для этого нужно было делать новый чипсет, когда практически все системные платы, основанные на i440BX, позволяют выставить такую частоту FSB. Проблема кроется в самом i440BX, все шины в котором синхронизированы и завязаны на частоту FSB. В частности, для шины AGP i440BX предлагает только два делителя частоты 1 и 2:3, что при установке 133 МГц на FSB приведет к получению 88 МГц на AGP. Спецификация же предусматривает, что AGP-устройства должны функционировать при 66 МГц. Превышение номинальной частоты на 22 МГц приводит к тому, что большинство современных видеокарт, в частности на чипсетах NVIDIA Riva TNT2, S3 Savage4 и Matrox G400, не работают или работают неустойчиво в 3D-приложениях.

В асинхронном VIA Apollo Pro133A такой проблемы не существует. Помимо того, что этот чипсет позволет использовать различные частоты FSB и памяти, на AGP всегда подается необходимые 66 МГц.

Посмотрим на практике, что же может дать в современных приложениях использование 133-мегагерцовой процессорной шины и PC133 SDRAM. Вопрос этот достаточно актуален, так как в продаже уже появились Intel Pentium 533B и 600B, которые работают на внешней частоте 133 МГц, а в конце месяца появятся и 133-мегагерцовые процессоры на ядре Coppermine.

Для начала посмотрим на скорость работы системы при использовании различных частот шин в офисных приложениях с процессорами Intel Pentium 600 (6x100) и 600B (4.5x133):

Не трудно заметить, что на скорость работы офисных приложений частота памяти влияет мало, гораздо больший прирост производительности обеспечивает повышение внешней частоты процессора. Объяснить это проще простого - пропускная способность памяти для тех же MS Word или MS Excel узким местом не является, для их беспроблемной работы с данными вполне достаточно быстродействующего L2-кеша. Основная нагрузка в этих случаях лежит на процессоре, потому повышение пропускной способности его шины влечет за собой прирост в скорости.

Гораздо интереснее посмотреть, как влияют частоты шин на работу 3D-игр, где активно используется шина AGP:

Результаты совершенно противоположны предыдущему случаю. На скорость работы игровых приложений в первую очередь оказывает влияние быстродействие памяти, так как процессорный L2-кеш не справляется с прокачкой данных, и узким местом в системе становится шина памяти.

В целом же можно сказать, что выигрыш в быстродействии, получаемый за счет увеличения частот памяти и FSB является крайне незначительным. На настоящий момент нет пока приложений, которые могут задействовать всю пропускную способность шин, однако, никто не отрицает возможность их появления в будущем.

AGP 4x

Одной из основных причин, которые вынудили производителей чипсетов задуматься о повышениии пропускной способности шин, явилась тенденция к получению фотореалистичной графики в 3D-играх, требующая повышения скорости передачи данных в видеоподсистему. Наиболее распространенная сейчас версия AGP, AGP 2x, гарантирует прокачку 528 Мбайт/с. Этой скорости для игр будущего будет уже недостаточно, потому новая версия спецификации AGP предусматривает введение нового режима AGP 4x с пропускной способностью 1.06 Гбайт/с. Именно этот режим впервые реализован в VIA Apollo Pro133A.

AGP 4x использует увеличенную вдвое по сравнению с AGP 2x частоту несущего сигнала и пониженное с 3.3 до 1.5В напряжение. Поэтому, для возможности использования всех преимуществ AGP 4x необходимо чтобы этот режим поддерживался не только системной платой (что означает, что она должна быть выполнена на чипсете VIA Apollo Pro133A), но и графическим чипсетом и дизайном самой видеоплаты. Из 3D-чипсетов AGP 4x поддерживают NVIDIA Riva TNT2 и GeForce256, Matrox G400, ATI Rage 128 Pro и S3 Savage4 Pro, а отличить AGP 4x-дизайн видеокарты можно по наличию дополнительного выреза в ножевом AGP-разъеме.

AGP 2x

AGP 4x

Что касается AGP-слота на системной плате, то универсальный AGP 1x/2x/4x-разъем в отличие от AGP 1x/2x-разъема не имеет соответствующего ключа.

AGP 2x

AGP 2x/4x

Посмотрим, что же в терминах скорости прокачки текстур дает включение режима AGP 4x при использовании 16-мегабайтной видеокарты на чипсете Riva TNT2. Вот соответсвующие результаты по тесту 3DMark 99 MAX, полученные путем включения и выключения режима AGP 4x на плате на чипсете VIA Apollo Pro133A с процессором Intel Pentium III 600B при частотах FSB и памяти 133 МГц и использовании 16-мегабайтной видеокарты на основе чипа NVIDIA Riva TNT2:

Что же, прирост есть, но, конечно же, не двукратный. Все же локальная память видеокарты, которая имеет пропускную способность 2-3 Гбайт/с несколько сглаживает увеличение скорости работы с текстурами при увеличении пропускной способности AGP. Однако даже в данном случае прирост на лицо, особенно когда размер текстур выходит за размеры локальной видеопамяти.

Что касается увеличения скорости от использования в реальных 3D-приложениях преимуществ AGP 4x, то его практически незаметно:

То есть игр, рассчитанных на использование видеоподсистемой AGP 4x пока не написано. А увеличение fps в текущих 3D-приложениях крайне незначительно.

Что же касается перспектив AGP 4x, то определенную роль в продвижении этой технологии может сыграть появление на рынке карт, основанных на NVIDIA GeForce256, который поддерживает режим fast writes, также реализованный в VIA Apollo Pro133A. Благодаря использованию fast writes данные в видеопроцессор из CPU могут передаваться напрямую, а не через системную память, как это делается обычно. В результате шина памяти будет разгружена от ненужных транзакций, а доступ 3D-ускорителя к данным несколько ускорится.

ATA-66, AC'97 и все остальное...

Как и любой другой современный набор логики, VIA Apollo Pro133A поддерживает и новый протокол обмена данными с носителями информации Ultra DMA/66. Благодаря этому пиковая пропускная способность интерфейса ATA возрастает вдвое - с 33 Мбайт/с до 66 Мбайт/с. На практике же скорость винчестера определяется скорее его механическими характеристиками, чем интерфейсом, однако современные IDE-жесткие диски, например, Seagate Barracuda ATA при чтении данных с первых треков обеспечивают скорость их передачи уже значительно больше чем может прокачать старый ATA-33 интерфейс.

Мы сравнили скорость работы жесткого диска IBM DJNA 372200 в системе с чипсетом VIA Apollo Pro133A и Intel 440BX, который режим Ultra DMA/66 не поддерживает.

Еще одной возможностью, предоставляемой VIA Apollo Pro133A является наличие AC'97 кодека. То есть, любая системная плата, построенная на этом чипсете, может использовать "бесплатный" встроенный в чипсет кодек, реализуя работу "программной" звуковой карты. Часть работы обычной звуковой карты (DSP) при этом ложится на процессор, потому уместно сказать о том, что использование PC'97-звука снижает производительность системы. На диаграмме ниже показано падение fps при включении встроенного PC'97-звука:

Как мы видим, производительность системы от использования AC'97-звука понижается на 8-10%. Такая вот цена бесплатного звука.

Что касается остальных возможностей VIA Apollo Pro133A, о которых следует упомянуть, то это поддержка VC PC133 памяти, производимой NEC, Infineon и Hyundai, позволяющей получить некоторый прирост производительности за счет уменьшения латентности.

Производительность

После того, как мы рассмотрели все ключевые характеристики VIA Apollo Pro133A, перейдем к тестам реальной производительности. Мы использовали три тестовых системы. Первая основывалась на BX-плате и 100-мегагерцовом процессоре. Ее конфигурация:

• Процессор Intel Pentium III 600 (6x100)
• Системная плата Chaintech 6BTM
• Видеокарта Chaintech Desperado AGP-RI40 (NVIDIA Riva TNT2, 16 Мбайт SDRAM)
• Звуковая карта Creative Sound Blaster Live!
• Жесткий диск IBM IBM DJNA 372200
• 128 Мбайт PC100 CAS2 SDRAM производства SEC

Остальная пара систем использовала плату с чипсетом VIA Apollo Pro133A. Одна система была сконфигурирована на использование 100-мегагерцового процессора и 100-мегагерцовой памяти:

• Процессор Intel Pentium III 600 (6x100)
• Системная плата Chaintech 6ASA4
• Видеокарта Chaintech Desperado AGP-RI40 (NVIDIA Riva TNT2, 16 Мбайт SDRAM)
• Звуковая карта Creative Sound Blaster Live!
• Жесткий диск IBM IBM DJNA 372200
• 128 Мбайт PC100 CAS2 SDRAM производства SEC

А вторая - на использование частоты шины процессора и памяти 133 МГц:

• Процессор Intel Pentium III 600B (4.5x133)
• Системная плата Chaintech 6ASA4
• Видеокарта Chaintech Desperado AGP-RI40 (NVIDIA Riva TNT2, 16 Мбайт SDRAM)
• Звуковая карта Creative Sound Blaster Live!
• Жесткий диск IBM IBM DJNA 372200
• 128 Мбайт PC133 CAS3 SDRAM производства Micron

К сожалению, от тестов i440BX на частоте FSB 133 МГц пришлось отказаться, так как тестовая система в этом случае работала нестабильно.

Во всех 3D-приложениях, если не указано иначе, использовалось разрешение 800 на 600 при 16-битном представлении глубины цвета.

Системная плата Chaintech 6ASA4, на которой мы проводили тесты чипсета VIA Apollo Pro133A, выполнена в MicroATX формате, имеет 2 слота PCI, 1 - AGP, 1 - AMR, 1- ISA и 3 слота DIMM. Помимо стабильной работы, отличительными чертами последних плат Chaintech стало и наличие большого набора частот FSB - от 66 до 160 МГц с интервалом в 1 МГц. Плата поставляется с установленным Award BIOS 4.51, имеющем широкие возможности для конфигурирования работы памяти. Должен отметить, что Chaintech 6ASA4 продемонстрировала гораздо большую стабильность в работе, чем протестированные нами ранее платы на чипсете VIA Apollo Pro133. Также приятно поведение Chaintech 6ASA4 при разгоне. Благодаря гибкости настроек BIOS Setup, проблемы с работой памяти на высоких частотах удается решить практически всегда. В общем, еще не видя других плат на чипсете VIA Apollo Pro133A, беремся утверждать, что Chaintech 6ASA4 будет среди лучших.

Итак, переходим к цифрам. Вот результаты тестирования быстродействия в офисных задачах:

Что же, благодаря использованию повышенных частот процессорной шины и памяти VIA удалось наконец-то обогнать i440BX. Правда, результаты Winstone в реальной жизни мало что значат, посмотрим лучше на положение дел в 3D. Для начала результаты, полученные в синтетическом тесте 3DMark 99 MAX:

Эх, не получается все-таки у VIA сделать быструю шину AGP. Даже AGP 4x mode ей не помог. Однако, тенденция налицо - с каждым новым продуктом чипсеты от VIA работают с видеокартой все быстрее и быстрее. Теперь посмотрим на игры:

К сожалению для VIA, ничего отличного от результатов синтетических тестов мы не видим. Отставание от i440BX на 7-8% при частоте шины 100 МГц и на 2-3% при 133 МГц - налицо. Так что владельцам систем на базе i440BX паниковать рано. Они могут спокойно дожидаться i820.

Выводы

Что мы имеем в результате? У VIA есть современный чипсет, поддерживающий все современные технологии PC133 SDRAM, процессорную шину 133 МГц, AGP 4x, ATA-66, AC'97 и несколько других приятных мелочей. У Intel после череды неприятностей с i820 такого нет. То есть, реальной конкуренции VIA Apollo Pro133A на данный момент не существует - i440BX безнадежно устарел.

С другой стороны, сейчас нет приложений, выигрыш в скорости выполнения которых с использованием реализованных в VIA Apollo Pro133A возможностей был бы реально ощутим. Так что аргументов, по которым владельцам плат на i440BX и процессоров с шиной 100 МГц необходимо срочно поменять свои материнские платы, не видно. Другое дело, что VIA Apollo Pro133A более перспективен, потому его логичнее будет предпочесть при приобретении новых системных плат.

Более того, для использования новых процессоров Intel с 133-мегагерцовой шиной, в частности на ядре Coppermine, Intel на настоящий момент предлагает только интегрированный i810e, что похоже на издевательство. Так что если хотите Coppermine с внешней частотой 133 МГц - то единственным логичным вариантом на текущий момент является приобретение платы на VIA Apollo Pro133A (или VIA Apollo Pro133).