100-мегагерцовые Pentium II чипсеты

Уже прошло достаточно много времени со дня появления 100-мегагерцовых материнских плат на чипсете i440BX, и вот, вслед за ними, стали появляться системные платы на конкурирующих чипсетах. Все ведущая тройка давних соперников Intel по чипсетам (VIA, ALI и SiS) разродилась альтернативными BX продуктами. Произошло это тоже достаточно давно, а вот платы на них стали появляться в массовых количествах лишь сейчас. Несмотря на то, что лицензия на шину P6 получена SiS и VIA только в декабре, разработчики чипсетов смогли создать свои наборы микросхем без помощи Intel. Правда, весь предыдущий опыт общения с неинтеловскими AGP-чипсетами наводит на грустные мысли о проблемах с совместимостью с рядом видеокарт. Будем надеяться, что получение лицензий у Intel - знак преодоления этих трудностей.

Итак, посмотрим, что же предлагают нам современные чипсеты с шиной 100 МГц.

Базовый набор микросхем Intel 440BX состоит из двух чипов - ядра 82443BX и контроллера ввода-вывода PIIX4E 82371EB. Интеловский чипсет поддерживает двухпроцессорность (SMP), и 64-разрядный оптимизированный 3.3-вольтовый интерфейс памяти, не поддерживающий 5-вольтовые модули. Поддерживается 33-мегагеровая шина PCI версии 2.1 и AGP 1.0, функционирующая в режимах 1х и 2х.

На самом деле, чипсет i440BX мало отличается от предшествующего i440LX и наследует от него практически все свойства, за исключением, пожалуй, лишь возросшей частоты системной шины. В принципе, Intel отшлифовал все функции, выполняемые BX уже давно. Потому, привнести что-либо революционное в новый продукт, не перепроектируя его заново и не внося новые возможности, уже нельзя.

Фирма ALI, являющаяся подразделением ACER, как обычно тихо и скромно предлагает свой чипсет - Aladdin Pro II, состоящий из контроллера AGP, поддерживающего режимы 1х и 2х, памяти и буферизированного контроллера ввода-вывода, позволяющего реализовать 66-мегагерцовую шину PCI, M1621 и моста PCI-ISA, контроллера ACPI, IDE, USB, PS/2 и портов M1533/M1543.

Отличительной особенностью чипсетов от ALI уже давно является достаточно быстрая работа с памятью. И на этот раз в Aladdin Pro II используются различные методы ускорения работы с памятью и разгрузки системной шины. В частности, применяется так называемый конвейерный цикл обращения к памяти, когда периодические регенерации данных в ней выполняются во время ожидания.

Давний конкурент Intel, тайваньская компания VIA, в настоящий момент предлагает чипсет VIA Apollo Pro - второе поколение Apollo P6, первого неинтеловского чипсета для Slot-1. Состоит из ядра VT82C691, обеспечивающего как синхронное так и асинхронное функционирование шин памяти, AGP и PCI, и южного моста VT82C596, позаимствованного от старого знакомого MVP-3 и позволяющего, кроме базовых функций ввода-вывода (ACPI, USB, порты), реализовать новый интерфейс UltraATA-66. Кстати, VIA Apollo Pro, как и i440BX, поддерживает режим Suspend to DRAM.

Поскольку борьба VIA за "место под солнцем" началась раньше, чем у других, то и результат, по логике, у них должен быть лучше. В действительности же, VIA делает не самые производительные чипы, но зато самые продвинутые по функциям. В частности, южный мост у VIA уже давно совместим по выводам с интеловским PIIX4E 82371EB. А теперь, к слову сказать, и новая версия Apollo Pro, VT82C692, также именуемая BXPro, стала совместима по выводам с i440BX.

SiS, исправно штампующий интегрированные решения, также представляет 100-мегагерцовый чипсет 5600/5595. Состоит из ядра 5600, поддерживающего до полутора гигабайт оперативной памяти - больше чем все остальные, но только 4 PCI-устройства и 1x/2x режимы AGP. Южный мост 5595 кроме базовых функций (ACPI, USB, порты) и интегрированных часов реального времени имеет встроенный модуль мониторинга системы, имеющий 5 аналоговых датчиков вольтажа, 2 - счетчика оборотов и один вход для термоэлемента.

Традиционно, чипсеты от SiS славились небольшой скоростью и не были популярны у пользователей. Зато, SiS представляет самые дешевые решения именно за счет высокой степени интеграции.

В таблице ниже приведено сравнение спецификаций на 100-мегагерцовые чипсеты.

Окинув взглядом таблицу, можно заключить, что 100-мегагерцовые чипсеты функционально практически не различаются. Однако все же есть ряд расхождений. SiS 5600/5595 поддерживает только 4 PCI-устройства, что, впрочем, обычно достаточно для большинства домашних и офисных компьютеров. Только VIA Apollo Pro и SiS 5600/5595 поддерживают асинхронные шины памяти, PCI и AGP. Это сделано, скорее всего, из-за поддержки этими чипсетами FP DRAM, которая на 100-мегагерцовой шине работать, скорее всего, не будет. Однако наличие таких возможностей бывает полезно, особенно если учесть качество продающихся у нас модулей памяти. По количеству разнообразных типов памяти, с которыми может оперировать чипсет, бесспорным лидером является VIA. Их продукт поддерживает такие перспективные и пока отсутствующие на рынке типы памяти, как DDR SDRAM, BDDR SDRAM, ESDRAM. Однако же, в этом списке нет Rambus, которая скорее всего получит наибольшее распространение в будущем в силу того, что эту технологию двигает Intel в своих будущих чипсетах i810/i820. По объему поддерживаемой памяти i440BX остался позади. Правда, 512 Мбайт сейчас хватает практически для всех задач и гордится цифрой более гигабайта стоит скорее чисто теоретически. Самую быструю работу с памятью на сегодняшний день демонстрирует интеловский i440BX и, добившийся этого неимоверными усилиями, ALI Aladdin Pro II. По опыту наших прошлых исследований, различия во временных диаграммах чипсетов на первом такте мало сказывается на производительности, а потому этот аргумент не может однозначно склонить в сторону того или иного продукта. В свое время в чипсетах от VIA поддержка UltraATA-33 появилась раньше, чем в конкурирующих продуктах. Сейчас такая же ситуация наблюдается и с UltraATA-66, который поддерживается пока исключительно в VIA Apollo Pro.

После сравнения чипсетов по характеристикам, я должен отметить, что с реальностью оно имеет немного общего. Все равно все чипсеты примерно одинаковы, и гораздо более интересен вопрос их практического функционирования, например, работоспособность порта AGP у конкурирующих с i440BX продуктов. Потому переходим к результатам тестирования.

Тесты выполнялись на следующем наборе оборудования:

• Процессоры Intel Pentium 400, Intel Celeron 266 и 300A
• 128 Мбайт PC-100 SDRAM Samsung
• Жесткий диск Quantum Fireball EX 3.4 Гбайта
• Видеокарта Chaintech Desperado AGP-740D на чипе i740

Использовались следующие приложения:

• Операционная система Windows98
• WinStone99
• Quake2 massive1, работающий через OpenGL в разрешении 800x600

При тестированиии были задействованы следующие системные платы:

• Chaintech 6BTA2 (Intel 440BX)
• Chaintech 6ASA (VIA Apollo Pro/BXPro)
• TomatoBoard BX98 (VIA Apollo Pro)
• Ability M-729 (ALI Aladdin Pro II)
• Ability M-747 (SiS 5600/5595)

Для начала, скажу несколько слов по поводу системных плат.

Chaintech 6BTA2 - системная плата формата ATX на чипсете i440BX. Имеет 4 слота PCI, 3 - DIMM, 2 - ISA, один из которых разделяемый, и слот AGP. На плате интегрирован звуковой чип Yamaha YMF740. Кроме стандартных частот 66 и 100 МГц имеется возможность установки частоты системной шины 75, 83, 103, 112 и 133 МГц. Конфигурирование процессора выполняется через Setup BIOS. Плата порадовала стабильной работой при всех испытаниях.

Chaintech 6ASA - системная плата формата MicroATX на чипсете VIA Apollo Pro. Имеет 3 слота PCI, 3 - DIMM, 1 разделяемый слот ISA и слот AGP. На плату интегрирован звуковой контроллер ESS Maestro-2. Поддерживаются не только стандартные частоты системной шины 66 и 100 МГц, но и 75, 83, 103, 112, 124 и 133 МГц. При этом частота шин DRAM, PCI и AGP может быть установлена отдельно. Конфигурирование процессора выполняется через Setup BIOS. При испытаниях платой было продемонстрировано беспроблемное функционирование.

TomatoBoard BX98 - AT-системная плата на чипсете VIA Apollo Pro от печально известного производителя. Имеет 4 слота PCI, 3 - DIMM, 2 слота ISA, один из которых разделяемый, и слот AGP. Полный набор внешних частот 66, 75, 83, 100, 103, 112, 124 и 133 МГц доступен к установке через Setup BIOS. К сожалению, плата не продемонстрировала стабильную работу. Имелись проблемы с видеокартой на чипсете i740 и периодически случались зависания системы. В общем, я ничего другого от TomatoBoard не ожидал.

Ability M-729 - AT-системная плата на чипсете ALI Aladdin Pro II. Под именем Ability в настоящее время скрывается очень известный производитель PC Chips, прославившийся в свое время установкой пластмассовых муляжей микросхем вместо L2-кеша на платы для 486-х процессоров. Потому, ничего хорошего от этой платы, имеющей по 3 слота DIMM и PCI, 2 слота ISA, слот AGP и интегрированный звуковой контроллер ESS1869, не ожидалось. Внешняя частота выставляется двухпозиционным джампером 66/100 МГц. Это изделие отличилось очень низким качеством. Из трех представленных экземпляров работа только одного не вызвала нареканий. Одна плата сбоила с частотой системной шины 100 МГц, а вторая - сгорела (вызвав задымление тестовой лаборатории) во время работы.

Ability M-747 - AT-системная плата на чипсете SiS 5600/5595, примерно такая же кривая как и предыдущая. Имеет по 3 слота DIMM и PCI, 2 слота ISA, интегрированный звуковой контроллер ESS1869 и интегрированный видеоадаптер, дающий низкое качество изображения из-за очень плохого RAMDAC, на базе чипа SiS 6326 c 8 Мбайтами памяти. Частота процессора конфигурируется из Setup BIOS, однако ограничена двумя частотами системной шины 66 и 100 МГц. Также возможна асинхронная работа шин памяти, AGP и PCI.

Вследствие всего вышесказанного, хочу сказать еще раз о том, что, покупая дешевые материнские платы малоизвестных или печально известных производителей, можно нажить себе дополнительные проблемы и потерять кучу времени, мучаясь над настройкой ненастраиваемой конфигурации. А мы переходим к результатам испытаний.

Первым делом была протестирована скорость работы с кешами различных уровней и основной памятью у различных чипсетов. Это испытание проводилось c процессором Intel Pentium 400 МГц. Результаты получены следующие:

Таким образом, из графиков видно что, действительно, никто из альтернативных производителей чипсетов не смог достичь той скорости работы с памятью, которую обеспечивает i440BX. С другой стороны, видно, что инженеры ALI смогли оптимизировать работу своего чипсета с кешем до того, что обогнали базовый i440BX. В остальном же, с процессорными кешами и памятью все чипсеты работают по скорости одинаково. В связи с тем, что ALI Aladdin Pro II продемонстрировал хорошее функционирование с L2-кешем, от него можно ожидать лучшей производительности именно с процессором Pentium II, в котором этот кеш наибольшего размера. С другой стороны, по причине более низкой, чем у BX, скорости работы с памятью у всех чипсетов, стоит рассчитывать на более низкую их производительность с процессорами Celeron, которые кеша не имеют.

Однако, скорость работы чипсета определяется не только пропускной способностью шины памяти. Немалый вклад в интегральную производительность вносит и быстродействие других шин - AGP и PCI. Первая влияет на скорость графической подсистемы, а вторая, в частности, - на скорость дисковой. Для измерения общей производительности и производительности шины AGP в игровых 3D-приложениях был проведен тест в игре Quake2. Плата на чипсете SiS 5600/5595 в дальнейших испытаниях участия не принимала в силу того, что она имеет интегрированный видеоадаптер и для нее было невозможно обеспечение равных условий тестирования.

О чем говорит полученный результат? Так как ALI Aladdin Pro II с памятью работает быстро, но тем не менее показывает низкие результаты в Quake2 даже с процессором Pentium II, это можно объяснить только лишь плохой (непроизводительной) реализацией контроллера AGP в этом чипсете. Относительно высокий результат чипсета VIA Apollo Pro говорит как раз об обратном - несмотря на не очень быстрый контроллер DRAM, что проявляется в снижении производительности с безкешовыми процессорами, скорость порта AGP достаточно неплохая. Кстати, общее отставание неинтеловских микросхем с процессорами Celeron от i440BX обуславливается как раз тем, что скорость работы последнего с памятью выше, чем у остальных чипсетов. А процессор Pentium II, имея кеш большого объема "сглаживает" этот недостаток.

Теперь посмотрим на результаты финального теста быстродействия - Winstone99, показывающего средневзвешенную производительность в Windows95/98.

Объяснить их нетрудно. Так как в офисных 2D-приложениях производительность шины AGP не так критична, как в играх, быстроработающий с кешем чипсет ALI Aladdin Pro II демонстрирует даже превосходство над всеми конкурентами с процессором Pentium II. Без кеша, соответственно, на первое место выходит чемпион по работе с памятью Intel 440BX.

Еще один интересный вопрос, который возникает при упоминании неинтеловских чипсетов - это их совместимость с AGP-видеокартами. Я провел испытания работоспособности системных плат с основными AGP-видеокартами, результаты которых сведены в таблицу:

Первой неожиданностью явилось то, что плата Chaintech 6ASA на чипсете VIA Apollo Pro VT82C692 (то есть на второй ревизии VT82C691) заработала со всеми видеокартами безо всяких проблем и патчей. Таким образом, можно отметить, что фирма VIA первой добилась правильной поддержки AGP 2x mode. Однако, при этом, плата TomatoBoard BX98 на VT82C691 работать с видеокартой на чипсете i740 отказалась наотрез. Правда, этот факт можно отнести на счет плохо спроектированной платы, тем более такой опыт у Tomato уже есть. Системная плата на чипсете ALI Aladdin Pro II, Ability M-729, работала со всеми видеокартами только после установки собственного AGP GART драйвера. Но все же работала.

Различия между быстродействием плат на различных чипсетах не настолько велики, чтобы их можно было заметить не при помощи тестов, а невооруженным взглядом. Гораздо более важный вопрос - совместимость. Поэтому, в условиях ограниченных средств, я рекомендую обратить свое внимание в первую очередь на системные платы на чипсете VIA Apollo Pro VT82C692 (BXPro) от известных производителей, которые не могут позволить себе выпуск "сырых" или заведомо вызывающих проблемы изделий. При этом я крайне не рекомендую испытывать судьбу и использовать "левые" платы сомнительного производства.

Таким образом, используя системную плату на любом неинтеловском чипсете обычный пользователь не заметит никаких отличий, кроме, быть может, необходимости установки дополнительного AGP GART драйвера. Продвинутым же пользователям, чутко реагирующим на любые отклонения в производительности все же стоит остановить свой выбор на платах на чипсете Intel 440BX, как наиболее предсказуемом и дающим лучшие результаты в играх. Если выбор делается между чипсетами неинтеловского происхождения, то выбор лучше остановить на VIA, так как эта фирма обеспечивает лучшую поддержку своих продуктов, а теперь, к тому же имеет лицензию на системную шину P6.