Главная - Системные платы - Сравнение современных чипсетов для Intel Pentium III

Со времени наших предыдущих тестов современных IA32 чипсетов прошло немало времени, и многое изменилось. Так, Intel выпустил несколько процессоров с обновленным ядром Coppermine, шина 133 МГц практически стала стандартным решением, и Microsoft выпустил новую операционную систему Windows 2000, которая также стала стремительно набирать обороты. Эти события на рынке заставили нас еще раз обратиться к проблеме выбора оптимальной системной платы, тем более, что на данный момент сделать этот выбор очень непросто. Корень проблемы кроется в неоднозначности определения наиболее оптимального набора системной логики, на котором должна основываться материнская плата. Основные чипсеты для Slot 1/Socket 370 процессоров, если не принимать во внимание наборы логики с интегрированным графическим ядром, это: устаревающий Intel 440BX, новомодный Intel 820 и альтернативный VIA Apollo Pro133A. Сравнительному тестированию именно этих чипсетов и будет посвящена данная статья. Я буду подходить к обозначенной выше проблеме с точки зрения практической перспективности каждого решения, поэтому тестирование будет выполняться с использованием процессоров на ядре Coppermine и под операционной системой Microsoft Windows 2000.

Вначале кратко остановлюсь на основных характеристиках и особенностях чипсетов, принявших участие в тестировании.

Intel 440BX

Выпущенный практически два года назад, этот чипсет побил все рекорды популярности. Однако время берет свое. Многие современные возможности i440BX не поддерживает. Так, основной проблемой, связанной с применением i440BX, первым чипсетом имеющим 100-мегагерцовую системную шину, является отсутствие у него поддержки требуемой сегодняшними процессорами частоты FSB 133 МГц. И хотя сам по себе чипсет на такой частоте в большинстве случаев функционирует без лишних вопросов, частота, получаемая при этом на шине AGP, оказывается намного выше номинальной. Причина этого в том, что в i440BX реализовано только два коэффициента для получения частоты AGP из частоты FSB - 1:1 и 2:3.

Intel 440BX является полностью синхронным. Это значит, что частота, на которой работает системная память, всегда равна частоте FSB. Архитектура i440BX - классическая - южный мост соединяется с северным посредством шины PCI.

Кроме отсутствия поддержки частоты FSB 133 МГц, i440BX не поддерживает режим AGP 4x, обеспечивающий вдвое большую скорость передачи данных по шине AGP, чем реализованный в i440BX AGP 2x. То есть при использовании i440BX за такт по шине AGP передается только два четырехбайтовых пакета данных, что при частоте AGP 66 МГц означает пропускную способность только 528 Мбайт/с.

Третьим существенным недостатком i440BX является отсутствие поддержки его южным мостом современного протокола жестких дисков UltraDMA/66. Однако эту проблему производители системных плат легко решают установкой дополнительного UltraDMA/66-контроллера.

Для тестирования i440BX я использовал одну из последних системных плат на этом чипсете - ABIT BE6-II. Эта плата поддерживает UltraDMA/66 благодаря наличию на ней интегрированного IDE-контроллера HighPoint HTP366.

Intel 820

В качестве современной замены i440BX Intel предложил новый i820, построенный по совершенно другим принципам. В основе i820 лежит хабовая архитектура, благодаря которой северный (MCH) и южный (ICH) мосты соединяются не шиной PCI, как в i440BX, а специальной внутренней шиной, обладающей вдвое большей пропускной способностью - 266 Мбайт/с.

Поскольку i820 изначально разрабатывался как чипсет для процессоров с ядром Coppermine, вполне естественно, что им поддерживается 133-мегагерцовая процессорная шина. То есть, в число множителей для получения частоты AGP из частоты FSB добавлена 1:2. Правда, четкое следование своим же понятиям о секторах рынка, заставило Intel не реализовывать в i820 функционирование процессорной шины на 66 МГц.

Также вполне естественно, что в i820 введена поддержка режима AGP 4x, обеспечивающего вдвое более высокую скорость передачи данных по шине AGP. Так, при работе шины AGP в режиме 4x за один стробирующий такт передается четыре пакета данных, что при ширине шины AGP 4 байта означает пропускную способность 1,056 Гбайт/с (против 528 Мбайт/с в режиме AGP 2x).

Не забытым оказался и протокол Ultra DMA/66. Таким образом, в i820 оказался реализован полный перечень современных возможностей. С одним "но". Это "но" - поддерживаемая память. При разработке i820 основной упор был сделан на принципиально новую архитектуру памяти - RDRAM. Результат этих экспериментов таков - память в i820 работает на частоте 400 МГц, данные передаются по обоим фронтам сигнала (следовательно, частота передачи данных составляет 800 МГц), но шина данных имеет ширину всего 16 бит. В итоге, пропускная способность шины памяти составляет в i820 1,6 Гбайт. Что же, неплохо по сравнению с 800 Мбайт/с у PC100 SDRAM.

Однако, не все так просто. Структура RDRAM такова, что она имеет примерно вдвое большое время доступа, чем SDRAM. Но и это только цветочки по сравнению с главным минусом RDRAM. Этот минус - цена. На настоящий момент стоимость модуля RDRAM в 6-7 раз превышает стоимость модуля SDRAM аналогичного объема.

Для тестирования чипсета Intel 820 я использовал системную плату AOpen AX6C-L.

Intel 820 + MTH

Такое положение дел с ценой и доступностью RDRAM заставило Intel в срочном порядке искать решение этой проблемы. Поскольку поддержка SDRAM в i820 предусмотрена не была, Intel разработал специальный контроллер-конвертор обращений по каналу Rambus к памяти SDRAM - MTH, который может быть установлен на системную плату к уже имеющимся трем хабам, входящим в состав i820. Однако этот контроллер, называемый согласно интеловской терминологии хабом, поддерживает только PC100 SDRAM, то есть независимо от частоты системной шины память работает всегда на частоте 100 МГц. Плюс к этому трансляция запросов, выполняемая MTH, также требует времени, что приводит к драматически низкой скорости работы i820 с SDRAM.

Именно такое решение - использование i820 с MTH и памятью типа PC100 SDRAM и предлагает сейчас Intel как основное, сворачивая тем временем производство i440BX.

VIA Apollo Pro133A

Такое положение дел с чипсетами от Intel оставляет конкурентам массу возможностей для укрепления своих позиций. В то время, как Intel делал ставку на RDRAM, их главный соперник на рынке чипсетов, тайваньская компания VIA начала продвижение технологии PC133 SDRAM, представляющей собой, грубо говоря, разогнанную до 133 МГц PC100 SDRAM. Пропускная способность памяти в этом случае составляет 1,064 Гбайт/с, что конечно несколько меньше, чем у RDRAM, но и стоит гораздо дешевле.

Первым чипсетом с поддержкой PC133 SDRAM стал VIA Apollo Pro133, однако сейчас на рынке представлена уже его улучшенная версия VIA Apollo Pro133A. Это чипсет с классической архитектурой, также как и i820, поддерживающий процессоры со 133-мегагерцовой шиной, режим AGP 4x и UltraDMA/66.

Полезной функцией VIA Apollo Pro133A является возможность тактовать память не только с частотой FSB, но и с частотами на 33 МГц меньшей или на 33 МГц большей чем FSB.

Я же для тестов использовал системную плату Chaintech 6ATA4.

Intel 440BX-133

Однако, среди чипсетов с 133-мегагерцовой процессорной шиной есть и еще один вариант. Это - использование разогнанного Intel 440BX. Официально, чипсета Intel 440BX-133 не существует, однако многие оверклокеры считают наилучшим решением на сегодня именно его. Итак, посмотрим, что происходит с i440BX при повышении частоты FSB до 133 МГц.

1. Так как частота памяти в i440BX синхронна с частотой FSB, память также работает на частоте 133 МГц. При использовании в системе PC133 SDRAM это не сулит никаких проблем.
2. Частота AGP, из-за отсутствия множителя 1:2 получается 89 МГц, что, с одной стороны, означает возрастание пропускной способности этой шины до 709 Мбайт/с, но с другой - приводит к неработоспособности части видеокарт.
3. Что касается частоты PCI, а также устройств, работающих с южным мостом, то тут проблем быть не должно. i440BX имеет множитель для получения частоты PCI из FSB 1:4, следовательно при его использовании на шине PCI будут положенные 33 МГц. Правда, к сожалению, коэффициет 1:4 поддерживается не всеми системными платами, на что следует обратить внимание. В противном случае, при использовании коэффициента 1:3, частота на шине PCI составляет 44 МГц, что заставляет задуматься о корректном функционировании PCI устройств и IDE дисковых накопителей.

Итак, основной трудностью при применении i440BX, с разогнанной до 133 МГц системной шиной, является частота AGP, которая в этом режиме намного превосходит номинальную. Тем не менее, это не повод отказаться от такого многообещающего разгона. Как показали тесты, проведенные в нашей лаборатории, а также тесты, опубликованные на ряде других сайтов, некоторые видеокарты могут работать и при частоте AGP 89 МГц. Вот список карт, проверенных нами:

Впрочем, если видеокарта не работает по умолчанию при частоте AGP 89 МГц, это еще не означает, что ее невозможно использования при разгоне системной шины на i440BX до 133 МГц. Добиться работоспособности любой графической карты при разгоне шины AGP можно и отключением режима AGP 2x. Это, хотя и приведет к некоторой потере в производительности, однако позволит использовать 133-мегагерцовые процессоры на i440BX при любом наборе комплектующих.

Кроме того, необходимо иметь в виду, что работоспособность видеокарты при 89 МГц на AGP может зависеть и от конкретного экземпляра, поэтому прохождение нашего теста не гарантирует, что все остальные платы этой же модели будут также работать на разогнанном i440BX. Например, мне известно о существовании экземпляров Matrox Millennium G400 и ASUS AGP-V6600, не работающих в этих условиях.

И наконец, разгоняя плату на i440BX, вы должны отдавать себе отчет в том, что это не только может привести к выходу из строя оборудования (например, видеокарты), но и отрицательно сказаться на надежности и стабильности системы в целом.

Выбор системной платы для тестирования Intel 440BX при разгоне системной шины до 133 МГц пал на ABIT BE6-II. Эта плата, обладающая уникальной технологией SoftMenu III поддерживает установку частот FSB до 200 МГц и коэффициент для получения частоты PCI 1:4.

Краткое сравнение чипсетов

Предваряя результаты тестов, сведем все основные характеристики описанных чипсетов в общую таблицу:

Очевидно, что для нормальной работы современной графической подсистемы, поддерживающей AGP 4x, требуется, чтобы пропускная способность памяти была выше пропускной способности шины AGP. Это обусловлено тем, что с памятью работает не только видеокарта, но и процессор, 133-мегагерцовая шина которого может передавать до 1,06 Гбайт/с, да и жесткий диск и устройства с шиной PCI вносят свой вклад. В результате становится очевидным, что поддержка режима AGP 4x в комбинации Intel 820 + MTH носит фиктивный характер, так как в этой комбинации пропускная способность памяти не позволяет полностью загрузить шину AGP. VIA Apollo Pro133A с этой точки зрения смотрится несколько лучше, но не следует забывать и о том, что PC133 SDRAM носит промежуточный характер на пути к применению DDR SDRAM. Ну, а i820 при работе с RDRAM выглядит наиболее сбалансировано.

С другой стороны, практически все современные 3D-приложения не используют текстуры, не умещающиеся в локальной памяти ныне используемых видеоакселераторов, пропускная способность которой намного превосходит возможности AGP 4x. Так что, приведенные рассуждения носят больше теоретический характер.

Тестовая система

Как уже было сказано, на тестовой системе использовалась операционная система Microsoft Windows 2000. Процессоры, которые я применял при выполнении тестов были выполнены на ядре Coppermine. Поскольку в тестировании принимали участие чипсеты, как рассчитанные на системную шину 100 МГц, так и на 133 МГц, использовались оба типа процессоров. Для получения одинаковой результирующей частоты CPU были взяты два процессора с частотой 600 МГц: Intel Pentium III 600E (6x100) и Intel Pentium III 600EB (4,5x133). Таким образом, каждый чипсет исследовался при работе с частотой системной шины 100 и 133 МГц. При тестировании платы на VIA Apollo Pro133A на частоте FSB 100 МГц память также функционировала при 100 МГц.

В остальном, помимо вышеуказанных системных плат, в тестовых системах использовалось следующее оборудование:

• Видеокарта Creative 3DBlaster Annihilator
• Звуковая карта Creative Sound Blaster Live!
• Жесткий диск IBM DJNA 372200
• 128 Мбайт PC133 SDRAM производства Micron (в системах на i440BX, VIA Apollo Pro133A и i820 + MTH)
• 128 Мбайт PC800 RDRAM производства Samsung (в системе на i820)

Перейдем к результатам.

Офисные приложения

Для тестирования производительности в офисных приложениях я пользовался тестом BAPCo SYSmark 2000. Этот тест последовательно загружает и выполняет предопределенные наборы действий в двенадцати стандартных приложениях, хронометрируя время их выполнения. В число используемых приложений входят CorelDRAW 9, Microsoft Excel 2000, Dragon Systems NaturallySpeaking Preferred 4.0, Netscape Communicator 4.61, Corel Paradox 9, Microsoft PowerPoint 2000, Microsoft Word 2000, MetaCreations Bryce 4, Avid*Elastic Reality 3.1, Adobe Photoshop 5.5, Adobe Premiere 5.1, и Microsoft Windows Media Encoder 4.0. Таким образом, основываясь на результатах SYSmark 2000, можно оценить средневзвешенную производительность системы при выполнении типовых офисных задач.

Как видно из диаграммы, наилучший результат в офисных приложениях показывает система на i440BX, с разогнанной до 133 МГц шиной FSB (и, следовательно, разогнанной до 133 МГц шиной памяти), превосходя ближайшего конкурента в скорости на 5%. Обусловлено это, в первую очередь, низкой латентностью SDRAM и хорошей реализацией работы с ней в i440BX. К сожалению, VIA Apollo Pro133A, даже работая с PC133 SDRAM, не смог догнать i440BX, ввиду несколько менее оптимизированной работы с памятью. Явным аутсайдером выглядит i820 в комбинации с SDRAM. Этот плачевный результат объясняется задержками, вносимыми в работу памяти MTH, транслирующим обращения по каналу Rambus в запросы к SDRAM. Также следует отметить и тот факт, что высокая пропускная способность RDRAM не дает никаких преимуществ i820: для получения должного эффекта от применения этого типа памяти необходимы пересылки больших объемов данных, чего в типичных офисных приложениях попросту нет.

Игровые 3D приложения

Для тестирования скоростей работы чипсетов в игровых приложениях я воспользовался тремя 3D-шутерами: Quake3 Arena, Unreal Tournament и Expеndable. В каждой игре производительность измерялась в двух режимах - 640х480х16bpp, когда основная нагрузка ложится на вычислительные ресурсы системы, и в 1024x768x32bpp, когда основную работу выполняет графическая подсистема.

В этом режиме уверенно лидирует i440BX с разогнанной до 133 МГц системной шиной. Превосходство над остальными соперниками более чем убедительно - почти 10%. Здесь мы видим именно тот случай, когда разгон оправдывает себя. Поскольку в этом тесте от шины памяти также не требовалось совершения прокачки больших объемов данных, система на i820 с RDRAM так и не смогла показать себя, отставая практически ото всех. Ну и снова я должен констатировать низкую скорость системы на i820 c SDRAM, показывающую традиционно самые низкие результаты.

В этом режиме основная работа лежит на видеокарте, именно этим объясняется такой небольшой разброс скоростных показателей. Тем не менее, результаты этого теста предоставляют нам редкую возможность воочию увидеть реальный эффект от высокой пропускной способности RDRAM и AGP 4x: система на i820 показывает наивысший результат. За ней следует VIA Apollo Pro133A,также поддерживающий AGP 4x. Объяснение таково - в этом режиме объем текстур, передаваемых из системной памяти видеокарте, очень велик. А i820 + MTH, как всегда, показывает худшие показатели - я уже говорил выше, что AGP 4x в такой комбинации реально работать не может и носит чисто декларативный характер.

И снова разогнанный i440BX оказывается на высоте. Интересно, что по этому тесту i820 с RDRAM серьезно проигрывает VIA Apollo Pro133A. Видимо, сказывается высокая латентность RDRAM.

Ситуация похожа на предыдущий случай. И снова i820 дискредитирует себя в наших глазах. Представляете, как будет обидно, купив сверхдорогую систему с RDRAM, обнаружить у нее производительность, на 5-6% меньше, чем у дешевых систем на VIA Apollo Pro133A с PC133 SDRAM...

И опять лучший результат - у разогнанного i440BX, который обходит ближайшего конкурента на 5%. Тем не менее, должен отметить, что среди чипсетов, функционирующих в штатном режиме, пальму первенства удерживает VIA Apollo Pro133A, опять-таки обошедший даже i820 c RDRAM.

Результаты примерно повторяют данные, полученные в предыдущем случае. И снова VIA Apollo Pro133A с памятью PC133 SDRAM работает быстрее всех среди чипсетов, функционирующих в штатном режиме.

Профессиональные OpenGL приложения

Как можно заметить по приведенным выше результатам, разброс производительности систем, построенных на различных чипсетах, если не принимать в расчет явного аутсайдера i820 + MTH и разогнанный i440BX, укладывается в 5-10%. Однако, столь небольшое расхождение в скоростях систем, имеющих принципиально разную структуру, связано в том числе и с тем, что обычные приложения не загружают систему "по полной программе". Поэтому большой теоретический интерес представляет тестирование чипсетов ресурсоемкими приложениями, используемыми обычно на рабочих станциях. Такими задачами и являются профессиональные OpenGL приложения.

Поэтому в заключение я провел измерение производительности рассматриваемых чипсетов синтетическим тестом SPECviewperf, моделирующим работу системы в различных приложениях, выполняющих 3D-рендеринг. SPECviewperf включает пять различных тестов: Advanced Visualizer, DesignReview, Data Explorer, Lightscape и ProCDRS-02.

Итак, начнем по порядку. Advanced Visualizer от компании Alias/Wavefront - это система 3D-анимации для рабочих станций, имеющая широкий набор инструментов для для трехмерного моделирования, анимации, рендеринга, монтажа изображений, и видео-вывода.

Этот тест действительно сильно загружает процессор и шину памяти, и результаты не заставляют себя ждать - разброс в получаемом быстродействии составляет 75%. И… как ни странно, лучший результат опять показывает разогнанный i440BX. В то же время и система на i820 c RDRAM вплотную приближается к лидеру. Что же касается VIA Apollo Pro133A, то тут он выглядит просто плачевно, показывая худший результат и проигрывая даже связке i820 + MTH. Вот, что значит, когда и чипсет и процессор сделан одной компанией: процессорная шина функционирует просто великолепно!

Следующий тест - это DesignReview. Это пакет 3D моделирования, предназначенный для демонстрации модели завода, включающего конвейеры, оборудование и другие структурные элементы типа линий электропередач. Пакет позволяет осматривать модель с разных сторон и манипулировать объектами, облегчая проектирование и давая представление сторонним наблюдателям о сути модели.

Если не считать феноменально высокого результата разогнанного i440BX, то и данный тест показывает преимущество RDRAM, имеющей высшую среди протестированных систем пропускную способность.

Третий OpenGL тест, IBM Visualization Data Explorer, представляет собой программу для визуализации и анализа результатов научных вычислений. В данном тесте визуализируется траектория частицы в векторном поле.

И снова я только и могу повторить комментарий к предыдущим результатам. Опять проявляет себя в полной красе i440BX и система с памятью RDRAM.

Следующий тест Lightscape от компании Discreet Logic моделирует новую технологию расчета освещенности, основанную на реальной физической модели излучения.

И опять уже знакомая картина. К сожалению, VIA Apollo Pro133A в профессиональных приложениях показывает не очень хорошие результаты. В данном случае он отстает даже от неразогнанного i440BX на 11%.

И последний, пятый тест - это ProCDRS-02, показывающий производительность системы в промышленном дизайнерском программном пакете CDRS от Parametric Technology Corporation. Этот тест измеряет как скорость работы с каркасными моделями, так и с текстурированными моделями с применением затенения. В тесте используется антиалиазинг и 24-битные текстуры размером 512 на 512.

Результаты похожи на предыдущие - несмотря на все преимущества VIA Apollo Pro133A, он все равно не дотягивает до i440BX. Однако необходимо все же иметь в виду, что применение в системе более быстродействующих процессоров, чем используемых нами Intel Pentium III с частотами 600 МГц приведет к увеличению нагрузки не только на процессорную шину, но и на шины памяти и AGP. И вот тогда возможности, предоставляемые i820 (и VIA Apollo Pro133A в несколько меньшей степени) должны действительно проявиться. А пока же, в профессиональных приложениях лидером выходит i440BX с разогнанной до 133 МГц системной шиной, хоть он и не обладает такими пропускными способностями шин, как i820 и VIA Apollo Pro133A.

Выводы

Итак, пора подвести итоги:

1. Безусловным победителем этого тестирования следует признать i440BX с системной шиной, разогнанной до 133 МГц. Однако следует иметь в виду, что такой вариант с разгоном устроит далеко не всех пользователей. Во-первых, работа системы, построенной на i440BX с частотой FSB, разогнанной до 133 МГц, требует тщательного подбора комплектующих, выдерживающих функционирование в нештатном режиме, а во-вторых, не все готовы мириться с пусть теоретическим, но все же понижением надежности и уменьшением ресурса разогнанной системы.
2. Результаты же i440BX, работающего в штатном режиме на частоте FSB 100 МГц, выглядят уже не так впечатляюще, однако это вряд ли может склонить обладателей плат на i440BX к их замене. Тем не менее, единственным поводом для покупки новой платы на i440BX (не считая ее приобретения для разгона до i440BX-133) может явиться ее планируемое применение в области профессиональной OpenGL графики, при условии отсутствия достаточных средств на покупку системы, построенной на i820 с памятью типа RDRAM.
3. VIA Apollo Pro133A продемонстрировал хороший уровень быстродействия и блестящее сочетание цена/качество при использовании 133-мегагерцовых процессоров. Платы на этом чипсете можно рекомендовать практически всем пользователям, не желающим связываться с разгоном i440BX и предпочитающим получить гарантированно стабильную и надежную систему. Единственное применение, где платы на VIA Apollo Pro133A выглядят удручающе - это профессиональные OpenGL приложения, однако маловероятно, что кому-то может прийти в голову использовать дешевый VIA Apollo Pro133A в качестве платформы для рабочих станций.
4. Самый мощный из принявших участие в тестировании чипсет i820 при использовании памяти RDRAM так и не смог показать все, на что он способен. Это обусловлено как недостаточной мощностью современных процессоров, так и особенностями современных приложений, неспособных задействовать всю пропускную способность шины памяти, предоставляемой в распоряжение этим чипсетом. А учитывая запредельно высокую цену на память типа RDRAM, i820 можно назвать решением для сумасшедших, которые готовы выкинуть деньги только лишь за обладание громким названием, не дающим никаких реальных преимуществ. Тем не менее, необходимо все же отметить, что при использовании в профессиональных производительных рабочих станциях совместно с верхними моделями процессоров применение RDRAM вместо SDRAM может дать определенный эффект.
5. Ну, а безусловным аутсайдером в проведенном тестировании следует считать i820 с памятью SDRAM, который во всех тестах показал драматически низкую производительность. Поэтому, я крайне не рекомендую приобретать системы, построенные на базе i820 + MTH.

Итак, на данный момент на рынке представлено только два современных чипсета, которые по соотношению цена-производительность могут претендовать на место под солнцем. Первый, для небольшой армии экстремальных оверклокеров - это старичок i440BX, производство которого Intel постепенно прекращает. А второй - это новый VIA Apollo Pro133A, официально поддерживающий 133-мегагерцовую системную шину, AGP 4x и UltraDMA/66.

Однако в самое ближайшее время в борьбу за первенство включится еще несколько чипсетов. Самый главный претендент - это выходящий в мае Intel Solano (i815), представляющий собой модернизированный i810E, имеющий помимо встроенного графического ядра внешний слот AGP 4x и обладающий поддержкой PC133 SDRAM. Но и VIA в этой ситуации не собирается сидеть сложа руки и готовит свою альтернативу i815 - чипсет PM133, со встроенным графическим ядром на базе S3 Savage4. Но самым главным событием на рынке чипсетов во втором квартале все же должно стать появление VIA Apollo Pro266 - первого mainstream чипсета с поддержкой DDR SDRAM.