Двойной стандарт

21 мая корпорация Intel представила три новых процессора линейки Pentium 4, поддерживающих технологию Hyper-Threading (HT), и три набора микросхем серии Intel 865 (а именно — 865G, 865PE и 865P), ранее известных под кодовым названием Springdale.

Процессоры с тактовой частотой 2,8, 2,6 и 2,4 ГГц на ядре Northwood продолжают дело, которое начал Pentium 4 3,00 ГГц (см. www.ferra.ru/online/system/25198), и отличаются от предшественников, имеющих ту же частоту, поддержкой технологии HT и высокоскоростной системной шиной с частотой передачи данных 800 МГц (тактовая частота шины Quad Pumped Bus равна 200 МГц), что обеспечивает более быстрый обмен данными между процессором и другими компонентами компьютера. Чтобы не путаться, новичкам добавили в обозначение букву «С»: 2,80C, 2,60C и 2,40C. Теперь технология HT стала доступной и для менее дорогих ПК, ориентированных на корпоративных и домашних пользователей (ранее она фигурировала лишь в серверах и рабочих станциях на процессорах Intel Xeon и ПК высшей ценовой категории на процессоре Pentium 4 3,06/3,00 ГГц). При поставке партиями от 1000 штук цена Pentium 4 2,80C, 2,60C и 2,40C ГГц составляет 278, 218 и 178 долларов соответственно (это примерно на 10–15 долларов дороже «Пентиумов» с теми же частотами и шиной 533 МГц).

Чипсеты Intel 865G и 865PE [1] поддерживают высокоскоростную системную шину 800 МГц (и предыдущие 533/400 МГц), двухканальную память DDR400/ 333/266 и, разумеется, технологию HT, а также имеют ряд других новаторских функций, позволяющих собирать настольные ПК нового поколения, более производительные, в частности, на мультимедийных приложениях, в играх и широкополосном доступе. Чипсет 865P отличается от 865PE фактически лишь отсутствием поддержки системной шины 800 МГц и памяти DDR400 (но поддерживает двухканальную DDR333/266). Все три чипсета оснащены шиной AGP 8x, контроллерами USB 2.0 и Serial ATA (опционально со встроенными функциями RAID для интерфейса Serial ATA). Чипсеты серии 865 построены в соответствии с новой архитектурой Intel Communications Streaming Architecture (CSA), предусматривающей отдельную шину сетевых интерфейсов. Сочетание CSA с новым сетевым адаптером Intel PRO/1000 CT Desktop Connection позволяет удвоить пропускную способность канала Gigabit Ethernet по сравнению с сегодняшними сетевыми контроллерами с интерфейсом PCI. 865G также оснащен интегрированной графической подсистемой нового поколения Intel Extreme Graphics 2 и ориентирован на массовые компьютеры для корпоративных (и некоторых домашних) пользователей.

Intel 865G стал первым настольным набором микросхем, выпущенным в рамках Intel Stable Image Platform Program, которая была представлена в феврале 2003 года на Форуме Intel для разработчиков (см. www.fer-ra.ru/online/system/23898). Эта программа, ранее носившая кодовое название Granite Peak, ориентирована на корпоративных клиентов и гарантирует стабильность аппаратных средств и драйверов наборов микросхем в течение по меньшей мере 12 месяцев. Предусмотренная программой стабильность образа ПО помогает администраторам корпоративных вычислительных систем лучше организовать развертывание и обслуживание компьютерных сред.

По планам Intel, уже к концу первого полугодия доля чипсетов серии 865 в поставках должна достигнуть 25%. Однако рынок судит по-своему, и несмотря на то, что практически все производители системных плат анонсировали и даже досрочно выпустили в продажу новинки на 865-х чипсетах (см., например, «КТ» #486), спрос на эти платы в мае был неважнецким, и вряд ли сильно вырастет в июне.

Итак, в общих чертах, новые мэйнстримовые настольные чипсеты Intel серии 865 имеют три главных отличия от предшественников серии 845.
Во-первых, все они, наконец, поддерживают два независимых канала обращения к памяти (при использовании стандартных модулей DDR SDRAM), то есть способны оперировать со 128-разрядной шиной памяти вместо 64-битной для популярных чипсетов серии 845 (Brookdale). Впрочем, с 64-битной шиной (в режиме одноканального использования памяти) они тоже работают. Замечу, что появившийся в конце прошлого года двухканальный DDR-чипсет Intel E7205 (Granite Bay, «КТ» #475) позиционировался корпорацией все же для рабочих станций начального уровня, а не для настольных ПК, а вышедший в апреле 875P (Canterwood) для двухканальной DDR400 довольно дорог и нацелен на ПК высшей ценовой категории и рабочие станции начального уровня.

Во-вторых, чипсеты поддерживают новую системную шину процессоров Intel Pentium 4 с частотой передачи данных 800 МГц, в полтора раза более быструю, чем предыдущая (533 МГц).

В-третьих, новые двухканальные DDR-чипсеты Intel наконец поддерживают память DDR400 для сегмента недорогих ПК. Таким образом, крупнейший игрок на «железном» поле для ПК, наконец, дал DDR400 зеленую улицу. К сожалению, режим использования DDR400 в новых чипсетах ограничен только процессорами для FSB 800 МГц, а с прежними процессорами максимально возможной (двухканальной и одноканальной) памятью остается DDR333 (как и у последних представителей серии 845); см. таблицу. Жаль, конечно, ведь конкуренты обошли Intel в этом вопросе. Например, вышедший в начале года двухканальный DDR-чипсет SiS655 (см. «KT» #479) умеет работать с DDR400 при частоте системной шины 533 МГц. С другой стороны, необходимость в двухканальной DDR400 при FSB 533 МГц весьма сомнительна — наши тесты показали, что чипсету SiS655 в этом случае за глаза хватает низколатентной двухканальной DDR333, а DDR400 становится ненужной роскошью. Так что Intel, возможно, поступает правильно, упрощая дизайн кристаллов чипсетов и делая их более надежными и низколатентными.

Мы уже знакомили посетителей сайта Ferra.ru с некоторыми тестами нового чипсета в статье (см. www.ferra.ru/online/system/25191), опубликованной за полтора месяца до официального выхода 865-х. Правда, тогда мы ограничились лишь прежним процессором на шине 533 МГц, оставив в стороне новейшие на шине 800 МГц с технологией HT. Однако именно последние наилучшим образом подходят для раскрытия скоростных возможностей чипсетов серии 865. Поэтому ниже мы сосредоточимся именно на шине 800 МГц.

Платы на чипсетах серии Springdale (865PE/G/P) станут основой ПК с Pentium 4 до конца 2003 года, и мы посвятим их рассмотрению не одну и не две публикации. Начнем же, пожалуй, с самой интересной платы на 865PE — ASUS P4P800 Deluxe. В нашей лаборатории скопилось уже довольно много плат различных производителей на новых чипсетах. И по некоторым данным, самой быстрой из аналогов является именно ASUS P4P800, которая, на наш взгляд, позволяет наиболее полно раскрыть скоростной потенциал 865РЕ. Чем это вызвано, попробуем разобраться в последующих публикациях, а пока познакомимся с новейшим чипсетом на примере удачной платы от лидера «матерестроения».

Полноразмерная, традиционного для ASUSTeK золотистого цвета, P4P800 Deluxe [2] сочетает в себе, пожалуй, весь необходимый для продвинутого ПК набор функций, высокое качество и отличную производительность. Диагональное расположение северного моста [3] позволяет уместить печатные проводники на четырех слоях. Четыре слота DIMM расположены попарно и вмещают до 4 Гбайт небуферизованной не-ECC-памяти DDR400/ 333/266 (PC3200/2700/2100 соответственно) модулями объемом до 1 Гбайт. При установке в произвольный слот одного модуля реализуется одноканальный (64-битный) режим работы с памятью, аналогичный режиму чипсетов серии 845. Однако при этом скоростной потенциал 865-го не будет задействован полностью. Для активации двухканального режима необходимо установить в плату два (или четыре) одинаковых (по размеру, типу и способу организации) стандартных модуля памяти, как показано, например, на рисунке [4]. При установке двух модулей их следует разместить в слотах одинакового цвета. Тогда будет грамотно активизирован 128-битный (то есть двухканальный) режим доступа к памяти. Не рекомендуется устанавливать три модуля — в этом случае третий DIMM при двухканальном режиме будет простаивать. Базовые частоты работы памяти зависят от частоты системной шины (см. табл. 1).

Интересно, что для FSB 800 МГц память DDR333 используется лишь на частоте 320 МГц (вместо 333 МГц). По утверждению Intel, причина в том, что более низкая латентность при использовании частоты 320 МГц позволяет чипсету работать быстрее, чем на 333 МГц с более высокой латентностью. При частоте системной шины 533 МГц память DDR333 работает на своей штатной частоте.

Северный мост на ASUS P4P800 прикрыт высоким радиатором без вентилятора — такого охлаждения достаточно для стабильной работы чипсета во всех штатных режимах, к тому же и шума меньше. В отличие от плат ASUS предыдущего поколения, стабилизатор напряжения питания процессора на P4P800 (и P4C800) выполнен по более сложной многокаскадной схеме [5] — видимо, согласно рекомендациям Intel VRM10. Утверждается, что FMB2-дизайн платы позволяет поддерживать процессоры с частотой до 3,6 ГГц и выше (в том числе и будущие процессоры Intel на ядре Prescott). К сожалению, ASUSTeK отказалась от использования разъемов типа EZ-plug и разводки 12-вольтового питания стабилизатора процессора с основного разъема питания ATX, то есть этой плате потребуется полноценный блок питания стандарта ATX 2.03 с отдельным 12-вольтовым 4-контактным разъемом. Огорчило также отсутствие мощных импульсных стабилизаторов питания памяти — используются лишь линейные стабилизаторы питания памяти и шины AGP на относительно маломощных микросхемах [3]. В BIOS Setup можно в достаточно широких пределах изменять три основных напряжения питания — процессора, памяти и шины AGP.

На плате ASUS P4P800 Deluxe установлен дорогой вариант 865PE с южным мостом (точнее — хабом ввода-вывода) ICH5R [6], где диски Serial ATA можно объединять в простейший массив RAID. К самому чипсету можно подключать до шести накопителей: четыре — по интерфейсу UltraATA/100 (два традиционных двухканальных параллельных IDE-разъема) и еще два — по Serial ATA [7]. В BIOS Setup можно гибко конфигурировать все порты и активировать функцию RAID [8]. Кроме того, ASUS P4P800 Deluxe имеет дополнительный контроллер UltraATA/133 RAID на чипе VIA VT6407 [10] (два параллельных двухканальных порта IDE, функционально более развитые, чем простейший Serial ATA RAID чипсета). То есть всего к плате можно подключить до десяти ATA-устройств и несколько RAID-массивов. Интересно, сможет ли кто-нибудь воспользоваться этим великолепием на полную катушку?

Два порта IEEE 1394, расположенных на плате, обслуживаются контроллером VIA VT6307. Один из них выведен на pin-разъем, а другой — прямо на заднюю панель над двумя портами USB 2.0 [11] (всего новый чипсет поддерживает до восьми портов USB 2.0). Шестиканальный чипсетный звук реализован на мощном и качественном аудиокодеке AD1985 от Analog Devices, причем на задней панели платы уже имеется электрический выход S/PDIF [11]. Гигабитный сетевой контроллер платы ASUS P4P800 Deluxe выполнен не на микросхеме Intel PRO/1000 CT, а на чипе 3Com. Необычный для плат ASUS BIOS от AMI позволяет регулировать основные тайминги работы чипсета с памятью, активировать режимы Memory Acceleration Mode [9] и Performance Mode.

В целом в ASUS P4P800 Deluxe успешно реализованы все тенденции современного дизайна плат этого производителя, и она является, на мой взгляд, одной из самых полнофункциональных системных плат на новом чипсете Intel. Впрочем, поклонники ASUS вряд ли ожидали другого.

Но прежде, чем перейти к результатам тестов, отметим один важный момент. В программной поддержке настольных чипсетов Intel, помимо драйверов интегрированной графики и Chipset Software Installation Utility, традиционно поставляется Intel Application Accelerator (IAA), который является продвинутым (кэширующим) драйвером IDE-устройств. Благодаря ему на несколько процентов ускоряется работа платформы в приложениях, часто обращающихся к жестким дискам. В частности, при использовании IAA заметно возрастают показатели платформ Intel в таких авторитетных тестах, как SYSmark и Winstone. То есть влияние этой утилиты (драйвера) на общую производительность платформы нельзя недооценивать.

Однако с выходом чипсетов 875/865 корпорация Intel решила (по крайней мере, на данный момент) «обделить» дешевый и мэйнстримовый сегмент ПК возможностью бесплатного увеличения быстродействия платформ путем установки IAA. Дело в том, что прежняя версия 2.3 этой программы, к сожалению, не устанавливается на новые чипсеты, а новая версия IAA RAID Edition 3.0 устанавливается в систему на чипсетах серии 875/865 только в том случае, когда используется южный мост ICH5R с поддержкой Serial ATA RAID и для диска (или двух дисков), подключенного по Serial ATA, активизирован режим RAID. Таким образом, для многочисленной армии плат, использующих более дешевые чипсеты 875/865 без поддержки SerialATA RAID (а таковой является, например, топовая ASUS P4C800 на чипсете 875P), а также для еще более многочисленной армии пользователей, которые установили в такую систему винчестер не Serial ATA, а UltraATA (не надо быть семи пядей во лбу, чтобы понять: на данный момент доли этих двух интерфейсов на рынке жестких дисков различаются в десятки, если не в сотни раз), использование драйвера IAA становится невозможным. К большому сожалению. И с этим, в частности, связан некоторый «недобор» производительности нового чипсета в ряде тестов. Что тоже не украшает новые чипсеты Intel. Ну что ж, оставим это на совести корпорации.

Для испытаний производительности платы ASUS P4P800 Deluxe мы использовали процессор Intel Pentium 4 3,00 ГГц на системной шине 800 МГц и двухканальную память DDR400, а соперниками выступали предыдущие чипсеты Intel и SiS с процессором Intel Pentium 4 3,06 ГГц на системной шине 533 МГц (см. «КТ» #477); технология HT везде была активирована. Включать в статью данные по чипсету Intel 875P мы не стали, поскольку он все-таки принадлежит к другой ценовой категории, а детальное сравнение новых чипсетов Intel заслуживает отдельного обзора. Системной памятью суммарным объемом 512 Мбайт служила Kingston Hyper KHX3500/256 (PC3500 или DDR434, CL=2 для DDR400, любезно предоставленная компанией «Патриарх» www. memory.ru).

Подробный обзор производительности новинки можно найти на www.ferra.ru/online/system/25235, а здесь мы коротко отметим самое главное. По пиковой полосе пропускания памяти i865PE на голову разбил всех предшественников за счет использования двухканальной DDR400 и системной шины 800 МГц. Правда, опережение ближайшего преследователя (SiS655 c двухканальной DDR400 на системной шине 533 МГц) составило не 50%, как можно было бы ожидать из соотношения частот системных шин, а всего 35–40%. Но и этого более чем достаточно. Хотя по скорости записи в память RDRAM PC1066 на плате ASUS P4T533-C чипсет 850E все же быстрее новичка, а SiS655 — примерно на том же уровне, что и Intel 865PE с более быстрой системной шиной. Порадовала, наконец, ситуация с латентностью. Если в тестах на шине 533 МГц чипсет 865PE показал удручающе высокую латентность (см. www.ferra.ru/ online/system/25191), а первые испытания Intel 875P на системной шине 800 МГц (на плате от самой Intel, см. …/system/ 25198) лишь подтвердили опасения об относительно высокой латентности новых двухканальных чипсетов корпорации, то компании ASUS удалось-таки довести дело до ума — латентность связки FSB 800 МГц + DDR400 находится на доселе невиданном уровне, всего 70 нс.

При такой быстрой работе с памятью мы были вправе ожидать от ASUS P4P800 Deluxe выдающейся производительности в приложениях, однако оказалось, что это далеко не всегда так. В частности, большое преимущество над предшественниками чипсет 865PE (в лице платы ASUS) продемонстрировал лишь при архивировании и в играх Quake III и Unreal Tournament 2003 — отрыв от ближайших преследователей достиг 8–10%. Прирост же в других сильно зависящих от скорости памяти тестах составил лишь 2–5%, а порой и вовсе отсутствовал (из-за разницы в частоте процессоров 3,06 и 3,00 ГГц). Удивил малый прирост скорости при кодировании видео: при 40-процентном преимуществе в полосе пропускания памяти скорость потоковой работы с видео могла бы быть и повыше.

В качестве краткого резюме заметим: появление поддержки двухканальной DDR400 (в исполнении такого гиганта, как Intel) и быстродействующей системной шины 800 МГц для процессоров Pentium 4 с частотами менее 3 ГГц, безусловно, выводит решения для платформ для ПК на новый уровень производительности, а более развитый южный мост ICH5 — и на новый уровень функциональности (огорчает, пожалуй, только отсутствие поддержки FireWire со стороны чипсета Intel). Однако, на мой субъективный взгляд, этот уровень все же нельзя назвать качественно иным. Да, производительность в приложениях повысилась, но не более чем на 10% (а в среднем — заметно меньше), что по сравнению с 40-процентным приростом полосы пропускания памяти и 50-процентным — по частоте шины кажется не слишком большим достижением. До сих пор не решена проблема с высокой латентностью во многих платах на новых чипсетах Intel. Таким образом, судьба чипсетов серии 865 на массовом рынке для ПК (немногочисленные энтузиасты, готовые выложить за новинку любые деньги, не в счет) во многом будет определяться ценовыми показателями (включая суммарную стоимость платформы с процессором и двухканальной памятью), ведь других козырей у новичков не много. И тут может сыграть роль наличие чипсета 865G с неплохой встроенной графикой. Но об этом уже в другой раз.