nForce: первый блин

Подробный обзор чипсета nVIDIA nForce и системной платы на его основе — K7N420 Pro от MicroStar International. Объявленный ещё летом, nVIDIA nForce обещал стать сенсацией благодаря революционным решениям, положенным в его основу. Чем же может порадовать нас запоздалый «революционер»?

Несмотря на кризис, у компании nVIDIA дела идут как нельзя лучше. Ее графические ускорители сейчас занимают почти весь пьедестал почета и лидируют в обзорах производительности; продажи и доходы растут, компания может позволить себе держать высокие цены, стращать санкциями неугодных производителей видеокарт или, например, с легкостью «проглотить» конкурента (как было с 3Dfx). Под стать успеху и финансовые показатели: доход за третий квартал аж 28 центов на акцию, а квартальный оборот и прибыль выросли почти вдвое по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.

На этом благоприятном «графическом» фоне компания решила расширить бизнес и заняться чипсетами (наборами системной логики для материнских плат). Благо мощный задел был сделан с легкой руки Microsoft, заказавшей у nVIDIA графическую подсистему, а затем и все остальные компоненты системной логики для своей новой игровой приставки Xbox. Первый опыт прошел успешно, и компания решила использовать наработки в этой области для обычных компьютеров. Но поскольку лицензии на свободный выпуск чипсетов для системной шины Pentium III (под которую спроектирован чипсет Xboх) ей никто не давал, а ситуация с чипсетами для Pentium 4 тоже далека от ясности (вспомните историю с опальным VIA P4X266), то решено было реализовать идеи в чипсете для процессоров AMD Athlon и Duron.

Объявленный в начале лета чипсет nVIDIA nForce (в девичестве Crush 12) обещал стать сенсацией благодаря революционным решениям, положенным в его основу и сулившим невиданный доселе прирост производительности при работе с памятью DDR (технические подробности его архитектуры мы рассмотрим в ближайшей 16-страничной «Компьюферре»). Ведущие производители материнских плат поспешили анонсировать свои продукты на этом чипсете (см., например, репортаж Ильи Хрупалова с июньской выставки «Computex’2001» в «КТ» #400). Ситуация подогревалась низкой производительностью (на тот момент) у DDR-чипсетов остальных производителей, и nVIDIA рассматривалась чуть ли не как «спаситель отрасли».

Между тем время шло, а финальная версия чипсета, свободная от нестабильностей в работе, все откладывалась, и nForce превратился в своеобразный «долгострой». Один за другим выходили новинки от ALi, VIA и SiS, демонстрируя достойную скорость при работе с DDR SDRAM (см., например, «КТ» ##421 и 423), и вот к концу осени появились первые рабочие чипы от nVIDIA. Посмотрим, чем сможет порадовать нас запоздалый «революционер».

Первой серийной платой на чипсете nVIDIA nForce, появившейся в широкой продаже в Европе и России, стала K7N420 Pro от MicroStar International. Второе (скорее — внутрифирменное) обозначение этой платы — MS-6373 — говорит о том, что задумана она была еще весной. И вот, благодаря компания IPLabs, эта плата посетила нашу тестовую лабораторию.

Вызывающе яркого цвета почти полноразмерная плата K7N420 Pro предназначена для всей современной линейки «настольных» процессоров AMD и памяти DDR стандартов PC2100 и PC1600 общим объемом до 1,5 Гбайт. Диагонально расположенный северный мост чипсета имеет маркировку IGP 128 (см. фото), что означает максимальные скорости при работе с памятью. Напомню, что nVIDIA называет северный и южный чипы nForce не мостами, а полноценными процессорами — Integrated Graphics Processor (IGP) и Media and Communications Processor (MCP) соответственно. То есть северный «процессор» отвечает за работу с памятью и шиной AGP 4х и имеет встроенное интегрированное графическое ядро, а южный «процессор» обеспечивает всю «периферию».

Главные особенности IGP, которые и придают чипсету черты «революционности», — это два параллельных (фактически независимых) 64-разрядных контроллера памяти DDR/SDR (используется технология TwinBank, похожая на применяемую в видеоускорителе GeForce3) и управляющий ими интеллектуальный блок кэширования DASP (Dynamic Adaptive Speculative Pre-processor), который предсказывает систематические обращения процессора к памяти и уменьшает латентность (задержки) ее работы с пакетами данных. По соседству расположено графическое ядро GeForce2 MX на шине с пропускной способностью 1,5 Гбайт/с (около AGP 8х). Оно является на сегодня самым мощным из интегрированных графических решений (Intel, VIA/S3 и SiS пока могут «попить пивка»). Таким образом, 128-битный доступ к DDR-памяти с пиковой пропускной способностью 4,2 Гбайт/с вкупе с интеллектуальным кэшированием данных из памяти (контроллер памяти IGP имеет свой буфер на 64 Кбайт) могут существенно повысить производительность работы и без взаимного ущерба поставлять данные как для центрального процессора, так и для видеоускорителя. Кроме того, независимый доступ к памяти имеют шина AGP 4х и контроллер шины HyperTransport, соединяющей северный и южный чипы на скорости 400 Мбайт/с в каждом из направлений (против суммарных 266 Мбайт/с для современных «хабовых» систем от Intel и VIA).

Однако выпускаться IGP будет в двух вариантах: старший IGP 128 имеет оба канала памяти, а у младшего IGP 64 будет дезактивирован один из контроллеров памяти, то есть пропускная способность шины памяти уменьшится вдвое. Более того, чтобы у IGP 128 работали оба контроллера, необходимо устанавливать на плату по крайней мере два модуля DIMM (их емкость может быть различна), причем один из них должен располагаться в строго определенном слоте (обычно это ближайший к чипсету слот DIMM, отделенный от остальных промежутком, см. фото). В противном случае (например, если два модуля установлены в «дальние» слоты или используется только один модуль) у IGP 128 будет работать только один из каналов памяти, то есть он фактически превратится в IGP 64, и производительность системы снизится. Соответственно этому чипсеты (и системы) будут называться по-разному: nForce 420 (c IGP 128) и nForce 220 (с IGP 64).

Южный процессор MCP тоже не лыком шит (задержки с выходом чипсета были связаны, в частности, с навороченностью MCP) и содержит в себе практически полный комплект «периферии»: помимо контроллеров шин PCI, UltraATA/100 и шестиканального USB, в нем находятся софт-модем, 10/100 Mбит/с Ethernet, HomePNA, 6-канальный аудиокодек и полный аппаратный ускоритель звука DirectX 8 (мощный Audio Processing Unit), включая аппаратный кодер Dolby Digital 5.1. Будут выпускаться две версии MCP — с Dolby Digital 5.1 и без него (чипы имеют обозначение MCP и MCP-D, см. фото), а в названиях чипсетов будет фигурировать буква «D» для версии с Dolby Digital. Попутно замечу, что в Xbox расположен такой же чип MCP-D, а северный чип IGP там отличается только отсутствием внешней шины AGP, более мощным графическим ядром GeForce3 и работой памяти на более высоких частотах (ну и системной шиной Pentium III, разумеется).

Плата MSI K7N420 Pro выполнена на наиболее полной версии чипсета — nForce 420D — и представляет собой стандартный набор «услуг», предоставляемых чипсетом, без каких-либо дополнительных изысков («Вам таки их мало?»). Необычно смотрится отсутствие PCI-слота сразу вслед за AGP — на его месте расположены стабилизаторы напряжения и разведена (но присутствует опционально) микросхема кодера TV-Out. В плане джамперов плата тоже аскетична — только очистка BIOS, включение с клавиатуры и принудительный старт на частоте 100 МГц (если вдруг чрезмерно разогнали процессор или память «по шине» — из BIOS Setup с шагом около 5 МГц). Сам Award BIOS Setup небогат настройками быстродействия — можно выставить только CAS Latency, напряжение на его ядре, разрешить/запретить DDRAM  Auto Precharge, да есть пункт Load High Performance Default. Для видеопамяти встроенного ускорителя можно выделить от 8 до 32 Мбайт из системной памяти (жаль, что не больше), зато AGP Aperture Size можно расширить до 512 Мбайт, хотя обычно рекомендуются значения в 64 (по умолчанию) или 128 Мбайт (надежнее с внешним 64-мегабайтным ускорителем). В комплекте с платой есть забавная планка очень одинокого выхода SPDIF (активируется в BIOS Setup) и двух портов USB, причем на последней (D-Bracket) также расположены четыре светодиода для диагностики кодов POST (см. фото).

Плата оказалась достаточно стабильной в работе как со встроенным ускорителем, так и с внешней картой на GeForce3 (правда, были некоторые непонятки со звуком). Зато обнаружилась одна неприятная особенность — если модуль памяти присутствовал в среднем слоте (DIMM2, независимо от наличия модулей в других слотах; кстати, в описании платы не говорится, что для повышения быстродействия следует использовать несколько модулей и задействовать DIMM1), общее быстродействие системы с любым видеоускорителем существенно снижалось — даже ниже уровня систем на VIA KT133A (а cachemem при этом регистрировал полуторакратное замедление работы памяти!). И только при пустующем слоте DIMM2 плата показывала все, на что способна. Я не поленился и поменял экземпляр платы (спасибо IPLabs — не отказали), но симптом в точности повторился, что говорит о некоторой сырости продукта. В дальнейшем все эксперименты проводились только с первым и третьим слотами DIMM.

Ну вот, наконец, мы дошли до самого интересного — быстродействия нового чипсета. Результаты некоторых тестов производительности приведены на четырех диаграммах (детальный анализ и сравнение со всеми конкурентами вы найдете в ближайшей 16-страничной «Ферре»). В данной статье нас будет интересовать, главным образом, общая скорость чипсета с внешним ускорителем (ASUS V8200 Deluxe) при работе одного (220, IGP 64) или двух (420, IGP 128) контроллеров памяти и сравнение nForce с нынешним лидером — VIA Apollo KT266A (на примере двух плат, см. «КТ» #421). Рассмотрение встроенного видеоускорителя и звукового процессора чипсета мы отложим «на потом».

Прежде всего — о скорости работы памяти. На первой (желтой) диаграмме показаны результаты тестов памяти в программах SiSoft Sandra 2001 Pro и Science Mark V1.0. Оказалось, что по «Сандре» даже nForce 220 обгоняет KT266A (в стандартной конфигурации быстродействия), но если последний установить в наиболее быстрые режимы, то с ним справится лишь двухбанковый nForce 420. Латентность у нового чипсета тоже оказалась очень хорошая — на уровне самого быстрого варианта KT266A (напомню, что на MS-6373 сейчас минимум настроек памяти; что же будет потом, например, для плат ASUS A7N266-E?). Правда, в скорости чтения и записи памяти из Science Mark протеже nVIDIA несколько проиграл.

Тесты быстродействия систем в некоторых деловых, офисных, научных и мультимедиа задачах показаны на двух центральных диаграммах. И если в Sysmark 2001, Science Mark 1.0 и WinRAR чипсеты nForce уверенно опередили «типовой» KT266A (уступив «ускоренному» KT266A), то в Video 2000 (тесте работы с двумерной графикой, достаточно чувствительному к скорости памяти) nForce победил безоговорочно. Зато при кодировании DivX и в профессиональном OpenGL-тесте SPEC viewperf 6.1.2 лишь самый быстрый вариант nForce 420 может пытаться соперничать с KT266A. В играх (DirectX 8 и 7 и OpenGL) nForce тоже показал себя вполне достойно — если в DirectX он немного уступает KT266A, то в OpenGL легко опережает «стандартный» KT266A и проигрывает лишь «ускоренному» KT266A.

Сравнивая каналы контроллера памяти nForce между собой и при парной работе, можно сказать, что по скорости (первая диаграмма) они одинаковы, хотя латентность оказалась немного разная. В реальной работе это почти не сказывается — оба они (как и следовало ожидать) практически идентичны, а выигрыш системы при парной работе контроллеров не так уже велик (а порой и вовсе незаметен). А вот почему это так — мы обсудим в следующей статье.

Подводя предварительные итоги, можно сказать, что чипсет nVIDIA nForce получился хорошим (хотя пока еще немного сыроватым). В среднем он работает примерно на равной скорости с VIA KT266A, однако уступает хорошо оптимизированному в настройках быстродействия KT266A. Так что добавить запятую и восклицательный знак в заголовок этой статьи при всем желании не получается. Что ж, будем ждать новых плат и новых ревизий чипсета, благо «ревизионизм» стал в последнее время (не)доброй традицией и чипсеты продолжают «доводить» до кондиции уже после выпуска, то есть фактически за счет нашего с вами кошелька. А платы на nForce еще должны найти свою потребительскую нишу — ведь при цене почти в полтора раза выше, чем платы на других чипсетах, они показывают примерно одинаковую с ними скорость, а переплачивать за неиспользуемое встроенное видео вряд ли резонно. С другой стороны, если нужна интегрированная плата с неплохим встроенным видео, то тут nForce вне конкуренции. Ведь недаром nVIDIA свою референс-плату сделала именно в формате micro-ATX.