Ни для кого не секрет, что современная материнская плата — это, пожалуй, самое сложное устройство в компьютере, которое определяет не только его характеристики, конфигурацию, но и серьезно влияет на его производительность. Основа любой платы — это используемый чипсет, который, собственно, своими характеристиками и определяет такие возможности платы, как тип и максимальная частота процессора, тип используемого ОЗУ, набор портов и интегрированных возможностей.

Последнее время большинство чипсетов, в том числе разных производителей, стали иметь схожие или даже одинаковые характеристики. Связано это с тем, что ведущие производители наборов микросхем применяют похожие технологии в своих чипсетах или лицензируют их друг у друга. Поскольку в последнее время в развитии чипсетов четко стала прослеживаться ориентация на возможности процессоров, то именно последние стали ограничивающим фактором для развития чипсетов. Легко заметить, что современные CPU увеличивают производительность не столько за счет роста частот, сколько за счет применения различных технологий оптимизации и повышения производительности. Скажем, прирост частоты ядра CPU в 2003 году был значительно меньше, чем в 2002. Почти во всех современных чипсетах используется память DDR, что также их делает очень похожими. По сути дела, большинство современных чипсетов отличается официальной поддержкой какой-то одной спецификации, например частоты системной шины или памяти. Ничего принципиально нового не разрабатывается уже достаточно давно. Поддержка различных портов и интегрированных технологий определяется возможностями южного моста чипсета. В большинстве наборов микросхем используются одни и те же южные мосты, так что дополнительные возможности чипсетов также практически одинаковы.

Прошлый год для производителей наборов микросхем был достаточно спокойным. По сути дела, во второй половине года не появилось ни одного принципиально нового чипсета. Все основные наборы микросхем были выпущены в первой половине года вместе с новыми процессорами. Долговременное затишье на рынке, вызванное малой активностью производителей CPU, было нарушено совсем недавно, когда осенью 2003 года дебютировал первый настольный 64-разрядный процессор от компании AMD. Его долго ждали, и к его выходу производители чипсетов были готовы. Так на рынке чипсетов для настольных процессоров появился еще один сегмент — чипсеты для Athlon 64.

Чипсеты для Athlon 64/Opteron

Первый чипсет для своей собственной платформы выпустила сама компания AMD. Это был чипсет AMD 8000 из серии 81xx, который предназначался для корпоративного рынка, а значит, поддерживал и Opteron. Для рынка высокопроизводительных рабочих станций это был своеобразный референсный образец, предназначенный для заполнения «дыры», пока остальные производители чипсетов не опомнятся и не начнут производить соответствующие наборы системной логики. Первой опомнилась компания nVidia, хороший партнер AMD по рынку настольных ПК, которая выпустила чипсет nForce 3 Pro. За ней сразу последовала компания VIA с чипсетом K8T800 — ее главный конкурент.

Сразу сделаем небольшое замечание: поскольку контроллер памяти в процессорах AMD64 встроен в сам кристалл, то чипсеты стоит сравнивать не столько по производительности, сколько по их возможностям. Так AMD 8000 — это достаточно интересное решение, быстрое, но южный мост которого обладает узким набором возможностей. В частности, отсутствует поддержка SerialATA и порта AGP за счет того, что просто не используется туннель HT-AGP AMD 8151. С другой же стороны, присутствует туннель 8131 PCI-X — HyperTransport. Налицо все черты серверного чипсета. Южный и северный мост связаны межкристальной шиной HyperTransport 8×8.

nVidia nForce 3

Чипсет nForce 3 — это принципиально другое решение. Это теоретически достаточно мощное решение, которое также позволяет использовать его как в двухпроцессорных системах с процессором Opteron, так и с Athlon 64. Он представляет собой однокристальный набор системной логики, в котором удалось реализовать почти все современные возможности интерфейсов ввода-вывода: три канала ATA/133 (6 винчестеров), два канала SerialATA (2 диска), универсальный RAID-контроллер позволяет создавать массивы обоих типов. Также он предоставляет нам в распоряжение 100/1000-Base-TX Ethernet контроллер сети, 6 портов USB 2.0, шестиканальный звук с цифровым входом, поддержку PCI 2.3 (64-bit, 66 MHz). Только вот вся проблема в том, что первая реализация этого набора логики — nForce 3 Pro 150 оказалась относительно неудачной: вместо заявленной AMD частоты шины HyperTransport 800 МГц поддерживалась только шина частотой 600 МГц, отсутствовала поддержка SerialATA, RAID был реализован только на уровне драйверов, не был реализован контроллер гигабитного Ethernet.

VIA K8T800

Вскоре за этим набором последовал чипсет от VIA K8T800. По сравнению с предыдущими он оказался гораздо более удачным, и именно поэтому стал наиболее популярным к данному моменту. Это классический двухкристальный чипсет, мосты которого традиционно связаны фирменной шиной V-Link с пропускной способностью 533 Мбайт/с. Северный мост и процессор связаны синхронной шиной HyperTransport 16×16 частотой 800 МГц «в обоих направлениях». Новая фирменная архитектура V-MAP позволяет подключить южный мост к любому северному мосту с поддержкой V-Link 8X или Ultra V-Link. Для этого все южные мосты VIA делаются поконтактно электрически совместимыми. Такой подход значительно упрощает (и, следовательно, удешевляет разработку дизайна плат). В качестве южного моста используется традиционный VT8237 в корпусе 539-pin BGA, который имеет поддержку всех современных возможностей, которые присутствуют в nForce 3 Pro 150.

В частности, подсистема накопителей VIA DriveStation состоит из 2-х контроллеров: 2 канала PATA и 2 канала SATA. Контроллер SATA здесь является «родным» для южного моста, т.е. встроен напрямую в него, а не через шину PCI. Это позволяет освободиться от того «бутылочного горлышка», которое несла шина PCI в виде пиковой пропускной способности 132 Мбайт/с. По данным VIA, такое решение примерно на 25% быстрее, чем отдельный чип. В зависимости от дизайна платы может также применяться дополнительный внешний контроллер SATALite для двух дополнительных устройств SATA. Для этого используется чип от Silicon Image. При этом один канал PATA отключается и заменяется 2 каналами SATA. На аппаратном уровне можно реализовывать RAID 0, RAID 1 и RAID 0+1 при наличии SATALite. Для этого также используется «родной» V-RAID контроллер, встроенный в южный мост. Опять же, по тестам VIA, он на 50% быстрее, чем отдельный чип, ограниченный возможностями шины PCI.

Звуковая подсистема Vinyl Audio представляет собой 6- или 8-канальный адаптер (активирован один из них). В 6-канальной конфигурации используется чип VT1616, который служит кодеком. Этот кодек, называемый Six-TRAC, поддерживает 6-канальный звук с 20-битным выходным разрешением, аналоговый стереомикшер. Уникальная технология CoolAMP позволяет производителям материнских плат самостоятельно выбирать оптимальный усилитель. DualMAX позволяет смикшировать 6 входных каналов в 4 или даже 2 выходных. Этот чип связан с VT8237 шиной AC’97 Link.

Характеристики VIA K8T800Pro

* RAID Level 0+1 требует 4 устройств Serial ATA; поддержку 2 дополнительных накопителей можно реализовать только с помощью 2 внешних портов Serial ATA, активированных через SATALite PHY.

В случае 8-канального звука используется отдельный контроллер VIA Envy24PT, который подключается к южному мосту через шину PCI. Он поддерживает 24-битный звук при частоте сэмплирования 96 КГц. Эта микросхема поддерживает 8 каналов звука стандарта Dolby Digital EX и DTS ES DVD и имеет разъем S/PDIF. В дополнение к этому контроллеру через I2S-интерфейс может подключаться ЦАП, а через AC-Link — VIA Six-TRAC.

Также поддерживается гигабитный Ethernet в виде отдельной микросхемы, как правило, от Marvell (например, 88Е8001), которой может и не быть. Также может быть использован отдельный опциональный контроллер VT6307 с поддержкой 2 портов IEEE 1394. Обычная сеть 100 Base-TX выполнена на микросхеме VT6103. Также технология VIA Connectivity поддерживает кодек MC’97. Микросхемой VT1211 реализован чип Super I/O. Кстати говоря, поддерживается только PCI версии 2.2. Впрочем, все как обычно: хороший, но относительно медленный чипсет. При всем этом он стал достаточно распространенным, так как из-за модульной структуры был относительно прост в проектировании материнских плат и более дешев, чем однокристальный сложный nForce 3 Pro 150.

Версия этого чипсета со встроенной графикой называется K8M800. В качестве графической подсистемы использована S3 UniChrome Pro. Этот 128-битный 2D/3D графический процессор, работающий с частотой 200 МГц, имеет поддержку аппаратного кодека MPEG-2, два пиксельных конвейера и поддерживает до 64 Мбайт видеопамяти в локальной памяти. Поддерживается и внешняя AGP 8X видеокарта.

SiS755 и SiS760

Позднее в игру включились SiS и ALi. Эти компании представили свои достаточно удачные продукты, которые, тем не менее, пока не нашли столь широкого применения. Компания SiS выпустила прекрасный чипсет SiS755. Внешне он обладает теми же характеристиками, что и K8T800, и даже похож на него. Также используется шина HyperTransport для связи северного моста и процессора шириной 16 bit и частотой 800 МГц (пропускная способность, как уже было сказано ранее, 1,6 Гбайт/с). Но в отличие от K8T800 системная шина у него асинхронная. Это позволяет гибко управлять делителями шин AGP/PCI при разгоне. Есть возможность жестко зафиксировать частоту AGP относительно процессорной. К тому же, северный мост поддерживает AGP 8X с Fast Writes.

Для связи мостов в чипсете используется традиционная разработка SiS — 16-битная двунаправленная шина MuTIOL 1G, которая обладает пропускной способностью 1 Гбайт/с и по-прежнему остается достаточно производительной. Основная отличительная особенность данной шины заключается в ее многопоточности. Это значит, что имеется возможность выделить несколько подканалов, притом, обеспечивая их гарантированной полосой пропускания.

Южный мост SIS964 стандартный, предлагающий те же возможности, что и VT8237, за исключением звука. Здесь 8-канальный звук не поддерживается. И все же, как оказалось, этот чипсет стал самым быстрым для платформы Athlon 64. За счет чего это удалось реализовать? Скорее всего, за счет технологии HyperStreaming, которая стала предметом гордости инженеров SiS. В целом эта технология очень похожа на PAT от Intel. Эта технология позволяет интеллектуально управлять потоками внутри северного моста, используя продвинутые алгоритмы арбитража. Одна из задач HyperStreaming — снижать латентность при прохождении сигналов через северный мост. При наличии нескольких потоков данных, эта технология их распараллеливает и конвейеризует их по специальным алгоритмам распараллеливания транзакций. В зависимости от приоритета потока, каждый из них получает свою полосу пропускания.

Версия этого чипсета со встроенной графикой называется SiS760. На борту имеется новая версия встроенной графики от SiS, которая называется SiS Mirage Graphics 2 (не напоминает ли Extreme Graphics 2?). Северный мост выполнен в корпусе TEBGA с 698 выводами, таким образом, он не совместим по разводке с SiS755. Это потребует некоторого редизайна плат на новом чипе. Поскольку они и так производятся неохотно, то это еще более осложнит выпуск плат на этом чипсете. Встроенное графическое ядро называется Ultra256, которое имеет 256-разрядный 3D-блок и 128-битный 2D. Поддерживается аппаратное MPEG-2 сжатие, вывод изображения на TFT. Отличительной особенностью этого ядра служит то, что кадровый буфер может располагаться не только в системной памяти, но и во встроенной SDRAM-памяти локального кадрового буфера, который может быть установлен на плате, что значительно повышает производительность подсистемы памяти. Встроенный кэш текстур значительно улучшает качество прорисовки текстур, так как их не приходится грузить из оперативной памяти. Блок рендеринга аппаратно поддерживает DirectX 8.1 и пиксельные шейдеры версии 1.3. Также, в дополнение к встроенной графике, может использоваться чип SiS301/2 (присоединен к северном мосту 12-битной DDR-шиной), что позволяет подключить второй монитор. Поддерживаемый объем видеопамяти достигает 128 Мбайт.

ALi M1687

Последнее решение представила компания ALi. Ее чипсет M1687 вполне типичен. В качестве северного моста может использоваться как ее собственный M1687, так и AMD 8151. Частота системной шины 400 МГц, для связи с южным мостом используется M1563, присоединенный 8-разрядной шиной HyperTransport с пропускной способностью 800 Мбайт/с в обоих направлениях. Южный мост имеет полный набор современных возможностей, включая FireWire и Gigabit Ethernet, а также 6-канальный аудиокодек CMI 9739. Поддерживаются как 3 канала IDE (6 устройств), так и 2 канала SATA с возможностью создания RAID 0 и 1. Надо отдать должное, чипсет получился достаточно быстрым.

Последние обновления

Видя такое положение дел, компании-лидеры опять схватились за голову. Совсем недавно компании nVidia, SiS и VIA выпустили обновления для своих линеек чипсетов для AMD64. Так, у компании nVidia вышел чипсет nForce 3 Pro 250. Поскольку компания nVidia не смогла снести неудачи, она заявила, что модель 150 была временным решением. В новой версии учтены все минусы предшественника. Теперь nF3 Pro 250 можно использовать даже в многопроцессорных конфигурациях. На данный момент доступны следующие варианты этого чипсета:

— nForce 3 Pro 250 — базовый вариант для процессоров Socket 754 с частотой шины HyperTransport 800 МГц, без Gigabit Ethernet и файервола
— nForce 3 Pro 250 GB — тот же чипсет с Gigabit Ethernet и файерволом.

Характеристики нового однокристального nForce3-250 MCP включают 8 портов SATA, четырехканальный SATA RAID и четырехканальный IDE RAID-контроллеры, Gigabit Ethernet, встроенный файервол и программный шестиканальный звук. Да и вообще все подсистемы были отлажены и усовершенствованы. Технология nVidia StreamThru предполагает наличие встроенного в кристалл контроллера Gigabit Ethernet, объединенного с HyperTransport для обеспечения максимальной производительности сети (только в версии 250 GB). Теперь эта возможность встроена в сам чипсет и не зависит от шины PCI, и, следовательно, не ограничена ее возможностями. Такая реализация очень напоминает шину CSA от Intel. По некоторым сведениям, это на данный момент самый быстрый контроллер 1000 Base-T Ethernet. Помимо этого поддерживает встроенный 6-канальный звук и 8 портов USB 2.0 с динамической регулировкой параметров связи с медленными устройствами для наилучшего использования полосы пропускания шины. Контроллер AGP поддерживает таблицы переопределения графических адресов (GART).

Очередной проблемой, которая была решена в nF3 250, стала возможность использования как синхронных, так и асинхронных частот PCI/AGP от 33/66 до 50/100. А частоты PCI и AGP теперь можно заблокировать независимо от других частот шин. Эта функция была и ранее, но, по заявлениям представителей nVidia, она не работала корректно из-за несовместимостей BIOS материнских плат и рефференсной платы. Это предоставляет неплохой разгон по частоте FSB.

Еще одной особенностью нового чипсета стала уникальная возможность — встроенный файервол. Это аппаратно-ориентированное решение, интегрированное в MCP. Для его корректной работы потребуется поддержка со стороны BIOS и Windows. На данный момент все настройки файервола можно менять из любого браузера или плагина к сетевым играм. Для большинства популярных игр там есть предопределенные настройки сети. К тому же аппаратный файервол более эффективно фильтрует пакеты IP и предотвращает получение поддельных пакетов.

И последнее: по некоторым данным, этот чипсет очень хорошо работает с видеокартами от nVidia, что вполне вероятно, учитывая уровень оптимизации в этом наборе логики.

Второе обновление получил чипсет VIA K8T800, добавив к своему названию приставку Pro. Единственное, но весьма важное отличие от предшественника у K8T800 Pro — это использование шины Ultra V-Link вместо V-Link 8X для связи северного и южного моста. Теперь пропускная способность выросла до 1066 Мбайт/с, что сравняло этот чипсет с конкурентами. Да, как и в nF3 250, имеется возможность заблокировать частоты AGP/PCI при повышении частоты FSB.

Обновился и чипсет от SiS — теперь он называет SiS755FX. Его главное отличие от предшественника — поддержка частоты шины HyperTransport 1000 МГц в обоих направлениях. Это очень сильный ход со стороны компании, ведь у nForce 3 250 такая поддержка только планируется. Помимо этого, наконец, был использован новый южный мост — самый совершенный на данный момент у компании SiS965. Но он скорее разочаровал: помимо поддержки PCI 2.3 и AC’97 2.3 только появилась поддержка 1000 Base-T Ethernet, которые давно есть в ALi M1563 и nForce 3 250. Зато, похоже, по-прежнему этот чипсет остается лидером производительности.

Чипсеты с PCI Express

Совсем недавно вышел еще один новый чипсет от компании SiS. Вернее, два новых парных чипсета SiS756 и SiS656 (для Athlon 64 и Pentium 4 соответственно). Это в своем роде уникальная разработка. Внезапно SiS решила всех обойти, первой объявив чипсеты с поддержкой PCI Express в качестве интерфейса для видеокарт.

Частота шины HT X16 у SiS756, естественно, 1000 МГц, что обеспечивает пропускную способность 2 Гбайт/с в дуплексном режиме. Северный мост предусматривает подключение традиционной шины MuTIOL 1G и шины PCI Express. В качестве южного моста используется микросхема SiS965/965L. Мост SiS756 поддерживает спецификацию PCI Express 1.0a. Таким образом, он поддерживает шину PCI Express X16 с базовой частотой 250 МГц и пропускной способностью 250 Мбайт/с по двум линиям. Максимальная пропускная способность при X16 конфигурации уже сейчас достигает 4 Гбайт/с вместо 2,1 Гбайт/с у AGP 8X. Напомню, что PCI Express — это последовательный интерфейс, который, следовательно, позволяет значительно наращивать частоту шины и увеличивать количество проводников. К тому же, в качестве среды передачи данных могут использоваться как обычные проводники, так и оптоволоконные жилы. А программные уровни у PCI и PCI Express одинаковые, поэтому новинка, по идее, должна определяться в ОС без проблем.

Шина MuTIOL 1G по-прежнему работает на частоте 533 МГц и имеет разрядность 16 бит. Новый южный мост SiS965 также поддерживает шину PCI Express. Он позволяет подключить устройства к двум портам X1, каждый из которых способен передавать до 250 Мбайт/с в обоих направлениях. Также поддерживаются независимых 4 порта Serial ATA 1.0, Gigabit Ethernet MAC, интерфейсы MII/GMII/RGMII с поддержкой внешних PHY и HomePNA версии 2.0. Не забыта и поддержка 6 «обычных» портов PCI 2.3. Поддерживается AC’97 версии 2.3 и 8 каналов выходного звука.

А что же будет?

Что же будет в дальнейшем с чипсетами под платформу Athlon 64? Им, естественно, суждено развиваться. Вместе с процессорами, они вскоре заменят своих предшественников — Athlon XP на рынке высокопроизводительных настольных компьютеров и рабочих станций. Как оказалось, тот факт, что Athlon 64 и Opteron очень похожи, позволил разработчикам системной логики облегчить себе и покупателям задачу. Все будущие наборы системной логики будут поддерживать как однопроцессорные, так и многопроцессорные конфигурации. Конкретная реализация будет определяться производителями материнских плат.

Вскоре все производители чипсетов, вслед за SiS, представят свои наборы микросхем с поддержкой интерфейса PCI Express. В какой-то мере, переломным моментом в развитии этой технологии стал нынешний весенний CeBIT 2004. На нем была полностью представлена концепция этого интерфейса, а Intel, законодатель моды, которая, кстати, принимала активное участие в продвижении стандарта, даже анонсировала свой новый чипсет с поддержкой PCI Express — Grantsdale, которого все так долго ждали. VIA уже анонсировала свои новые наборы логики K8T890 и PT890 для Athlon 64 и Pentium 4 соответственно.

Компания nVidia давно уже грозится выпуском новых чипсетов, поддерживающих будущий разъем Athlon 64 и Athlon 64 FX — Socket 939. Как известно, первые Athlon FX-53 вышли с разъемом Socket 940, который в будущем будет использоваться только Opteron’ом, a Athlon 64 3400+ и 3700+ вскоре перейдут на Socket 939. В связи с этим, новые версии nForce 3 250 будут выпущены с новыми разъемами и будут называться nForce 3 250 Ultra (для Athlon 64/FX) и nForce 3 250 Ultra Pro (для Opteron). Похоже, это единственное отличие этих модификаций. Сама же приставка Ultra означает наличие поддержки шины HT частотой 1000 МГц. Остальные же параметры чипсетов должны остаться те же.

Что касается южных мостов, то они сейчас по своей функциональности практически идентичны. Радует также и то, что одни и те же версии южных мостов используются практически во всех чипсетах каждого производителя независимо от платформы. К примеру, у VIA на все случаи жизни заготовлен VT8237, который может модифицироваться как ему заблагорассудится, при добавлении дополнительных микросхем и контроллеров как от самой VIA, так и от сторонних производителей, таких как Marvell и 3Com. Хотя в базовой версии он несколько уступает ALi M1563 и nForce 3 250.

Ну а будущее встроенное графическое ядро, которое мы увидим от SiS, будет иметь номер 762 и поддерживать уже DirectX 9. Не слабо получается?

[Посещений: 110, из них сегодня: 1]

Добавить комментарий