Переход процессоров Pentium 4 на 533-мегагерцовую шину и доступные для них чипсеты: от Intel, SiS, VIA

О том, что Intel переведет линейку своих высокопроизводительных процессоров на более быструю системную шину, было известно давно. Первой это официально подтвердила VIA, которой на поле чипсетов под Pentium 4 терять уже было нечего. Для вышедшего еще в конце прошлого года чипсета P4X266A уже была заявлена поддержка будущих процессоров c шиной 533 МГц. Так как ни подтвердить, ни опровергнуть это заявление ввиду отсутствия искомых процессоров было невозможно, оставалось только ждать.

Со временем планы Intel прояснились, и в апреле, ближе к моменту анонса новых CPU, подтянулась и SiS. Правда, ругаться с Intel той было не с руки, так что в документации на SiS 645DX рядом с цифрами 533 просто были прилеплены ярлыки «Overclock» — решение простое и никого ни к чему не обязывающее.

Сегодня, наконец, секрет полишинеля окончательно предается огласке, так что мы можем рассмотреть новые процессоры с как бы внезапно возникшими чипсетами под них. Но и это «неожиданное» изобилие еще не закрывает тему новых чипсетов, продолжение ждите через пару недель.

Доступные чипсеты

Про сами новые процессоры сказать почти нечего. Все то же ядро Northwood, все тот же техпроцесс 0,13 мкм. Анонсированная линейка включает наиболее интересную для исследования модель с частотой 2,4 ГГц — она, в соответствии с традициями Intel, промаркирована как «2,4B ГГц», чтобы отличать ее от модели аналогичной частоты с 400-мегагерцовой шиной. Ранее предполагалось, что именно процессор 2,4B ГГц будет первое время возглавлять новую линейку, но в последний момент топовым был объявлен 2,53-гигагерцовый вариант. Чем обусловлены эти действия, мы пока прояснить не можем, но очевидно, Intel закрепляет существующий разрыв между своими топовыми процессорами и «верхними» моделями AMD.

  

Переходим к чипсетам, которые рассмотрим в «хронологическом» порядке.

VIA P4X266A

Собственно, чипсет мы описывали еще в минувшем декабре, этот отчет до сих пор актуален. В соответствии с велениями времени нынешние платы на этом чипсете комплектуются наиболее «продвинутым» из южных мостов старой серии — VT8233A, самым большим достижением которого является поддержка ATA133, но не USB 2.0. Северный же мост официальных изменений c момента выхода не претерпел (все ожидаемые изменения в огромном количестве присутствуют в новом анонсированном чипсете VIA P4X333). Однако поскольку современная плата немыслима без поддержки USB 2.0 (для чего при необходимости на нее интегрируется дополнительный контроллер) и DDR333, а спецификация DDR333 наконец одобрена JEDEC, никто не мешает отдельным производителям (да и тому же самому VPSD) «разрешать» выставление в BIOS частоты памяти в 166(333) МГц без ущерба для остальных шин, благо возможность такая в чипсете, очевидно, есть.

VIA P4X266A, таким образом, «не тянет» на решение уровня hi-end, но плата на нем вполне способна послужить базой для мощного компьютера с весьма привлекательной поддержкой всех типов Pentium 4 за сравнительно небольшие деньги.

SiS 645DX

SiS при выпуске этого чипсета действовал в лучших традициях партизан. С ходу и не найдешь отличий от описанного нами в конце прошлого года SiS 645: вроде бы добавлена поддержка Pentium 4 на шине 533 МГц и памяти DDR400, но все эти возможности в документации приведены исключительно в качестве «Overclock», а подобным разгоном никого не удивишь — например, уже исследованная нами плата Abit SD7-533 позволяла добиться и того, и другого. Не очень, правда, понятно: чем разгон отличается от стандартных специфицированных режимов, если регулировки доступны через BIOS, все прочие шины (кроме «разгоняемой») сохраняют номинальные значения частот, и стабильность на уровне? Вот и остается гадать: а внесены ли хоть какие-то изменения в северный мост или просто начиная с некоторого числа на чипах сбоку подрисовывается «DX»?

Южный мост чипсета тоже таит в себе немало загадок. Вроде бы в документации указано, что «чипом-компаньоном» SiS 645DX является SiS 962. На практике (и это закреплено в последних версиях спецификации) в качестве южного моста используется SiS 961 rev.B с единственным отличием от старой ревизии — поддержкой ATA133. Мы, однако, не слишком удивились, когда на полученной нами референсной плате от SiS (куда уж авторитетнее источник!) обнаружился чип SiS 961 rev.A. В свете грандиозных планов SiS по выпуску новых чипсетов под Pentium 4 в ближайшее время скучать нам, думаю, не придется…

  

Ничего принципиально нового SiS 645DX не предоставляет, а памяти DDR400 вообще официально не существует (какая разница, чипсет все равно с ней официально не работает! :)), но универсальность в плане поддерживаемых процессоров, рекордно низкая цена чипсета и прекрасная производительность при использовании этой самой DDR400 безусловно заставляют рассматривать SiS 645DX в качестве очень вероятного кандидата на покупку.

Intel 850E

Вот, в самом деле, чипсет-загадка. Примерная формула новинки: «Шаг вперед, два шага назад, кругом, на месте стой!» Да, чипсет с поддержкой памяти Rambus вышел первым из запланированных Intel под обновленную линейку Pentium 4, но это скорее дань памяти, а не начало триумфального шествия, как это было каких-то полтора года назад. А ведь на этот чипсет у Intel были такие планы!.. После неуклюжего пришествия во времена Pentium III, когда тормозную и дорогую RDRAM не пнул только ленивый, все успели по достоинству оценить потенциал этого типа памяти, и потребовалось для этого всего ничего — принципиально иная архитектура Pentium 4 и его скоростная шина. Теперь, с переходом на шину 533 МГц было бы очень соблазнительно перевести на нее и RDRAM, благо вполне работоспособные образцы PC1066 доступны. Нельзя забывать и о простых народных нуждах, которые готов удовлетворить новый южный мост (aka I/O Controller Hub) ICH4 — главным его нововведением является поддержка 6 портов USB 2.0. Но…

Тут в силу вступили законы рынка. Intel так и не удалось массово перевести индустрию на RDRAM, а попытка разрабатывать и внедрять новый (сложный, а значит, дорогой!) контроллер-концентратор для поддержки PC1066 в таких условиях, когда ведущие тайваньские производители не высказали никакого желания переразводить платы под новый чипсет, совершенно не оправдана с коммерческой точки зрения. Обязательным требованием к новому чипсету со стороны этих производителей было сохранение совместимости по разводке со старым, что и было выполнено максимально простым путем: единственное изменение в i850E по сравнению с i850 — это добавление поддержки 533-мегагерцовой процессорной шины, и даже морально устаревший ICH2 остается на посту.

Получился такой новый-старый чипсет, да вдобавок еще, последней каплей, поступили сообщения о проблемах совместимости модулей памяти с i850E. Проблема имеет место для некоторых модулей с tRAC (Row Access Time) 45 нс (для 40-наносекундных все должно быть в порядке) — с ними система просто не сможет запуститься (если запустилась, как это произошло, например, с модулями в нашей лаборатории, то никаких дальнейших неприятностей не ожидается). Полный список проверенных на соответствие и сертифицированных модулей памяти будет размещен на сайте Intel.

Единственное применение данный чипсет найдет, по-видимому, в компьютерах у тех, кто пожелает проапгрейдиться с сохранением своих модулей RDRAM. Людям же, первый раз покупающим систему на базе Pentium 4, мы бы категорически не рекомендовали смотреть в сторону i850E, хотя уровень его производительности, унаследованный от i850, должен быть очень высок. Впрочем, многое решат будущие изменения цен на память.

Исследование производительности

Тестовый стенд:

• Процессоры:
  • Intel Pentium 4 2,4 ГГц (100x24), Socket 478
  • Intel Pentium 4 2,4B ГГц (133x18), Socket 478
  • Intel Pentium 4 2,53 ГГц (133x19), Socket 478
• Материнские платы:
  • ASUS P4T-E (версия BIOS 1005E) на чипсете i850
  • Intel D850EMV2 (версия BIOS P07) на чипсете i850E
  • Abit SD7-533 (версия BIOS 7R) на чипсете SiS 645
  • SiS SS51B (версия BIOS 07b) на чипсете SiS 645DX
  • ASUS P4S533 (версия BIOS 1006) на чипсете SiS 645DX
  • VIA P4PA-UL (версия BIOS 2.21) на чипсете VIA P4X266A
• Память:
  • 2x256 МБ PC2700(DDR333) DDR SDRAM DIMM Samsung, CL 2 (CL 2,5 при использовании в качестве PC3200(DDR400))
  • 2x256 МБ PC800 RDRAM RIMM Samsung, tRAC 45 нс
• ASUS 8200T5 GeForce3 Ti500
• IBM IC35L040AVER07-0, 7200 об/мин, 40 ГБ

Программное обеспечение

• Windows 2000 Professional SP2
• DirectX 8.1
• Intel chipset software installation utility 3.20.1008 (использовалась при тестировании i850)
• Intel Application Accelerator 2.1 (использовалась при тестировании i850)
• Intel chipset software installation utility 4.00.1009 (использовалась при тестировании i850E)
• Intel Application Accelerator 2.2 (использовалась при тестировании i850E)
• SiS AGP 1.09
• VIA 4-in-1 4.38
• NVIDIA Detonator v28.32 (VSync=Off)
• CPU RightMark v1.0
• Cachemem 2.4MMX
• Wstream
• RazorLame 1.1.4 + Lame codec 3.91
• WinZip 8.1
• VirtualDub 1.4.9 + DivX codec 5.0 Pro
• WinAce 2.11
• BAPCo & MadOnion SYSmark 2002 Office Productivity
• BAPCo & MadOnion SYSmark 2002 Internet Content Creation
• eTestingLabs Business Winstone 2001
• eTestingLabs Content Creation Winstone 2002
• Discreet 3ds max 4.26
• SPECviewperf 6.1.2
• MadOnion 3DMark 2001 SE
• Gray Matter Studios & Nerve Software Return To Castle Wolfenstein v1.1
• DroneZmarK

Для референсной платы SiS SS51B мы не приводим описания ввиду бессмысленности этого, желающие могут взглянуть на фотографию и изучить данные в сводной таблице. Отметим лишь, что BIOS платы предоставляет огромные возможности для настройки системы, в том числе установку частоты памяти независимо от частоты FSB вплоть до DDR400.

Наиболее интересным нам представляется сравнение двух моделей процессоров, имеющих одинаковую частоту, так как с помощью него мы сможем оценить выигрыш от перехода на новую шину. Соответственно подобраны и пары участников: i850–i850E и SiS645–SiS645DX. Тестирование на чипсетах SiS осуществляется с использованием DDR333 (в т.ч. разогнанной до DDR400), для SiS 645DX оставлены результаты обеих плат, так как в ряде тестов скорость референсной платы оказалась значительно выше. Также приведен единственный вариант показателей платформы на VIA P4X266A — при максимуме возможного для этого чипсета. Результаты работы Pentium 4 2,53 ГГц сняты только для одной, потенциально самой интересной платформы — SiS 645DX+DDR400.

Для облегчения восприятия все диаграммы выдержаны в едином стиле: столбики с результатами Pentium 4 2,4 ГГц имеют синие цвета, столбики с результатами Pentium 4 2,4B ГГц окрашены в цвета желто-оранжевой гаммы, а результаты Pentium 4 2,53 ГГц показаны зеленым цветом.

Результаты тестов

Так как мы сравниваем процессоры одной архитектуры, для тестирования в CPU RightMark вполне достаточно ограничиться рассмотрением результатов, полученных с использованием одного и того же набора инструкций: в данном случае наш выбор, естественно, пал на SSE/SSE2. Итак, при задействовании SSE2 все процессоры частоты 2,4 ГГц показали один и тот же результат в скорости «Решателя», с легкими отклонениями строго в соответствии с реальной частотой процессора на конкретной плате. Pentium 4 2,53 ГГц на 5,3% впереди, что опять-таки подтверждает почти идеальную (96%) масштабируемость теста по частоте.

Так как в вычисление суммарной производительности системы в CPU RightMark (при настройках по умолчанию) основной вклад вносит скорость рендеринга, а результаты блока решения уравнений лишь сообразно снижают этот показатель, имеет смысл ограничиться только рассмотрением скорости работы блока визуализации. Здесь, как видите, отчетливо видна разница между старыми и новыми процессорами при почти полном отсутствии таковой между системами на DDR333 и DDR400, что позволяет утверждать, что в данном тесте (во всяком случае, при памяти DDR333 и выше) узким местом является именно скорость процессорной шины. Различные платформы с одним и тем же процессором показывают довольно близкие результаты, лидера здесь выделить нельзя.

Естественно, характерная для алгоритма работы CPU RightMark с памятью ситуация может выглядеть по-иному для алгоритмов других приложений, и результаты в Cachemem и Wstream показывают уже примерно равное ускорение от увеличения частоты шины процессора и памяти. По скорости чтения из памяти новый чипсет SiS немного опережает всех, включая i850E, а с DDR400 он и вовсе недосягаем. Так же, как и RDRAM (PC800) по скорости записи в память: тут даже до i850 конкурентам далеко. Как следствие, лучшую производительность в выполнении синтетического набора элементарных операций с памятью Wstream показывает пара 850-х, хотя SiS 645DX+DDR400 уже неподалеку.

При взгляде на результаты кодирования MP3 самое время вспомнить о том, что приведенные показатели i850 сняты на плате ASUS P4T-E при не самой удачной (как вы уже могли заметить в прошлой статье) прошивке BIOS, так что, скорее всего, никаких чудес и невероятных ускорений тут не наблюдается. Остальные чипсеты более единодушны: не пропускная способность памяти или процессорной шины определяет результат, а только лишь частота процессора — задача является типичной «числомолотилкой».

Похожие по абсолютным цифрам и распределению мест результаты архивирования с помощью WinZip говорят совсем о другом: этот тест тоже не зависит от пропускной способности памяти или процессорной шины и слабо реагирует на увеличение частоты процессора. Очевидно, скорость этого теста ограничена каким-то другим фактором — вполне вероятно, что скоростью работы IDE-контроллера.

Кодирование MPEG4 и архивирование с помощью WinAce сильнее прочих зависят от скорости работы с памятью и наиболее близки по этому показателю к синтетическому Wstream. Первое место здесь занимает i850E, но SiS 645DX+DDR400 очень близко, а вот результаты чипсета VIA совсем не впечатляют, хотя это справедливо только при сравнении с использованием DDR400. Отметим также, что плата от ASUSTeK заметно проигрывает референсу от SiS.

В полусинтетических тестах набора SYSmark SiS 645DX все же обходит i850E при применении DDR400, а настоящим сюрпризом выглядят высокие показатели VIA P4X266A, до сих пор ни в одном тесте не блеснувшего. Причем неслучайность этих результатов подтверждает и Content Creation Winstone (там, правда, на первом месте безоговорочно пара 850-х). Business Winstone последний раз принимает участие в наших тестах, так как никакого внятного объяснения его «выкрутасам» у нас нет.

Рендеринг в 3ds max — еще один замечательный процессорный тест, почти не подверженный влиянию прочих составляющих платформы. Если вновь отбросить неудачный показатель i850, получим отличное подтверждение масштабируемости теста по частоте процессора.

Из набора профессиональных OpenGL-тестов SPECviewperf мы приводим данные лишь по двум: в AWadvs-04, как и в ProCDRS, все платформы идут наравне (скорость ограничена возможностями видеокарты и AGP), а остальные тесты демонстрируют в целом совпадающий с DRV-07 характер зависимости результатов. Зависимость эта — от памяти, а также, как показывает опыт, от скорости видеоускорителя. Здесь равных i850 и i850E нет.

Напоследок игры, окончательно подтверждающие наши наблюдения: новые, 533-мегагерцовые процессоры быстрее своих предшественников — точная величина прироста скорости каждый раз варьируется, но в среднем составляет около 5-10%. Из чипсетов лучшим все же следует признать i850E, SiS 645DX с ним почти на равных, а VIA P4X266A хоть и отстает, но превосходит чипсет SiS при использовании только DDR333.

Выводы

Итак, новые процессоры на 533-мегагерцовой шине быстрее своих предшественников на 5-10% (бывает и больше, но бывает и меньше). Этого превосходства явно недостаточно для того, чтобы соблазнить на апгрейд своего компьютера обладателей Pentium 4 на 400-мегагерцовой шине (ну, кроме радикальных фанатиков скорости). С другой стороны, Intel и не собирается устраивать конкуренцию между линейками, так что старые процессоры быстро уйдут в небытие, а до тех пор цены на совпадающие по частоте модели будут удерживаться примерно равными, что однозначно позволяет рекомендовать к покупке именно новые процессоры.

В плане чипсетов выбор не столь очевиден, но не будем прежде времени делать выводы по этой части. Совсем скоро мы увидим новые продукты Intel — продукты, нацеленные на завоевание будущего, а не на удержание каких-то маркетинговых целей, так что

Продолжение следует…

Дмитрий Майоров (destrax@ixbt.com)
Сергей Пикалов (peek@ixbt.com)
Опубликовано — 6 мая 2002 г.