Чипсет SiS645DX и плата ASUS P4S533: достойная альтернатива Intel

В мае Intel представила свои новые процессоры Pentium 4 на более быстрой системной шине (FSB) 533 МГц (см. www.ferra.ru/online/system/17702) и сразу несколько новых чипсетов для этой системной шины и памяти RDRAM PC800 (i850E) и DDR266 (i845E/G). Все эти чипсеты от Intel явились скорее эволюционным (если не считать интегрированной графики Brookdale-G) развитием хорошо известных нам до этого решений i850 и i845. Так, они пока не имеют официальной поддержки более быстрой системной памяти (например, DDR333 или PC1066, хотя в некоторых случаях и способны работать с такой памятью), почти не изменилась архитектура чипсетов (лишь появился новый хаб ввода-вывода ICH4 с поддержкой USB 2.0 и шестиканального 20-разрядного звука). Вместе с тем, только за счет применения более быстрой системной шины (даже совместно с прежней медленной памятью DDR266 и PC800) стало возможным увеличить общую производительность системы на несколько процентов - главным образом, за счет снижения латентности при работе с памятью для FSB 533 МГц (подробности см. в наших обзорах www.ferra.ru/online/system/16382, www.ferra.ru/online/system/17702, и www.ferra.ru/online/system/17860).

Чипсеты компании SiS для Pentium 4 сейчас являются, пожалуй, единственной (из официальных продуктов) достойной альтернативой чипсетам Intel - как по части дешевых, надежных и высокопроизводительных решений с памятью DDR333/266 (SiS645), так и в сегменте интегрированной графики (SiS650). Поэтому SiS решила не отставать и практически одновременно с выходом новых процессоров Intel выпустила свой чипсет SiS645DX, в котором нашли воплощение как новая системная шина 533 МГц, так и (внимание) впервые получила поддержку системная память DDR400 (тактовая частота памяти повышена до 200 МГц с 166 МГц для DDR333). Если системная шина 533 МГц для чипсетов SiS не является новинкой (как мы помним, чипсет SiS645 ревизии A2 прекрасно поддерживал эту шину совместно с памятью DDR333 еще в зимой этого года, правда неофициально), то появление поддержки памяти DDR400 (пока неофициально), спецификации на которую пока не утверждены JEDEC, способно придать новый импульс системам для Pentium 4 и памяти SDRAM и поставить такие платформы в один ранг с высокопроизводительными машинами на RDRAM. Действительно, пропускная способность памяти DDR400 составляет 3,2 Гбайт/с, что столько же, сколько у RDRAM PC800, но память DDR теоретически обладает меньшей латентностью (задержками) при множественных обращениях, что должно повысить быстродействие системы при прочих равных условиях. Как обстоит дело на практике, мы и посмотрим в этой статье, а заодно и проверим (теперь уже официально), что дает применение процессоров с новой системной шиной 533 МГц на чипсете SiS645. Спецификацию чипсета SiS645DX и его блок-схему можно посмотреть здесь.

В нашем распоряжении оказалась плата на SiS645DX от ведущего производителя материнских плат - компании ASUSTeK. Плата ASUS P4S533 является достойным продолжателем традиций плат этой компании на SiS645 (см., например, www.ferra.ru/online/system/15230). Достаточно дешевая и малогабаритная (ширина всего 21,5 см), она содержит минимум дополнительных (и зачастую ненужных) контроллеров и функций, кроме тех, что предоставлены самим чипсетом. Однако запаса ее функций вполне хватает для построения широкого спектра платформ на Pentium 4 от систем начального уровня до высокопроизводительных рабочих станций (с добавлением необходимой периферии). А возможность последующего апгрейда памяти (например, с DDR266 до DDR400) делают такую систему достаточно долгоживущей и привлекательной.

Спецификации платы вполне стандартны (для чипсетов SiS): три слота DIMM поддерживают до 3 Гбайт памяти DDR200/266/333 и неофициально DDR400 (для последней и DDR333 возможна установка только до 4 банков памяти, то есть на данный момент - не более 2 Гбайт суммарно), причем поддерживаются только небуферизованные и не-ECC-модули. Слот AGP 4x (8x появится только в будущих чипсетах SiS) поддерживает также старые «трехвольтовые» карты AGP 2x, что добавляет этой плате очков перед платами на чипсетах Intel (при апгрейде старой системы можно некоторое время продолжать пользоваться прежней видеокартой). Очень удобно расположены основной разъем питания ATX и дополнительный разъем EZ-Plug (см. фото), зато 12-вольтовый разъем питания ATX 2.03 несколько далековат и неудобен (провода, идущие к нему, нависают над кулером процессора), хотя плата может работать и без использования этого разъема, и даже без использования вместо него разъема EZ-Plug. Есть возможность включения компьютера с клавиатуры.

На мой взгляд, разработчики поскупились на стабилизаторы питания. Так, процессорный импульсный стабилизатор выполнен по упрощенной схеме с применением минимального количества силовых КМОП-ключей (см. фото слева; напомню, что импульсные стабилизаторы с большим количеством ключей позволяют получить более стабильное напряжение на выходе, меньше нагреваются и меньше потребляют тока от блока питания), необычно смотрится фильтрующая индуктивность на стержневом магнитопроводе («стоячая» катушка на фото) вместо традиционной (и более дорогой) тороидальной. Для питания чипсета, AGP и памяти вообще применяются не особо мощные линейные (а не импульсные) стабилизаторы. И если для первых двух напряжений это еще оправдано (чипсет греется слабо, даже с небольшим радиатором без вентилятора), то для памяти это вызывает скорее недоумение - ведь при использовании модулей DDR333, а тем более DDR400, потребление памяти может сильно возрастать в импульсах обращения к ней. А если еще вместо «честных» модулей (DDR400 вы сейчас не найдете) использовать разгон более медленных с повышением напряжения, то нагрузка на стабилизатор памяти возрастает очень существенно, и стабильность работы памяти в этих условиях может сильно снизиться, если стабилизатор питания памяти не достаточно мощный. Из BIOS Setup можно подстраивать только напряжение на процессоре, а джампером на плате можно поднимать напряжение на памяти до 2,7 или 2,9 В.

Стандартный «асусовский» Award BIOS Setup позволяет выставить множитель процессора и частоты памяти DDR200/266/333/400 и FSB 400/533 МГц при любых комбинациях. Причем DIP-переключатели на плате могут задать не только несколько основных комбинаций частот, но и несколько нестандартных, например, частоту памяти 150 или 160 МГц при шине 400 МГц (см. фото слева). Это может помочь при некоторых вариантах разгона процессоров и памяти. Любопытно, что тактовая частота процессора при основных настройках выдерживается с прецизионной точностью (до пятого знака, см. скриншот программы WCPUid ниже). Такое встретишь не часто, особенно сейчас, когда многие производители пытаются слегка повысить быстродействие своих плат не за счет оптимизации разводки и работы с памятью, а просто подняв на 1-2% тактовую частоту, задаваемую по умолчанию.

Количество настроек таймингов памяти в BIOS Setup нельзя назвать исчерпывающим, есть только самое необходимое: CAS Latency, RAS to CAS Delay, RAS Precharge Time, RAS Active Time (4T, 5T, 6T или 7T) и Command Lead-off Time (1T или 2T). Модули DDR333 от Samsung и Kingston, работавшие на некоторых других платах с таймингом 2-2-2-6T-1T, на этой плате смогли более ли менее устойчиво работать лишь при тайминге 2-3-3-6T-2T, что отнимает пару процентов общей производительности системы (см., например, исследование влияния настроек памяти). Эти же модули смогли с трудом (при повышении напряжения) заработать на частоте 400 МГц (как DDR400) с таймингом 2.5-3-3-7T-2T (см. тесты ниже; при CL2 на 400 МГц эти модули загружали Windows XP и даже проходили некоторые тесты, но не все). Для более корректного сравнения в тестах (прирост скорости при разных типах памяти) DDR266 на этой плате также работала по таймингу 2-3-3-6-2 в наших испытаниях.

В плате применен южный мост SiS961B новой ревизии B0, отличающийся от предыдущих, в частности, поддержкой интрефейса UltraATA/133 (USB 2.0 и прочие «навороты» мы увидим уже в новых южных мостах SiS, см. например, нашу презентацию на IT-Deal). Однако работу IDE-контроллера этого моста пока нельзя назвать безупречной. Так, после инсталляции драйверов IDE Bas Master 1.0.0.1 (и AGP 1.0.9) из комплекта поставки платы (сама плата ревизии 1.03 имела BIOS версии 1006) наблюдалась явная «недостача» скорости протокола при работе по UltraATA/100 с диском Seagate Barracuda ATA IV 80 Гбайт (см. скриншот программы HD Tach 2.61): существенно (с 68 до 56 Мбайт/с) уменьшилась скорость передачи данных по шине IDE, а график чтения диска потерял почти треть скорости для первой половины диска.

Аналогичная картина наблюдалась в тесте ATTO Disk Benchmark - присутствовал явный недобор скорости чтения при размерах блоков от 8 до 256 кбайт (наиболее употребляемые в «бытовой» работе). Замечу, что данный экземпляр винчестера прекрасно работает с прежними версиями чипсета SiS645 и чипсетами другими компаний. Видимо, нужно просто дождаться исправления ошибок в чипсете и/или BIOS этой платы.

Из «нечипсетных» возможностей платы стоит отметить 4 дополнительных контроллера. Это, во-первых, стандартный асусовский чип мониторинга с измерением 3-х температур, 4-х напряжений и скорости 3-х вентиляторов, причем поддерживается достаточно новая для ASUS функция Q-Fan, позволяющая из BIOS Setup регулировать скорость вращения (и шумность) процессорного кулера в зависимости от текущей температуры процессора (по типу описанной нами ранее аппаратной схемы). Во-вторых, это чип для голосового сообщения прохождения процедуры начальной загрузки (Speech POST Reporter) и контроллер для чтения всевозможных flash-карт. В третьих, это «наплатный» сетевой контроллер на чипе Realtek RTL8201L с сетевым разъемом «поверх» портов USB 1.1. И наконец, 6-канальный звук на отдельном чипе CMI8738, причем назад выведен только стереозвук, а для 6 каналов нужна отдельная планка (ее в комплекте не оказалось). На плате есть также модем и цифровой звуковой вход/выход (SPDIF in/out на отдельную планку).

Для испытаний производительности платы ASUS P4S533 с памятью DDR266/333/400 и системной шиной 400 и 533 МГц использовалась наша стандартная конфигурация тестовой системы (внешний графический ускоритель ASUS V8200, винчестер Segate Barracuda ATA IV на 80 Гбайт и 512 Мбайт системной памяти DDR266 и DDR333) и процессоры Pentium 4 с частотой 2,4 ГГц и системной шиной 533 МГц (по умолчанию на всех диаграммах) и 400 МГц (если отмечено на диаграммах). Для сравнения были привлечены новейшие платы Intel на чипсетах i850E и i845G. Кроме того, мы посмотрим, есть л разница в скорости систем с "родным" процессором Pentium 4 2.4B (FSB 533) и разогнанным до 2,4 ГГц процессором 1.8A (Northwood для FSB 400). Забегая вперед, скажу, что эта разница практически отсутствует, то есть несмотря на различие во внутренних таймингах, оба эти процессора показыват практически идантичные результаты, что лишний раз подтверждает справедливость сделанных нами ранее выводов по масштабируемости Pentium 4.

По скорости работы с системной памятью в потоковом тесте Sandra 2002 чипсет SiS645DX вкупе с DDR400 и новой системной шиной показывает чудеса скорости, заметно опережая PC800. Как мы могли убедиться ранее, этот streaming-тест все же имеет некоторую зависимость от латентности подсистемы памяти, поэтому выигрыш DDR над RDRAM при теоретически одинаковой пиковой пропускной способности памяти здесь неудивителен. С DDR333 новый чипсет SiS на FSB 533 МГц выглядит тоже весьма уверенно, лишь немного уступая аналогичной системе на i845G. И даже в этом тесте выигрыш от применения FSB 533 вместо 400 МГц очевиден. По латентности памяти DDR-чипсеты Intel, конечно, вне конкуренции, а SiS645DX неожиданно отстал даже от i850E. Возможно, это связано с особенностями реализации процедуры измерения латентности в данном конктретном тесте (Cachemem). Хотя судя по нашим предыдущим измерениям латентности для чипсетов SiS, этот параметр для них не на высоте, то есть чипсеты SiS традиционно работают с памятью с гораздо большими задержками, чем конкуренты. По скорости записи в память SiS645DX+DDR400 уступают лишь i850E+PC800, и то совсем немного, зато заметно опережают всех по скорости чтения памяти. Хотя i845G+DDR333 дышит лидеру в хвост, то есть качество реализации работы с памятью у новых чипсетов Intel все же лучше, чем у SiS.

Данные закономерности находят отражение в результатах тестов реальных приложений, хотя, как оказывается не так уж и однозначно. Например, в тесте SYSmark 2002 система на SiS645DX+DDR400 догнала, наконец, 850Е+PC800 и даже кое-где обходит ее, а i845G+DDR333, как ни странно, даже немного уступает SiS с памятью DDR333, хотя с DDR266 чипсет от Intel все же слегка побыстрее. Выигрыш от применения более быстрой системной шины есть и составляет примерно 2-3% в этом тесте. Даже в незамысловатом CPUmark 99 "суперсистема" 645DX+DDR400 в лидерах, обгоняя PC800, а в тестах научных расчетов так вообще лидирует безоговорочно, поскольку SiS+DDR333 обходит даже 845G+DDR333 (то же самое для DDR266). Видно, непосредственные тесты скорости памяти не отражают полной картины. Весьма показательный тест архивирования WinRAR хорошо чувствует и системную шину, и память, включая ее латентность. Тут i845G+DDR333 опять превосходна (хотя до i850E не дотягивает все равно), а SiS645 отстает чисто на "ступень" по памяти (или на ступень по FSB). То есть можно отметить, что "ступень" по памяти DDR (с DDR266 до 333, и т.п.) примерно эквивалентна в плане прироста быстродействия системы ступени FSB (с 400 до 533 МГц).

В комплексном тесте работы c видео Video2000 системы на RDRAM вне конкуренции, зато SiS645 обнозначно обходит i845G. Зато при потоковом кодировании видео (тесты FlasK DivX 4.11 и Windows Media Encoder 7.01) система SiS645DX+DDR400 однозначно впереди, и лишь в WME7 связка i845G+DDR333 может с ней соперничать, хотя SiS+DDR333 выглядит тоже очень неплохо, отставая от лидера всего на несколько процентов, что вряд ли можно почувствовать в реальной работе.

В тестах трехмерной графики наблюдается в целом похожая картина. В DirectX 8 (3Dmark 2001) и DirectX 7 (3Dmark 2000) платформа SiS645DX+DDR400 единолично лидирует, хотя и с крайне несущественным отрывом, сравнимым с погрешностью выполнения тестов. i845G+DDR333, в принципе, тоже смотрится на ее фоне очень даже хорошо, в целом опережая SiS с аналогичной памятью. С DDR266 обе системы здесь примерно одинаковы. В игровых OpenGL-тестах везде лидирует связка SiS645DX+DDR400, причем отрыв от ближайших преследователей (i845G+DDR333 и i850E+PC800) иногда ничтожен, а иногда превышает 2% (как в Quake III). Зато с одинаковой памятью i845G работает всегда быстрее, чем SiS645DX. Вот будет радость юзерам, когда Intel выпустит чипсет с поддержкой DDR400 (ой и нескоро же это будет :). Несмотря на "игровой" успех SiS645 с памятью DDR400, в профессиональных OpelGL-тестах он выглядит не столь уж резво: тут гегмония чипсетов Intel очевидна, очевиден и почти полный провал чипсета SiS. Хотя я и не исключаю, что это всего-лишь очередной недостаток уже достаточно старого теста SPEC viewperf v6.1.2, к которому на процессорах Northwood уже было немало претензий.

Таким образом, официальный перевод чипсета SiS645 на системную шину 533 МГц состоялся очень успешно, и успех это во многом обязан неофициальной поддержке этим чипсетом памяти DDR400. В целом, связка SiS645DX+DDR400 является сейчас лидером по ряду тестов (не по всем), обходя даже i850E+PC800, хотя проблема с достаточно большой латентностью чипсетов SiS пока остается и желает быть решенной в будущем. Так, DDR-чипсеты Intel работают с одинаковой памятью в целом быстрее чипсетов SiS, и лишь медлительность и тщательность, с которой Intel переходит к поддержке более быстрой памяти, мешает им показать весь свой потенциал. Стандарт DDR266 неминуемо устаревает и сейчас пригоден (не дает заметного проигрыша в быстродействии) лишь в некоторых некритичных приложениях типа офисной работы и для систем начального уровня, хотя на самом деле их проигрыш "топовым" системам по большинству тестов составляет всего лишь 5-10%, что находится, в принципе, ниже человеческого порога чувствительности к изменениям (то есть реально вы не почувствуете заметной разницы между скоростью систем с DDR400 и DDR266, если не будете сидеть с секундомером в руках). Для большинства ресурсоемких приложений применение DDR333/400 способно поднять производительность DDR-системы на уровень, сопоставимый и даже иногда превышающий уровень платформ на памяти PC800, хотя и тут грядущее появление RDRAM PC1066 способно вернуть былому лидеру его позиции. Учитывая все это, чипсеты SiS можно рекомендовать для всего спектра персональных платформ на Pentium 4 как дешевую альтернативу чипсетам Intel. Остается обзавестись качественной памятью DDR333(400). И пока Intel не выпустила двухканальный DDR-чисет, у компании SiS есть все шансы на достаточно крупный кусок пирога, поскольку стоят ее чипсеты несравнимо меньше. Хотя, например, у VIA есть свой взгляд на эти вещи, и будь проблема с лицензированием решенной, у SiS стало бы куда меньше шансов на крупные дивиденды. Но о чипсетах VIA для Pentium 4 мы поговорим уже в следующий раз.