.: СТАТЬИ


i875P aka "Canterwood" - новый чипсет, новые возможности


http://itc.ua

i875P 14 апреля 2003 года корпорация Intel официально представила новый набор системной логики i875P, известный ранее под кодовым названием "Canterwood", и новый процессор Pentium 4 3 ГГц с поддержкой технологии Hyper-Threading, рассчитанный на частоту системной шины 800 МГц. На этот раз речь идет не об очередном обновлении линейки существующих моделей, а, скорее, о радикальной модернизации платформы Pentium 4. Фактически, выход чипсета i875P знаменует собой ускорение ключевых модулей и внутренних шин, а также значительно расширение возможностей по работе с периферией и накопителями.

Возможно, эта декларация кому-то покажется излишне самоуверенной. Однако, проведенное нами тестирование, обсуждению результатов которого и посвящен этот материал, подтверждает фактами качественный характер нововведений, реализованных в новом чипсете и процессоре.

Но прежде, чем перейти к рассмотрению технических характеристик, совершим небольшой экскурс в историю развития Pentium 4 и обновив в памяти основные изменения, которые происходили с этой платформой с момента ее анонса в 2000 году:

  • Конец 2000 года. Появление первых систем на базе Pentium 4 в связке с чипсетом i850, поддерживающим память RDRAM. Частота системной шины 400 МГц.
  • Лето 2001. Появление чипсета i845, способного работать с относительно дешевой памятью SDR SDRAM PC133.
  • Начало 2002 года.
    • Появление i845D - первого чипсета производства Intel, поддерживающего память DDR.
    • Появление процессоров Intel Pentium 4 на ядре "Northwood", изготовляемых по 0.13 мкм техпроцессу. Увеличение объема кэш-памяти до 512 Кб.
  • Весна 2002 года. Появление чипсетов i845E и i845GE, обеспечивших переход на системную шину 533 МГц. Поддержка шины USB 2.0 на уровне чипсета.
  • Осень 2002 года. Появление чипсета i845PE, поддерживающего память DDR333. Появление чипсета i850E для памяти RDRAM PC1066.
  • Ноябрь 2002 года. Появление процессоров Intel Pentium 4 3.06 ГГц с поддержкой технологии Hyper-Threading, позволяющей процессору одновременно выполнять несколько потоков инструкций.
  • Декабрь 2002 года - выход E7205 (aka "Granite Bay") - двухканального DDR266 чипсета, ориентированного на использование в высокопроизводительных рабочих станциях.

Все эти изменения (подробно описанные, кстати, в конкурсном материале "Развитие платформы Pentium 4") сопровождались постепенным ростом частоты процессора. Стартовав с рубежа 1.4 ГГц, Pentium 4 за два года достиг отметки 3 ГГц, внеся тем самым немалый вклад в общее увлечение скорости работы систем на основе этого процессора.

И вот наступил момент для следующего обновления платформы, которое вылилось в модернизацию ключевых элементов платформы.

i875P "Canterwood"

Набор системной логики i875P "Canterwood" состоит из двух микросхем: Memory Controller Hub 82875P (MCH) и I/O Controller Hub (ICH5/ICH5R). Вот как выглядят его краткие спецификации:

  • поддержка процессоров Intel Pentium 4 и Intel Celeron
  • поддержка технологии Hyper-Threading
  • системная шина Quad Pumped Bus 800 МГц (4x200 МГц) и 533 МГц (4х133 МГц)
  • двухканальный контроллер памяти DDR 400/DDR 333/DDR поддерживающий до 4 Гб ОЗУ
  • технология Intel Performance Acceleration (PAT), обеспечивающая увеличение скорости обмена данными с оперативной памятью
  • AGP 8x
  • Поддержка интерфейса Serial ATA, наряду с традиционным Parallel ATA. Опциональная возможность создания SATA RAID-массивов
  • Встроенный контроллер Intel Pro/1000 CT, использующий архитектуру Intel Communications Streaming и обеспечивающий сетевое соединение по технологии Gigabit Ethernet
  • 8 портов USB 2.0
  • Опциональный 6-канальный звук

Таким образом, по сравнению с предыдущими чипсетами Intel для настольных систем - i845PE и i850E - обновлены все ключевые компоненты. Увеличена частота системной шины, интегрирован двухканальный контроллер памяти, введена поддержка AGP 8x, Serial ATA, встроен в Memory Controller Hub интерфейс сетевого контроллера, добавлено два порта USB 2.0 (всего 8) и т.д. По сравнению же с чипсетом E7205, в "Canterwood" модернизирован двухканальный контроллер памяти, который, в отличие от E7205, поддерживает не только DDR266, но DDR400 и DDR333.

Разумеется, двухканальный контроллер памяти, увеличенная до 800 МГц частота системной шины, внедрение Serial ATA вносят свою долю в общее увеличение производительности платформы Pentium 4. Проанализируем, какие именно преимущества обеспечиваются нововведениями.

Увеличение частоты системной шины в первую очередь оказывает влияние на скорость обмена данным между MCH и процессором. При частоте 800 = 4х200 МГц пропускная спообность канала, соединяющего процессор с чипсетом, составляет 6.4 ГБ/с.

Двухканальный контроллер памяти, поддерживающий стандарт DDR 400, обеспечивает пиковую пропускную способность 6.4 ГБ/с, такую же, как у шины, связывающей процессор и MCH. Это позволяет исключить дополнительную синхронизацию импульсов, что, в свою очередь, приводит к увеличению производительности при одновременном использовании частоты системной шины 800 МГц и памяти DDR 400. К сожалению, при использовании процессоров, рассчитанных на шину 533 МГц, память может работать только в режиме DDR333 и ниже.

Технология Intel Performance Acceleration (PAT) позволяет добиться еще большей скорости обмена данными между контроллером памяти.

При использовании частоты системной шины 800 МГц и памяти DDR 400 (это необходимое условие!) все внутренние и внешние интерфейсы работают в соответствии со стандартной спецификацией, без дополнительной синхронизации, что сводит к минимуму задержки при передаче данных. Внедрение технологии PAT стало возможным благодаря полупроводниковому материалу с высокой скоростью распространения сигналов, который впервые был использован Intel для производства чипсетов.

AGP 8x - скорее дань моде, нежели насущная необходимость. Как показывают многочисленные тестирования, даже для самых современных графических карт вполне достаточно пропускной способности AGP 4x, и переход на AGP 8x не приводит к увеличению производительности. Впрочем, большинство наборов системной логики от других производителей уже обладают поддержкой AGP 8x, а теперь эта функциональность появилась и в чипсетах Intel. Serial ATA сулит не только увеличение пропускной способности IDE-каналов до 150 МБ/с (что, на сегодняшний день не очень существенно ввиду недостаточной скорости считывания информации с пластин жестких дисков), но и значительные улучшения в топологии подключения устройств. При использовании Serial ATA неудобным широким шлейфам приходят на смену тонкие гибкие шнуры (см. фото), которые не препятствуют свободной циркуляции воздуха внутри системного блока. Кроме этого, стандарт Serial ATA предусматривает возможность "горячего" подключения дисков.

Более того, в варианте с хабом ICH5R чипсет i875P позволяет создавать RAID0-массивы, причем делать это "на лету", без переустановки операционной системы и переноса данных. Процедура невероятно проста - подключается второй диск, в настройках активируется RAID-режим, и массив создается в "фоновом режиме".

Отрадно, что появление Serial ATA не означает исключение традиционного интерейса Parallel ATA/100. Отнюдь - i875 предусматривает, как и раньше, подключение до 4 устройств ATA/100, наряду с 2 устройствами SATA. Здесь, правда, следует оговорка: такая схема осуществима не во всех операционных системах из-за програмных ограничений. В частности, в Windows 9x/ME использовать 6 накопителей одновременно нельзя. Зато в случае с Windows 2000 и Windows XP действительно оказывается возможным подключить одновременно 6 дисков - 4 Parallel ATA и 2 Serial ATA.

Не менее привлекательным выглядит контроллер Intel Pro/1000 CT, обеспечивающий сетевое соединение Gigabit Ethernet. Любопытно, что работает он не через шину PCI, как можно было бы ожидать, а через интерфейс Intel Communications Streaming, который предусматривает прямое взаимодействие между сетевым адаптером и чипом MCH.

Intel заверяет, что такая схема позволяет снизить нагрузку на и без того "забитую" шину PCI и, соответственно, добиться снижения задержек в работе устройств, подключенных через нее. Пока нет ясности относительно того, будет ли использован Intel Communications Streaming в будущем для других узлов. Возможно - да, ведь странно было бы разрабатывать его для одноразового применения. А возможно и нет - на горизонте уже заметна PCI Express, которая снимет все вопросы в плане пропускной способности внутренних шин.

Не может не радовать и появление двух дополнительных портов USB 2.0. Теперь их 8, а значит, больше не придется отключать сканер, чтобы подключить камеру или USB Flash Drive.

Процессор Intel Pentium 4 с частотой 3 ГГц

Увлекшись рассмотрением чипсета i875P, мы едва не забыли о еще одном герое повествования - процессоре Pentium 4 3 ГГц. Это - все тот же хорошо знакомый нам Northwood, выпускаемый по технологии 0.13 мкм, содержащий 512 Кб кэш-памяти второго уровня и поддерживающий технологию Hyper-Threading. Теперь он использует частоту системной шины 800 (200) МГц и коэффициент умножения 15. Таким образом, результирующая частота составляет ровно 3 ГГц, что, кстати, на 60 МГц меньше, чем у процессора Pentium 4 3.06 ГГц, ориентированного на шину 533 МГц.

Как свидетельствует утилита WCPUID, в новом процессоре изменен степпинг. Теперь ядро поддерживает динамическое изменение напряжения, что позволяет надеяться на некоторое уменьшение уровня термовыделения.

Для охлаждения процессора Intel предлагает использовать радиатор с медным основанием. Также не помешает термопаста, которая поставляется в комплекте.

Материнская плата D875PBZ

Для проведения тестовых испытаний мы получили от Intel так называемый "press kit", в состав которого входит материнская плата Intel D875PBZ, основанная на чипсете i875P. Она используется все возможности нового чипсета, в т.ч. - Serial ATA с возможностью создания RAID-массивов, Gigabit Ethernet, двухканальный контроллер памяти и пр. Плата выполнена на PCB черного цвета. Микросхема MCH накрыта массивным игольчатым радиатором, активное охлаждение которого не предусмотрено. На заднюю панель выведен 1 последовательный COM-порт и 1 параллельный LPT-порт, 6 портов USB (подключение еще двух производится с помощью выносной планки, которая подсоединяется с помощью шнура к соответствующем разъему на материнской плате) и гнездо для сетевого кабеля.

На самой плате расположены:

  • 5 слотов PCI
  • 4 DIMM
  • 1 AGP Pro
  • 2 разъема Serial ATA
  • 2 разъема Parallel ATA, 1 FDC

Для работы контроллера в двухканальном режиме требуется установка двух модулей памяти и выполнение ряда условий:

  • Использование модулей одинакового объема (128 МБ, 256 МБ, 512 МБ, и т. д.)
  • Одинаковая технология памяти DRAM (128 Мбит, 256 Мбит или 512 Мбит)
  • Одинаковая ширина шины памяти микросхем DRAM (x8 или x16)
  • Оба модуля должны быть или односторонние, или двухсторонние
  • Заполняются симметричные разъемы памяти (Slot 0 или Slot 1)

При этом модули памяти могут быть выпущены разными производителями и иметь разное быстродействие. В этом случае, однако, память будет работать в соответствии с харакетристиками самого медленного модуля.

Максимальная же производительность достигается в случае использования памяти DDR400 и частоты системной шины 800 МГц. При соблюдении этих условий минимизируются задержки, и активируется технология PAT.

D875PBZ работает под управлением Phoenix BIOS. Пользователям предоставляется возможность ручной конфигурации таймингов памяти, режимов энергосбережения (в т.ч. предусмотрена возможность использования режимов Suspend To Ram и Suspend To Disk) и прочие традиционные настройки.

Предусмотрен и режим "Burn-in", который несоменно порадует любителей острых ощущений. Желающие могут изменить частоту процессора в пределах от -2% до +4%, а также варьировать частоту AGP и PCI.

Доступ к конфигурации RAID-массивов Serial ATA осуществляется отдельно. При наличии двух одинаковых дисков, пользователь может активировать RAID режим: stripped (он же, RAID0, предусматривающий создание единого дискового пространства и обеспечивающий прирост производительности до 30% в различных приложениях). Возможность создания mirrored массивов пока лишь прорабатывается инженерами Intel (RAID1, зеркалирование, обеспечивает отказоустойчивость и сохранность данных при выходе из строя одного из накопителей).

Как уже отмечалось, создавать RAID0-массивы можно и "на ходу". Эта возможность смотрится чрезвычайно привлекательной - тем, кто, возможно, захочет со временем расширить дисковое пространство, не придется "бекапить" данные, переставлять операционную систему, заново инсталлировать все программное обеспечение и выполнять прочие неприятные процедуры.

Впрочем, желающим создать RAID-массив необходимо принимать во внимание несколько факторов. При всей кажущейся привлекательности такого рода решение имеет подводные камни. Во-первых, при повреждении данных в результате действий вируса, сбоя питания или, скажем, пролета летающей тарелки восстановить данные в RAID0-массивн будет практически невозможно. Фокусы с ручным воссозданием таблицы FAT можно смело отставить. Кроме того, когда возникнет необходимость upgrade, владельцы RAID-массивов с удивлением обнаружат, что контроллеры других производителей существующие массивы не "видят". Иными словами, не получится "пересесть" на плату с контроллером HPT, Adaptec или Silicon Image без прохождения всех неприятных процедур, описанных выше и связанных с повторной инсталляцией и конфигурированием программного обеспечения. Хочется верить, что в будущих чипсетах с поддержкой Serial ATA RAID инженеры Intel позаботятся об обратной совместимости: но, как говорится, нужно надеяться на лучшее, а готовиться к худшему.

Материнская плата D875PBZ комплектуется необходимым программным обеспечением и драйверами, руководством по эксплуатации, 2 кабелями Serial ATA и двумя переходниками для подключения питания к Serial ATA дискам. Помимо этого, в комплекте - IDE и FDC кабели.

Тестирование

Готовя тестовые испытания, мы ставили перед собой цель ответить на следующие вопросы:

  1. Какой прирост производительности обеспечивает связка Pentium 4 3 ГГц @ FSB 800 МГц + i875P + DDR 400 по сравнению с Pentium 4 3.06 ГГц @ FSB 533 МГц + i845PE + DDR 333
  2. Имеет ли смысл использовать новый чипсет i875P в связке с процессором Pentium 4 3.06 ГГц, рассчитанным на FSB 533 МГц?
  3. Насколько стабильно работает платформа на основе новых компонентов, не возникает ли проблем с использованием Serial ATA и построением RAID-массивов?

Тестовая конфигурация выглядела следующим образом:

  1. Процессоры Intel Pentium 4 3 ГГц и 3.06 ГГц
  2. Материнские платы Intel D875PBZ @ i875P и Intel D845BEPT2 @ i845PE
  3. 512 Мб памяти Kingmax DDR400, работавшей в режиме DDR400 в конфигурации с Pentium 4 3 ГГц и в режиме DDR333 в конфигурации с Pentium 4 3.06 ГГц
  4. Видеокарта Hercules 3D Prophet @ Radeon 9700 Pro
  5. SATA RAID 0 массив, состоящих из двух дисков Seagate Barracuda V (ST3120023 AS120) по 120 Гб. Суммарный объем - 240 Гб.
  6. Windows XP SP1, драйверы ATI Catalyst 3.1, DirectX 9

К сожалению, в сравнительном тестировании не участвует система на основе Athlon XP 3000+. Связано это с тем, что на момент проведения испытаний эти процессоры были по-прежнему доступны в Украине лишь в качестве отдельных экземпляров. По крайней мере, мы столкнулись со сложносятми, пытаясь найти Athlon XP 3000+ в Киеве. Ставить же в сравнение Athlon XP с меньшим рейтингом, на наш взгляд, несправедливо.

В ближайшее время мы все же надеемся восполнить пробел и сравнить производительность двухканальных платформ на основе процессоров Intel и AMD. Ну а пока, придется сравнивать Pentium 4 с Pentium 4.

Перед тем, как перейти к цифрам, сразу же ответим на третий вопрос. Никаких проблем, связанных с функционированием предоставленной нам для тестирования платформы, выявлено не было. Система успешно прошла все тесты, работая в RAID-режиме с объедиенным дисковым пространством. Настройка RAID и установка операционной системы и драйверов проходит просто и безболезненно, не вызывая никаких сложностей.

Ну а теперь, диаграммы. Традиционно, начнем с тестов в Sysmark 2002:


Sysmark 2002: Office productivity

В офисных приложениях распределение сил ожидаемое - впереди связка Pentium 4 3 ГГц + i875P, на втором месте - этот же чипсет с процессором Pentium 4 3.06 ГГц, а замыкает "турнирную таблицу" i845PE.

А вот в приложениях для создания контента на первое место неожиданно выходит Pentium 4 3.06 ГГц в связке с i875P, обгоняя Pentium 4 3 ГГц, который работает на частоте шины 800 МГц, использует DDR400 и технологию PAT.

Sysmark 2002: Content Creation

Вызвано это, скорее всего, тем что Pentium 4 3.06 ГГц все же 60 МГц быстрее своего "коллеги". А в программах для создания контента, где проводятся интенсивные вычисления, эти 60 МГц как раз и могут стать решающим фактором, который "перевешивает" более быструю память и шину. Таким образом, мы видим, что в некоторых случаях применение конфигурации i875P + Pentium 4 3.06 ГГц более оправдано, чем использование Pentium 4 3 ГГц.

Архиваторы тоже в известной степени относятся к офисным приложениям, которыми мы пользуемся едва ли не каждый день. Тест в WinRAR и WinACE дает возможность оценить производительности системы в целом, в т.ч. и скорость работы дисковых накопителей. И в этих тестах i875P + Pentium 4 3 ГГц оказывается на высоте. Здесь в полной мере проявляются преимущества использования более быстрой шины, памяти и технологии PAT:

WinACE
WinRAR

Весьма показательными выглядят тесты в приложениях для 3D-рендеринга. В чисто вычислительных задачах, в которых львиная доля нагрузки приходится на процессор, вперед снова выходит Pentium 4 3.06 ГГц благодаря "дополнительным" 60 МГц.


3DStudio MAX
Cinebench

Зато при отображении сцен в OpenGL, когда в работу активно включаются связующие шины, память и видеокарта, связка i875P + Pentium 4 3 ГГц снова предстает во всей красе.


Cinebench OpenGL

В научных задачах все ясно и очевидно - с солидным отрывом лидирует i875P + Pentium 4 3 ГГц. Кстати, ScienceMark V2 поддерживает Hyper-Threading, что делает его еще более ценным для тестирования.


Science Mark V2
Super_PI

И, наконец, игровые тесты. Здесь, опять же, все определенно: связка i875P + Pentium 4 3 ГГц без вопросов занимает первое место.




Стоит, однако, отметить, что количественный прирост в разных играх оказывается разным. Так, например, в Unreal Tournament премущество i875P + Pentium 4 3 ГГц составляет более 35%, то уже в 3DMark 2003 и DOOM III разрыв сокращается до нескольких процентов. Объясняется это просто - в самых новых играх производительность упирается в возможности 3D-акселератора, а не процессора, чипсета и памяти. А в том же старом-добром Quake III, графический движок которого до сих пор широко используется в играх, хорошо заметно преимущество i875P + Pentium 4 3 ГГц:


Quake III

Позиционирование и цены

Обладая неординарными характеристиками, набор системной логики i875P позиционируется компанией Intel в качестве высокопроизводительного решения для настольных ПК. По замыслу Intel, i875P должен придти на смену i850E, который до сих пор считался наиболее быстрым чипсетом для процессоров Pentium 4. Но будучи ориентированным исключительно на RDRAM, i850E не пользовался высокой популярностью. И вот теперь этот чипсет уходит в историю, уступая свое место i875P.

Ведущие разработчики материнских плат уже готовы назвать цены на модели на основе i875P. Поначалу, следует ожидать уровня в районе $200 при цене чипсета $50 и $53 (варианты с и без RAID). Со временем цена упадет до уровне $140-150. Цена процессора Pentium 4 3 ГГц - $417 в оптовых партиях. О ценах на жесткие диски Serial ATA скромно умолчим ;-)

Таким образом, покупатель системы на основе связки Pentium 4 3 ГГц + i875P "влетит в копеечку". Впрочем самые нетерпеливые, возможно, предпочтут поэтапный апгрейд. Можно, например, купить материнскую плату на i875P уже сейчас и использовать ее с процессором Pentium 4, работающим на частоте системной шины 533 МГц в связке с памятью DDR333. Как показывает тестирование, благодаря двухканальному контроллеру памяти такая связка обеспечивает прирост производительности и без 800 МГц шины. А уж затем, дождавшись появления младших процессоров Pentium 4, рассчитанных на 800 МГц шину, о которых мы упоминали сегодня, обновить процессор.

Выводы

Что ж, думается даже ярые противники Intel согласятся с тем, что новый чипсет i875P является новой вехой в развитии Pentium 4. Навскидку, трудно даже припомнить, чтобы один чипсет сочетал одновременно такое количество инноваций, которые не только хорошо выглядят на бумаге, но и обеспечивают более чем ощутимое увеличение скорости работы.

Отдельно хочется отметить интеграцию контроллера Serial ATA в чипсет. Пожалуй, можно говорить о том, что Serial ATA - один из наиболее ожидаемых стандартов, которому предсказывают прекрасное будущее и широкие перспективы развития. К сожалению, до недавнего времени, ожидания не подкреплялись наличием в продаже накопителей, ориентированных на этот интерфейс. Теперь же можно с большой долей уверенности говорить о том, что дело сдвинулось с мертвой точки - уж кто-то, а Intel сумеет убедить разработчиков "шире" использовать Serial ATA. А это означет "прощайте широкие кабели, прощайте ограничения по объему дисков" и "да здравствуют hot plug, RAID и удобная топология!".

Вдобавок ко всему прилагаются такие вкусности как интегрированный гигабитный сетевой адаптер, 6-канальный звук и 8 портов USB 2.0? Стоит ли отпираться?

Связка i875P + Pentium 4 3 ГГц, как и подобает "performace"-решению, работает ощутимо быстрее текущей mainstream-платформы на основе i845PE. Таким образом, те пользователи, которым нужна максимальная производительность, могут смело смотреть в сторону i875P и шины 800 МГц. Более экономным, возможно, стоит все же подождать появления других процессоров Pentium 4, рассчитанных на 800 МГц шину, и снижения цен, которое несомненно последует за первой волной спроса.


Copyright © 2002-2003, TUL aka Владимир Шульженко