NеVIDIннAя сила
Чипсеты NVIDIA nForce 420D vs. VIA KT266A
и 
видео NVIDIA nForce 420D IGP vs. 
GeForce2 MX

Бучин / Забелин

   страница 1   2

Интересно, а в мозгу человека много интегрированных устройств? У всех по-разному, скажете вы, и будете, наверное, правы. У товарища Забелина, например, туда интегрирован уникальнейший генератор случайных поступков, которым вся редакция успешно пользуется, когда подводит итоги конкурсов. А у товарища Бучина в голове имеется еще более замечательная встроенная девайсина, носящая название "Блок интеллектуального ведения споров" и выдающая всего один выходной сигнал: "Ты не прав, потому что прав я".

К чему мы это? Да к тому, что без интегрированных девайсов жить было бы скучно. Представьте себе человека, сплошь состоящего из подключаемых внешних блоков. Он состоял бы из одних разъемов, а еще у него вместо пальцев были бы отвертки - чтобы в эти разъемы вилки вкручивать. Страшно, правда? Вот и нам невесело.

А представьте, как невесело материнской плате! Она, может, хочет тоже быть красивой, целостной, иметь поменьше щелей и дырок, и вообще - все свое носить с собой. Ее желание понятно, но вот человек категорически против. Не любит он интегрированные решения, потому как чаще всего качество их куда хуже качества таких же, но отдельно выполненных решений.

Но "чаще всего" - это не показатель, правда? Может, существует все-таки на свете такая замечательная штука, которая и стоит дешево, и работает быстро-прекрасно, и умеет все, даже на машинке шить? Ну, ладно, пусть на машинке не шьет - нам и без этого будет весьма хорошо.

Компания NVIDIA, внемля нашим молитвам, попробовала создать такую штуку. Называется она nForce 420 и представляет собой чипсет под процессоры AMD с интегрированным графическим и звуковым ядром, а также сетевым контроллером. А вот насколько у нее это получилось, мы и посмотрим.

Смотреть будем беспристрастно, просто сравнивая производительность nForce с производительностью самого лучшего на сегодняшний день чипсета для процессоров Socket A - VIA KT266A. Также посмотрим, пожалуй, насколько интегрированное графическое ядро от NVIDIA лучше или хуже обычной отдельной GeForce2 MX.

Номером раньше мы уже описывали материнскую плату MSI K7N420 Pro на чипсете nForce 420D, поэтому еще раз останавливаться на ней мы не будем. А вот архитектуру самого nForce рассмотрим поподробнее.
Микроархитектура

Итак, что же это все-таки за зверь такой - nForce 420? Конструктивно nForce 420 представляет собой классический набор логики из двух микросхем, названных Integrated Graphics Processor (IGP) и Media and Communications Processor (MCP) и являющихся по сути северным и южным мостами соответственно.

Но это все же не совсем северный и южный мосты: каждая из этих микросхем вполне способна самостоятельно выполнять кучу функций, тем самым разгружая центральный процессор, то есть действительно является своего рода процессором, точнее, сопроцессором. Такая архитектура, на наш взгляд, имеет смысл, потому как зачастую интегрированные устройства съедают довольно значительную часть процессорных мощностей, которых и так никогда не хватает.

Узел IGP содержит в себе, как можно понять из названия, интегрированное графическое ядро с характеристиками, аналогичными уже известной, по-моему, всем GeForce2 MX (краткие характеристики графического ядра вы можете видеть в таблице 1). Своей памяти это графическое ядро не имеет, поэтому вынуждено использовать в качестве видеопамяти обычную оперативную память.

Но, дабы это досадное обстоятельство не сильно сказалось на производительности (а производительность видеосистемы, использующей shared memory, всегда ниже производительности системы с локальной видеопамятью - из-за того, что шина памяти не резиновая, имеет ограниченную пропускную способность, да и контроллер памяти работает на два устройства сразу - на видеокарту и на процессор), NVIDIA оснастила чипсет nForce технологией TwinBank.

Система TwinBank представляет собой два отдельных 64-битных контроллера памяти, работающих каждый со своим банком и обслуживающих каждый свое устройство. Если в системе занят только один банк памяти, второй контроллер вынужден простаивать, и видеокарта с процессором стоят в очереди к одному контроллеру, что, понятное дело, не очень-то хорошо влияет на производительность системы в целом.

Если же используется два банка, то второй контроллер включается в работу, открывая второе окошко приема и выдачи данных. Процессор встает в очередь к первому окошку, видеокарта - ко второму, и никто никому не мешает, все замечательно. Теоретически должна получаться полная идиллия: GeForce2 MX со 128-битной шиной DDR-памяти и огромной пропускной способностью этой самой шины.

Однако тут не будем забывать, что два контроллера так или иначе работают лишь с одной шиной памяти, а она имеет ограниченную пропускную способность, причем приоритет ее использования находится, понятное дело, у процессора, который по крайности может вообще перекрыть видеоподсистеме кислород.

Если же внутренняя видеокарта не используется, оба контроллера памяти вполне могут работать на один процессор, еще больше увеличивая скорость работы связки "процессор - чипсет - память". Но у технологии TwinBank есть и один минус, теоретически могущий свести на нет все ее плюсы.

Два контроллера памяти могут сильно увеличить скорость записи в память, но вот при операциях чтения они ее только снизят. Дело в том, что обращение к данным в памяти каждый раз заставляет искать их сразу в двух банках, что существенно повышает латентность подсистемы памяти, а это, понятное дело, не ведет к росту производительности, более того - в некоторых приложениях, часто обращающихся к памяти, падение ее может быть весьма ощутимым.

К счастью, инженеры NVIDIA тоже прекрасно поняли это, и нашли способ если не избежать, то в достаточной степени компенсировать этот эффект. Чипсет nForce 420D оснащен блоком DASP (Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor), который отслеживает обращения к памяти, на основе полученных данных предсказывает, что именно понадобится процессору через такт-другой и, достав эти данные из памяти, размещает их в специальном буфере.

Если предсказание верно, то обращаться к высоколатентной памяти вообще не нужно. Если неверно - что ж, значит, приходится искать. Но чаще всего "оракул" не ошибается, и нужные данные находятся и извлекаются быстро, что положительно влияет на производительность подсистемы памяти и, соответственно, на производительность всей системы в целом. Кстати, вы не видите тут аналогий с блоком Data Prefetch Logic, применяющимся в новых процессорах от Intel?

У интегрированной видеоподсистемы nForce 420D есть и еще один неоспоримый плюс - ее можно совершенно запросто отключить и установить в имеющийся на плате AGP-слот любую другую более мощную видеокарту.
Южный мост чипсета, MCP, несет на себе куда больше функций:
- два канала ATA/100;
- APU (Audio Processing Unit);
- контроллер US на 6 портов;
- сетевой контроллер 10/100 Мбит/сек;
- всякие мелочи вроде интегрированного софт-модема и контроллера клавиатуры.

Из всего вышеперечисленного нашего внимания заслуживает, пожалуй, только аудиопроцессор (APU), призванный снять с CPU насущные заботы, связанные с обработкой звука.

Но он не просто заслуживает внимания, он его прямо-таки притягивает - потому как он отличается от стандартного AC 97 также, как "БелАЗ" от полуторки. Вот что он может:
- обработка 8 и 16-разрядных звуковых потоков с частотой до 48 кГц;
- обработка 256 потоков звука и 64 потоков 3D-звука;
- аппаратная поддержка ВСЕХ возможностей, заложенных в DirectX 8.0;
- позиционирование 3D-звука;
- кодирование/декодирование потоков Dolby Digital 5.1.

Обратите внимание на пункты, касающиеся поддержки 3D-звука и Dolby Digital 5.1. Последнее означает, что вы легко можете подключить к цифровому выходу свой домашний кинотеатр (правда, посредством внешнего декодера, присоединенного к S/PDIF), а первое представляет собой поддержку алгоритмов позиционирования HRTF, вкупе с некоторыми специфическими технологиями позволяющими правдоподобно передать пользователю положение как удаленного, так и близкого источника звука. В общем, если даже хотя бы часть обещаний NVIDIA соответствует действительности, то равных этому аудиопроцессору просто нет.

Для связи мостов применена шина HyperTransport, что и неудивительно - в настоящее время только ALi еще оставила в качестве связующей нити между мостами обычную PCI-шину, пропускной способности которой (133 Мб/сек) явно не хватает для обеспечения взаимодействия всех мыслимых контроллеров двух мостов.

В чипсете же nForce применение PCI и вовсе невозможно - ко всем обычным в таких случаях девайсам вроде контроллера ATA/100, USB-контроллера, аудиокодека и софт-модема добавляются сетевой контроллер и звуковой процессор, тоже требующие нехилой пропускной способности связующей нити. И HyperTransport в этом случае - как раз то, что доктор прописал.

Ведь 400 Мб/сек (8 бит, 200 МГц, передача по двум фронтам) - это куда лучше, чем 133 Мб/сек, которые нам в состоянии дать обычная шина PCI, и даже круче, чем VIA V-Link с ее 266 Мб/сек. Вообще же, в ближайшее время мы, наверное, сделаем материал об этой интересной технологии, в разработке которой принимали участие очень крупные компании и за которой, по мнению многих авторитетных лиц, будущее.