Новый двухканальный набор логики SiS655. Gigabyte GA-8SQ800 Ultra – первая плата на базе новинки

Введение

Двухканальные наборы логики продолжают покорение рынка. После того, как компания Intel перевела свои процессоры на использование Quad Pumped Bus, пропускная способность процессорной шины начала расти так быстро, что для ее полноценной загрузки требовались гораздо более скоростные типы памяти. Однако, как известно, скорость процессоров растет значительно быстрее, чем скорость памяти, поэтому, для создания сбалансированных систем инженеры вынуждены идти на новые технологические решения. Самым популярным решением такого рода является реализация в наборе логики двух контроллеров памяти, работающих параллельно, в результате чего общая пропускная способность памяти возрастает в два раза.
Первым набором логики для настольных систем, где эта техника была применена, стал i850, поддерживающий RDRAM. Этот тип памяти сам по себе имеет относительно невысокую пропускную способность, но в силу малой ширины шины позволяет легко реализовать двухканальный доступ. Однако в настоящий момент технологию RDRAM можно уже считать отжившей свое, по крайней мере, в настольных PC. Поэтому, перед разработчиками стоит задача создания двухканальных наборов логики, в которых бы применялась распространенная память DDR SDRAM. Несмотря на более широкую в четыре раза шину по сравнению с RDRAM, эта задача оказалась выполнимой. Первым набором логики для настольных систем, в котором было реализовано два независимых контроллера DDR SDRAM, стал NVIDIA nForce, ориентированный на системы на базе процессоров от AMD. Однако системы на базе процессоров Intel нуждаются в двухканальных системах гораздо острее. Уже сегодня пропускная способность шины процессора Pentium 4 составляет 4.2 Гбайта в секунду. А в скором времени, в связи с переводом Pentium 4 на 800-мегагерцовую шину эта величина возрастет до 6.4 Гбайт в секунду. Поэтому, уже сейчас на рынке появилось несколько новых двухканальных Pentium 4 чипсетов, а в ближайшем будущем их число возрастет за счет новинок известных под именами Springdale и Canterwood.
Не так давно мы уже рассматривали первый двухканальный DDR набор логики от Intel, Granite Bay или E7205. Однако это – не единственный на сегодняшний день двухканальный чипсет для Pentium 4 платформ. Успешно работающая на рынке Pentium 4 чипсетов компания SiS также предложила свою альтернативу Intel E7205, набор логики SiS655. Именно рассмотрению этого нового продукта и будет посвящена данная статья.

Подробнее о SiS655

Чтобы охарактеризовать SiS655 в нескольких словах, достаточно сказать, что этот чипсет практически во всем, за исключением, естественно, контроллера памяти, повторяет другой довольно удачный продукт SiS, SiS648. Действительно, достаточно взглянуть на блок-схему новинки:


Нетрудно заметить, что SiS655 в части, не касающейся подсистемы памяти, имеет все те же характеристики, что и SiS648:

Поддержка процессоров Intel Pentium 4 и Intel Celeron с частотой шины 400 и 533 МГц;
Поддержка AGP спецификации версии 3.0. Это означает поддержку AGP 8x и отсутствие обратной совместимости со старыми 3.3-вольтовыми видеокартами.
Усовершенствованная шина MuTIOL для связи северного и южного мостов. Благодаря увеличению в два раза частоты (до 533 МГц) ее пропускная способность составляет теперь 1.06 Гбайт в секунду.
Южный мост SiS963, способный задействовать MuTIOL с пропускной способностью 1.06 Гбайт в секунду, поддерживающий шесть USB 2.0 портов, три IEEE1394a порта, AC-97, MC-97, интегрированный контроллер 10/100 Ethernet MAC и ATA 33/66/100/133.

Единственная деталь, которую хотелось бы отметить применительно к SiS655, это поддержка этим набором логики технологии Hyper-Threading. Как утверждает компания SiS на своем официальном сайте, чипсет SiS655 снабжен поддержкой этой технологии начиная с ревизии B. То же самое, кстати, говорится и о SiS648. Однако следует понимать, что поддержка Hyper-Threading не означает на самом деле ничего особенного. Фактически, для того чтобы операционная система смогла распознать в Pentium 4 3.06 ГГц два логических процессора, по сути, достаточно при старте процессора лишь подать команду на включение этой технологии. Естественно, данная процедура может быть выполнена и без участия набора логики – средствами материнской платы. Поэтому, если BIOS материнской платы способен поддерживать два логических процессора, можно обойтись и без поддержки Hyper-Threading в чипсете. То есть, материнские платы на базе SiS655 ревизии A вполне могут поддерживать Hyper-Threading безо всяких проблем. Примером такой платы может являться Gigabyte GA-8SQ800 Ultra, которая побывала в нашей лаборатории. Хоть эта плата и основывалась на первой ревизии чипсета SiS655, в тестовом Pentium 4 3.06 ГГц плата успешно распознавала два логических CPU.
Перейдем теперь к главной части SiS655 – новой подсистеме памяти, поддерживающей два канала DDR SDRAM. Двухканальная подсистема памяти SiS655, официально поддерживающая DDR266/DDR333 SDRAM, позволяет достичь пропускной способности 5.4 Гбайта в секунду, что даже выше, чем могут задействовать современные процессоры семейства Pentium 4. Более того, SiS655 на сегодняшний день обеспечивает самую высокую пропускную способность памяти из всех представленных на ранке чипсетов для Socket 478 процессоров.
Необходимо обратить внимание и на то, что хотя в официальных спецификациях SiS655 говорится только лишь о поддержке DDR266 и DDR333 памяти, на деле возможности чипсета гораздо шире. Естественно, чипсетом неофициально поддерживается и DDR400 SDRAM: эта неофициальная поддержка появилась еще во времена SiS645DX. Более того, число реализованных в чипсете делителей для частоты шины памяти настолько велико, что перечислять здесь конкретные частоты памяти смысла нет. Заметим лишь, что частоту шины памяти можно устанавливать очень гибко, примерно также, как и в системах на базе уже не раз упоминавшегося сегодня NVIDIA nForce2.


Как показано на схеме, в чипсет SiS655 встроено два полностью независимых контроллера памяти, которые имеют собственные адресные линии, собственные линии данных и т.п. То есть SiS реализовал такой же подход, как и NVIDIA в чипсете nForce2, нацеленном на использование в Athlon XP платформах. Таким образом достигается большая гибкость в конфигурировании подсистемы памяти, а также, возможность использования разнородных пар модулей. Однако инженеры SiS пошли дальше: в SiS655 реализовано три различных режима доступа к памяти, выбираемых в зависимости от конфигурации и количества установленных в системе модулей памяти, а также, естественно, и от желания пользователя. Ниже мы подробно поговорим об этих режимах.
Простейший режим – одноканальный 64-битный. Данный режим задействуется, когда в системе установлен один модуль памяти, либо два модуля памяти установлены в слоты, относящиеся к одному каналу. В данном случае работает лишь один контроллер из двух, второй же контроллер попросту бездействует. При этом работа чипсета аналогична функционированию обычного одноканального набора логики.
Второй режим – двухканальный 64-битный. Если модули памяти имеются в слотах DDR DIMM, относящихся к обоим контроллерам памяти, чипсет может использовать этот режим доступа к памяти. Поскольку оба контроллера памяти в SiS655 работают полностью независимо, размер, количество и организация модулей, используемых в различных каналах, может не совпадать.
И третий режим – одноканальный 128-битный. В этом режиме оба контроллера памяти «спариваются» и работают с памятью, будто бы по 128-битной шине. Однако, для активизации этого режима необходимо, чтобы модули памяти, установленные в каналах, были попарно идентичны.
Как утверждает SiS, скорость работы подсистемы памяти в 128-битном и в двухканальном 64-битном режиме примерно равна. Тем не менее, наши испытания показывают, что в 128-битном режиме можно получить некоторый выигрыш в практической пропускной способности, в то время как двухканальный 64-битный режим позволяет добиться меньшей латентности подсистемы памяти.
Таким образом, SiS655 можно считать одним из самых современных наборов логики на сегодняшний день, переплюнуть который смогут только лишь новые чипсеты от Intel с поддержкой 800-мегагерцовой шины, до выхода которых остается еще около двух месяцев.

Характеристики SiS655 в сравнении с характеристиками чипсетов от Intel

В подтверждение вышесказанного, приведем таблицу, показывающую что по формальным характеристиками SiS655 превосходит все аналогичные продукты от Intel:
* DDR400 SDRAM поддерживается неофициально. Чипсет SiS 655 позволяет тактовать шины памяти и на более высоких частотах – вплоть до 536 МГц.

Действительно, превосходство SiS655 тут очевидно. Однако следует отметить, что SiS655 все же не может конкурировать с Intel E7205 на серверном рынке. Во-первых, сказывается «неаристократичность» происхождения, а во-вторых, SiS655 не поддерживает ECC.

Gigabyte GA-8SQ800 Ultra

Компания Gigabyte в последнее время проводит весьма активную политику, в результате чего платы этой фирмы на новых чипсетах появляются на рынке одними из первых. GA-8SQ800 Ultra – это одна из первых появившихся в продаже материнских плат на базе SiS655. Именно поэтому возможности нового чипсета SiS655 мы изучали на примере этой платы.

Набор логики SiS655 является своего рода альтернативой для применения в настольных системах более дорогому Intel E7205. Поэтому Gigabyte, создавая плату на этом чипсете, попытался реализовать на ней как можно большее количество возможностей, позиционируя этот продукт как платформу для высокопроизводительных систем пользователей-энтузиастов.
Несмотря на большое число дополнительного интегрированного оборудования на GA-8SQ800 Ultra, дизайн платы можно считать удачным. На плате имеется пять слотов PCI, слот AGP 8x, снабженный защелкой, и четыре слота DDR DIMM (по два на каждый из обоих контроллеров памяти чипсета). Компоненты расположены удобно, проблем при монтаже системы на базе GA-8SQ800 Ultra возникать не должно. Единственное серьезное замечание, которое можно высказать в адрес платы от Gigabyte, касается организации подключения riser-карты с тремя дополнительными IEEE1394 портами, реализованными встроенным в южный мост чипсета контролером. Эта райзер-плата жестко занимает место ближайшего к AGP PCI слота, поскольку разъем для ее установки расположен именно рядом с этим PCI слотом. В результате, во-первых, может быть затруднено охлаждение видеокарты, а во-вторых, обладателям GeForceFX придется и вовсе отказаться от использования в системе IEEE1394 портов, поскольку эта видеокарта занимает и соседний с AGP слот своей системой охлаждения.
Также, средствами чипсета на плате реализовано и шесть USB 2.0 портов (для подключения четырех из них потребуется заглушка для задней панели корпуса, входящая в комплект поставки).
Многие дополнительные возможности реализованы на плате и путем интеграции дополнительных контроллеров. Так, на GA-8SQ800 Ultra присутствует вполне привычные сетевой Fast Ethernet чип от Realtek и шестиканальный AC’97 контроллер ALC650, поддерживающий и SPDIF выход. Что же касается более экзотичных возможностей рассматриваемой материнки, то на ней имеются одновременно Serial ATA RAID и Parallel ATA RAID контроллеры. Serial ATA RAID реализуется вполне привычным чипом Silicon Image Sil3112A, поддерживающим два канала и массивы уровней 0 и 1. Что же касается Parallel ATA RAID, то для его реализации Gigabyte выбрал чип GigaRAID ITE IT8212F. GA-8SQ800 Ultra стала первой материнской платой, на которой мы встретили этот чип. Данное решение поддерживает два канала ATA-133 и массивы уровней 0, 1 и 0+1.
Кроме того, Gigabyte реализовал в своей GA-8SQ800 Ultra и еще одну инновацию, имеющую отношение к подключению жестких дисков. Реализуется она благодаря наличию в составе комплекта поставки платы панели GC-SATA для задней стенки корпуса. Эта панель позволяет перенести Serial ATA коннекторы, реализованные контроллером от Silicon Image, на заднюю стенку корпуса. То есть, при желании, располагая материнской платой GA-8SQ800 Ultra с GC-SATA панелью, пользователь может получить возможность подключения Serial ATA дисков как внешних. При этом GC-SATA переносит с платы на заднюю стенку корпуса не только сами разъемы Serial ATA, но и необходимые при подключении винчестеров разъемы питания. Внутри же корпуса GC-SATA подключается к штатным Serial ATA разъемам на плате и к блоку питания.
Необходимо отметить и присутствие на GA-8SQ800 Ultra фирменной технологии от Gigabyte, Dual BIOS. На плате установлено две микросхемы Flash-памяти, в которых хранится две копии системного BIOS. Специальная утилита, встроенная в код BIOS, позволяет копирование содержимого микросхем, а также обеспечивает возможность загрузки как с использованием первой, так и второй микросхемы. В результате, пользователь оказывается защищен от всех проблем, связанных с порчей содержимого Flash памяти как при некорректной перепрошивке обновления BIOS, так и при прочих неприятностях.
Что касается разгона, то и в этой части Gigabyte решил порадовать поклонников своей продукции. Во-первых, поражает воображение доступный в BIOS Setup диапазон частот FSB: от 100 до 355 МГц. Нужность столь высокой верхней границы частоты FSB – вопрос спорный, но по утверждениям Gigabyte, GA-8SQ800 Ultra сможет без проблем работать и с процессорами с 800-мегагерцовой шиной, которые должны увидеть свет в недалеком будущем. Также, плата предоставляет возможность изменения и трех напряжений – питания процессора, модулей DIMM и AGP. Первое изменяется в пределах от 1.55 до 1.85 В с шагом в 0.025 В, второе – от 2.5 до 2.6 В с шагом в 0.1 В, а третье – в диапазоне 1.5-1.6 В с шагом в 0.1 В. Частота AGP/PCI на плате может изменяться независимо от частоты FSB. Помимо этого, BIOS Setup GA-8SQ800 Ultra содержит средства для изменения типовых таймингов памяти и задания режима работы двух контроллеров памяти в двухканальном режиме. Правда, эти средства по умолчанию недоступны. Для доступа к соответствующему подменю BIOS Setup требуется нажать комбинацию клавиш Ctrl+F1.
Впрочем, есть у разгонных возможностей GA-8SQ800 Ultra и один серьезный недостаток. Плата не позволяет сбрасывать параметры процессора и памяти при переразгоне, и более того, перемычка Clear CMOS, к помощи которой частенько приходится прибегать оверклокерам, на плате отсутствует.

Как мы тестировали

Целью этого тестирования было выявление того уровня производительности, который может обеспечить новый двухканальный DDR SDRAM чипсет от SiS, SiS655. Сравнивать SiS655 мы будем с современными наборами логики от Intel, Intel E7205, Intel 850E и Intel 845PE. Все испытуемые чипсеты исследовались во всех доступных режимах при использовании процессора Pentium 4 3.06 ГГц с активированной технологией Hyper-Threading.
SiS655 мы тестировали во всех трех режимах работы: в одноканальном 64-битном режиме, одноканальном 128-битном режиме и в двухканальном 64-битном режиме. При этом частота работы памяти, используемой в системе, устанавливалась как в 266, так и в 333 и 400 МГц. Чипсеты от Intel также были протестированы во всех доступных режимах.
В итоге, конфигурация тестовых систем была следующей:


Все тесты выполнялись в операционной системе MS Windows XP Professional. Все испытуемые материнские платы настраивались на максимальную производительность путем установки наименьших возможных таймингов, которые позволяли наши модули (2-2-2-5 при частоте памяти 266 МГц, 2-2-2-6 – при частоте памяти 333 МГц и 2-3-3-7 – при частоте 400 МГц). К слову, мы использовали высококачественную Corsair XMS3200 DDR SDRAM.

Производительность

В первую очередь посмотрим на результаты тестов контроллеров памяти рассматриваемых чипсетов, выполненные при помощи синтетического теста Cachemem:


Попробуем разобраться в приведенных результатах. В первую очередь хочется отметить, что SiS655 оправдал возложенные надежды и демонстрирует достаточно высокую скорость работы с памятью. Так, этот чипсет, будучи укомплектованным двухканальной DDR333 или DDR400 памятью превосходит как i850E с двухканальной RDRAM памятью, так и одноканальный чипсет i845PE. Фактически единственный достойный конкурент у SiS655 - это Intel E7205. Хотя в интеловском чипсете и используется несколько более медленная DDR266 память, благодаря низкой латентности этот набор логики способен показывать более высокие результаты. При этом следует помнить и о том, что максимальная пропускная способность шины Pentium 4 составляет 4.2 Гбайт в секунду, что не превышает пропускную способность двухканальной DDR266 памяти.
В то же время, необходимо заметить, что SiS655 при использовании двух каналов памяти и более скоростных типов, таких как DDR333 и DDR400 может позволить повысить скорость записи и копирования, а также, понизить латентность операций с памятью.
Сравнивая полученную в данном тесте скорость SiS655 с DDR400 и DDR333 памятью видно, что формально более быстрая DDR400, хотя и позволяет получить более высокие результаты при измерении скоростей передачи данных, обеспечивает все же большую латентность. Это значит, что SiS655 c DDR333 памятью в ряде случаев будет работать быстрее, и, действительно, SiS свой новый набор логики оптимизировал именно под этот тип памяти.
Также, видно и различие в режимах работы SiS655 с имеющимися двумя каналами. При 128-битном режиме возрастает практическая пропускная способность, однако, по сравнению с двухканальным 64-битным режимом несколько увеличивается латентность. В итоге, можно прогнозировать, что наиболее производительным режимом SiS655 может оказаться двухканальный 64-битный при использовании DDR333 SDRAM. Тесты в реальных приложениях позволят проверить нам это утверждение.
Посмотрим теперь на результаты, показанные испытуемыми платформами в другом тесте пропускной способности памяти, SiSoft Sandra 2003, использующем известный алгоритм Stream.


Согласно SiSoft Sandra, SiS655, укомплектованный двухканальной DDR333 и DDR400 SDRAM, показывает самые высокие результаты. Однако хочется заметить, что даже при использовании столь скоростной памяти с пропускной способностью 5.4 или даже 6.4 Гбайт в секунду, практическая пропускная способность не дотягивает до теоретического максимума в 4.2 Гбайта в секунду, обуславливаемого пропускной способностью процессорной шины. Все это говорит о том, что ждать значительного прироста в быстродействии по сравнению с платформами, в которых применяется двухканальная DDR266 память, не приходится.
Впрочем, перейдем от синтетических тестов к исследованию скорости платформ в реальных приложениях.


В бизнес приложениях, на измерении скорости которых и основан этот тест (в него входят Lotus Notes R5, Microsoft FrontPage 2002 SP-1, Microsoft PowerPoint 2002 SP-1, Microsoft Excel 2002 SP-1, Microsoft Access 2002 SP-1, Microsoft Word 2002 SP-1, Microsoft Project 2000, WinZip 8.0, Norton AntiVirus от Symantec и Netscape 6.2.1) SiS655 демонстрирует замечательную производительность. При использовании наиболее быстрых двухканальных режимов ему удается обойти всех конкурентов от Intel.


В мультимедийных задачах (Multimedia Content Creation Winstone 2003 включает Adobe Photoshop 7.0, Adobe Premiere 6.0, Macromedia Director 8.5.1, Macromedia Dreamweaver 4, Microsoft Windows Media Encoder 7.01.00.3055, Netscape 6.2.3, NewTek LightWave 7.5 и Sonic Foundry Sound Forge 6.0) результаты получаются похожие. За SiS можно только порадоваться. Каждый новый чипсет этой компании получается лучше прежнего и превосходит по скорости лучшие образцы наборов логики от Intel.


А вот при измерении скорости архивирования популярным архиватором WinRAR на первом месте оказывается i850E с двухканальной PC1066 RDRAM. Впрочем, и SiS655 показывает достойный результат, обгоняя по скорости Intel E7205.


Аналогичная картина наблюдается и при измерении скорости кодирования видео в формат MPEG-4.


Результаты полусинтетического теста PCMark2002 вновь возвращают пальму первенства набору логики SiS655, который благодаря сочетанию высокой пропускной способности памяти и относительно невысокой латентности превосходит всех конкурентов.
Перейдем же к изучению скорости SiS655 в игровых тестах. Тут мы решили воспользоваться новым бенчмарком 3DMark2003, позволяющем прикинуть уровень производительности платформ в 3D играх завтрашнего дня.


SiS655 c DDR400 или DDR333 SDRAM, Intel E7205 и Intel 850 демонстрируют в этом тесте примерно одинаковую производительность. Если же посмотреть на производительность платформы, исключая графическую подсистему, результат получится интереснее:


Индекс, приведенный на диаграмме, получается путем измерения производительности систем при обработке вершин программным образом. Как видим, SiS655 здесь занимает уже далеко не лидирующие позиции, а на первом месте со значительным отрывом, как это не странно, оказывается i850E, работающий с PC1066 RDRAM.


По всей видимости, лучшим чипсетом для игровых платформ останется i850E. В игре Return to Castle Wolfenstein SiS655 не удается обогнать RDRAM-чипсет. Однако, производительность SiS655 здесь все же выше, чем у любых систем с DDR SDRAM от Intel.

В Unreal Tournament 2003 лидерство вновь оказывается на стороне предложений от Intel. Причем, в этом случае одинаково сильно себя проявляют и Intel E7205 и Intel 850E.
Далее, скорость платформ была измерена в тесте SPECviewperf 7.0, построенном на измерении производительности систем в типовых профессиональных OpenGL приложениях. Этот тест хорошо подходит для сравнения различных чипсетов, поскольку результаты в нем сильно зависят от скорости взаимодействия процессора с памятью.

В этом классе приложений (профессиональные OpenGL) SiS655 показывает относительно невысокую производительность. Так что новый набор логики от SiS вряд ли следует применять в рабочих станциях – для этого гораздо лучше подойдут решения от Intel.

Выводы

Итак, SiS вновь удалось произвести выдающийся продукт для Pentium 4 платформы. Раз от раза наборы логики этой тайваньской компании для Socket 478 систем становятся все лучше и лучше. SiS655 с этой точки зрения продолжает славные традиции SiS648 и SiS645DX. Сочетая широкие возможности, поддержку технологии Hyper-Threading и работу с двухканальной памятью, SiS655 удается даже превзойти интеловские двухканальные чипсеты в ряде приложений. Впрочем, SiS655 все же есть куда совершенствоваться – его скорость в современных играх и профессиональных OpenGL приложениях не так высока, как хотелось бы.
И все же. Вы можете купить современную плату на Intel E7205, заплатив за нее порядка $200, а можете приобрести практически полностью аналогичный продукт на базе SiS655, и он обойдется гораздо дешевле – порядка $140. Именно в этом и заключается основная сила наборов логики от SiS.
Однако мы все же должны напомнить, что срок жизни SiS655 и продуктов на его основе может оказаться совсем небольшим. Свои новые процессоры Intel будет ориентировать на 800-мегагерцовую шину, а вопрос относительно ее поддержки в SiS655 остается открытым. И тем не менее, выбирающим платформу для Pentium 4 сегодня, мы однозначно рекомендуем обратить внимание на SiS655.