Обзор интегрированного набора логики ATI RADEON 9100 IGP

Введение

Достижения компании ATI налицо. Положение этого производителя графических чипов на рынке за этот год укрепилось, и в некоторых ценовых категориях компания ATI предлагает несомненно лучшие на сегодняшний день решения. Также, в этом году ATI предприняла и еще одну попытку штурма рынка наборов системной логики. Напомним, что эта компания уже предлагала свои интегрированные чипсеты для мобильных компьютеров. Некоторые производители материнских плат, например FIC, даже используют их и в платах для настольных PC. Однако при этом удачными прошлые попытки ATI выйти на рынок наборов системной логики пока назвать не представляется возможным. Выпущенные ранее чипсеты RADEON 340M IGP и RADEON 320M IGP популярными так и не стали. Сегодня же мы обратим внимание на очередную попытку ATI выйти на рынок наборов логики для настольных систем: ATI RADEON 9100 IGP.
Глядя на успехи NVIDIA, помимо видеочипов продвигающей и чипсеты для Socket A и Socket 754 систем, компания ATI решила предпринять более агрессивные усилия для завоевания рынка наборов системной логики. Поскольку ATI имеет лицензионное соглашения с Intel, долго выбирать платформу, для которой ориентировать свой чипсет, ATI не пришлось: ATI RADEON 9100 IGP предназначен для Socket 478 процессоров. Также, совершенно неудивительно, что ATI RADEON 9100 IGP оснащен и интегрированным видеоядром, ведь именно в разработке недорогих но эффективных графических ядер ATI имеет немалый опыт.
Хотя ATI RADEON 9100 IGP был анонсирован уже достаточно давно, написать о нем ранее мы не могли. Инженеры ATI, не имеющие достаточных навыков в создании системных наборов логики, столкнулись с проблемами при разработке южного моста. Однако теперь эти проблемы, наконец, преодолены, и мы можем полноценно познакомиться с возможностями новинки.
Следует отметить, что ATI RADEON 9100 IGP привлек к себе достаточно много внимания со стороны производителей материнских плат. Ведущие производители, включая ASUS, MSI и Gigabyte объявили о своем намерении выпустить изделия, в основе которых будет лежать новый чипсет от ATI. Впрочем, это еще не может являться показателем успешности новинки. Реальное решение о том, сможет ли ATI составить конкуренцию Intel, VIA и SiS в конечном итоге примут покупатели. Мы же в рамках этого обзора попробуем на практике оценить тот потенциал, который заложен в ATI RADEON 9100 IGP.

О чипсете

На первый взгляд набор логики ATI RADEON 9100 IGP не имеет никаких замечательных особенностей. Более того, в то время как северный мост все-таки выглядит в некоторой степени современно, южный мост нового чипсета от ATI больше похож по своим возможностям на аналогичные чипы вчерашнего дня. Посмотрим на блок-схему этого чипсета.


Формально, северный мост ATI RADEON 9100 IGP обладает поддержкой процессоров семейства Pentium 4 с частотами шины 400/533/800 МГц, имеет встроенное графическое ядро и поддерживает внешние графические карты с интерфейсом 8x. Также, в этом чипе заложена поддержка технологии Hyper-Threading, а также содержится двухканальный 128-битный контроллер памяти, поддерживающий DDR400/DDR333/DDR266 SDRAM. То есть, на первый взгляд, ATI RADEON 9100 IGP является вполне достойным конкурентом интегрированного чипсета от Intel, i865G.
Однако, таково только лишь первое впечатление. Надо заметить, что поддержка 800-мегагерцовой Quad Pumped Bus и DDR400 SDRAM – достаточно спорные свойства ATI RADEON 9100 IGP. По крайней мере, во время анонса этого набора логики ATI официально о наличии данных свойств утверждать не взялась. Соответствующие коррективы в спецификации были внесены позже. Более того, первые эталонные материнские платы на базе ATI RADEON 9100 IGP процессоры с 800-мегагерцовой шиной не поддерживали вовсе.
Впрочем, похоже, отчасти эти проблемы решились. Серийные материнские платы, основанные на ATI RADEON 9100 IGP, которые стали появляться в продаже, 800 МГц Quad Pumped Bus и DDR400 уже поддерживают. Однако наш опыт общения с такими платами показал, что эту поддержку считать полноценной все-таки не следует. Новый чипсет от ATI предъявляет чрезвычайно жесткие требования к модулям памяти, используемым на частоте 400 МГц. В частности, многие модули DDR400 SDRAM на штатной частоте в платах на ATI RADEON 9100 IGP попросту не работают, а некоторые модули можно использовать только лишь при установке нежестких таймингов. Например, применяемая нами память Corsair XMS3200LL, которая в платах на базе чипсетов Intel работает на частоте 400 МГц при таймингах 2-2-2-5 безо всяких проблем, в материнках, основанных на ATI RADEON 9100 IGP, стабильно функционирует только лишь при таймингах 2-3-3-8. То есть, какие-то проблемы с контроллером памяти в северном мосту ATI RADEON 9100 IGP все же остались.
Северный и южный мост в ATI RADEON 9100 IGP соединяется посредством собственной шины A-Link, имеющей пропускную способность 266 Мбайт в секунду. Напомним, что в своих прошлых чпсетах для соединения северного и южного моста ATI использовала шину PCI, однако для современных нужд ее пропускной способности уже недостаточно. Это потребовало от ATI разработки собственного южного моста, который имеет название IXP250. В своих же чипсетах, выпущенных ранее, ATI удавалось обходиться южными мостами ALi, однако сегодня этот фокус уже не проходит.
Южный мост IXP250 своими характеристиками особо не радует. Особенно огорчает отсутствие поддержки интерфейса Serial ATA-150, которую мы уже давно привыкли видеть во всех современных наборах логики. Однако, похоже, с реализацией этой возможности у ATI возникли проблемы не меньшие, чем у NVIDIA. В остальном, южным мостом ATI IXP250 поддерживается шесть USB 2.0 портов, два канала ATA-100 и шестиканальный AC97 звук. Сетевые возможности в ATI IXP250 реализованы посредством использования встроенного контроллера 3COM 10/100 Ethernet. В общем, при создании южного моста для своего набора логики ATI не стала особо напрягаться. Некоторых полезных возможностей в нем попросту нет, некоторые возможности реализованы посредством использования контроллеров третьих фирм. Кстати, у нас есть определенные основания полагать, что и ATA-100 контроллер в ATI IXP250 выполнен на основе интеловского контроллера.
Заметим также, что помимо IXP250 компания ATI предлагает и два альтернативных южных моста, подключаемых к шине A-Link, IXP150 и IXP200. Эти два чипа представляют собой упрощенную версию IXP250 и не содержат реализованных в нем функций энергосбережения. ATI IXP150 при этом также лишен и сетевого контроллера. В недалеком будущем компания ATI обещает выпустить еще одну версию южного моста с долгожданной поддержкой Serial ATA. Если верить утверждениям ATI, то появиться она будет должна в течение первого квартала 2004 года.
Таким образом, при использовании штатных возможностей ATI RADEON 9100 IGP сегодня возможно создание лишь материнских плат нижнего ценового уровня, что, в общем, вполне нормально для набора логики с интегрированным графическим ядром. Реализация IEEE1394/FireWire и Serial-ATA интерфейсов на таких платах потребует использования дополнительных чипов, и это будет означать увеличение конечной стоимости продукта.
Но, тем не менее, ATI RADEON 9100 IGP является вторым набором логики с интегрированным видеоядром, претендующим на звание «производительный», поскольку он поддерживает Hyper-Threading, 800 МГц Quad-Pumped Bus и двухканальную DDR400 SDRAM. Благодаря этим своим свойствам, ATI RADEON 9100 IGP является прямым конкурентом i865G. Давайте посмотрим, как соотносятся характеристики этих чипсетов:


Отдельное внимание необходимо уделить и интегрированному в ATI RADEON 9100 IGP видеоядру, поскольку именно оно является основным козырем этого набора логики. Дело в том, что в чипсете от ATI интегрировано ядро, по своей архитектуре напоминающее RADEON 9200, что сильно расширяет функциональность ATI RADEON 9100 IGP по сравнению с интегрированными наборами логики других производителей.
Однако перед тем как перейти к рассказу о 3D возможностях чипсета от ATI, пару слов необходимо сказать и о 2D графике. Благодаря 400-мегагерцовому RAMDAC графическое ядро ATI RADEON 9100 IGP поддерживает максимальное разрешение 2048x1536x32bit при частоте обновления 85 Гц. При этом максимальная частота обновления в более привычном режиме 1600x1200x32bit может достигать 100 Гц. В результате, в отличие от многих других интегрированных чипсетов, качество 2D картинки в ATI RADEON 9100 IGP просто превосходно: нет никаких намеков на замыливание изображения даже в очень высоких разрешениях. Естественно, инженеры ATI уделили внимание и аппаратной поддержке DVD-декодирования. В чипсете имеются расширенные функции проигрывания DVD, включая аппаратные iDCT и компенсацию движения. Также необходимо отметить, что ATI RADEON 9100 IGP обладает поддержкой TV-out и DVI выходов, не требуя применения дополнительных чипов или дочерних плат.
Что касается 3D, то в этой части ATI RADEON 9100 IGP без всяких сомнений можно считать наиболее продвинутым на сегодняшний день интегрированным чипсетом. Так, он является единственным набором логики с интегрированным видеоядром, поддерживающим функциональность DirectX 8. Аналогичным свойством не могут похвастать ни i865G, ни NVIDIA nForce2, которые обладают поддержкой только лишь DirectX 7. Для того чтобы охарактеризовать 3D-возможности ATI RADEON 9100 IGP, мы составили таблицу, в которой видеоядро этого чипсета сравнивается с конкурирующим видеоядром Intel Extreme Graphics 2, встроенным в i865G:


Особых комментариев таблица не требует: все ясно и так. По части количества поддерживаемых возможностей ATI RADEON 9100 IGP оказывается вне конкуренции. Собственно, еще одна сильная сторона чипсета от ATI заключается как раз в высокой совместимости с различными играми. Благодаря поддержке пиксельных шейдеров 1.4 количество игр, с которыми не сможет справиться ATI RADEON 9100 IGP крайне невелико. О том же, что при этом i865G не работает в большом количестве игр, напоминать, думается, не надо.
Что касается производительности этого ядра, то ATI в своем чипсете попыталась оптимизировать его работу с памятью. Поскольку видеопамять в современных интегрированных наборах логики выделяется из системной памяти, графическое ядро становится еще одним активным потребителем пропускной способности шины памяти. Именно поэтому применение различных технологий для компрессии данных передаваемых из памяти к графическому ядру способно дать ощутимое преимущество в быстродействии. Тем более что низкая скорость памяти в чипсетах с UMA архитектурой достаточно часто ограничивает скорость 3D.
Еще одной забавной возможностью ATI RADEON 9100 IGP является технология Surroundview: функция, благодаря которой платы на этом чипсете может поддерживать три независимых монитора при использовании дополнительной видеокарты. Суть данной технологии состоит в том, что встроенное в чипсет видеоядро может оставаться включенным и при установке внешней видеокарты. Хотя некоторые производители материнских плат поспешили разрекламировать эту возможность, на данный момент эта технология не работает. ATI встретилась с проблемами при ее практической реализации в чипсете, поэтому в тех материнских платах на ATI RADEON 9100 IGP, которые можно будет приобрести в ближайшее время, при установке AGP 8x платы встроенное видеоядро автоматически будет отключено.

Как мы тестировали

Тестирование нового интегрированного набора логики от ATI мы проводили в два этапа. В первую очередь мы посмотрели на то, как работает ATI RADEON 9100 IGP при задействовании встроенного графического ядра. Затем мы оценили производительность этого набора логики при использовании внешней видеокарты, что позволило нам более полноценно сформировать мнение об эффективности контроллера памяти новинки.
Для тестирования мы использовали новую материнскую плату на базе ATI RADEON 9100 IGP выпущенную компанией Sapphire, AXION 9100 IGP (RS300-MA26).

Как видим, данная плата выполнена в MicroATX форм-факторе и основывается на связке северного моста ATI RADEON 9100 IGP и южного моста IXP150. Таким образом, эта плата нацеливается на бюджетный сектор рынка и имеет лишь самый базовый набор возможностей (USB 2.0, ATA-100, AC97, 10/100Mbit Ethernet) и минимальное число слотов расширения (3 PCI, 2 DIMM и AGP 8x). Даже такие привычные функции как аппаратный мониторинг или поддержка Ethernet y AXION 9100 IGP относится к опциональным возможностям. Впрочем, благодаря этому стоимость таких плат будет составлять около $70. И это за плату со встроенным видеоядром и поддержкой самых современных процессоров!
Естественно, при такой ориентации продукта от Sapphire требовать от него какие-либо изыски не следует. Главное, чтобы этот продукт обеспечивал стабильное функционирование системы, и тогда он вполне может завоевать популярность среди сборщиков компьютеров или среди пользователей, стремящихся приобрести недорогую систему. С этим AXION 9100 IGP неплохо справляется: с точки зрения стабильности у нас нет никаких претензий к рассматриваемой плате.
В соперники Sapphire AXION 9100 IGP мы решили выбрать плату аналогичного класса, основанную на интегрированном наборе логики от Intel. Такой платой стал один из продуктов того же производителя, основанный на наборе логики Intel 865G.
Кроме того, для сравнения производительности чипсетов при использовании внешней видеокарты в число протестированных продуктов мы включили и материнскую плату, основанную на дискретном наборе логики Intel 865PE.

В итоге, в процессе тестов задействовался следующий набор оборудования:

Процессор: Intel Pentium 4 3.2 (шина 800 МГц);
Материнские платы: Sapphire AXION 9100 IGP (RS300-MA26), Sapphire 865GMS4-A10, ASUS P4P800;
Память: Corsair XMS3200LL (2 модуля по 256 Мбайт);
Графическая карта: NVIDIA GeForce FX 5900 Ultra (драйвера Detonator 52.16);
Жесткий диск: Western Digital WD400JB.

Тестирование выполнялось в операционной системе Windowx XP Professional SP1 с установленным пакетом DirectX9.0b.

Производительность

В первую очередь уделим внимание производительности встроенного контроллера памяти. Для измерения пропускной способности и латентности подсистемы памяти мы воспользовались тестом ScienceMark 2.0.

Как видим, контроллер памяти в ATI RADEON 9100 IGP не столь эффективен, как контроллер памяти в интеловских чипсетах. Причин этому несколько. Во-первых, ATI RADEON 9100 IGP требует установки менее агрессивных таймингов памяти. Во-вторых, сам по себе контроллер памяти в чипсете от ATI не так хорош: опыт инженеров ATI в создании наборов системной логики не столь велик.
В полученных результатах хочется отметить один интересный момент. Падение производительности подсистемы памяти при включении встроенного графического ядра у i865G и ATI RADEON 9100 IGP сильно различается. Если у i865G происходит ощутимое снижение пропускной способности и увеличение латентности, то скорость работы контроллера памяти в чипсете от ATI падает не так сильно. Объясняется это, по-видимому, тем, что видеоядро ATI RADEON 9100 IGP не столь сильно нагружает шину памяти благодаря используемым в этом чипсете алгоритмам сжатия данных, передаваемых графическим ядром по шине.
Заметим также, что i865PE показывает более высокую скорость, нежели i865G даже при задействовании внешней видеокарты. Хотя эти чипсеты не отличаются по внутреннему устройству, данное различие действительно имеет место. Однако винить в этом следует не чипсеты, а материнские платы. Производители плат не считают необходимым проводить качественную оптимизацию BIOS своих продуктов, основанных на i865G ввиду их ориентации на использование в бюджетных системах. Поэтому, платы на i865G работают медленнее своих собратьев, ориентированных на mainstream: в них устанавливаются неагрессивные внутренние тайминги, а о поддержке PAT и вовсе можно забыть.
Посмотрим теперь, какую же скорость нам сможет показать ATI RADEON 9100 IGP в приложениях, не задействующих 3D графику.

Бенчмарки семейства Winstone, демонстрирующие уровень производительности в офисных приложениях и задачах для работы с цифровым контентом показывают, что скорость ATI RADEON 9100 IGP вполне приемлема. Основная заслуга в этом лежит на IDE контроллере, встроенном в южный мост. Его эффективность практически такая же, как эффективность IDE контроллера ICH5.

Скорость при сжатии и кодировании данных сильно зависит от эффективности контроллера памяти. И если при использовании встроенного графического ядра ATI RADEON 9100 IGP может показывать сопоставимые с i865G результаты, то применение внешней видеокарты приводит к тому, что скорость чипсета от ATI оказывается значительно ниже быстродействия i865G.
Вторая часть тестирования посвящена исследованию производительности встроенного в ATI RADEON 9100 IGP графического ядра.

В графическом тесте 3DMark2001 SE преимущество интегрированного ядра чипсета ATI RADEON 9100 IGP налицо. Хоть какую-то конкуренцию набору логики от ATI i865G может составить только в первых двух тестах и только в разрешении 640x480, где его производительность оказывается сравнимой благодаря более высокой тактовой частоте графического ядра. При увеличении же разрешения более эффективное использование шины памяти в ATI RADEON 9100 IGP дает возможность этому чипсету показывать гораздо более высокие результаты. Третий игровой тест, Lobby, использует вертексные шейдеры, которые реализованы в ATI RADEON 9100 IGP явно лучше, чем в i865G. Поэтому, в этом тесте чипсет от ATI выигрывает и в низком разрешении. Что касается Nature, то этот тест требует от видеоядра функциональности DirectX 8, которую i865G предоставить не в состоянии. Поэтому данный тест на интегрированном чипсете от Intel попросту не запускается.

В то же время, 3DMark03 отчетливо демонстрирует нам то, что для современных игр интегрированные чипсеты не подходят совсем. Хотя DirectX 8 тесты и проходят на ATI RADEON 9100 IGP, скорость при этом просто плачевна. Что же касается первого теста Wings of Fury, требующего от видеоядра функциональности DirectX 7, то в нем вновь уверенно побеждает ATI RADEON 9100 IGP благодаря более качественной поддержке вершинных шейдеров и возможности накладывать до шести текстур за такт.

Забавно, но в Quake3 набор логики от Intel показывает более высокие результаты, нежели ATI RADEON 9100 IGP. Это – единственный 3D тест, где мы сталкиваемся с таким положением дел. Видимо, дает о себе знать более высокая частота ядра i865G вместе со сравнительной простотой движка этой игры, не использующего ни вершинные шейдеры, ни все шесть TMU чипсета от ATI.

В более современном Unreal Tournament 2003 чипсет от ATI вновь побеждает конкурента с большим отрывом.

Аналогичная ситуация наблюдается и в Serious Sam: The Second Encounter.
В заключительной части тестирования мы посмотрим на скорость интегрированных чипсетов после их апгрейда с помощью внешней графической карты NVIDIA GeForce FX 5900 Ultra.

Как видим, апгрейд ATI RADEON 9100 IGP ни к чему хорошему не приводит. Слабость встроенного в этот набор логики контроллера памяти приводит к тому, что скорость в играх при использовании внешней AGP 8x карты оказывается гораздо ниже скорости интеловских чипсетов в аналогичных условиях.

Выводы

На основании полученных результатов можно говорить о том, что очередная попытка ATI выйти на рынок интегрированных чипсетов может оказаться вполне удачной. По крайней мере, новый чипсет ATI RADEON 9100 IGP отличается высококачественным интегрированным ядром, которое может похвастать хорошей совместимостью с играми и высокой (относительно других интегрированных ядер) производительностью. Уровень этой производительности таков, что ATI RADEON 9100 IGP вполне может позволить комфортную игру в 3D игры прошлого поколения при разрешениях вплоть до 1024x768. Таким образом, в качестве основы для недорогих систем ATI RADEON 9100 IGP вполне подходит.
Что же касается перспектив дальнейшего апгрейда платформ, в основе которых лежит ATI RADEON 9100 IGP, то тут возникает серьезная проблема. Несмотря на то, что этот чипсет совместим с самыми новыми Socket 478 процессорами и имеет внешний порт AGP 8x, его производительность после установки внешней видеокарты вряд ли можно назвать удовлетворительной. К сожалению, контроллер памяти ATI RADEON 9100 IGP медлителен и обладает низкой совместимостью с DDR400 SDRAM. Итогом этого является значительно отставание плат на ATI RADEON 9100 IGP от аналогичных продуктов, в основе которых лежат конкурирующие чипсеты.
В итоге же, учитывая низкую цену плат на базе ATI RADEON 9100 IGP, мы можем утверждать, что определенную популярность этот чипсет завоюет именно в качестве интегрированного решения. Мы наверняка будем встречать его в Small Form Factor PC и в дешевых компьютерах, куда он, несомненно, органично впишется. Однако говорить об ATI как об успешном производителе наборов системной логики пока явно рановато. Если бы не графическое ядро, то ATI RADEON 9100 IGP не представлял бы никакого интереса. Так что в оптимизации контроллеров памяти и совершенствовании южных мостов инженерам ATI еще надо попрактиковаться. Будем надеяться, что следующий чипсет от этого производителя станет более производительным и появится он не через год или еще позднее, а в обозримом будущем.