Обзор чипсета Intel 815

История интеловских чипсетов под процессоры класса P6 крайне поучительна. Начиная с i440FX, первого чипсета, анонсированного одновременно с Pentium Pro, и до начала победного шествия i440BX, Intel, постепенно внедряя такие новации как AGP, 100-мегагерцовая шина, PC100 SDRAM, не испытывал никаких проблем и рынок с радостью принимал каждый новый продукт. Однако, с одним из последних чипсетов для производительных систем, i820, у Intel произошел казус. Желая искусственно воздействовать на рынок, пытаясь переориентировать пользователей на использование RDRAM в настольных системах, у Intel нашла коса на камень. Ни производители и ни потребители оказались не готовы к таким резким переменам, тем более связанным с существенными затратами, так как даже сейчас стоимость SDRAM и RDRAM различается в 3-5 раз. К тому же и сам Intel не смог выпустить злополучный i820 в срок и дата начала его поставок неоднократно откладывалась.

Таким образом, ситуация с чипсетами обернулась для Intel не лучшим образом. В одночасье дешевые i810 и i810E, ориентированные на low-end и имеющие интегрированное графическое ядро стали благодаря поддержке SDRAM гораздо более популярны, чем i820, предназначенный для mainstream. А ослабшие позиции Intel в этом секторе рынка начала теснить VIA, на глазах набирающая популярность благодаря своим удачным продуктам Apollo Pro133 и Apollo Pro133A.

Intel в такой ситуации не оставалось уже больше ничего, как пойти на поводу желаний потребителей и добавить в i820 поддержку SDRAM. Однако, из песни слова не выкинешь, да и не вставишь. Потому взаимодействие i820 с SDRAM реализовывалось посредством добавления в набор микросхем еще одного чипа, который обеспечивал интерфейс между RDRAM и SDRAM. Результатом такого симбиоза двух принципиально различающихся архитектур явилась крайне низкая производительность и невысокая стабильность, которая впоследствии привела к отзыву данного решения. Так что и эта мера не позволила i820 снискать расположение потребителей.

Такое катастрофическое положение с продвижением i820 на рынок навело Intel на мысль о необходимости создания еще одного чипсета с поддержкой SDRAM, а именно ее современной модификации PC133 SDRAM. К сожалению, продолжающий до сих пор служить верой и правдой i440BX уже начал морально устаревать, так как он не поддерживает многих современных возможностей AGP 4x, PC133 SRDAM, UltraDMA/66, а самое главное в нем не заложена поддержка частоты системной шины 133 МГц.

Вот краткая предыстория, объясняющая, благодаря чему мы получили в свое распоряжение еще один чипсет, Intel 815 (Solano). Итак, для начала посмотрим на его характеристики в сравнении с основными конкурентами.

Итак, как видно из таблицы, i815 является вполне нормальным приемником i440BX. Да и его характеристики по сравнению с конкурирующим VIA Apollo Pro133A выглядят достойно. Единственное, что несколько настораживает, так это малый объем поддерживаемой оперативной памяти — всего 512Мбайт против 1Гбайта у конкурирующих продуктов. Но ничего не поделаешь, сказывается дурная наследственность i810E, на основе которого делался i815. Поэтому-то строение и i810 и i815 оказалось очень похоже. Оба этих чипсета используют Accelerated Hub Architecture, применяемую Intel в настоящее время во всех своих новых наборах логики.

Суть Accelerated Hub Architecture проста. Так как южный мост чипсета, реализующий поддержку IDE-устройств, AC'97 звука, сети и прочей периферии также нуждается в доступе к памяти, шина, соединяющая его с северным мостом, содержащим контроллер системной памяти должна обладать достаточной пропускной способностью для обеспечения нормальной передачи данных между мостами. Раньше, когда южный мост являлся обычным PCI-устройством и соединялся с северным мостом шиной PCI, пропускная способность этого соединения составляла 133Мбайт/с. Теперь же этого просто недостаточно. Например, новый протокол жестких дисков, ATA/100 позволяет обмениваться данными с каждым из двух каналов IDE со скоростью 100Мбайт/с. Таким образом, назрела необходимость сменить шину, соединяющую южный и северный мосты на более производительную. Именно поэтому и была создана Accelerated Hub Architecture: теперь шина между мостами, называемыми теперь хабами, имеет пропускную способность 266Мбайт/с.

Чипсет же теперь состоит из пары основных хабов:

• Intel 82815 Graphics and Memory Controller Hub (GMCH)
• Intel 82801AA или Intel 82801BA I/O Controller Hub (ICH или ICH2)

И дополнительного FWH, представляющего из себя микросхему флеш-памяти.

Посмотрим теперь на каждый из основных хабов подробнее.

Intel 82815 Graphics and Memory Controller Hub

GMCH чипсета Intel 815 объединяет контроллер памяти и интегрированное графическое ядро и обеспечивает интерфейс с процессором, системной памятью и внешним портом AGP 4x.

Что касается встроенной графики, то тут никаких изменений по сравнению с i810 практически не произошло. То есть, и в i815 мы опять видим старенький i752. Единственное, теперь он работает на частоте 133 МГц и не имеет дисплейного кеша, который при желании может устанавливаться в виде Graphics Performance Accelerator устанавливаемого в слот AGP. Что же касается производительности, то она так и осталась на уровне графических акселераторов второго поколения, то есть медленнее чем даже NVIDIA Riva TNT. Более подробно о возможностях графического ядра i752 мы говорили в обзорах i810 и i810E.

Что же касается контроллера памяти, то и тут есть свои тонкости. Наконец-то Intel реализовал в своем чипсете поддержку PC133 SDRAM. Однако, результатом того, что i815 разрабатывался на основе i810E, новый чипсет поддерживает только шесть банков памяти, то есть три слота DIMM. Причем, поддерживает их только в режиме PC100. Если же вы захотите, чтобы память работала на частоте 133 МГц, то придется ограничиться только двумя модулями памяти (четырьмя банками) — при наличии пятого банка памяти система автоматом переводит память на частоту 100 МГц.

Аналогично VIA Apollo Pro133A, i815 может тактовать память асинхронно с FSB, правда, также с ограничениями. При использовании CPU с частотой шины 66 МГц или 100 МГц память работает только на 100 МГц, других вариантов нет. Зато при установке процессора со 133-мегагерцовой шиной, память можно тактовать как на 100 МГц, так и на 133 МГц. Как видим, в отличие от i820, i815 поддерживает и 66-мегагерцовые процессоры, то есть Celeron. Этот факт еще раз показывает, что Intel нацеливает i815 скорее на рынок дешевых систем, а не на производительные настольные компьютеры, как i820.

Intel 82801BA I/O Controller Hub

В системных платах с GMCH i82815 в качестве второго хаба может использоваться две микросхемы. Это, также как в случае и с i820, Intel 82801AA (ICH1) или Intel 82801BA (ICH2). Первая из этих микросхем, ICH1, уже знакома нам по всем предыдущим интеловским чипсетам с хабовой архитектурой. Среди ее основных характеристик необходимо отметить следующие:

• Поддержка 33-мегагерцовой шины PCI, совместимой со спецификацией версии 2.2
• Поддержка до 6 PCI слотов
• Управление питанием
• Выполняет функции контроллеров DMA и прерываний, а также функции таймера
• Интегрированный IDE-контроллер с поддержкой Ultra ATA/66
• Поддержка 2-х USB портов
• SMBus совместимая с большинством I2C устройств
• Имеет выход для подключения AC97-совместимых кодеков аудио и модема
• Поддержка интерфейса LPC (Low Pin Count)
• Поддержка интерфейса FWH
• Поддержка пробуждения от сети

Собственно, все эти функции уже знакомы, и подробности о ICH1 можно прочитать в обзоре, например, Intel 820. Единственное, что же хочется добавить, так это то что, несмотря на то, что сам ICH шину ISA не поддерживает, на системных платах на базе i815 слоты ISA увидеть все-таки возможно: они реализуются посредством внешнего PCI to ISA bridge.

Теперь о ICH2. Этот чип — следующий чип в линейке ICH, предоставляющий несколько большие возможности чем ICH1. Первое, и пожалуй одно из основных его отличий является поддержка нового IDE протокола ATA/100, о котором можно прочитать в нашей статье. Этот протокол позволяет увеличить теоретическую пиковую скорость обмена данными с дисковой подсистемой. И хотя на данный момент достичь физической скорости чтения данных с жесткого диска в 100 Мбайт/с современные винчестеры не могут, при многократном обращении к файлам небольшого размера, умещающимся в буфере HDD выигрыш от использования ATA-100 может быть ощутим.

Вторым важным нововведением в ICH2 является наличие в этом хабе интегрированного сетевого контроллерта Intel 82559, позволяющего реализовывать 10/100 Ethernet или HomePNA (сеть по телефонной проводке). То есть, наличие сетевых выходов на системной плате построенной на базе Intel 815 не должно удивлять, а если их нет то сеть может реализовываться посредством небольшой райзер-карты, устанавливаемой в слот CNR, являющийся дальнейшим развитием AMR (но не совместимым по контактам, к сожалению).

Ну и к остальным, менее значительным отличиям следует отнести поддержку в ICH2 четырех портов USB против двух в ICH1 и поддержку шести каналов AC'97 против двух в ICH1.

Что же касается FWH, то он не претерпел никаких изменений со времен i810, поэтому описывать его возможности отдельно необходимости нет.

Производительность

Переходим к наиболее интересному моменту, так как во многом успех или неуспех i815 в качестве приемника i440BX будет определяться его производительностью.

Для тестирования нового чипсета использовалась плата от Intel на i815E, D815EEA. Данная системная плата формата ATX снабжена процессорным разъемом Socket 370 и поддерживает FC-PGA процессоры Intel Celeron и Intel Pentium III. Помимо слота AGP на плате имеются три слота DIMM, пять слотов PCI и слот CNR. Интегрированный звук на D815EEA реализован посредством интегрированного PCI звукового контроллера от Creative Labs. Благодаря использованию в данной плате ICH2 поддерживается новый протокол жестких дисков ATA/100.

Мы сравнивали производительность данной платы с производительностью плат на i440BX (ASUS P3BF), на i820 (AOpen AX6C-L) и на VIA Apollo Pro133A (Chaintech 6ATA4). В тестах использовался процессор с частотой системной шины 133 МГц, следовательно плата на i440BX работала в нештатном режиме и частота на AGP составляла 89 МГц против положенных 66 МГц. В состав тестовой системы помимо перечисленных системных плат входило следующее оборудование:

• Процессор Intel Pentium III 933
• Видеокарта Creative 3DBlaster Annihilator Pro
• Звуковая карта Creative Sound Blaster Live!
• Жесткий диск IBM DJNA 372200
• 128 Мбайт PC133 SDRAM производства Micron (в системах на i440BX, VIA Apollo Pro133A и i815)
• 128 Мбайт PC800 RDRAM производства Samsung (в системе на i820)

Перейдем к результатам. Для начала — результаты тестов офисными приложениями под операционной системой MS Windows 98SE.

По результатам данного теста, измеряющего средневзвешенную производительность в типичных приложениях создания контента, лидером выходит i815. На втором месте — i820, производительность которого находится на таком высоком уровне благодаря применению системной памяти типа RDRAM, имеющей большую пропускную способность.

Здесь расклад несколько другой, так как в этом тесте используется более широкий спектр типовых офисных приложений. Но лидирует опять i815, подтверждая тот факт что контроллер памяти в этом чипсете один из самых лучших. Даже никогда ранее непревзойденный i440BX отстал от нашего новичка на пару пунктов.

Для более подробного знакомства с быстродействием в различных приложениях, приведу более подробные результаты:

Диаграмма говорит сама за себя, мы же посмотрим, что же показывают участники тестирования в играх.

Для оценки качества реализации порта AGP у чипсетов мы воспользовались демо quaver в Quake3, требующей прокачки больших объемов текстур. Результат тут для i815 неутешительный, однако его можно списать и на несовершенство драйверов и BIOS. i820 же впереди опять таки благодаря высокой пропускной способности используемой с ним RDRAM.

Стандартный тест в низком разрешении в Quake3 обнаруживает превосходство разогнанного i440BX, функционирующего при частоте FSB 133 МГц.

А вот в Unreal Tournament, сильно нагружающем всю систему в целом, включая и процессорную шину, на высоте снова i815.

Уменьшение разрешения, а следовательно и нагрузки на графическую подсистему соотношения сил не изменяют.

Чтобы оценить, насколько эффективно чипсет функционирует с памятью, достаточно запустить Expendable. И снова мы видим неопровержимое доказательство того, что Intel не ударил в грязь лицом, выпустив i815. Не стоит удивляться и низким результатам i820: Expendable не требует потоковой передачи данных, потому RDRAM оказывается бессильна.

А вот при разрешении 640х480х16 вперед выходит i440BX, правда совсем на чуть-чуть.

Не меньший интерес представляют и скорости чипсетов, показываемые под NT-подобной операционной системой, например под Windows 2000.

Как ни странно, смена операционной системы привела к краху i820. Наш же герой, i815, на высоте и в Windows 2000. Вот раскладка результатов SYSmark 2000 по конкретным приложениям:

Кроме того для воссоздания полной картины скоростных возможностей i815 я провел измерение производительности рассматриваемых чипсетов синтетическим тестом SPECviewperf, моделирующим работу системы в различных приложениях, выполняющих 3D-рендеринг.

В системе 3D-анимации системы построенные на всех чипсетах показали близкие результаты. Тем не менее, небольшой отрыв есть у i440BX.

В пакете 3D-моделирования также различия в скоростях невелико. Только сильно отстал от лидеров VIA Apollo Pro133A.

В задаче научной визуализации физической модели пальму первенства перехватывает i820.

При расчете освещенности на высоте опять оказывается i820. Видимо, для профессиональной OpenGL графики этот чипсет подходит более всего благодаря поддерживаемой памяти RDRAM с выcокой пропускной способностью. i815 же идет здесь наравне с i440BX.

В промышленном дизайнерском программном пакете i815 снова похвастать особо нечем. Однако, во всех профессиональная OpenGL-графика под Windows 2000 оказалась единственным применением, где i815 не порадовал нас высокими показателями. Впрочем, ничего странного в этом нет. Естественно, для этих целей лучше подходит high-end чипсет i820.

В заключение пару слов скажу об интегрированном графическом ядре. Да, производительность его невысока и находится на уровне скорости графических карт двухлетней давности. Но и достается оно пользователю фактически бесплатно. Поэтому, как промежуточное решение его расценивать вполне возможно. Тем белее, что в 2D скорость у него вполне достаточная для нормальной работы.

Поэтому, логично сравнивать интегрированное графическое ядро i815 с другими встроенными графическими ядрами. Прямым конкурентом в этом плане для i815 является новый чипсет от VIA, ProSavage PM133.

VIA ProSavage PM133 — это результат совместной деятельности компаний VIA и S3, представляющий собой симбиоз чипсета VIA Apollo Pro133A и графического контроллера S3 Savage4. В нашей лаборатории имеется пререлизный сэмпл платы на VIA ProSavage PM133, позволяющий получить общее представление о возможностях встроенного в этот чипсет графического ядра. Поэтому мы сравнили производительность плат на i815 и на VIA ProSavage PM133, когда они работают со своими интегрированными графическими контроллерами.

Как видим, производительность i815 при работе с двумерной графикой очень даже неплоха. Если даже сравнить показанный в этом тесте результат с показателем, который мы получили при использовании внешней видеокарты, можно заметить, что падение производительности составляет всего порядка 2-3%. Что же касается ProSavage PM133, то тут конечно дело обстоит несколько хуже.

Зато в играх VIA ProSavage PM133 отыгрывается, что называется, по полной программе. Получается, что превосходство производительности 3D-части графического ядра чипсета от VIA составляет даже больше, чем 50%. Поэтому, используя встроенную графику VIA PM133, часто можно играть в современные игры даже в разрешении 800х600. Про i815 такого сказать нельзя

Выводы

Подведем итоги. Итак, если посмотреть не результаты тестов производительности, то вывод напрашивается однозначный — новый чипсет у Intel удался. Если не брать в расчет профессиональные OpenGL приложения, то в шести из десяти тестов i815 выходит победителем. Так что с этой точки зрения он представляет собой достойную замену i440BX, поддерживающую более дешевую и распространенную PC133 SDRAM. Все недостатки i440BX в i815 устранены — этот чипсет официально поддерживает системную щину 133 МГц, имеет поддержку AGP 4x и новых IDE протоколов ATA/66 и ATA/100.

Наконец-то на рынке снова появился чипсет от Intel, который может стать потенциальным хитом продаж. i820 на эту роль не подходит явно — уж очень дорога сейчас RDRAM, а конкурент от VIA, Apollo Pro133A отстает по производительности. Единственное, что вызывает вопросы, это цена i815. Сам набор микросхем обходится производителям системных плат в три раза дороже, чем VIA Apollo Pro133A, а значит разница в стоимости плат на этих чипсетов будет различаться по крайней мере на $30 не в пользу Intel.

Ну и необходимо отметить, что интегрированное в i815 графическое ядро показывает невысокую производительность в 3D. Поэтому, особо на него рассчитывать не стоит.

Правда, победное шествие i815 может продолжаться недолго. К концу года VIA должна объявить свой новый чипсет Apollo Pro 2000, поддерживающий DDR SDRAM. Это решение будет наверняка значительно производительнее систем с PC133 SDRAM, поэтому VIA имеет реальный шанс продолжить свою экспансию на рынок mainstream чипсетов.