Линейка NVIDIA nForce: Год на рынке

17.09.2002

Вступление

Эта история началась около двух лет назад, когда компании Microsoft и NVIDIA объявили, что NVIDIA была выбрана на роль разработчика логики ядра для игровой консоли X-Box. Будучи признанным лидером в разработке графических решений, NVIDIA являлась фаворитом гонки, и подобный результат был предсказуем. Но на этот раз NVIDIA должна была пойти дальше простой разработки GPU; компании предстояло создать целый чипсет: контроллеры шины и памяти, коммуникации, средства связи с периферийными устройствами и даже аудио. Некоторые эксперты предположили и оказались правы, что NVIDIA на этом не остановится и попробует выйти на рынок системных чипсетов со своим собственным решением. Поначалу по Интернет ходили слухи, что будет выпущено две версии чипсета : для процессоров от AMD и от Intel. И правда, NVIDIA пыталась договориться с Intel по поводу лицензирования своего чипсета для работы с процессорной линейкой P4, но NVIDIA сочла условия лицензирования невыгодными для себя. В итоге NVIDIA анонсировала свой первый набор системной логики для процессоров AMD, названный . Все те, кто знал, чего NVIDIA сумела добиться на графическом рынке, с нетерпением ждали выхода нового продукта. Выход продукта должен был стать настоящей революцией! Но увы, несмотря на действительно революционные нововведения присутствующие в нём, NVIDIA умудрилась допустить несколько оплошностей при продвижении nForce на рынок, и в результате продукты на основе этого чипсета не получили широкого распространения.

Теперь, год спустя, NVIDIA возвращается на рынок с обновлённой и улучшенной версией nForce. Станет ли нынешний продукт успешным, сможет ли NVIDIA отнять долю рынка у своих конкурентов - уже сейчас мы можем предсказать некоторые из возможных вариантов развития событий. Чтобы помочь вам полностью представить и понять ситуацию, которая скоро сложится, я предлагаю вашему вниманию краткий обзор некоторых особенностей nForce первого поколения, кои обычно не подлежали широкому обсуждению.

nForce 220/415/420

Конечно же вы слышали о возможностях плат, созданных на основе первого поколения nForce (если нет, тогда зачем вы читает эту статью? :)) Я постараюсь напомнить вам в наиболее краткой форме о тех возможностях nForce, которые там были использованы впервые за историю индустрии.

• Первый системный чипсет использующий технологию AMD Hyper Transport.
• Первый чипсет использующий двойной контроллер памяти.
• Первый чипсет с интегрированным аудио и видео высокого уровня.
• Решение <всё в одном>, включающее всю необходимую периферию.

Несмотря на поистине ошеломляющие параметры, указанные на бумаге, настоящие платы на основе nForce частенько не могли окупить свою высокую стоимость. Кроме того, многие пользователи первых материнских плат столкнулись с проблемами, с которыми им никогда раньше не приходилось встречаться. Ниже приводится описание сути трёх самых обсуждаемых на форумах <проблемных> тем чипсета.

Контроллер памяти TwinBank

nForce стал первым чипсетом с двумя контроллерами памяти, которые способны работать параллельно, поднимая максимальное значение пропускной способности на уровень 4.2 ГБ/с и снижая латентность памяти вдвое (в лучшем случае). Определённо, архитектура памяти TwinBank является весьма перспективным технологическим решением, но её первое воплощение в nForce 415/420 оказалось небезупречным. Сразу после анонсирования чипсета, ещё до того как первые инженерные образцы плат стали доступны для тестирования, почти никто из обозревателей не обратил внимание на значение максимальной полосы пропускания процессоров AMD, которое до сих пор находится на отметке 2.1 ГБ/с. Это означает, что nForce не удвоит производительность памяти на AMD системах: процессор попросту не сможет обработать такое количество данных. Но благодаря интегрированному в nForce графическому ядру (чип IGP), остальная часть полосы пропускания (половина) не расходуется впустую, а идёт на обеспечение доступа от графического процессора к системной памяти. Однако, 2.1 ГБ/с явно не хватает для интегрированного ядра GeForce 2 MX работающего на частоте 175 МГц, в результате чего скорость графики nForce осталась на уровне GeForce 2 MX200. Ещё оставались надежда, что контроллер памяти TwinBank ещё покажет свою мощь сокращая латентность памяти, и что DASP (Dynamic Adaptive Speculative Preprocessor - Динамический Адаптивный Препроцессор Выборки) сумеет прибавить производительности за счёт кэширования памяти, но тесты дали совсем иные результаты. В итоге, средняя производительность плат на nForce оказалась на 2-3% ниже, чем у плат на KT266A. Титул создателя самого скоростного решения достался главному сопернику NVIDIA, опытному игроку на рынке системной логике - компании VIA. Хотя такую разницу в производительности почти невозможно заметить, её оказалось достаточно, чтобы nForce потерял шанс называться <самым быстрым чипсетом для AMD>. Он быстрый, но не самый быстрый.

Архитектура TwinBank принесла и свои ограничения. Из-за сложности устройства, контроллер памяти TwinBank крайне чувствителен к скоростным характеристикам установленных на него модулей памяти. Если вы взгляните на обычную плату с чипсетом nForce, вы обнаружите три слота памяти (два, если это micro ATX) - один из которых стоит отдельно от пары оставшихся. Первый стоящий отдельно разъём памяти соединён с первым контроллером памяти, а два других - со вторым. Если вы хотите насладиться выгодой от использования удвоенной полосы пропускания памяти, то вам потребуется установить два сходных (лучше идентичных) модуля памяти в слоты, соответствующие разным контроллерам. Всего TwinBank поддерживает 5 банков памяти (т.е. вы можете установить 2 двухсторонних модуля памяти плюс 1 односторонний), поэтому на плате nForce присутствует <односторонний> слот памяти и ещё два <двухсторонних>. По причине того, что производители материнских плат не уделяли достаточно внимания данной особенности в руководстве пользователя, многие покупатели пережили множество самых разных сбоев и проблем в системе после того, как они установили двухсторонний DIMM в односторонний слот. NVIDIA предвидела возможность возникновения проблем при работе с памятью, и поэтому встроила в чипсет недокументированную возможность: так называемый <режим суперстабильности> (superstability mode). Если nForce во время начальной инициализации обнаруживает, что с памятью что-то не так, то он сбрасывает частоту работы шины памяти до 100 МГц и продолжает загрузку. Конечно, производительность в результате упадёт, но система гарантированно запустится почти при любых условиях. Достаточно долгое время эта особенность была неизвестна (хотя все авторы обзоров замечали непонятное падение скорости, никто не мог объяснить его природу), пока авторы очередного обзора с сайта GamePC не провели своё собственное тщательное расследование причин спада производительности. Через некоторое время после этого производители материнских плат на основе nForce выпустили обновлённые версии BIOS, позволявшие пользователю выключить данный режим.

Аудио процессор (APU)

Аппаратную часть звуковой системы nForce можно охарактеризовать кратко, но ёмко - круто! Первая (и, насколько мне известно, единственная) полностью совместимая с DirectX 8 звуковая система позволила полностью отказаться от использования PCI аудио карты на nForce. К сожалению, программная часть системы, а именно звуковые драйверы и панель управления звуком, сильно запоздали. Когда на полках магазинов стали появляться первые материнские платы на nForce, в комплекте с ними поставлялись бета-версии драйверов звука, ставшие причиной частых зависаний в играх при использовании аппаратной обработки звука. Первая же версия комплекта драйверов для всего чипсета устранила данную проблему, но пользователи продолжали жаловаться на ряд других недостатков. Отсутствие регулировки низких и высоких частот (не говоря уже об эквалайзере), молчащий центральный канал в играх и отсутствие поддержки звука Dolby Surround (не путайте с Dolby Digital) - в сумме эти небольшие недостатки просто выводили из себя любителей качественного звука. И лишь в последних драйверах для чипсета NVIDIA воплотила полный набор регулировок со всеми столь долго ожидавшимися возможностями.

Баги. Какие баги?

Похоже, что NVIDIA приложила максимум усилий, чтобы начать агрессивное наступление на рынок чипсетов. Несмотря на все достижения в области графических решений, среди разработчиков системной логики корпорация была зелёным новобранцем. nForce стал первой попыткой NVIDIA проникнуть на новый рынок, и конечно же их самый первый чипсет просто обязан был иметь недостатки по причине отсутствия должного опыта у его создателей. Должен сказать, что до сегодняшнего дня ещё не было обнаружено критических проблем, после которых nForce можно было заклеймить как ненадёжный чипсет. Единственная известная мне серьёзная проблема обсуждалась на форуме сайта MSI, так называемый "PCI-write bug".

История такова: в ветках форума стали появляться сообщения, в которых пользователи выражали недовольство низкой производительностью работы своих RAID массивов на дисках IDE. Причём чтение данных шло с нормальной скоростью, а вот запись была ограничена величиной в 20 МБ/с. Но всё же на форуме не набиралось достаточного количества подобных жалоб, чтобы можно было определить источник всех бед, пока посетители не попросили одного человека из своих рядов - Ryu Connor'а - довести эту тему до сведения более широкого Интернет-сообщества. На форумах сайта TechReport Ryu Connor обратился к посетителям с просьбой помочь и в результате собрал довольно объёмистую базу данных подобных неприятностей, случавшихся у пользователей различных плат на базе nForce. Тогда уже стало очевидно, что проблема с записью на шине PCI принадлежит самому чипсету nForce: шина PCI ограничивает скорость записи данных до определённого значения (величина варьируется в зависимости от производителя платы). Для избавления от этого бага, Abit, Asus и MSI выпустили обновления BIOS. Иначе говоря, вся проблема оказалась зашитой в BIOS (возможно это была ошибка в исходном коде BIOS от NVIDIA).

Что вы от меня никогда не услышите, так это слов о том, что nForce - кишащий багами чипсет. Основываясь на опыте его пользователей (и на моём личном опыте тоже), nForce заслуживает характеристики стабильной, но требовательной платформы. Он предъявляет серьёзные требования к качеству модулей памяти и к качеству драйверов. Процедуру установки драйверов необходимо проводить строго по инструкции (т.е. если требуется, обязательно полностью удалить предыдущую версию перед установкой новой), кроме того, пользователь должен быть достаточно опытным, чтобы он мог настроить всё остальное программное и аппаратное обеспечение для работы с nForce. Из-за своей сложности платформа nForce не похожа ни на что из того, с чем вам приходилось иметь дело раньше. Говоря другими словами, если вы никогда не читали <инструкций пользователя>, то стоит начать это делать при переходе на nForce, иначе есть риск нарваться на непредвиденную трудность, которую можно было избежать, заранее зная как надо действовать.

Платы на nForce

В приведённой ниже таблицы вы найдёте список ссылок на информационные страницы продуктов на основе nForce, выпущенных на сегодняшний день. Как вы видите, не так уж и много производителей (четыре, если быть точным) решили вкладывать деньги в разработку материнских плат на новом чипсете от NVIDIA.

Каждый из этих продуктов имеет свои положительные и отрицательные стороны, но у всех имеется одна общая особенность - их стоимость слишком высока по сравнению со стоимостью материнских плат предлагаемых конкурентами NVIDIA. Покупатель может купить плату с таким же набором возможностей, но по более низкой цене (на других платах эти возможности не будут интегрированы в чипсет, но кому какая разница). NVIDIA потерпела неудачу в коммерческом продвижении своего чипсета на рынок. Цены выше чем у конкурентов, задержки с выходом финальной версии чипсета, задержки с аудио драйверами, и даже масса несбывшихся ожиданий (которые были слишком высоки) - все эти факторы сыграли против продукта от all NVIDIA. Но несмотря на явный провал в маркетинге, я не скажу что это также неудача в разработке системных чипсетов. NVIDIA создала высококачественный продукт, но не сумела сделать его достаточно привлекательным для покупателей. Теперь, набравшись опыта на своих прошлых ошибках, NVIDIA возвращается. Что они предложат нам на этот раз?

Представляем nForce 2

Различия между первой и второй версией чипсета nForce сведены в следующую таблицу. Те возможности, которые не претерпели перемен, не указаны. Знак вопроса обозначает значения, которые ещё не были подтверждены официально.

Аудио подсистема в таблице не указана, поскольку не изменилась. Все прочие основные особенности, вроде шины Hyper Transport, технологии StreamThru, независимой частоты FSB/памяти/AGP, и т.д. по прежнему с нами. Создаётся впечатление, что все имеющиеся изменения носят скорее эволюционный характер; nForce просто вырос до уровня современной технологии. Единственная модная технология которой у него нет - контроллер Serial ATA, что вы уже вероятно успели заметить. Давайте подробнее рассмотрим разницу между двумя поколениями nForce.

Теперь-то он самый быстрый?

Контроллер TwinBank всё ещё на месте, только теперь он может работать с модулями памяти DDR400, что в итоге даёт рекордную полосу пропускания в 6.4 ГБ/с. Первый вопрос, который приходит в голову, <а процессору потребуется такой поток данных?> Да. Начиная со скоро выходящего процессора Athlon XP 2700+, продукты от AMD начнут использовать преимущества работы на шине 166 МГц (которую по словам исполнительного директора NVIDIA nForce 2 поддерживает). Оставшаяся часть полосы пойдёт на поддержание работы жадного ядра GeForce 4 MX, что в результате выльется в полтора раза более высокую производительность, чем была у предшественника.

Как уже ранее упоминалось, материнские платы на VIA KT266A на 2-3% обходят платы на nForce, за счёт хорошего контроллера памяти у первых. Одного TwinBank здесь не хватило, латентность памяти были чуть выше, чем на чипсете VIA. Теперь NVIDIA говорит об улучшенном DASP в северном мосте. DASP используется чтобы предсказывать операции чтения из памяти и кэшировать данные, прежде чем они в действительности будут затребованы работающей программой. Новая версия DASP использует улучшенный алгоритм предварительной выборки и имеет больший кэш (NVIDIA скрывает точные цифры, однако известно что кэш невелик). Но пока не будут опубликованы результаты первых тестов, о результатах данных усовершенствований ничего нельзя будет сказать. Будем надеяться, что у парней наконец получилось :) KT400 уже распространяется по магазинам, и теперь вопрос о том, кто на этот раз будет коронован как самая быстрая AMD платформа, целиком зависит от скорости подсистемы памяти.

SoundStorm - что это такое?

Хотя NVIDIA неплохо потрудилась разрабатывая на бумаге, а затем и воплощая в камне свой аудиопроцессор, компания забыла позаботиться об остальном. Отсутствующие программные возможности и запоздалые драйвера стали только одной частью проблемы. Другая часть родилась из факта, что NVIDIA предполагала использование дополнительной ACR или CNR карты, чтобы на неё можно было вынести коннекторы для реализации многочисленных возможностей чипа MCP. Не существовало никакой стандартной карты в виде образца, поэтому разработчики материнских плат начали разрабатывать свои собственные решения (или вообще забыли про них), чтобы разместить там аудио (и коммуникационные) коннекторы.

На этот раз NVIDIA решила использовать два интегрированных аудио решения: на основе MCP для бюджетного сектора рынка, и на основе MCP-T (где T обозначает Turbo) - полноценное аудио с возможностью кодирования Dolby Digital на лету, предназначенное для требовательных пользователей. Последний вариант получил торговую марку "SoundStorm", подразумевающую использование ACR карты с вынесенными на неё разъёмами. Имейте ввиду, что нам по-прежнему неизвестно, будут ли следовать производители материнских плат такому референс-дизайну ACR платы от NVIDIA, или же разработают что-то своё. Ещё стоит отметить, что спецификация SoundStorm включает в себя развитый программный пакет, тогда как бюджетное аудио обойдётся упрощёнными драйверами. Помните, аудиопроцессор из MCP-T и аудиопроцессор из MCP-D первого поколения nForce - одно и то же. Это значит, что нет никаких причин, чтобы новый программный пакет не смог заработать на платах nForce первого поколения.

На мой взгляд, NVIDIA идёт правильным путём, рекламируя своё аудио решение на рынке, хотя начать следовало уже давно. Похоже, теперь NVIDIA полностью осознаёт, что раньше мало внимания обращалось на звуковые драйвера и разработку программ, и теперь пытается продать старую разработку под новым именем. Ничего плохо в этом нет, такой аудио процессор всё ещё является уникальным на рынке. Будем надеяться, что его второе пришествие окажется более удачным.

Заключение

nForce 2 ждёт у порога, готовясь войти в нашу жизнь. Что он принесёт нам, и станет ли он выгодной разработкой для NVIDIA?

Первое поколение nForce пострадало из-за неверного позиционирования на рынке: сначала не планировался выпуск модификации чипсета 415, и покупатели вынуждены были платить за встроенное видео, даже если у них уже имелся неплохой AGP ускоритель. Теперь NVIDIA уже не повторит той же ошибки: уже были объявлены две версии чипов северного моста.

Оба поколения nForce явно метят на рынок сборщиков именитых PC, рынок OEM. Хотя первый nForce и был привлекательным решением для OEM, его высокая стоимость практически сводила на нет выгоду от использования платы с множеством интегрированных средств. Теперь всё зависит от того, какая цена будет у nForce 2. Нельзя ожидать, что она станет низкой, по причине ощутимой себестоимости. Но вполне может оказаться, что теперь цена будет гораздо привлекательней, поскольку число производителей материнских плат, которые анонсировали свои продукты на базе nForce 2 сразу после анонса чипсета, выросло примерно в три раза по сравнению с числом поддержавших первый nForce. Обнадёживающий признак, не так ли? :)

Задержки с выходом первого чипсета nForce частично были вызваны нестабильной работой ранних образцов плат. NVIDIA постаралась исправить ситуацию и финальная версия была очищена от багов (хотя некоторые следы остались). На этот раз nForce 2 имеет шанс ещё выше поднять уровень стабильности и производительности. Однако, пока не начались первые тесты, мы может только гадать.

Помните о том, что если NVIDIA в первый раз сделает что-нибудь не так, то на следующий раз мы увидим новый продукт и новую стратегию его продвижения (как было в случае с NV1 и последовавшей RIVA 128). NVIDIA уже не новичок, и было бы наивно недооценивать её силу, поэтому соперники NVIDIA должны будут что-то предпринять для сохранения своей рыночной доли. Приближается время борьбы чипсетов. Делайте ваши ставки, господа!

ViC ( address19@mail.ru )

Обсудить/дополнить в конференции