NVIDIA nForce 420D: первая серийная ласточка

14.12.2001

Оглавление

• Вступление
• Немного теории
• Первое знакомство
• Установка и настройка
• Тестирование
• Оверклокинг
• Заключение
• Дополнение

В данном обзоре рассматривается материнская плата K7N420 Pro (MS-6373), первая плата на чипсете nForce 420D, первая не только на российском рынке, но и в мире. Что удалось сделать компании NVIDIA в новой для неё области, сумели ли в MSI реализовать обещания разработчика чипсета и стоит ли вам приобретать данный продукт – здесь вы найдёте (я надеюсь) ответы на эти и на многие другие вопросы.

Чтобы у вас была возможность ознакомиться с принципами работы архитектуры nForce, в начале обзора я привожу краткое теоретическое описание чипсета. Остальная часть обзора посвящена практике: установка и работа, плюсы и минусы, которые выявились в процессе эксплуатации.

Вы готовы? Тогда приступаем.

Для тех читателей, кто ещё не знаком с основными чертами архитектуры nForce, приведу краткое описание принципов функционирования данного чипсета и его отличий от традиционных решений.

Основной принцип организации современной архитектуры PC таков: системный чипсет играет роль сети, объединяющей отдельные компоненты компьютера в единую систему. Пожалуй, слово «сеть» не совсем подходит, так как вся она формируется вокруг всего лишь двух узлов: северного моста и южного моста. Процессор, оперативная память, и графическая подсистема соединяются с северным мостом; а PCI-компоненты (к которым также относятся подсистемы звука и LAN) – с южным. Мосты в свою очередь тоже соединяются друг с другом, в результате образуя завершённую систему. По подобной схеме построены все современные чипсеты, и nForce тоже не стал исключением. Но даже при таком близком соответствии классическим канонам организации логики системных плат, инженеры NVIDIA смогли одарить свой продукт рекордным числом нововведений. Рассмотрим всё по порядку.

В чипсете от NVIDIA роль северного моста отводится чипу IGP, интегрированному графическому процессору (Integrated Graphics Processor). IGP состоит из четырёх компонентов: интегрированного графического ядра GeForce2 GPU, архитектуры памяти TwinBank, динамического адаптивного препроцессора c предсказанием ветвлений (Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor, DASP) и интерфейса HyperTransport для связи с южным мостом. Южный мост nForce - чип MCP, звуковой и коммуникационный процессор (Media & Communications Processor). MCP также объединяет в себе четыре элемента: аудио процессор (Audio Processing Unit, APU), технологию StreamThru, полный набор средств коммуникации (Complete Communications Suite) и интерфейс HyperTransport для связи, как вы уже правильно догадались, с северным мостом. Приведу подробное описание всех этих элементов

• GeForce2 GPU

  Интегрированная графика в системном чипсете – явление не новое. Но до сих пор пользователям подобных решений приходилось довольствоваться лишь графикой на уровне «показывает, и ладно». 3D часть была работоспособна лишь номинально, а 2D частенько страдало от шумов и наводок с платы. Но теперь положение начинает меняться к лучшему. Интегрированный чип в nForce работает с тактовой частотой 175 МГц, что при учёте двух конвейеров даёт скорость заполнения в 350 МПикселей/с (700 МТекселей/с в режиме мультитекстурирования). Эти спецификации соответствуют чипу GeForce2 MX200. Но на практике интегрированное графическое ядро должно работать немного быстрее благодаря тому, что с остальными компонентами IGP его связывает шина, по скорости эквивалентная AGP 6X. Кроме того, сдвоенный контроллер памяти тоже может сыграть положительную роль в производительности, за счёт своей мощной пропускной способности. Область фрейм буфера (проще говоря, видеопамять) резервируется из оперативной памяти; чипсет позволяет зарезервировать максимум 64 МБ.

• Архитектура памяти TwinBank

  nForce предлагает вам самый быстрый на сегодняшний день интерфейс памяти среди платформ под SocketA. Устроен он следующим образом: доступ к оперативной памяти осуществляется по двум независимым 64-битным шинам, каждая из которых снабжена своим контроллером. Эффективная ширина интерфейса памяти составляет 128 бит, а пропускная способность достигает 4.2 ГБ/с! Этот поток делят между собой CPU и GPU, причём каждый из них способен использовать оба контроллера памяти одновременно. Чипсет предусматривает три разъёма для установки модулей DDR SDRAM; один контроллер использует первый разъём, второму остаются два других. Для совместимости платы на nForce могут работать и с одним установленным модулем памяти, но в этом случае ширина шины будет составлять стандартные 64 бита.

• DASP

  По сути дела DASP – это процессорный кэш третьего уровня. Но в отличие от традиционных процессорных кэшей, которые лишь хранят ранее использованные данные и инструкции, DASP пытается предсказать последовательность выборки данных из памяти, и заранее получить в своё распоряжение их часть. Что самое приятное, в случае ошибки предсказания никакого замедления не будет – процессор просто сам получит необходимые данные из памяти, как если бы DASP отсутствовал. Такой кэш будет весьма полезен для процессоров Athlon и Duron выпущенных ранее. Процессоры Athlon XP/MP c ядром Palomino и Duron с ядром Morgan уже снабжены подобной технологией, называемой Data Prefetching (предварительная выборка данных).

• HyperTransport

  Эта разработка компании AMD представляет собой этап эволюционного развития шины, соединяющей северный и южный мосты. Весь эволюционный процесс (конечно, кратко и упрощённо) выглядит так: PCI -> HUB -> HyperTransport. В nForce используется 8-битная шина, работающая на частоте 200 МГц (эффективная частота 400 МГц, так как данные передаются на обоих фронтах сигнала). Благодаря использованию двух независимых линий передачи, шина способна пропускать поток до 800 МБ/с (400 МБ/с в одну сторону, и одновременно 400 МБ/с в другую). Это в три раза больше пропускной способности PCI шины, которая применялась для объединения мостов в классической архитектуре.

• APU

  Чтобы дать понять, какой звук интегрирован в nForce, можно сказать коротко: это именно тот звуковой чип, что используется в X-Box. Для желающих узнать подробности можно назвать сухие цифры: поддержка аппаратной полифонии в 256 голосов и в 64 3D-голоса. Для сравнения: те же цифры у Sound Blaster Live! равны 64 и 32 соответственно. При этом APU nForce является совершенно самостоятельным работягой, и не просит помощи у CPU на обработку звука, что должно положительным образом сказываться на FPS в играх со сложным звуковым окружением. Чтобы вы окончательно убедились в высоком уровне звуковой подсистемы nForce, просто перечислю остальные её возможности с оговоркой, что все они тоже реализованы аппаратно: кодирование потока Dolby Digital (обратите внимание, не декодирование), технология позиционирования в пространстве от Sensaura, технология EAX от Creative. В завершение можно сказать, что APU nForce стал первым анонсированным чипом, полностью соответствующим спецификации звука DirectX 8.

• StreamThru

  StreamThru – это технология распределения приоритетов потоков данных. Предпочтение отдаётся данным от сетевого соединения. Поясню, для чего это нужно. Когда вы играете в игру по сети, к процессору на обработку через фиксированные промежутки времени поступают порции данных. Но вполне может случиться так, что в очередной такой момент процессор окажется занят (например, построением сложной геометрической модели вашего противника на экране). Жизненно важный (иногда в прямом смысле слова) сигнал встанет в очередь, в него может упереться следующий сигнал, если процессор не успел обработать предыдущий... Возникнет лаг, что является самым неприятным фактором в сетевых играх. Так вот, технология StreamThru позволит данным из сети беспрепятственно добираться до процессора, вытесняя менее значимые задачи. Естественно, этот эффект должен наблюдаться не только в играх: непрерывные потоки данных, такие как видео и аудио, также получат ощутимое преимущество, если будут воспроизводиться на nForce.

• Complete Communications Suite

  Набор коммуникаций действительно полон: в список интегрированных в MCP устройств входит 10/100Base-T Ethernet/Fast Ethernet контроллер, Soft Modem (MC’97), домашняя сеть HomePNA 1.0/2.0 и двойной контроллер USB 1.1, дающий возможность использовать 6 портов USB. И, конечно же, nForce оснащён другими необходимыми вещами, такими как два контроллера IDE с поддержкой Ultra ATA 33/66/100 и возможностью использовать 5 слотов PCI 2.2. Для полного соответствия стандарту PC2001 заявлена поддержка звукового интерфейса AC’97 (как будто кто-нибудь захочет его использовать).

От такого богатого списка возможностей просто голова идёт кругом. Если бОльшая часть этих обещаний будет осуществлена, то можно с уверенностью сказать: NVIDIA удачно дебютировала в области разработки системных чипсетов. Чтобы расширить круг потенциальных пользователей nForce, NVIDIA собирается снижать цену чипсета, выпуская его упрощённые варианты. Во-первых, будут модели с одним (nForce 220) и с двумя контроллерами памяти (nForce 420). Во-вторых, будут варианты с упрощённым чипом MCP, который не будет поддерживать звук Dolby Digital. Полноценный вариант чипа будет маркироваться MCP-D, а соответствующие модели чипсетов будут обозначаться как nForce x20 и nForce x20D (220 или 420, в зависимости от варианта чипа IGP). Всего получается четыре возможные комбинации. Плюс, каждый из производителей материнских плат может по своему усмотрению распоряжаться дизайном своего продукта, добавляя поддержку не перечисленных выше возможностей, или не используя имеющиеся. В общем, разнообразие нам гарантируется.

Итак, на бумаге чипсет NVIDIA nForce выглядит впечатляюще. Но что конечный пользователь получит на деле? Захотят ли производители материнских плат использовать весь спектр возможностей этого чипсета, или они предпочтут сэкономить? И, наконец, работает ли всё то, что нам было обещано инженерами NVIDIA? Я постараюсь подробно ответить на эти и другие вопросы, рассмотрев в качестве примера материнскую плату MSI K7N420 Pro (MS-6373), построенную на базе чипсета nForce 420D. Настала пора перейти от теории к практике

Продукт от MSI производит приятное впечатление, по всему видно, что он предназначен для конечного пользователя. В комплект поставки кроме самой материнской платы входят два шлейфа (80-жильный IDE и FDD-шлейф), выносная панель с цифровым коннектором SPDIF-Out, выносная панель D-Bracket (фирменная примочка на платах производства MSI) с четырьмя диагностическими светодиодами и двумя дополнительными USB портами, компакт диск с драйверами и дополнительными программами (в том числе модули обновлений Live Driver и Live BIOS, диагностический модуль PC Alert III и антивирус PC-cillin 2000), руководство пользователя версии 1.1 на английском языке, а также картонный настольный календарь. В варианте полного комплекта поставки в коробке ещё должна находится дочерняя карта с Video Out (S-Video и композитный выходы) для интегрированного графического ядра, которая устанавливается в разъём AGP. Такое решение может оказаться удобным для желающих просматривать DVD фильмы на телевизоре, наслаждаясь звуком Dolby Digital: ведь всё, что для этого надо – приобрести материнскую плату в полной комплектации.

Плата построена на красном текстолите (цвет Ferrari red), что в случае MSI означает передовую модель в линейке продуктов. При беглом осмотре легко обнаруживаются два ведущих узла архитектуры nForce: чип MCP-D и скрытый под игольчатым радиатором чип IGP. На плате имеются 3 разъёма для памяти, слот AGP (1.5V), пять слотов PCI, слот CNR (Communications & Network Riser), а также два IDE порта и FDD коннектор

Совершенно ясно, что плата выполнена на nForce 420D, но что мы имеем с реализацией возможностей чипсета, всё ли здесь есть? Детальный осмотр дал следующие результаты:

• Имеются все доступные для nForce шесть портов USB, два на задней панели и четыре в виде двух разъёмов на плате.
• Имеется цифровой SPDIF-Out коннектор для подсоединения выносной панели.
• Аналоговый звук представлен тремя коннекторами на задней панели (Line Out, Line In, Mic In) и тремя входами на материнской плате (CD In, Aux In, Modem In). Кроме того, имеется коннектор для подсоединения передней панели со звуковыми коннекторами, которой оснащаются некоторые модели корпусов (JAUDIO2, в руководстве не описан).
• На задней панели имеется LAN коннектор, прямо над портами USB.
• Имеется Game Port.

Список внушителен, но не полон. Например, в случае использования аналогового звука придётся довольствоваться лишь стерео возможностями. За бортом также остался Soft Modem. И в довершение, нет разъёма SPDIF-In. Если последние две возможности для большинства пользователей не представляют интереса, то ограничение аналогового звука до стерео режима может показаться существенным почти для всех. Так что же, нас обманули? Вовсе нет. Просто всё то, что не реализовано на самой материнской плате было вынесено на карту CNR. Так поступают и другие производители плат на nForce, так делала NVIDIA на своих reference-образцах. Тем не менее, вопрос о доступности таких CNR карт остаётся открытым. Мне неизвестно, входит ли CNR карта в комплект полной поставки K7N420 Pro, и также неизвестно, можно ли её приобрести отдельно. Все комментарии MSI сводятся к тому, что такая карта существует, хотя ни в одном встречавшемся мне обзоре данной материнской платы она не фигурировала. Ну что ж, будем ждать. А пока настало время приступить к установке.

Обычно бывает так, что разные удобства и полезные вещи остаются незамеченными, пока не сталкиваешься с их отсутствием. И наоборот, каждая неприятная мелочь, с которой приходится иметь дело, ярко бросается в глаза и надолго запоминается. Я постараюсь быть справедливым в своей попытке объективно обозначить все плюсы и минусы продукта MS-6373.

На материнскую плату устанавливался процессор Athlon XP 1700+ (1466 МГц) и два модуля памяти DDR SDRAM CL2 от NANYA по 128 МБ (выбор модулей памяти имеет очень большое значение, об этом будет подробно рассказано в разделе «Тестирование»). При установке процессора с кулером Thermaltake Volcano 6Cu+ был обнаружен первый плюс: вокруг разъёма Socket A имеется свободное «бесконденсаторное» пространство, что даёт возможность установки массивного кулера. Volcano 6Cu+ несколько шире процессорного сокета, и немного нависает над его краями, поэтому такое предусмотрительное устранение препятствий пришлось весьма кстати. Вскоре был обнаружен и первый минус – расположение разъёма питания ATX: он оказался буквально зажат между рядом конденсаторов вдоль края сокета с одной стороны, и коннекторами задней панели с другой. Это никак не сказывается на простоте подключения питания, зато вызывает проблемы при попытке отсоединить разъём. Мне пришлось провести несколько тяжёлых минут за бесплодными попытками отжать фиксирующую защёлку разъёма питания вручную, пока я не обнаружил среди набора своих инструментов хирургический зажим.

Никаких других трудностей при установке не возникло, за исключением лишь одного «подводного камня», о котором я знал заранее. Не секрет, что новые модели материнских плат часто комплектуются руководством пользователя, которое может несколько не соответствовать действительности. В мануале версии 1.1 от MSI это несоответствие коснулось перемычки очистки CMOS памяти (JBAT1). Положение 1-2 указано как рабочее, а 2-3 обозначено как сброс CMOS памяти. Так и есть на самом деле, за исключением одной детали: на иллюстрации в руководстве ножка 1 расположена сверху, а на материнской плате она находится снизу. Некоторые пользователи, действуя чётко «по картинке», замыкали перемычку в положении 2-3, после чего включали компьютер. В лучшем случае система выдерживала и после корректной установки джампера могла работать. Поэтому даю совет: будьте внимательны с настройкой и помните, что обычно обозначения на самой материнской плате ближе к истине, чем обозначения в мануале. На рисунке ниже показано рабочее положение перемычки JBAT1. Не забудьте сбросить CMOS перед первым запуском компьютера.

После «железной» части установки материнской платы началась часть программная. Компьютер стартовал, четыре светодиода на D-Bracket бегло промигали тест и переключились на зелёный сигнал, началась загрузка, и Windows XP Professional весело встретила меня синим экраном смерти (BSOD). Попытка загрузки в безопасном режиме тоже оказалась неудачной, но зато был установлен виновник: 440BX AGP driver. Мда, старое наследие... Пришлось переустанавливать Windows, загрузившись с компакт диска. Установка поверх предыдущей версии прошла успешно, операционная система хорошо справилась с определением новых устройств. Простая процедура установки драйверов с компакт диска от материнской платы вряд ли вызовет затруднение даже у начинающих пользователей. Инсталлировались два драйвера: драйвер системного чипсета (обслуживающий контроллер памяти, звук, LAN и т.д.) и драйвер интегрированного графического ядра (обычный Detonator от NVIDIA). После установки драйверов вся система была готова к проведению тестирования, но тут обнаружились два «но»: конфликт интегрированных в чипсет устройств (это притом, что не было установлено ни одной PCI платы) и медленная работа системы в целом (производительность в два раза ниже ожидаемого уровня). Эти трудности решились просто, хотя у меня ушла не одна бессонная ночь на поиски ответа. Поэтому, чтобы больше ни у кого не возникало подобных проблем, кратко опишу правильный порядок процедуры установки.

• Если вы желаете продолжать использовать уже установленную на другом компьютере операционную систему, то (а) сначала удалите оттуда все драйверы, имеющие отношение к старому чипсету и (б) приготовьтесь ставить вашу ОС поверх её старой копии, что позволит избежать многих проблем. Тем не менее, лучшим вариантом остаётся установка операционной системы начисто, с нуля.
• После первого старта компьютера зайдите в BIOS Setup, и загрузите установки по умолчанию, выбрав пункт «Load High Performance Defaults». Затем направляйтесь в раздел «Integrated Peripherals -> MCP OnChip PCI Device» и поставьте напротив пункта «MCP OnChip LAN» значение «Disabled». При необходимости измените значения других параметров, чтобы в итоге звук и SPDIF Out оказались включены, а LAN и Modem выключены.
• Установите Windows, установите драйвера с прилагаемого компакт диска (или, что ещё лучше, более поздние их версии, заранее скачанные с сайта MSI).
• Если вы установили Windows 2000/XP, то посмотрите в менеджере устройств, какой драйвер указан в разделе «Computer». Если там стоит «ACPI Multiprocessor/Uniprocessor PC», то замените его на стандартный «ACPI PC». Причина низкой производительности кроется именно в неверно определяемом драйвере ACPI системы. Может потребоваться две перезагрузки, если будет обнаружено устройство «Processor».
• Теперь можно установить в систему LAN-устройство. Снова войдите в BIOS Setup и включите «MCP OnChip LAN». После загрузки Windows обнаружит и корректно установит LAN адаптер. При таком порядке установки конфликтов не возникнет.
• Если у вас появятся вопросы, то смелее обращайтесь на форумы: англоязычный форум MSI или форум МИРа NVIDIA.

Компьютер работает, и пришла пора испытать его в деле. Впереди вас ждут тесты интегрированных систем и оверклокинг.

следующая страница >>