Современные чипсеты для процессоров Intel

Совсем еще недавно развитие индустрии системных плат, определяемое в основном соперничеством двух процессорных гигантов AMD и Intel, неспешно проистекало в эволюционном русле. Эволюция - это, если кто не знает, такой процесс, когда подавляющее большинство компьютерных энтузиастов, обычно не обремененных сверхвысокими доходами, не только помнят, что означает термин "апгрейд" компьютера, но и имеют возможность применить свои знания на практике. Увы, эти "благословенные" времена, похоже, отходят в область компьютерных преданий...

Сегодня технологические революции, вспыхивающие одна за другой практически без перерывов, изрядно потрясли основы современных компьютерных платформ. Так, "революция Intel 2004 года" принесла нам принципиально новые базовые технологии - системную шину PCI Express и память DDR2. Кроме того, в истекшем году с большой или меньшей степенью "громогласности" заявил о себе последовательный интерфейс дисковых накопителей Serial ATA; в области сетевых решений вышел на первый план гигабитный интерфейс Gigabit Ethernet и различные варианты беспроводного Wi-Fi; старый добрый интегрированный звук AC'97 пал под напором агрессивного новичка HDA (High Definition Audio). Только самые наивные могут полагать, что революция в области графических интерфейсов ограничится всего лишь заменой AGP8X на PCI Express х16. Нет - компания NVIDIA успешно реанимировала изрядно подзабытую технологию SLI (Scalable Link Interface), весьма популярную во времена господства 3D-видеоускорителей 3dfx Voodoo 2. Да и нынешний год принес ничуть не меньше потрясений - здесь и внедрение 64-битной архитектуры EM64T, и включение поддержки бита XD, который, в паре с Windows XP Service Pack 2, позволяет предотвращать некоторые вирусные атаки (все это реализуется в процессорах Pentium 4 с номерами от 5х1), поддержка технологии энергосбережения Enhanced SpeedStep, ранее доступная лишь в мобильных процессорах, теперь добралась и до десктопных (Pentium 4 600-й серии). Но самым важным событием 2005 года на рынке процессоров, несомненно, стало появление ЦП с двухъядерной архитектурой. К их числу относятся процессоры Pentium 4 800-й серии (ядро Smithfield), в которых на одном полупроводниковом кристалле располагаются два равноценных процессорных ядра (кстати, обычные ядра Prescott, изготовленные по 90-нм технологическому процессу), т. е. получается своего рода двухпроцессорная система в одной упаковке.

Естественно, что новым процессорам требуются и новые наборы системной логики - и производители не заставили себя ждать. На нас обрушилась настоящая лавина анонсов новых чипсетов, подчас просто дублирующих друг друга, а иногда и откровенно "бумажных", так что даже у многих специалистов голова идет кругом. Что уж говорить о нас, неискушенных пользователях! Давайте попробуем, особо не углубляясь в дебри высоких технологий, немного упорядочить всю имеющуюся на сегодня информацию о наиболее популярных современных чипсетах для настольных процессоров Intel.

Чипсеты Intel

Лучшими чипсетами для процессоров Intel по определению могут быть только чипсеты от самой Intel. И они, действительно, сегодня - самые лучшие.

Семейство чипсетов 915/925 Express

Днем рождения принципиально новой платформы следует считать 19 июня 2004 года, когда компания Intel официально анонсировала дискретные чипсеты 925Х, 915Р и интегрированный 915G для процессоров Pentium 4 в корпусах FC-PGA2 и LGA775, а также новый "южный мост" ICH6, входящий в их состав. Все они поддерживают 200-МГц системную шину (термин "FSB 800 МГц" возник из-за того, что за один такт происходит передача четырех сигналов данных), оснащены двухканальным универсальным контроллером памяти (работающим как с DDR2-533, так и с обычной памятью DDR400) и интерфейсом PCI Express не только для графических адаптеров, но и для плат расширения.

В новом контроллере памяти самое серьезное внимание было уделено удобству организации двухканального режима для пользователей. Так называемая технология Flex Memory позволяет устанавливать три модуля при сохранении двухканальности - требуется лишь одинаковый суммарный объем памяти в обоих каналах. Конечно, система спокойно перенесет и несимметричное заполнение слотов в разных каналах, но тогда уже скорость работы, подобно чипсетам 865/875, заметно упадет.

Помимо совместимости с новым типом памяти и последовательным интерфейсом PCI Express, в наборах микросхем 91х-й серии реализовано множество технических новинок, наиболее интересной из которых является графическое ядро GMA (Graphics Media Accelerator) 900. GMA 900 отличается от своего предшественника Extreme Graphics 2 повышенной частотой ядра (333 МГц против 266), увеличенным числом конвейеров (4 против 1), аппаратной поддержкой DirectX 9 (против 7.1) и OpenGL 1.4 (против 1.3). Все эти усовершенствования позволяют ему, с некоторыми оговорками, справляться с играми вроде Far Cry, пусть даже в низких разрешениях и при не самом высоком уровне детализации.

Каких-либо особых архитектурных различий между базовым 915P и топовым 925X чипсетами нет, но последний, оправдывая свою "топовость", не поддерживает устаревшие модели процессоров Pentium 4 с 533 МГц шиной (и, уж тем паче, бюджетный Celeron, включая его самую последнюю версию с индексом "D") и памяти - поддерживается только DDR2. По производительности 925X несколько превосходит 915-й за счет новой инкарнации старой доброй технологии PAT, нынешняя версия которой, кстати, теперь не имеет специального названия, как раньше.

В усовершенствованном варианте флагмана 900-го семейства - наборе микросхем 925ХЕ, Intel пошла еще дальше, увеличив до 1066 МГц частоту системной шины и введя поддержку наиболее производительной на сегодня памяти DDR2-667. Кроме того, как бы неявно подразумевается, что все топовые чипсеты будут работать только с процессорами под Socket 775.

Блок-схема чипсета Intel 925XE

Совершенно неожиданно в 900-й серии как никогда большое представительство получили самые разнообразные бюджетные варианты чипсетов, имеющие те или иные функциональные ограничения. Во-первых, это 915PL и 915GL, отличающиеся от 915P и 915G лишь отсутствием поддержки памяти DDR2. Во-вторых, 915GV, который отличается от 915G отсутствием графического порта PCI-E xl6, и, наконец, предельно упрощенный 910GL, не только не имеющий внешнего графического интерфейса, но и частота системной шины которого уменьшена до 533 МГц. Кроме того, контроллер памяти 910GL, совместимый только с DDR400, не поддерживает память типа DDR2.

Южный мост ICH6/ICH6R соединяется с северным посредством двунаправленной полнодуплексной шины DMI (Direct Media Interface), являющейся электрически измененной версией PCI Express x4 и обеспечивающей пропускную способность до 2048 Мбит/с. Среди прочих технических новшеств в южном мосту ICH6 появилась поддержка 4-х портов PCI Express x1, предназначенных для работы с традиционной периферией и аудиоконтроллер нового поколения Intel HDA, поддерживающий 24-разрядный 8-канальный звук (при частоте дискретизации 192 кГц). Любопытной особенностью стандарта HDA является функция Jack Retasking - автоматическое определение подключенного к аудиоразъему устройства и перенастройка входов/выходов в зависимости от его типа.

Дисковая подсистема Intel Matrix Storage Technology, активированная в "южных мостах" с индексом "R", позволяет создать двухдисковый RAID-массив, объединяющий преимущества RAID 0 и RAID 1.

Компания Intel всегда отличалась определенным консерватизмом при включении поддержки новых функций (если они, конечно, не продвигаются самой Intel) в свои чипсеты. Только этим можно объяснить отсутствие поддержки в ICH6 стремительно набирающего популярность сетевого интерфейса Gigabit Ethernet, идущему на смену старому доброму Fast Ethernet.

Семейство чипсетов 945/955 Express

Чипсеты Intel 945/955 Express, представленные тремя продуктами: базовым 945P, интегрированным 945G и топовым 955X, являются эволюционным развитием линейки 915/925 Express. Небольшие улучшения коснулись, по сути, только поддержки более скоростных шин, главная же задача новинок - обеспечивать поддержку для новейших двухъядерных процессоров Intel.

Северный мост 945P обеспечивает поддержку процессоров Intel Celeron D, Pentium 4, Pentium 4 Extreme Edition, Pentium D с частотой системной шины 533/800/1066 МГц; его двухканальный контроллер памяти может работать с DDR2-400/533/667 суммарным объемом до 4 Гбайт. Верная своим традициям всемерно "ускорять" технический прогресс, в своей новой линейке Intel полностью отказалась от поддержки потерявшей актуальность (по ее мнению) памяти DDR. Зато поддержка памяти DDR2-667 позволит повысить пиковую производительность подсистемы памяти с 8,5 Гбит/с у DDR2-533 до 10,8 Гбит/с. А учитывая еще и поддержку FSB 1066 МГц, которая из области компьютерной экзотики постепенно переходит в разряд массовых решений, можно, наконец, вести речь о существенном росте производительности новой платформы. Впрочем, ни о каком массовом распространении процессоров Intel Pentium 4 Extreme Edition, как и все еще достаточно дорогой памяти DDR2-667, в настоящее время не может быть и речи - их стоимость превышает все разумные пределы.

Интегрированный чипсет 945G имеет графическое ядро GMA 950, представляющее собой несколько разогнанное ядро GMA 900 предыдущего поколения.

Блок-схема чипсета Intel 945G

"Топовый" 955X, в отличие от "массового" 945Р, лишен поддержки "низкоскоростных" процессоров (с шиной 533 МГц) и памяти (DDR2-400), при этом он может работать с большим объемом (до 8 Гбайт) памяти (возможно применение модулей с ECC) и оснащен фирменной системой повышения производительности подсистемы памяти Memory Pipeline.

C целью максимальной популяризации двуядерной архитектуры в бюджетном секторе, компания Intel планирует в скором времени расширить 945-ю серию чипсетами начального уровня. Это должны быть интегрированный (без графического порта PCI Express x16) чипсет 945GZ с одноканальным контроллером памяти DDR2-533/400 и дискретный 945PL. Как следует из названия, последний чипсет будет "облегченным" вариантом 945P, в котором максимальная частота системной шины ограничена 800 МГц, а двухканальный контроллер памяти будет поддерживать только DDR2-533/400. Таким образом, от обыкновенного 915Р новый 945PL будет отличаться всего лишь официальной поддержкой двуядерных процессоров Pentium D (если не принимать во внимание отказ от DDR).

Новая линейка южных мостов ICH7 также не особо отличает от ICH6: в них реализован новый, более скоростной (300 Мбайт/с) вариант интерфейса Serial ATA, практически полностью соответствующий стандарту SATA-II, но без AHCI. Версия ICH7R добавляет поддержку RAID для SATA-винчестеров, причем, по сравнению с ICH6R, эта поддержка расширена: теперь в дополнение к RAID 0 и RAID 1 доступны еще и уровни 0+1 (10) и 5. Кроме того, в ICH7R количество портов PCI-E x1 увеличено до 6, что может оказаться полезным в случае объединения двух PCI-E-видеокарт в режиме SLI.

Чипсеты NVIDIA

Одним из самых громких событий прошедшего года стало известие о "допуске" компании NVIDIA, одного из ведущих игроков на рынке системной логики для процессоров AMD, к гораздо более "лакомому" рынку процессоров Intel. Таким образом, впервые в истории в нише чипсетов для бескомпромиссно-быстрых решений, ранее контролировавшейся исключительно самой Intel, появился еще один игрок, и не просто "второй номер", а сразу заявивший претензии на лидерство. И, судя по успехам NVIDIA на "фронте" решений для платформы AMD64, претензии далеко не беспочвенные. Ведь чипсет nForce4 SLI Intel Edition, несмотря на не самое, мягко говоря, удачное название - ужасно громоздкое и трудноотличимое от обыкновенного nForce4 SLI, по существу является тем же самым прекрасно зарекомендовавшим себя nForce4 SLI, в котором была изменена лишь процессорная шина и добавлен контроллер памяти. Напомню, что в AMD64 контроллер памяти интегрирован в процессор, поэтому в чипсете он без надобности, что, естественно, существенно упрощает его северный мост. Именно поэтому чипсеты семейства nForce3/4, в отличие от "Intel Edition", являются однокристальными.

Итак, северный мост SPP (System Platform Processor) nForce4 SLI Intel Edition объединяет контроллер памяти, процессорный интерфейс и контроллер шины PCI Express. Он поддерживает любые процессоры Intel Pentium 4/Celeron D с частотой системной шины 400/533/800/1066 МГц, включая двуядерные. Двухканальный контроллер памяти DDR2-400/533/667 способен работать асинхронно относительно FSB (технология QuickSync), что позволяет выделить nForce4 SLI Intel Edition как первый по-настоящему качественный оверклокерский продукт. Его архитектура остается неизменной со времен nForce2, он, по сути, представляет собой два независимых 64-битных контроллера с перекрестной коммутацией между ними и выделенной шиной данных и адреса для каждого из установленных модулей DIMM. Такое решение позволяет ускорить доступ процессора к данным в памяти, что, наряду с использованием усовершенствованного блока предвыборки и кэширования данных DASP (Dynamic Adaptive Speculative Preprocessor), позволяет nForce4 SLI Intel Edition на равных конкурировать с топовыми решениями от Intel.

Блок-схема чипсета NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition

Особо следует отметить интерфейс PCI Express, включающий 20 произвольно комбинируемых линий PCI-E x1, различные комбинации которых позволяют реализовать как единую графическую шину PCI-E x16, так и "разбить" ее на два отдельных канала PCI-E x8, необходимых для организации SLI. В обычном режиме nForce4 SLI Intel Edition обладает одной шиной PCI-E x16 и четырьмя - PCI-E x1. При включении режима SLI чипсет поддерживает две графические шины PCI-E x8 и три PCI-E x1 для дополнительной периферии. Известно, что большинство современных игр, отличающиеся повышенной требовательностью к системным ресурсам, серьезно выигрывают в случае использования второго ускорителя. Поэтому нет никаких сомнений, что игровая система Hi-End уровня, выполненная на базе nForce4 SLI Intel Edition и двух мощных видеокарт (естественно, от NVIDIA), без особого напряжения оставит позади даже Intel 955X, не говоря уж о любом другом существующем на данный момент на рынке решении.

Южный мост MCP (Media and Communication Processor) соединен с северным 800-мегагерцовой двунаправленной шиной HyperTransport и отличается максимальной функциональностью среди всех современных устройств такого рода. Помимо стандартного двухканального контроллера ATA133, он поддерживает до 4 полноценных портов Serial ATA II, при этом имеется возможность организации RAID-массива уровней 0, 1, 0+1 и 5 из дисков, подключенных к любым из встроенных ATA-контроллеров (даже имеющие различные типы интерфейсов), а количество портов High-Speed USB 2.0 увеличено до 10. Кроме этого, MAC-контроллер для сети 10/100/1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet) поддерживает функцию программно-аппаратного брандмауэра (Firewall) ActiveArmor, очень важную в настоящее время.

Единственное, в чем можно попенять MCP - так это в отсутствии в нем современного аудиоконтроллера HDA. Имеющийся AC'97 хотя и 7.1-канальный, однако его качественные характеристики безнадежно устарели.

В отличие от прошлых лет, когда производители "альтернативных" чипсетов для Pentium 4 выпускали свои новые продукты практически сразу вслед за Intel (а иногда и опережая его), с внедрением новых стандартов PCI Express/DDR2 тайваньский "триумвират" VIA, SiS и ALi/ULi и "примкнувшая к ним"© ATI особо не спешат, ограничиваясь лишь анонсами достаточно приличных, но, к сожалению, или совершенно не востребованных рынком, или попросту "бумажных" чипсетов. Такое "пренебрежение" к прогрессу вызвано то ли всяческими препонами Intel в лицензировании новых шин, помноженными на маркетинговую мощь главного конкурента, то ли производители второго эшелона реально оценивают свои слишком уж ограниченные возможности в конкуренции с по-настоящему передовыми чипсетами Intel. Но не исключен и такой простой вариант развития событий, когда "альтернативщики" просто ожидают окончательного признания DDR2/PCI Express, и только после этого всерьез возьмутся за освоение этого рынка. Впрочем, судя по имеющейся в Сети информации о планах конкурентов Intel, большинство их решений будет нацелено на Mainstream или, что более вероятно, на Low-End секторы.

Чипсеты SiS

К настоящему времени мало что осталось от былой славы "грозы авторитетов", которую обрела компания SiS, выпустив на заре истории Pentium 4 очень удачный (для своего времени достаточно прогрессивный) чипсет SiS 645 и, чуть позже, его двухканальный вариант SiS 655(TX), который по своим возможностям практически не уступал 875P при гораздо меньшей цене. Увы, решения для новой шины PCI Express/памяти DDR2 оказались у SiS далеко не самыми востребованными рынком. Так, ее новые чипсеты - двухканальный SiS 656 и одноканальный SiS649, несмотря на вполне приличные возможности и традиционно низкую стоимость, тем не менее, оказались никому не нужны (сказывается то, что Intel в последнее время уделяет своим бюджетным решениям гораздо больше внимания, чем раньше).

А ведь по своим характеристикам чипсеты SiS656/649 практически не уступают соответствующим продуктам Intel. В частности, они обладают поддержкой шины PCI Express, работают с самыми совершенными процессорами Intel, включая двуядерный Pentium D, а их более поздняя модификация SiS656FX/649FX - еще и с Pentium 4 Extreme Edition (с 1066 МГц шиной). Также они поддерживают память DDR2 с частотами 400, 533 и 667 МГц и недорогую память DDR.

Блок-схема чипсета SiS656FX

По своей функциональности южные мосты SiS 965(L)/966(L) заметно уступают не только ICH7(R) но и ICH6, не говоря уж об абсолютном чемпионе - чипсете nForce4 SLI Intel Edition. В первую очередь, это касается возможностям дискового интерфейса Serial ATA (2 или 4 канала SATA150 против 4 каналов SATA300 у ICH7), а также поддержки шины PCI Express (2 линии против 4 или даже 6 у ICH). По числу портов USB2.0, на первый взгляд, наблюдается паритет - по 8 у каждого, но и здесь имеется разница: у ICH все порты - полноценные High-Speed USB2.0, а у всех южных мостов SiS полноценный High-Speed USB2.0 контроллер только один (4 порта), а остальные 2 контроллера (тоже 4 порта) - только Full-Speed USB2.0 (т.е. обычный USB 1.1).

Чипсеты VIA

Как и у SiS, золотые дни компании VIA, когда ее чипсеты могли на равных конкурировать с аналогичной продукцией Intel, давно миновали. В последнее время компанию лихорадит, она никак не может наладить массовый выпуск давно уже анонсированных PCI Express чипсетов PT880 Pro и PT894 Pro.

Первый из них, VIA PT880 Pro, обеспечивает поддержку процессоров Intel Pentium 4, Pentium 4 XE и Celeron D с частотой шины от 400 до 1066 МГц; двухканальный контроллер памяти (до 4 Гбайт), поддерживает как DDR400, так и DDR2-667, причем, в отличие от Intel, предусмотрена одновременная работа модулей памяти разных типов. Но главная его "изюминка" заключается в поддержке одновременно двух разных графических интерфейсов - AGP8X и PCI Express (правда, не полноценная PCI-E x16, а только скромная PCI-E x4). Данная технология была названа DualGFX и, без сомнения, может понравиться всем тем, кто не в восторге от слишком высокого темпа смены компьютерных платформ, заданным Intel. Ведь, в случае покупки системной платы на чипсете PT880 Pro, у пользователя появляется возможность продолжать использовать не только старую память типа DDR, но и видеокарту AGP, которые, конечно, тоже придется менять, но сделать это можно будет гораздо позже.

Блок-схема чипсета VIA PT880 Pro

Второй объявленный, но так и не появившийся чипсет - PT894 Pro, может похвастаться двумя физическими интерфейсами PCI-E x16, что позволяет использовать решения nVidia SLI (или ATI CrossFire). Оба чипсета поддерживают DDR2-667, хотя для платформы начального уровня (по определению) PT880 Pro это может и не очень нужно, тогда как для более производительного чипсета PT894 Pro такая память будет в самый раз, особенно если учесть, что с "разгонябельностью" последних чипсетов от VIA наконец-то стало более или менее в порядке.

Что касается возможностей южного моста, то здесь также далеко не все однозначно. Дело в том, что новый южный мост VT8251, которым должны комплектоваться новые чипсеты, как обычно для нынешнего VIA, немного запаздывает. Поэтому сейчас компания располагает только откровенно устаревшим VT8237R, который по своим характеристикам значительно уступает всем своим более "молодым" конкурентам.

В грядущем VT8251 будут реализованы и 4 канала SerialATA, и гигабитный сетевой контроллер, аудиоконтроллер VinylAudio, полностью соответствующий стандарту HDA, и самое главное - будет поддержка двух линий шины PCI Express (т.е. на платах VIA могут появиться два слота PCI Express x1). Хотя VT8251 и предназначен, в первую очередь, для PT894 Pro, для связи с северным мостом он по-прежнему использует интерфейс Ultra V-Link, так что его вполне можно применять и в паре с PT880 Pro.

Время просуммировать всю техническую информацию, которую мы собрали в две таблицы.

Сводная таблица северных мостов чипсетов для процессоров Intel

Сводная таблица южных мостов чипсетов для процессоров Intel

Заключение

За год своего существования новая настольная платформа Intel не только доказала свою состоятельность, но и придала определенное ускорение всей компьютерной индустрии. Хотя далеко не все оказалось так, как задумывали "отцы-основатели" из Intel. Так, в течение всего года так и не появилась периферия для шины PCI Express x1, не произошло ожидаемого вытеснения параллельного дискового интерфейса АТА последовательным SATA, да и производительность гигабитных сетевых контроллеров оказалась излишней для большинства пользователей. Тем не менее, все основные производители наборов системной логики упорно наращивают функциональность своих продуктов, и в этом отношении вне конкуренции, конечно, NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition, вот только цена плат на этом чипсете превосходит все разумные пределы. Правда, для рядовых пользователей этот продукт никогда и не позиционировался. Хотя не исключено появление в ближайшее время более дешевых вариантов nForce4 SLI Intel Edition, в частности, без поддержки SLI (который для многих представляется совершенно излишней роскошью).

Интересная ситуация сегодня сложилась и на рынке чипсетов для системных плат как среднего, так и начального уровня, где практически все ниши заняты продуктами одного производителя - вездесущего Intel. Но все-таки все еще теплится надежда на появление в массовых количествах продукции "альтернативщиков", и в первую очередь - компаний VIA и SiS. Ведь и тот, и другой производители имеют в своих "арсеналах" немало достаточно интересных решений, способных если не перехватить инициативу у Intel, то уж потеснить его на рынке - это уж точно. Такое было бы вполне возможно, если бы не общая беда всех тайваньских компаний - хроническое запаздывание массового выпуска своей продукции, которая появляется в достаточных количествах только тогда, когда перестает быть актуальной. А жаль, раньше, когда на рынке "блистали" и VIA, и SiS, жизнь была гораздо веселее...