Чипсеты для платформы Socket A

5. Чипсет

Что такое Chipset? Chip Set - набор микросхем, это одна или несколько микросхем, таймеры, систему управления специально разработанных для “обвязки” микропроцессора. Они содержат в себе контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, памятью и шиной - все те компоненты, которые в оригинальной IBM PC были собраны на отдельных микросхемах. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда - клавиатурный контроллер, однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных чипов. В последних разработках в состав микросхем наборов для интегрированных плат стали включаться и контроллеры внешних устройств.

Внешне микросхемы Chipset'а выглядят, как самые большие после процессора, с количеством выводов от нескольких десятков до двух сотен. Название набора обычно происходит от маркировки основной микросхемы - OPTi495SLC, SiS471, UMC491, i82C437VX и т.п. При этом используется только код микросхемы внутри серии: например, полное наименование SiS471 - SiS85C471. Последние разработки используют и собственые имена; в ряде случаев это - фирменное название (Neptun, Mercury, Triton, Viper), либо собственная маркировка чипов третьих фирм (ExpertChip, PC Chips).

Тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы поддерживамых процессоров, структура/объем кэша, возможные сочетания типов и объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность программной настройки параметров и т.п. На одном и том же наборе может выпускаться несколько моделей системных плат, от простейших до довольно сложных с интегрированными контроллерами портов, дисков, видео и т.п.

Знаете, сколько чипсетов сейчас присутствует на рынке только для двух основных платформ — Socket 478 и Socket A? Не знаете? Около сорока! Мы решили, что одна только эта цифра — уже достаточный повод для написания некоего “сводного” материала.

5.1. Чипсеты для платформы Socket A (Socket 462)

Попробуем припомнить известные и более или менее распространенные наборы микросхем:

· AMD: AMD 750, AMD 760, AMD 760MP, AMD 760MPX;

· VIA Technologies: KT133, KT133A, KLE133, KM133, KM266, KT266, KT266A, KT333, KT400;

Рекомендуемые материалы

· Silicon Integrated Systems: SiS 730, SiS 735, SiS 740, SiS 745, SiS 746, SiS 755;

· NVIDIA: nForce 220, nForce 415(D), nForce 420(D), nForce2;

· ATI: Radeon IGP320 Fusion.

5.1.1. Устаревшие наборы микросхем

Будет справедливо начать с “родоначальника” платформы, ее основателя и “прародителя” — AMD. В 1998 г. для поддержки своего новоиспеченного процессора Athlon компания AMD представила и чипсет под него — AMD 750 (Irongate). Необходимость этого шага диктовалась прежде всего рыночными соображениями — один раз AMD уже понадеялась на “смежников”, в результате чего преждевременное (как потом оказалось) объявление процессора К6-2 с FSB 100 MHz привело к тому, что довольно длительное время его было попросту некуда устанавливать.

К запуску Athlon компания подошла с большей ответственностью и продумала всю инфраструктуру заранее. Вообще говоря, частью этой стратегии и был чипсет AMD 750, который вышел в качестве “поддержки” нового процессора. На тот момент никаких исключительных характеристик он не имел — поддержка PC100 (до 1 GB), собственный южный мост AMD 756. Главной задачей AMD 750 был сам факт “гарантированного существования” чипсета для Athlon формфактора Slot A. Позднее некоторые компании выпустили платы на AMD 750 и для Socket A, но их оказалось немного. Впрочем, одна инновация в нем все же присутствовала — режим Super Bypass, при определенных операциях с памятью сильно снижающий временные задержки, что давало от 4 до 10% прироста производительности. По скорости работы с памятью AMD 750 был на уровне i440BX, что впечатляет. Данный чипсет сыграл свою главную роль — “запустил” Athlon, посему мы склонны считать его удачным. Однако на дворе 2002 г., и сейчас свою актуальность он совершенно потерял. Также можно смело отнести к устаревшим VIA КХ133 (аналог AMD 750 от VIA отличался поддержкой AGP 4X и РС133) и VIA КТ133/КТ133Е. Все эти чипсеты поддерживают системную шину 200 MHz, чего на сегодня совершенно недостаточно.

5.1.2. Не потерявшие актуальности

К таковым отнесем бесспорного фаворита — VIA КТ133А. Этот чипсет, один из наиболее распространенных для данной платформы, — важная веха в истории Socket A. Пожалуй, только i440ВХ для Socket 370 превосходит по популярности KT133A — достаточно сказать, что часть моделей плат на его основе выдержали по нескольку “переизданий”, постепенно обрастая многими функциями и контроллерами. KT133A отличается от предыдущего (КТ133) одним новшеством в северном мосту — теперь поддерживается частота FSB 133 (266 DDR) MHz. Кроме того, инженеры VIA оптимизировали контроллер памяти. Благодаря этому, а также тому, что при 266 MHz память начинает работать в синхронном режиме, чипсет показывает приблизительно 10 ^ти %-ный прирост производительности при переходе на 266 MHz FSB и неизменной частоте процессора. Также KT133A, как правило, комплектовался более новым южным мостом VT82C686B (обычно называемым 686B), что позволяло заявить о поддержке UATA/100. Таким образом, на сегодняшний день это наиболее долгоживущий чипсет под платформу Socket A. Еще раз отметим его хорошую сбалансированность и великолепные для своего класса скоростные показатели: наряду с i815x — это самый быстрый “десктопный” набор микросхем для SDRAM. Более того, платы, произведенные согласно рекомендациям AMD и поддерживающие Athlon XP (Palomino), без особых проблем работают с новым ядром Thoroughbred, хотя и не обеспечивают такой комбинации максимально возможной в настоящее время скорости в силу отсталой подсистемы памяти.

К этой же группе можно отнести SiS 733 — в силу производственных проблем компании данный чипсет так и не получил широкого распространения. Отметим, что интересной особенностью (наряду с его ближайшим родственником SiS 735), он состоит из одной (!) микросхемы. Такая компоновка позволила соединить между собой северный и южный мосты (вернее, устройства, входящие в их состав) гораздо более быстрой шиной, нежели обычная PCI. Скорость шины Multi-Threaded I/O Link, как ее называет SiS, доходит до 1,2 GBps. Кроме того, одна микросхема вместо нескольких снижает стоимость производства, разводки платы — и, таким, образом, является достаточно интересным решением.

Необходимо сказать и об интегрированных чипсетах — таковыми являются VIA KLE133 и KM133 и SiS 730S. Они построены на графических ядрах Trident Blade3D, S3 Savage 4, SiS 315. VIA предлагает два разных решения на один сегмент рынка. KLE133 от KM133 отличается еще и тем, что второй поддерживает внешний порт AGP, а первый — нет. KLE133 (с посторонним для VIA графическим ядром) оказался более распространенным, нежели KM133 с собственным, принадлежащим компании, ядром Savage 4. Решение от SiS было еще дешевле, причем настолько, что, несколько брэндов даже выпустили модели на этом наборе микросхем.

Поддержка памяти SDRAM, интегрированный видеоадаптер (для работы с GUI достаточно), обычно интегрированный сетевой адаптер, один-два слота PCI, интегрированный звук — действительно, трудно придумать что-то еще, необходимое в офисе. Поэтому такие продукты довольно распространены, хотя, надо отметить их более низкую производительность по сравнению с “классическими” решениями. Не хватает всем интегрированным графическим ядрам, — высокого качества в 2D. Основная проблема (особенно учитывая, что 17 ^ти-дюймовые мониторы подешевели и покупаются даже в офисы) — “замыливание” изображения уже в режиме 1024 x 768 32bit x 85 Hz, что заставляет многих отказаться от интеграции и приобретать отдельные видеоадаптеры.

5.1.3. Современные наборы микросхем

AMD 760, VIA KT266A/KT333, SiS 735, SiS 745. Однако начнем совсем не с них. Началась эта история тогда, когда AMD выбрала в качестве стратегического направления развития курс на поддержку DDR SDRAM. Как показала практика, он был правильным. Чипсеты с поддержкой DDR для платформы Socket A практически сразу же выпустили абсолютно все чипмейкеры (кроме Intel, разумеется). Но первым оказался AMD 760. Системная шина 200/266 MHz, работа с Duron/Athlon/AthlonXP (зависит от модели платы, справедливо не для всех случаев!), максимум 2 GB ОЗУ стандарта PC1600/PC2100, процессорная шина функционирует только синхронно с памятью, ECC поддерживается. Кроме того, в наследство AMD 760 досталась фирменная разработка AMD — Super Bypass. Как и в случае с предыдущим AMD 750, несмотря на наличие собственного южного моста AMD 766, большинство плат на AMD 760 использовали южный мост VIA 686B. Надо сказать, что данный чипсет уже нельзя назвать современным — но он все еще является достаточно производительным. Посему особого смысла его владельцам менять плату на более совершенную мы не видим, разве что если не повезло с моделью и в ней нет поддержки новейших процессоров.

Перейдем к другим производителям. AMD с самого начала заявляла, что поставки AMD 760 носят пилотный характер — до массового появления чипсетов от партнеров. Самые большие надежды все возлагали на VIA Technologies и ее анонсированный проект КТ266 (тем более что предыдущий, КТ133А, был весьма успешен). Номинально первой после AMD объявилась ALi со своим чипсетом MAGiK 1 — особых ставок на него никто не делал. Как выяснилось, правильно — кроме пары низкоуровневых тестов, никаких выдающихся скоростных показателей он не продемонстрировал, в большинстве случаев уступая тому же КТ133А. Но всё же KT266 был официально представлен со следующими характеристиками: FSB (EV6) 200/266 MHz, поддержка всей линейки процессоров для Socket A, до 3 GB ОЗУ (PC100/133/1600/2100), AGP 4X, UATA/100, AC'97, 6 портов USB 1.2 (три контроллера). Чипсет асинхронный (FSB/SDRAM +/- 33 MHz), память ECC не поддерживается. Кроме того, VIA стала использовать специальную шину между северным и южным мостом (V-Link) с пропускной способностью 266 MBps вместо обычной PCI. С точки зрения спецификаций все было в порядке — например, введение V-Link позволяло, разгружая шину PCI, повысить общую производительность. Но именно с ней, оказалось не всё в порядке. Она не была плохой — скорость чипсет показывал более высокую, чем KT133A. Однако явно не настолько, чтобы оправдать смену платы и покупку не очень дешевой на тот момент DDR-памяти. Более того, VIA KT266 так и не сумел перегнать AMD 760! Подобная ситуация не устраивала VIA Technologies, на тот момент мирового лидера в производстве чипсетов, и крайне быстро возник слушок (можно предположить «санкционированную утечку») о продолжении работ над чипсетом, чью очередную ревизию позднее объявили под новым коммерческим именем КТ266А.

Тем временем SiS, официально объявила о начале поставок SiS 735. У чипсета присутствовало несколько «изюминок»: во-первых, быстрая (кстати, до сих пор самая быстрая в сегменте x86) неблокируемая шина MuTiOl между различными контроллерами чипсета, во-вторых, — поступила информация, что быстродействие контроллера памяти превышает таковое для КТ266, что и подтвердили независимые тестеры. В тот момент у SiS была вполне реальная возможность “потеснить” VIA с пьедестала. Однако необходимое число чипсетов SiS поставить не смогла. В результате сколько- нибудь заметное количество материнских плат на новом чипсете представила только ECS (Elitegroup) — ближайший партнер SiS.

Естественно, VIA не сидела сложа руки — и, спустя всего два месяца после начала продаж КТ266, был негромко объявлен чипсет КТ266А, отличающийся от предыдущего лишь контроллером памяти. Его переработали и оптимизировали, на платформе Socket A появился новый лидер. Кроме того, слегка (косметически) подправили спецификации — теперь чипсет поддерживал до 4 GB памяти. Платы на KT266А не анонсировали только ленивые — чипсет получил повсеместное распространение, да и на сегодняшний день большинство ОЕМ-поставок, пожалуй, приходится именно на него. Отметим еще одну особенность KT266(A), позволившую производителям значительно расширить спектр предложений на этом наборе микросхем. Речь идет о архитектуре V-MAP (VIA Modular Architecture Platform). Вот в чем ее суть: северный мост КТ266А полностью по контактам совместим с КТ266, а южные мосты VT8233, VT8233A и VT8233C совместимы друг с другом и с V-Link, что, позволяет без особых затрат на разработку нового дизайна материнской платы улучшать характеристики продуктов. Именно поэтому производители материнских плат достаточно быстро и безболезненно перешли на КТ266А. Благодаря совместимости южных мостов многие платы на КТ266А вскоре получили поддерживающий UATA/133 чип VT8233A или содержащий встроенную сетевую плату от 3Com VT8233C. А позднее, когда был объявлен VT8235 (поддержка USB 2.0, UATA/133, V-Link 266/533 MBps), некоторые платы снабжались и им.

Абсолютное большинство плат с VT8235 использовало следующий чипсет от VIA — КТ333. В нем появилась поддержка памяти DDR333 (PC2700), доработан контроллер памяти, трудно проверяемая вещь. Но обещали в свое время AGP 8X, V-Link 533 MBps, USB 2.0... Несмотря ни на что можно резюмировать, что VIA КТ266A и КТ333 — самые распространенные в данный момент чипсеты для платформы Socket А.

Перейдем теперь к SiS — неужели компания сдалась и не пытается придумать что-нибудь новое? SiS предлагает чипсет за номером 745 такое же решение, как и 735, состоящее из одного чипа. Но теперь поддерживается память РС2700, а еще интегрирован контроллер IEEE 1394 (FireWire). Жаль, что до сих пор SiS 745 на рынке представлен весьма слабо — в основном, на платах все той же Elitegroup.

Поговорим о чипсетах AMD 760MP (MPX). AMD 760MP был объявлен спустя год после AMD 760, и все это время AMD тестировала его на предмет выявления ошибок. AMD 760MP поддерживает до двух процессоров Athlon MP (модификация процессора для SMP- систем), до 4 GB Registered ECC DDR SDRAM PC1600/PC2100 и, как и его предшественник, является синхронным. Южным мостом служит AMD 766. Данный чипсет достаточно сложен в разводке — северный мост имеет более девяти сотен контактов (плата за используемую AMD шину EV6 — значительно более сложная топология многопроцессорных систем из-за топологии типа точка-точка). Южный же мост поддерживает, кроме “обычной” PCI, еще и 64 ^х битовую (правда, на той же привычной частоте 33 MHz). AMD 760MPX в паре с южным мостом AMD 768 добавляет к 64 битам 66 MHz. Собственно, вышеуказанные два чипсета отличаются только этим.

5.1.4. Высокоинтегрированные современные решения

В связи с повсеместным переходом на DDR понадобились и интегрированные чипсеты с поддержкой этого типа памяти. NVIDIA - имея опыт в создании сложных 3D-акселераторов, компания решила выйти на рынок чипсетов. ТТХ (тактико-технические характеристики) у чипсета были заявлены весьма приличные: поддержка памяти DDR, интегрированная графика класса GeForce2 MX (в этом пункте практически никто из производителей соперничать с NVIDIA не мог), двухканальный (nForce 420) или одноканальный (nForce 220) контроллер памяти (первый вариант на рынке десктопов аналогов не имеет), интегрированный 5.1-звук с кодеком Dolby Digital (опять беспрецедентное решение). Также впервые в индустрии в качестве шины между мостами использована Hyper Transport с пропускной способностью 800 MBps. Результат вышел весьма приличным — на рынке интегрированных чипсетов это один из самых быстрых продуктов (имеется в виду версия с двухканальным контроллером памяти). Существует вариант без встроенной графики — nForce 415. Чипсет достаточно интересен внутренним устройством, контроллеры памяти могут выполнять независимые запросы, а могут работать и совместно. Кроме того, используется так называемый механизм DASP (Dynamic Adaptive Speculative Prediction), задачей которого является предварительное кэширование данных и попытка предугадать, какие из них понадобятся системе. Деталей его NVIDIA не раскрывает, по-видимому, он представляет собой специализированный кэш с ориентировочным объемом 1024 KB.

Вернемся к более “классическим” продуктам. После анонса КТ266 VIA объявила о выходе соответствующего ему КМ266 — все тот же KT266 со все тем же “старым знакомым” — графическим ядром Savage 4. SiS представила традиционно “полувиртуальный” (в плане доступности продуктов на его основе) SiS 740 — правда, в отличие от предыдущих, состоящий из двух чипов. Это, привело к снижению скорости MuTiOl до 533 MBps. Кстати, в “двухчиповости” SiS 740 прослеживается некая тенденция — все нынешние и анонсированные чипсеты этой компании тоже состоят из двух чипов.

После выхода NVIDIA на рынок чипсетов ее “заклятый друг” ATI этого стерпеть не могла и, в свою очередь, объявила о работе над чипсетами сразу под две платформы — Socket A и Socket 478. Собственно, отличаться они будут только процессорной шиной — все остальное одинаково. В качестве встроенного видео применяется Radeon VE (в новой транскрипции — Radeon 7000), южного моста — пока что либо ALi M1535D+, либо VIA 686B, позднее — южный мост собственной разработки, соединенный с северным с помощью ATI Link. Естественно, чипсет поддерживает DDR SDRAM. Но самое главное не это — как мы уже писали, для интегрированных чипсетов очень важно качество 2D-изображения. Конечно же, оно зависит от производителя платы (в том смысле, что его всегда можно сделать хуже), но вот лучше, чем позволяет RAMDAC встроенной видеокарты, его не сделать уже никому. Так вот, в нашей Тестовой лаборатории побывала первая плата на Radeon IGP320, и изображение на ней в режиме 1024 768 32bit x 85 Hz — кристально чистое. Имея в виду общую гонку за последними спецификациями и большими мегабайтами и гигагерцами, не может не радовать прагматичный подход ATI — она сделала хорошим в интегрированном чипсете именно то, что в нем наиболее важно с точки зрения потенциального пользователя.

5.1.5. Что дальше?

Настала пора поговорить о том, что предложат нам производители в ближайшем будущем. AMD для платформы Socket A, насколько нам известно, никаких других чипсетов разрабатывать и выпускать не будет (хотя сама платформа “проживет”, по обещаниям той же AMD, до 2004 г. включительно!). Это логичное решение, ибо делать массовые и одновременно “вкусные” по функциональности десктопные чипсеты компания никогда не умела, да и не ставила перед собой такой задачи.

Обратите внимание на лекцию "22. Бюджет телерадиокомпании".

У VIA Technologies на очереди чипсет КТ400, в котором и появятся новшества, ожидаемые от КТ333, — AGP 8X, V-Link 533 MBps, DDR4... ой.... вот как раз с поддержкой DDR400 все не так просто. Во-первых, JEDEC еще не одобрила сам стандарт. Во-вторых, она же “пригрозила”, что, фигурально выражаясь, “то, что считают памятью стандарта DDR400 некоторые производители чипсетов сегодня, может не совпасть с теми характеристиками, которые заложим в этот стандарт мы”. Слухи кажутся вполне правдоподобными, ибо поддержка этого типа из официальных спецификаций у VIA и SiS неожиданно “испарилась”. Так что ясности в этом вопросе нет — пока можно считать, что есть совместимость с DDR333 и только. Кроме того, VIA KT400 должен поддерживать следующую частоту шины FSB — 166 (333 DDR) MHz. Естественно, объявление соответствующих процессоров — все еще “секрет”, но уже “Полишинеля”. Конечно, вся эта информация пока что попадает к нам “полуподпольными” путями, но... не означает ли это, что мы “дождемся” КТ400А? Не хотелось бы, но, увы, как показывает практика, это вполне вероятный вариант развития событий.

SiS анонсировала SiS 746, отличающийся от предшественника (745) поддержкой AGP 8X, а также более новым южным мостом — SiS 963 (MuTiOl 1 GBps, IEEE 1394, USB 2.0, HomePNA, LAN). Также этот чипсет “неофициально” работает с той памятью, которую некоторые производители сейчас называют “DDR400”, но в официальных спецификациях об этом пока ни слова. Таким же образом поддерживается будущая шина 333 MHz FSB. В результате получаем потенциально один из самых насыщенных чипсетов — лишь бы заводы SiS смогли справиться с объемом заказов.

У NVIDIA также все довольно очевидно — несомненно, мы увидим продолжение блокбастера под названием nForce2 со встроенным графическим ядром GeForce4 MX. В качестве нововведений обещают поддержку двухканальной DDR400 (похоже, отсутствие официальной сертификации на этот вид памяти совершенно никого не смущает), процессорной шины 333 MHz (и опять-таки неважно, что AMD ее еще не представляла) и обновленную версию MCP-T (с поддержкой Dolby Digital Interactive Content Encoder, Hardware DirectX 8.0 Audio Processor, USB 2.0, FireWire и даже двумя (!) 10/100 Ethernet- контроллерами на базе аппаратного ядра от 3Com).