PCI-E + DDR2, 疾速体验

互联网 | 编辑: 2005-09-27 00:00:00

去年,在PC领域发生了一场十分重要的变革,被称十年来最大的一次平台革命,PCI-Express总线成为PC局部总线新的主宰,由Intel领导的这次平台革命揭示了未来几年平台的发展方向。PCI-Express的出现统一了PC中纷乱的局部总线,服役了十三年之久的PCI总线终于可以光荣退休,而为显卡专门设计的AGP总线也退出历史舞台,象是CNR和AMR这些总线也会自动消失,这印证了一句老话:“分久必合”。同时Intel还把DDR2内存引入了主流平台,这也是相当重要的举措,在后面的介绍中,我们将了解到PCI-Express和DDR2将使PC的发展重新回到一条康庄大道上,Intel再一次扮演了技术推进者的角色,而我们则能体验到新技术带来的好处。

PCI-Express总线为实现数字家庭创造了条件

对于很多读者来说,并不太了解这次平台革命的意义,似乎PCI-Express的引入并没有带了立竿见影的变化,但稍微深入了解一下,就会发现目前的平台架构已经受到了严重制约,影响了系统性能持续提升。先来说说AGP,我们知道现在显卡的应用不仅仅是游戏,今后PC会成为家庭的多媒体中心,这时候显卡可以用来接收HDTV节目,而AGP 8X虽然有2.1GB/s的上行带宽(在游戏中,主要是把材质等数据从内存往显存上传),但是AGP的下行带宽非常窄,只有266MB/s,也就是说从显卡往内存传输数据有严重的瓶颈。而PCI-Express总线是双向的点对点传输,用于显卡的PCI-Express x16总线的上行与下行带宽都达到了4GB/s,显卡可以同时接收高清晰的视频的同时也不会影响玩游戏,PCI-Express总线为实现数字家庭创造了条件。

PCI-Express具有灵活的可缩放带宽

PCI-Express采用点对点信号传输,使用串行差分信号接口,所谓差分信号接口就是同时传输相位相反(比如一正一负)的两个信号,这样就能把传输过程中引入的干扰清除掉,也有利于做到很高的工作频率。PCI-Express每对数据线的传输率达到2.5GT/s,它采用可缩放的带宽:1X,2X.....32X,主板上常见的PCI-Express x1的带宽达到每方向250MB/s,PCI-Express x4每方向的带宽为1GB/s,而用于显卡的PCI-Express x16总线带宽达到每方向4GB/s。PCI-Express的灵活性使它能够支持SLI双显卡技术,一条PCI-Express x16总线可分成两条PCI-Express x8,能够让两块显卡并行工作,达到提升性能的目的,而在AGP时代SLI是无法实现的。

目前Intel 915/925,以及945/955主板上都提供了两到三个PCI-Express x1插槽,它提供了比PCI插槽更高的传输率,因此千兆以太网卡,RAID卡都能够从中获益。甚至是南北桥之间也可以采用PCI-Express总线进行连接,以此简化系统并提高性能。

DDR内存发展遇到瓶颈,DDR2取而代之是必然的发展

为什么说DDR SDRAM内存发展遇到了瓶颈,其实这和DRAM的本质有关,DRAM也就是所谓的动态内存,它的结构非常简单,是一个晶体管和一个电容的结合体,结构简单当然可以提高内存的容量,没错,容量正是我们所需要的,但这需要付出代价。这样做的一个不足之处就是DRAM需要刷新过程(给电容充电),同时频率也不能做得很高,因此提高内存速度就成了棘手的问题。

内部Cell和接口速率的关系

既然内部频率无法做高,那么提高内存数据传输率的方法就是增加内存接口传输率,DDR SDRAM的接口传输率就是内部传输率的两倍(我们可以叫它2bit Prefetch,这个概念很重要,后面我们会进一步解释),现在的DDR400,其内部存储单元(被称为Cell)的工作频率为200MHz。当DDR SDRAM标准发展到DDR400时,需要一项新标准出来保持内存行业的生命力,毫无疑问,这个标准就是DDR2,想必你已经猜到了,DDR2进一步提高接口传输率,这样较低的内部工作频率也能做到很高的数据传输率,打个比方,DDR400的内部单元工作频率为200MHz,同样的单元放在DDR2中,就会产生DDR2 800。显而易见,DDR2的接口速率是内部存储单元速率的4倍,这种技术被称为4bit Prefetch,也就是4位数据预取模式,相当于数据的并发传输方式。此外DDR2 SDRAM在电气规范上也有改进,它采用了1.8V工作电压,240pin引脚,支持OCD和ODT技术。

看到这里,我们能够了解到,现在标准的DDR2 533,其实内部Cell工作频率是133MHz,DDR2 667的Cell工作频率是166MHz,这相当于回到一条起跑线,内存又可以在速度提升的道路上毫无顾忌的奔跑一段时间,只到某一天,DDR2 SDRAM把手中的接力棒交到DDR3手中,估计这是在2007年的某个时候。其实DDR3的标准也已经明了,它采用8bit Prefetch,想必你已经明白这是什么意思,不过现在还不到DDR3出马的时候,还是让它先美美的睡上一段时间。可见SDRAM的发展还是很有生命力的,只是需要有标准和技术的推进者,Intel就扮演这个角色。

主流的PCI-Express及DDR2平台Intel 945

PCI-Express显卡和DDR2内存的普及速度已经超过了原先的预期,因此Intel推出支持双核处理器(Pentium D)的芯片组945/955后,已经彻底抛弃了DDR SDRAM,而市场上最常见的DDR2 533和DDR 400的的价格差距很小,从9月24日中关村市场来看,Hynix DDR2 533 512MB报价为360元,Hynix DDR 400 512MB的价格为340元,两者差价仅20元,DDR2 SDRAM的降价速度真是相当迅猛,要知道在半年前,DDR2还要比同容量的DDR贵一倍以上。而且随着DDR2 SDRAM产量的增加,DDR2的价格很快会低于DDR,我们没有理由不选择性价比更好的DDR2。再来看看显卡市场,市场上性价比最好的显卡清一色是PCI-Express接口,如NVIDIA的Geforce 6600LE,可以说显卡已经全面转向PCI-Express接口,除了少数升级需要外,现在已经没有理由再去选择AGP接口的显卡。

Intel 945G支持PCI-Express总线,北桥提供了一条带宽为8GB/s的PCI-Express x16总线,它集成的GMA950图显处理器拥有400MHz的工作频率和4条像素处理管线,支持DirectX 9.0,对于大多数应用已经足够。945芯片组还能够支持FSB1066,提供优异性能,它支持双通道DDR2 533/667内存,最大带宽达到10.7GB/s。南桥芯片ICH7R提供了6条PCI-Express x1总线,四个SATA2端口,能够支持RAID 5,可以说性能相当强悍。可以说Intel 945是主流PCI-Express平台的首选,集性能和稳定性于一身。

DDR2 SDRAM是性价比更高的选择

下面的一个测试将比较同价位的DDR2 533和DDR400之间的性能差异

主板

ASUS P5GD1 Pro

ASUS P5GDC Pro

芯片组

Intel 915P+ICH6R

Intel 915P+ICH6R

处理器

Intel Pentium 4 670

Intel Pentium 4 670

前端总线

800 MHz

800 MHz

主频

3.8 GHz

3.8 GHz

内存

Kingston DDR 400 512MB×2

Kingston DDR2 533 512MB×2

内存时序

3-3-3-8

4-4-4-12

硬盘

Maxtor Midline III 250GB SATA150

Maxtor Midline III 250GB SATA150

硬盘格式

NTFS

NTFS

显卡

ASUS Extreme AX850XT

ASUS Extreme AX850XT

声卡

Intel HD-Audio

Intel HD-Audio

操作系统

英文Windows XP Professional + SP2

英文Windows XP Professional + SP2

桌面设置

1024×768像素 32bit色彩 85Hz刷新率

1024×768像素 32bit色彩 85Hz刷新率

 

我使用了两片华硕915P主板进行对比测试,它们的差别主要在内存的支持上。ASUS P5GD1 Pro仅支持DDR SDRAM,在测试时我选择了双通道DDR400内存,而ASUS P5GDC Pro不但可以支持DDR SDRAM还支持DDR2 SDRAM,在测试时采用了双通道DDR2 533模式。测试所用的CPU为Pentium 4 670,Prescott核心,主频是3.8GHz。硬盘是Maxtor Midline III 250GB SATA150,Serial ATA接口。显卡是华硕Extreme AX850XT,它基于Radeon X850XT。测试使用的操作系统是Windows XP Professional SP2,在测试过程中,仅打开音频选项,关闭其它板载I/O。

Cachemem 2.65MMX

L1 Cache Read(MB/s)

28262.6

28265.4

L2 Cache Read(MB/s)

15064.9

15061.7

Main Memory Read(MB/s)

4831.0

4924.0

L1 Cache Write(MB/s)

10531.9

10532.9

L2 Cache Write(MB/s)

10465.8

10464.6

Main Memory Write(MB/s)

1878.7

1936.0

FutureMark PCMark04 v1.20

CPU

5663

5848

Mememory

5418

5799

Graphics

7571

7626

HDD

3820

3814

FutureMark 3DMark05

总分

5788

5787

GT1

26.8

26.7

GT2

16.1

16.0

GT3

28.8

28.9

CPU Score

5112

5513

CPU Test1

2.7

2.9

CPU Test2

4.4

4.7

软件渲染:CINEBENCH2003

Rending 1 CPUCB-CPU

334

335

Rending x CPUCB-CPU

382

403

C4D ShadingCB-GFX

433

437

OpenGL SW-LCB-GFX

1770

1779

OpenGL HW-LCB-GFX

3432

3556

BAPCO SYSmark 2004 SP1

Rating

218

221

Internet Content Creation

 

 

Overall

238

250

3D Creation

234

245

2D Creation

284

297

Web Publication

202

216

Office Productivity

 

 

Overall

199

196

Communication

168

155

Document Creation

223

230

Data Analysis

211

212

大型软件:3D Studio Max 6

stadium.max

76s

75s

Underwater_Environment_Finished

144s

141s

 

从测试结果可以看出DDR2带来性能上的提升,从Cachemem上可以看出DDR2 533内存读写较DDR 400有明显提升,不仅是在内存子系统测试中有改善,在PCMARK04和3DMARK05测试中,可以看到内存带宽提升了CPU性能。在纯软件渲染CINEBENCH2003和3D Studio Max 6中,使用DDR2内存性能都有提升。在大型综合测试软件SYSMARK2004中,DDR2带来性能提升相当显著。测试结论表明,DDR2内存可以全方位提升系统性能,如今DDR2 533的价格已经和DDR 400相当接近,我们应该选择性价比更出色的DDR2 SDRAM。
PCI-Express,DDR2经过一年多的发展已经确定了主流平台的地位,之前影响我们接受它的原因是价格,如今价格的壁垒已经消失,甚至可以说PCI-Express和DDR2平台拥有更好的性价比。技术新、性能强、价格又低,这不正是我们所需要的吗,对于消费者来说,只需去享受新技术带来的体验即可。

 

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