P4+DC-DDR,美妙的组合

互联网 | 编辑: 2003-08-27 00:00:00 返回原文

操纵市场发展,控制市场脉搏

前言

似乎带动市场是Intel的强项,在速度就是一切的计算机世界里这位王者不止一次颠覆着我们的大脑。自从Pentium 4推出之后,运行速度从最初的400MHz FSB,进而提升到533MHz FSB。而比较特别的是,大家都预期它会从之前的533MHz依照原本既定的计划提升到667MHz FSB时,它却来个二级跳,直接就往800MHz FSB的速度来前进!这样一来,让整个PC的环境为之一变。

800MHz FSB的出现,的确使整个业界为之哗然,从这样几点就可以让我们揣摩出Intel这位王者充满霸气的经营。首先,Athlon XP虽然发展时日屈指可数,但其目前相对稳定的发展还是紧紧跟随于Pentium 4之后,所以依靠800MHz FSB的Pentium 4,Intel可以拉大于Athlon XP的差距,使自己的产品更富有竞争力。其次,Intel处理器的热卖使第三方芯片组的销量也随之提升,对于Intel来说,这是一个潜在的威胁。虽然彼此合作是一种互利互惠的行为,但商人永远是将自己的利益放至首位,所以能够相信的只有自己。800MHz FSB这个概念的出现,实在是一箭双雕。这样一可以使Intel最新产品和Athlon XP的差距拉开,其次也可以使VIA、SiS等新的芯片组计划全部化为泡影,设计者必须重新去设计北桥芯片,使新芯片的推出时间受到了很大的延期。这极大的削弱了两者,而强大了自身的实力。

双通道的需求,提升性能的捷径

说到这里,是否有人会产生疑问,我们为什么需要800MHz FSB,而双通道DDR又能给我们带来什么样的好处?事实上,800MHz的前端总线只是个理论数值,实际应用中会因为这样或者那样的问题使得前端总线低于800MHz。在CPU工作中总会有少许脉冲信号传送失败的情况,而失败信号的数量也随着CPU速度的提高而有所增加,800MHz的前端总线相较稍低的前端总线在出现这种情况时作出的响应就会快很多,所以他确确实实的提高了系统的性能。自从同步内存(SDRAM)出现之后,内存的发展速度就逐渐赶不上CPU的发展速度,一直以来内存就是系统最严重的瓶颈之一。现在CPU的前端总线速度越来越快,最明显的就是前端总线为 800MHz的Pentum4处理器,它的前端总线带宽将达到惊人的6.4GB/s,目前即使是DDR400也只有3.2GB/s的带宽。除了FSB需要从内存获取数据外,AGP总线(已经达到了8X)和高速外设都需要从内存总线占用一部分带宽,因此提高内存总线带宽成为提高系统性能的首要任务之一。由于DDR SDRAM内部架构的限制(2bit Prefetch),因此一味提高内存工作频率变得越来越困难,未来的SDRAM主流一定是DDR-II,它的结构使它可以做到很高的频率而成本却不会提高太多,因此DDR-II是未来3-4年内最重要的内存技术。但是DDR-II进入主流市场还有一个漫长的过程,在此之前双通道DDR SDRAM是一个解决内存带宽不足的好方法。虽然他会增加一定的主板成本,但比起双通道RDRAM平台来说,双通道DDR SDRAM平台还是比较便宜的。

主流的Springdale,Intel的如意算盘

当然,有了好马还要有好鞍,800MHz FSB同样需要能够胜任的芯片组配合。在其他厂商都无力支持的时候,Intel就理所当然地站了起来。说起来,Intel推出的面向主流平台的i865系列芯片组(包括分别针对主流高、中、低端市场的i865PE、i865G以及i865P)算得上是门当户对。与i875P(Canterwood)芯片组相比,i865系列的MCP芯片不支持内存ECC校验(Error Check Correction)技术,而且也没有i875P独具的PAT内存控制增强技术(虽然目前许多i865PE主板均能顺利支持)。除此之外,两者在体系结构上没有本质的区别,其简化的特性却更能达到更低的成本使得价格可以或者保障。为了加强市场控制面,Intel对i865系列进行了具体的分类规划:i865PE芯片组主板是仅次于i875P性能的主流平台,i865G是在i865PE的基础上,在MCH中内置了Intel新一代的Extreme Graphics 2图形核心,其作为整合型主板推广到主流市场,i865P芯片组是只支持533MHz FSB和双通道DDR333的面向中低端市场的产品。除此之外,Intel还有一款非865命名的i865系列芯片组,它就是i848P,它的出现是为针对低端用户,其支持800MHz FSB以及单通道的DDR400,使用ICH5南桥芯片。它的设计风格在保持功能的同时,在性能上有所保留,可以在低端市场也拓展800MHz FSB Pentium 4的用户群。

应该说在i865三款芯片组产品中,i865PE是最受关注的,成为了主流P4平台的生力军。编号为82865PE的MCH正式支持800MHz FSB(数据带宽为6.4GB/s)、双通道DDR400以及AGP8X图形加速界面。其中内存控制器最多支持4GB的系统内存。i865PE并没有提供Performance Acceleration Technology(PAT)内存控制增强技术,但许多主板,比如华硕、AOpen、Abit等都已经通过一些Intel所不认可的方法来强制打开了这项技术,虽然命名各有不同,但实际的效果都还相当不错。不过由于PAT技术的效果应该是在ECC校检内存上才能完全体现,所以i865PE这种变相地支持还是有所缺陷的。在LAN的支持上,i865PE芯片组中也拥有Intel新引入的CSA(Communications Streaming Achitecture)架构。它可以让千兆以太网芯片可以与82865PE MCH芯片直接进行数据交换,摆脱了PCI总线的传输限制,从而得到更理想的传输速度。i865PE芯片组中的ICH5芯片加入了对Serial ATA硬盘传输标准的支持,这将大大加速串行ATA接口硬盘的普及。可是,i865PE将是未来一年内主板芯片组的一个潮流方向,他尊贵的身价总会是不少人望而却步。这就给了第三方芯片组厂商一个绝好的机会,这也我们今天所要介绍的主角。

全面出击,SiS争取主动

虽然SiS作为一家第三方的芯片组厂商,不管对Intel还是AMD的芯片组支持上都相当到位,其实力也在逐步成熟,这一点相信许多用户都是有目共睹的。不过伴君如伴虎,Intel这次在800MHz FSB的授权上的确很没给SiS面子,直到前段时间,Intel才颁发了这张通行证,使SiS也能如愿地发布他们的800MHz FSB产品了。其未来的主打产品就是SiS655FX。

它的SIS655FX仅从价格上就已具备了挑战Intel的权利,下面我们看看他还能做些什么。SiS655FX所设定的竞争对手就是代号为Springdale的i865PE!SiS655FX挑战它,自然拥有自身出色的技术规格水平。SiS655FX与i865PE两者在Dual DDR 400与FSB 800 CPU支持上以站在了同一起跑线上了。而接下来,在AGP 8X方面,SiS依然以完整先进的设计理念,提供了3.5版的支持,并支持快速写入处理(Fast Write Transaction)。在磁盘传输规格支持方面,透过SiS964,可以支持到ATA/133标准,而Intel方面,透过ICH5/R则是支持到了ATA 100。由于Intel一直都没承认过ATA/133这个标准,所以自己的南桥芯片都不予支持,但如VIA/SiS则都是ATA/133的合作厂商。由于ATA/100和ATA/133两者本身技术差别不大,效果提升也有效,所以谁占优势,很难说。另外,SiS 964也提供了最新的Serial ATA RAID技术,支持功能方面,要比ICH5R来得丰富,支持RAID 0/1以及JBOD模式,如果从应用的全面性来看,似乎SiS 964会有一定的优势,值得注意的是,SiS的南桥芯片一向拥有出色的磁盘性能,相信这次新的南桥芯片可以保持这一优秀的血统。

解读HyperStreaming技术

而HyperStreaming引擎就是会让SiS655FX在性能具备挑战i865PE的另一法宝。HyperStreaming主要由四个部分组成,包括了单数据流低延迟技术(Single Stream with Low Latency)、多重数据流的管线以及并行技术(Multiple Streams with Pipelining and Concurrent Execution)、特定数据流优先通道技术(Specific Stream with Prioritized Channel)以及智能数据流控制技术(Smart Stream Flow Control)所构成。其技术可以说是深入到整个架构中。

单数据流低延迟技术

目前许多程序的执行效率,尤其是程序中的单数据流,都直接依赖于CPU与I/O设备的数据访问延迟。比如说一些网络资源访问或者E-mail的发送,这些运用本身并不耗费什么资源,但数据的延迟却可以使它的执行效率变慢。而HyperStreaming技术则不同,它回建立一个实时处理系统,更快地处理CPU的数据传输,来达到提高效能的作用。

多重数据流的管线以及并行技术

服务器应用一般都由多线程或者并行处理构成。比如在线事务处理以及网络服务等服务器应用都能很好地运用线程,以至于协同运行来达到更好的性能。而一些桌面程序也开始运用并行处理。这些线程可能来自同一个程序,来自同时运行的不同程序,来自操作系统,或者来自操作系统的后台运行。从软件的角度来看,操作系统以及程序能够安排可用处理单元的处理或者线程。从CPU架构的观点出发,许多高级的技术使当前CPU提高并行处理比如超流水线、分支预测、超标量运算、乱序执行或者Hyper-Threading技术等等。然而,如何使CPU到设备的并行达到饱和是一个很重要的问题。HyperStreaming体系在北桥以及南北桥连接总线中植入了设备控制器。它可以使程序更平稳地工作,以及摆脱瓶颈进行并行处理。

流水线是一个处理数据和传输数据的执行技术。它被分为多个步骤,每一个步骤和另一个步骤进行平行操作。这里的每一个步骤都被认为是一个任务片段。为了实现HyperStreaming技术中的管道特性,分离处理技术是一个必要条件。“读取数据”和“读取请求”这两个处理是分离开来并定相到地址中,而“读取响应”理则被定相到数据中。这种分离处理使总线和通道在设备从被请求的地址读取数据时,还可被其他的处理利用。这样总线即被分成了三个部分:一个是数据请求通道、数据响应通道以及一个数据未相应通道,同时对于输入和输出分成两个独立的部分。比如系统需要“数据读取请求”处理就通过“数据请求”通道把指令交给HyperStreaming总线,如果找到对应的数据那么就通过读取响应通道把系统需要的数据传输给需要数据的地址。

通过HyperStreaming技术的扩展,MuTOIL技术可以使带宽扩展到1.2GB/s,解决带宽瓶颈的出现。满足各个部件的带宽需求。

特定数据流优先通道技术

大多数的实时数据访问,比如音频、视频以及网络访问,都需要很高的带宽或者很低的延迟。否则,所获取的将是非同步音乐、抖动的画面、低分辨率以及包传输错误。为了避免这些问题,一条特殊的,允许调整优先级以获得高带宽和低延迟的通道被建立了。那些特殊的数据流可以通过这条名为“同步通道(isochronous channel)”的数据通道来传输。这条通道使用了同步标签技术。所有的访问都会根据优先级来传输。当那些数据包经过HyperStreaming体系时,它们会根据自己标签转发到特定数据流通道。值得一提的是,这些特定数据流通道都有自己独立的带宽。

智能数据流控制技术

智能数据流控制技术包括了智能仲裁机构(Smart arbitration)、智能数据流控制(intelligent flow control)以及流畅数据传输(fluent data transmission)等三部分组成。其中智能仲裁将不同类型、数据大小以及等待时间的数据流进行优先级排列,这样可以增加Cache的命中率,如果Cache出现miss,内存的命中率也会增加。HyperStreaming体系提供了一个两级智能仲裁机构来根据命令/数据来调整总线的利用率和功率。

另一方面,高级的流控制对提高CPU到芯片组的数据传输率也同样很重要。对于同样的一个接收硬件,HyperStreaming体系的流控制机构可以完全地利用缓冲。Cache line流控制被用于HyperStreaming体系。然而许多命令要少于一个Cache line。这就导致传统的流控制效率很低而且会造成缓冲溢出。间接也会出现传输的延迟。HyperStreaming体系依靠智能仲裁机构执行消除接收端队列的延迟,提高带宽。因为接口的带宽提高,所以HyperStreaming的带宽也被提高了。结合HyperStreaming体系中流畅数据流通道,命令和数据可以高效地处理。此外,它会根据数据包缓冲的尺寸来有效减少延迟的发生。

可以说,HyperStreaming是MuTOIL技术的一个延伸。通过一整套的技术来达到增加带宽以及降低延迟。同时将并行处理、管线设计也被引入。并且数据流优先级以及智能仲裁机制。从技术层面来看的话,HyperStreaming+MuTOIL是无懈可击的。

配备AHSE,SiS 655TX发布指日可待

至于另一个传说中的芯片组SiS655TX由于包含了加强型的HyperStraming引擎(Advanced HyperStreaming Engine;AHSE),除了原本就有的功能外,还特别针对CPU、内存、AGP间加强内存处理的能力。他的基本理念在于让设备之间的PHY,可以透过AHSE来整合成一个虚拟的PHY,当资料在相互传递的时候,不需要等待时钟脉冲同步,就可以迅速传输,理论上是能够将系统性能再次提高。

目前SiS655FX的发布时间已经指日可待了。SiS的主要合作伙伴ASUS也推出了一款基于SiS655FX的主板P4S800D Deluxe。相信不久之后,SiS655FX会在市场上全面铺开。

反击!VIA上演咸鱼大翻身

PT880假想logo(PCHOME特别制作)

作为另一大主板芯片组的领军人物,VIA在徘徊在Pentium 4市场外近2年之后,终于正式获得Intel这来之不易的Pentium 4芯片组入场券。这一切对VIA来说,实在是一个命运的转折点。乘着这一契机,VIA全线更新自己的产品线,大力打造自己PT8XX系列。以试图将自己的产品推向主流市场。其中双通道的先锋队员就是PT880。

在双通道方面,PT880芯片组支持双通道DDR400内存,支持800MHz前端总线,从规格上与i865芯片组相似,另外,PT880据称还支持QBM内存标准。由于他的南桥芯片由新推出的VT8237取代了一直以来的VT8235,所以除了与北桥的兼容性更好同时首度了支持Ultra V-link总线,针数也上升为539针的BGA封装,将会针对Athlon64,KT600以及从PT880开始所有的Pentium 4芯片组进行设计,允许最多达到6个硬盘设备,支持两个Serial ATA接口,除此之外,VT8237还可以通过外接的P-ATA或者Serial ATA PHY芯片来增加双通道的ATA/133或者Serial ATA接口,如果是附加双通道的Serial ATA接口,就可以达到四通道的Serial ATA,通过VT8237,最高可以组成RAID 0+1。其他方面的规格上,VT8237也有所提高。

PT880支持特性-QBM内存标准

简单来说,QBM是由Kentron所开发的基于DDR技术上的一种改良型标准,它的出现可以在原有DDR的基础上大大提高内存带宽,由此来解决目前逐步激化的FSB-内存带宽瓶颈。

 

从技术来看,QBM是在内存颗粒下集成了一块芯片——QBM的一大核心部件(技术)——QBM 10 Switch芯片。在一根QBM内存上,每两颗内存颗粒(A和B)上就集成了一颗QBM 10 Switch芯片。它的作用就是将一组脉冲信号的相位偏转90度进行,这样受到偏转的信号就会比原始信号慢上1/4个时钟周期,形成了读写操作起始的先后次序,不会出现重合。当一组脉冲信号ABCD从内存控制器传输到DIMM中,先通过的就是QBM 10 Switch芯片,它将信号进行相位偏转,传输到A内存芯片的是A和C信号,而进入B内存芯片就是B和D信号,这便执行了一个写操作,而读操作则和写操作相似,但顺序倒转。由于这样,所以相比DDR在单个周期只能传输两个数据包又有了明显的提高,可以实现单周期四个数据包的传递。如果是一根基于PC2100的QBM模组,带宽就可以达到4.2GB/s,由于它的带宽是同频率SDRAM的4倍,所以Kentron也就命名为Quad Band Memory(QBM)。

热闹!图形厂商转战市场

NVIDIA和ATI这两家冤家,在图形领域打得是晕天暗地,相继进入主板芯片组领域后,NVIDIA制造Athlon的nForce,而ATI则开始制造Pentium 4的RS300,原本一切都很平静,但根据目前一些线索所见,似乎NVIDIA有进军Pentium 4市场的一丝可能性。而这个可能性随着问题的深入似乎越来越明显。虽然目前NVIDIA官方还没有表示有任何制造Pentium 4甚至Prescott芯片组的研发计划及意向,但目前这些消息并非空穴来风。许多小道认为NVIDIA会在明天推出适用于SocketT Tejas处理器的nForce5芯片组,不过一看支持的处理器就是明年的事了,现在估计有些脱节。但战争的前戏一般都是未雨绸缪,我们来看看这两家图形巨擎在双通道主板芯片组会有些什么可以期待的产品呢?

ATI的介入,图形芯片大厂全部进军

ATI的RS300(IGP9100北桥+IXP250南桥芯片),支持400/533MHz FSB的Pentium 4处理器。虽然许多消息表明RS300是支持800MHz FSB的,但目前的情况表明ATI还未获得Intel的800MHz的授权,因此只能屈就于533MHz下,对于目前800MHz Pentium 4处理器迅速普及的今天,这对ATI是一个不利的局面。内存方面,RS300将会支持双通道DDR400,提供6.4GB/s的带宽,容量最高为4GB。另外,RS300支持AGP 8X,并整合了一颗Radeon 9100图形核心,使用UMA架构,支持16-128MB共享内存容量。使用带宽为266MB/s的A-Link点对点连接技术连接到IXP250南桥。IXP250在功能方面支持很薄弱,支持6个USB 2.0、3COM的10/100M自适应网卡以及ATA/100磁盘标准。很普通的配置,相信未来会推出功能更为强大的IXP300后,会在功能上得到改观。

NVIDIA,有机会和Pentium 4亲密接触?

目前这个消息我们还没办法做出一个肯定的断言。如果仅仅从小道消息的角度出发,我们也可以透露给大家“假象”的NVIDIA Chipset for Pentium 4是怎么样的。它将支持DDR-II,并会支持DDR400,估计也将是双通道结构。支持PCI Express x1/x16,支持800/1066MHz FSB,整合NV3X图形芯片,而南桥芯片将是Crush K8-04南桥芯片,具体特性未知,但依靠NVIDIA创新的设计思路,应该会相当强劲。

Pentium 4市场的强势,双通道DDR的巅峰

简单来说,由于双通道DDR是目前最超值,由最可以满足Pentium 4有容乃大的前端总线,所以双通道DDR的发展才会如此蓬勃。鉴于目前Intel正在逐步开放其800MHz FSB授权,所以第三方厂商都会逐步跟进,可以想象在不久的将来市场上将有一场龙争虎斗。鉴于第三方的芯片组性能并不差,也许这种竞争会衍变成一种价格战,到时收益的自然是最终购买群体,能够以更少的钱购买到更好的产品这难道不好吗?

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