Что умеют чипсеты со встроенным видео
6 май, 2004 - 23:00Денис ХлебосоловВ этой статье речь пойдет исключительно о современных чипсетах со встроенной графикой под распространенные платформы Socket A, Socket 478, а точнее, об их производительности и особенностях работы. Также будут освещены некоторые вопросы функционирования интегрированных в северные мосты графических ядер. Все аспекты, касающиеся реализации этих чипсетов в конечных продуктах (системных платах), детально рассмотрены в следующей статье, содержащей обзор и тестирование материнских плат.
Исторически так сложилось, что материнские платы со встроенными графическими интерфейсами стали "королями офисов", т. е. основное их применение -- именно рабочий компьютер. Собственно, исходя из этого можно определить требования, которым должны соответствовать данные наборы логики, и выяснить, насколько их реальные характеристики пересекаются с нашими профессиональными ожиданиями.
Качество 2D-изображения
Функциональность
Само это слово, особенно в компьютерном контексте, обросло огромным числом трактований, поэтому поясним, что мы имеем в виду в данном случае. Это способность чипсетов, а в конечном итоге и построенных на них материнских плат работать с различной современной периферией (модемы, принтеры, сканеры, внешние носители информации, цифровые фотокамеры и т. д.), иметь базовые сетевые возможности (как минимум LAN 10/100 Mbit), возможность воспроизведения звука (интегрированный звуковой кодек). Идем далее -- для обеспечения расширенной функциональности, уже выходящей за рамки "офисных" требований, желательны:
- поддержка как можно более широкого спектра процессоров;
- наличие внешнего AGP-порта (чтобы в случае необходимости использовать более мощный видеоадаптер);
- наличие портов SATA (для подключения новых жестких дисков) и FireWire;
- дополнительные звуковые и видеовыходы для обеспечения максимальных мультимедийных возможностей.
Производительность
Третья по значимости характеристика -- соответствующий уровень быстродействия, не сильно уступающий "классическим" домашним компьютерным решениям. Таким образом, помимо всего вышеперечисленного, чипсеты данной категории должны не слишком отставать от своих собратьев, применяемых в ПК уровня mainstream. Само собой разумеется, что для этого необходима поддержка "высоких мегагерцев", т. е. современных процессорных шин и шин памяти, технологий повышения производительности с учетом специфики работы встроенной видеоподсистемы, и, опять-таки, должное быстродействие последней. Собственно, следующая характеристика напрашивается сама собой.
Производительность интегрированного видео
Как можно догадаться, речь пойдет о 3D-составляющей. Как бы много ни говорили о планомерном приходе аппаратной трехмерной графики в бизнес-сферу, до сих пор основным ее применением являются игровые приложения (поэтому данный параметр более важен для домашних пользователей). Давно наблюдаемое значительное превосходство "внешних" ускорителей над интегрированными, а следовательно, и неспособность последних обеспечить хоть сколько-нибудь комфортный "FPS" в играх "средней и высокой степени тяжести" сохранились и по сей день. Однако и в этом направлении есть значительные прорывы, обеспечиваемые... производителями тех самых полноценных 3D-карт. Разобраться, как ведут себя интегрированные GPU в "развлекательных режимах", помогут приведенные диаграммы, а мы переходим к обзору самих чипсетов.
Платформа Socket 478
Однозначно самая распространенная офисная платформа, чаще всего применяемая с процессорами Intel Celeron. Основными игроками в данном сегменте являются собственные чипсеты Intel -- разновидности серии 845G и более производительного варианта 845GE. Было бы наивным предполагать, что Intel оставит такой лакомый кусок рынка "альтернативщикам". Учитывая все еще значительную популярность 845-х наборов логики в офисных машинах, можно утверждать, что интегрированные чипсеты имеют значительно более длинный жизненный цикл по сравнению с "классическими" вариантами. Если в mainstream-ПК даже самая производительная серия 845PE, скорее всего, доживает последние дни, то не самые новые решения на 845GV по объему продаж все еще чувствуют себя очень неплохо. Справедливо это утверждение и для продукции компании SiS, чьи модели на SiS 651 также весьма популярны, хотя и относятся к предыдущему поколению. Действительно современными образцами интегрированных чипсетов считаются Intel i865G/GV, SiS 661, VIA PM800/880 (сравнительные характеристики приведены в табл. 1).
Первый представляет собой копию i865PE со встроенным ядром Intel Extreme Graphics 2, существенно улучшенным по сравнению с предыдущим поколением. SiS 661 также является модифицированной версией SiS 651 с основными усовершенствованиями в области графического ядра и поддержки новых процессоров. А вот VIA PM800/880 -- это уже совершенно новые разработки, не имеющие ничего общего с предыдущим поколением чипсетов под Socket 478 (P4M266/A). На самом деле это модификации "обычных" PT800/880, но с графической начинкой в виде S3 UniChrome Pro. В наш обзор не попали ни P4M266, ни PM800 по причине "пенсионного возраста" первых и новизны последних, так что в тестировании представлены только чипсеты Intel, SiS и ATI.
Компания ATI Technologies решила несколько расширить рынок интегрированных решений для Socket 478, найдя им подходящую нишу -- построение "серьезных", но компактных мультимедиарешений. После исправления ранее допущенных ошибок и просчетов в чипсетостроении новое детище 9100IGP стало настоящим хитом, стремительно набравшим популярность. Соответствие всем современным спецификациям, интегрированное графическое ядро Radeon 9200, возможность асинхронной работы компонентов -- обо всем этом мы уже не раз писали. Однако если поначалу высокая цена и малочисленность производителей материнских плат мешали 9100IGP конкурировать с тем же i865G, то теперь последний постепенно уступает позиции решениям ATI.
Intel Extreme Graphics (2)
Графическое ядро первого поколения Intel Extreme Graphics (IEG), применяемое в серии 845хх, уже порядком устарело и не способно обеспечить функциональность, выходящую за рамки обычной офисной работы. В 2D-режиме приемлемое качество изображения удается получить лишь в разрешениях не выше 1024x768@75 Hz, дальнейшее увеличение разрешения либо частоты кадровой развертки приводит к резкому и непреодолимому ухудшению картинки. В 3D-режиме, особенно в Direct3D-приложениях, скорость работы просто плачевная, однако если взять игры трехлетней давности в разрешении 640 480, быстродействие наверняка будет на должном уровне. Что еще хотелось бы отметить -- очень высокая требовательность к ресурсам: пожалуй, IEG является самым "прожорливым" GPU среди конкурентов. Видимо, во время проектирования не сильно задумывались об оптимизации работы памяти и северного моста, поэтому разница в производительности на 845G со включенным и выключенным GPU составляет около 30% (не в 3D-задачах). Частично ситуацию исправил выпуск 845GE, который официально умеет работать с памятью DDR333. Совсем плохо обстоят дела с OpenGL-драйвером. Полная аппаратная совместимость заявлена лишь в версии рендера 1.1, новый драйвер "полупрограммно" поднял эту планку до 1.3. Но проблемы заключаются не столько в скорости, сколько в некорректности вывода изображения. Объекты даже в OpenGL-играх выводятся со значительными искажениями, иногда очень грубыми (неправильная геометрия объектов), не говоря уже о более серьезных задачах. Для субъективной оценки качества OpenGL-драйвера мы задействовали пакет SPECviewperf 7.1.1. С помощью его тестов, использующих сложные механизмы освещения либо высокодетализированные объекты, удалось воочию убедиться в справедливости наших предположений о некорректности работы связки IEG-драйвер.
IEG2 с незначительными усовершенствованиями все же является прямым потомком IEG. Возросшую производительность можно отнести на счет двухканального контроллера памяти и увеличенной частоты GPU. Однако надо отдать должное ядру IEG2 -- 2D-составляющая была несколько переработана и уже позволяла комфортно работать в режимах вплоть до 1280 1024... но снова при 75 Hz, так как при переходе на 85 Hz начинались те же проблемы, что и с IEG. Говоря о 3D-возможностях, стоит отдельно рассмотреть несколько моментов. Во-первых, заявление о полной поддержке DirectX 8.1 никак не соответствует действительности -- по-прежнему аппаратно выполняются только процедуры DirectX 7.0. На этом фоне информация о том, что частично поддерживается ускорение приложений DirectX 9, выглядит, мягко говоря, слишком оптимистичной. С OpenGL картина, к сожалению, аналогична IEG -- скорость возросла исключительно из-за увеличения частоты, а проблемы с качеством остались те же.
SiS Real 256/E Graphics
Собственно говоря, непонятно, почему SiS (впрочем, как и Intel) уделяют так много внимания разрядности, делая акцент на числе 256. Практической пользы от применения внутренней 256-битной передачи данных в этом случае не больше, чем от программной поддержки DirectX 9, о которой также в один голос твердят разработчики. Ну пусть это останется на их совести и страницах спецификаций, а мы рассмотрим, что же представляет собой интегрированное ядро от SiS. На наш взгляд, самой большой критики заслуживает полное отсутствие публично доступной информации о SiS Real 256/E Graphics. Мало того -- как оказалось, он даже не имеет единого названия. В разных источниках, помимо Real 256/E, встречаются: SiS Mirage Graphics, SiS 6325/6330, SiS315. Если Mirage и внутренний код GPU -- это всего лишь принятое "разночтение", то использование информационными ресурсами наименования SiS315 недопустимо по причине отсутствия связи между этими продуктами.
Касательно качества 2D-изображения на ЭЛТ-мониторе (о специфике работы интегрированного видео с ЖК-панелями см. врезку в следующей статье) заметим, что оба GPU от SiS находятся на уровне IEG первого поколения, следовательно, режим 1024x768@75 Hz для них является предельным. А вот с выводом 3D-графики наблюдается забавная картина. В приложениях, использующих API DirectX, качество весьма посредственное, иногда создается впечатление, что изображение на самом деле псевдотрехмерное, т. е. построенное на основе 2D-объектов (кто помнит знаменитый DOOM, поймет, о чем идет речь), а об отображении динамических эффектов вроде взрывов или теней лучше вообще умолчать. Но в случае OpenGL ситуация меняется до неузнаваемости. Качество и корректность отображения объектов -- просто отличные, насколько такая трактовка вообще применима к встроенной графике. И хотя скорость все еще оставляет желать много лучшего, успешное прохождение SiS Real Graphics отобранных нами тестов SPECviewperf 7.1.1 с качеством, сравнимым с моделями ATI и NVidia, скорее всего, свидетельствует о значительной помощи "извне" в написании OpenGL-драйвера.
9100IGP (Radeon 9200)
Поскольку в северный мост RS300 интегрирован полноценный GPU от ATI, вопрос о качестве и функциональности видеоподсистемы просто отпадает. Если поначалу были некоторые нарекания на работу ранних драйверов, то сейчас это те же Catalyst (в последней версии 4.4), ничем не отличающиеся от драйверов для полноценных AGP-видеокарт, даже пользовательским интерфейсом.
Платформа Socket A
На сегодняшний день популярностью пользуются решения на базе NVidia nForce2 IGP, который является вариантом "чистого" nForce2 с внедренным в северный мост графическим ядром GeForce4 MX440. Хотя не сообщается об официальной поддержке в nForce2 IGP частоты FSB 200 (400) MHz, на практике оказалось, что все модели материнских плат на этом наборе логики без проблем с такой частотой справились. Все, что касается возможностей внешнего GPU MX440, справедливо и для данного чипсета, с той лишь разницей, что память все-таки "отнимается" от системной. Однако это, пожалуй, единственное востребованное применение двухканального контроллера на nForce2.
Компания VIA в этом секторе представлена двумя чипсетами KM266 и KM400. Хотя модели плат на КМ266 все еще доступны на украинском рынке, все равно можно утверждать, что это последние продажи, потому как почти все производители уже перешли на KM400. Наверное, читатель совсем не удивится, если мы скажем, что число 400 в названии является абстрактным и не имеет ничего общего с частотами. Действительно, максимально данный чипсет поддерживает лишь 333 MHz для FSB и памяти, а 400 MHz являются полуштатным оверклокингом, причем только для модулей памяти. Забегая вперед, отметим, что подавляющее большинство материнских плат на KM400 не способны работать с памятью на частоте 400 MHz. О видеоподсистеме этого чипсета сказать особо нечего -- она "есть" и представляет собой исключительно разъем D-Sub на задней панели материнской платы. Качество 2D-изображения где-то на уровне SiS, о трехмерной графике лучше вообще забыть -- чипсет VIA способен превратить любую динамическую игру в сложную и замысловатую пошаговую стратегию.
Результаты тестирования
 |
 |
 |
 |
Тест PCMark 2004 Pro был выбран нами для оценки общей производительности в офисных задачах. Результат вполне закономерный -- значительное доминирование решений от ATI и NVidia при почти 30%-ном отставании 845G и KM400.
В игровых задачах, представленных Enemy Territory и Unreal Tournament 2003, разница в быстродействии между полноценными GPU и "настоящими 256-битными ускорителями" становится просто устрашающей. Также видно, что ядро IEG2 при всех своих достоинствах оказалось быстрее своего предшественника в среднем на 15%, что, согласитесь, маловато.
Для демонстрации "чистой" производительности самого чипсета был выбран тест с архивированием RAR 3.30. Здесь вперед выходит Intel 865, даже несмотря на то что его подсистема памяти использует частоту 333 MHz (напомним, это максимум для FSB 133 MHz) в отличие от решений ATI и NVidia, также имеющих двухканальные контроллеры, но работающих на частотах 400 MHz.
Подведение итогов
Хотя термин "Hardware T&L" как-то выпал из компьютерного лексикона и о назначении аппаратного блока в GPU с таким названием многие уже не помнят, но именно наличию последнего в своих видеоподсистемах обязаны столь высоким быстродействием чипсеты nForce2 IGP и ATI 9100IGP. Вторая немаловажная составляющая лидерства наборов логики от ATI и NVidia -- правильная организация работы чипсета и контроллера памяти с учетом нагрузки, создаваемой интегрированной графикой. Возможно, i865G смог бы продемонстрировать гораздо более высокие показатели с ядром IEG2, не будь оно столь "прожорливым" в отношении системных ресурсов.
Чипсеты же класса low-end существуют благодаря тому, что пользуются спросом, а материнские платы на них удовлетворяют требованиям, предъявляемым к офисным машинам.
Говоря о быстродействии "в общем" (не 3D), скажем, что в сущности все зависит от выбора CPU -- более быстрый процессор обеспечивает такой же рост производительности, как и на чипсетах, рассчитанных на работу с "внешними" видеокартами. По этому показателю разочарованием является только VIA KM400, который даже с таким CPU, как AthlonXP 2500+, смог очутиться в аутсайдерах. Хотя в случае выполнения офисных задач почувствовать эту разницу вряд ли удастся даже опытному пользователю. Стабильно работает -- и "на этом спасибо", большее от VIA и не требуется, тем более что речь идет о бюджетных решениях.
Относительно 3D-приложений заметим, что чипсетам Intel 845G не поможет даже процессор Pentium 4 3,06 GHz -- скорость все равно "упрется" в возможности ядра IEG. А вот для чипсетов ATI 9100IGP и i865G установка CPU с частотой FSB 200 (800) MHz может значительно приподнять порог скорости (в особенности для 9100IGP).
Конкуренция между платформами, пожалуй, наблюдается только в сфере дорогих решений (опять-таки, от ATI и NVidia). В бюджетном (офисном) секторе с большим отрывом лидирует Socket 478 по причинам, уже многократно описанным. С одной стороны, nForce2 IGP имеет лучшее соотношение производительность/цена, с другой -- чипсет ATI обеспечивает бoльшую функциональность. Так что однозначного выбора здесь нет, решение приходится принимать исходя из конкретной, правильно поставленной задачи.
Оборудование для подгоотвки материала предоставлено
компаниями
Compass: тел. (044) 531-6730;
"Небеса": тел. (044) 464-9426