3.5.2. Чипсеты компании nvidia

В ассортименте компании NVIDIA имеется достаточно большое количество чипсетов, как для процессоров AMD, так и для процессоров Intel. Впрочем, и путаницы в чипсетах NVIDIA тоже немало, чему, в первую очередь, способствует сама компания NVIDIA. Технической информации на сайте компании практически нет, да и упоминание о некоторых чипсетах просто отсутствует. Современный модельный ряд чипсетов NVIDIA можно начать с обзора семейства чипсетов NVIDIA nForce4.

Чипсеты семейства NVIDIA nForce4

Семейство чипсетов NVIDIA nForce4 (таблица 3.2) пришло на смену семейству чипсетов NVIDIA nForce3 и отличается от него более высокой функциональностью. Отличительной особенностью этого семейства является поддержка шины PCI Express. Семейство чипсетов NVIDIA nForce4 включается в себя четыре модели:

NVIDIA nForce4;

NVIDIA nForce4 SLI;

NVIDIA nForce4 Ultra;

NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition.

Таблица 3.2.

Параметры	Чипсет
	NVIDIA nForce4	NVIDIA nForce4 SLI	NVIDIA nForce4 Ultra
Процессор	AMD Athlon 64 AMD Athlon 64 FX AMD Sempron	AMD Athlon 64 AMD Athlon 64 FX AMD Sempron	AMD Athlon 64 AMD Athlon 64 FX AMD Sempron
Частота и разрядность шины HyperTransport	1000 МГц 16 бит/16 бит	1000 МГц 16 бит/16 бит	1000 МГц 16 бит/16 бит
Тип разъема процессора	Socket 754, Socket 939	Socket 754, Socket 939	Socket 754, Socket 939
Интегрированный графический адаптер	-	-	-
Интерфейс графического адаптера	PCI Express xl6	PCI Express xl6 или 2 x PCI Express x8	PCI Express xl6
Поддержка шины PCI Express	4 x PCI Express xl	4 x PCI Express xl	4 x PCI Express xl
PCI Masters	6	6	6
Интерфейс IDE	2 x ATA133	2xATA133	2 x ATA133
Интерфейс SATA	4 порта с функцией RAID 0,1,0+1	4 порта SATA II с функцией RAID 0,1,0+1	4 порта SATA II с функцией RAID 0,1, 0+1
USB порты/контроллеры	10 портов USB 2.0	10 портов USB 2.0	10 портов USB 2.0
Сетевой гигабитный адаптер MAC	10/100/1000 Мбит/с (MAC)	10/100/1000 Мбит/с (MAC)	10/100/1000 М6ит/с (MAC)
Встроенный брандмауэр	Нет	Есть	Есть
Интегрированная аудиоподсистема	Интерфейс АС97, до 8 каналов	Интерфейс АС97, до 8 каналов	Интерфейс АС97, до 8 каналов

Функциональные возможности и характеристики чипсетов семейства NVIDIA nForce4 (за исключением NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition) близки друг другу, а отличия минимальны.

Частота шины HyperTransport для всех чипсетов семейства NVIDIA nForce4 составляет 1000 МГц, а разрядность - 16 бит (шина симметричная), что, конечно же, более чем достаточно для современных процессоров AMD. Другой общей характеристикой всех чипсетов данного семейства является поддержка шины PCI Express xl6 вместо AGP.

Чипсет nForce4 SLI дополнительно позволяет использовать в системе две видеокарты NVIDIA в режиме SLI - поочередной прорисовки ЗD-сцены. Для этого чипсет распределяет линии шины PCI Express xl6 на две шины PCI Express x8 (соответственно, на материнских платах имеется два слота для установки видеокарт), а остальное обеспечивают видеокарты и их драйверы.

Чипсеты семейства NVIDIA nForce4 также поддерживают четыре канала PCI Express xl, то есть всего имеется 20 каналов PCI Express xl (с учетом PCI Express х1б). Кроме того, количество портов USB 2.0 увеличено до 10.

Кроме традиционного двухканального интерфейса АТА133 в чипсетах семейства NVIDIA nForce4 имеется четырёхканальный SATA-контроллер, причем имеется возможность объединять в RAID-массив диски с разными интерфейсами.

Разница между чипсетами данного семейства заключается в том, что в чипсете NVIDIA nForce4 используется обычный SATA-контроллер (150 Мбит/с), а в чипсетах NVIDIA nForce4 SLI/Ultra используется SATA II контроллер (300 Мбит/с) с функцией «горячей» замены дисков и поддержкой переупорядочивания команд NCQ (Native Command Queuing).

Как и в случае с чипсетами семейства NVIDIA nForce3, в чипсетах семейства NVIDIA nForce4 интегрирован контроллер гигабитного Ethernet (MAC-ypo-Вень). В случае чипсетов NVIDIA nForce4 SLI/Ultra сетевой контроллер дополнен функцией программно-аппаратного брандмауэра с аппаратным ускорителем обработки сетевых пакетов ActiveArmor.

Во всех чипсетах семейства NVIDIA nForce4 был модернизирован также и звуковой контроллер. В нем используются кодеки АСГ97, но число каналов S/PDIF бык) удвоено, добавлена поддержка частоты дискретизации 96 кГц, внесены другие изменения.

NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition

Хотя формально чипсет NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition и относится к семейству чипсетов NVIDIA nForce4, он кардинальным образом отличается от всех остальных чипсетов данного семейства.

Как следует из названия, этот чипсет ориентирован на поддержку процессоров Intel и, кроме того, поддерживает режим SLI.

Чипсет NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition на сегодняшний день является единственным чипсетом для процессоров Intel, полноценно поддерживающим одновременную работу двух видеокарт.

Чипсет NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition ориентирован на использование в самых высокопроизводительных игровых ПК и графических станциях для работы с трёхмерной графикой.

Первое, что отличает его от всех остальных чипсетов NVIDIA, - это двухчиповая схема. Напомним, что в случае с чипсетами для процессоров AMD 64 компания NVIDIA использовала одночиповую схему. Объясняется это тем, что контроллер памяти интегрирован в процессоры AMD 64 и на долю чипсета остается лишь концентратор ввода-вывода (традиционная функция южного моста) и интерфейс взаимодействия с графической подсистемой. Эти две функции вполне можно возложить на один чип. Однако в случае с процессорами Intel все не так просто, поскольку на долю чипсета выпадает также организация взаимодействия процессора с памятью (контроллер памяти). Обойтись одночииовым решением в данном случае просто невозможно.

Северный мост nForce4 SLI Intel Edition, названный System Platform Processor (SPP), объединяет в себе двухканальный контроллер памяти DDR2, интерфейс взаимодействия с процессором, контроллер шины PCI Express и интерфейс взаимодействия с южным мостом. Южный мост, называемый Media and Communication Processor (MCP), представляет по сути концентратор ввода-вывода.

Соединение SPP и МСР между собой обеспечивается при помощи шины Hyper-Transport с частотой 800 МГц и пропускной способностью 1,6 Гбайт/с в каждую сторону. Чипы МСР производятся по 0,15-микронной технологии и насчитывают 21 млн. транзисторов, а чипы SPP производятся по 0,13-микронной технологии и насчитывают 61 млн транзисторов.

Чипсет nForce4 SLI Intel Edition позволяет использовать любой процессор Intel с разъемом LGA775 и частотой FSB 533, 800 и 1066 МГц. Кроме того, чипсет поддерживает технологию Hyper-Threading.

Контроллер памяти чипсета позволяет использовать память DDR2 400/533/667 в двухканальном режиме работы.

Таким образом, максимальная пропускная способность шины памяти при ее использовании в двухканальном режиме составляет 10,6 Гбайт/с, что превосходит предельную пропускную способность процессорной шины (8,5 Гбайт/с), даже в случае когда частота FSB составляет 1066 МГц.

Превышение пропускной способности шины памяти над пропускной способностью шины процессора при этом может эффективно использоваться как при работе с памятью периферийных устройств, так и для функционирования аппаратных алгоритмов предвыборки данных. То есть «излишек» пропускной способности памяти в nForce4 SLI Intel Edition no меньшей мере не бесполезен. И, кстати, именно поэтому синхронный режим работы FSB и шины памяти для nForce4 SLI Intel Edition не является приоритетным.

Важной особенностью контроллера памяти nForce4 SLI Intel Edition является то, что он обладает выделенной шиной адресов и команд для каждого из модулей памяти. Это влечет за собой снижение нагрузки на каждую из таких шин вдвое, что в конечном итоге позволяет сократить время отклика модулей памяти на команды контроллера. Контроллер памяти поддерживает режим IT Memory Timing, благодаря чему модули памяти получают команды и адреса в течение того же такта, во время которого они были переданы от контроллера. Чипсеты, не использующие выделенную шину адресов и команд для каждого из модулей, часто вынуждены работать в режиме 2Т Memory Timing, необходимом при высокой загрузке этой шины. В таком режиме адреса и команды понимаются модулями памяти лишь на следующий такт после их подачи.

Кроме того, в контроллере памяти, используемом в чипсете nForce4 SLI Intel Edition, применяется специализированный процессор DASP (Dynamic Adaptive Speculative Preprocessor) версии 3.0. Процессор DASP осуществляет предварительную выборку из памяти тех данных, которые могут быть запрошены центральным процессором в ближайшее время. Это позволяет уменьшить простои центрального процессора, вызванные отсутствием данных для обработки.

Процессор DASP 3.0 поддерживает технологию Hyper-Threading и двухъядер-ные процессоры Intel, то есть умеет распознавать обращения к памяти каждого из ядер (физического или логического).

Что касается остальных функциональных возможностей чипсета NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition, то они полностью аналогичны возможностям чипсета NVIDIA nForce4 SLI для процессоров AMD 64. Режим SLI достигается путем использования двух шин PCI Express x8. Так же как и чипсет NVIDIA nForce4, чипсет nForce4 SLI Intel Edition обладает двухканальным ATA 133 контроллером и двумя двухканальными SATA II контроллерами с поддержкой NCQ и возможностью «горячего» подключения дисков. Кроме того, имеется возможность объединять диски с различными интерфейсами в RAID-массивы уровней 0, 1, О + 1 и 5.

Семейство чипсетов NVIDIA GeForce 6100 IGP

В сентябре 2005 года компания NVIDIA расширила модельный ряд чипсетов для процессоров AMD Athlon 64 и Sempron, представив чипсет с кодовым названием С51, в который входит графический процессор GeForce 61rr IGP (на основе движка GeForce 6) и медиа-коммуникационный процессор (МСР) серии nForce 400.

Графический процессор GeForce 6100 IGP выполнен по 90-нанометровому технологическому процессу, а медиа-коммуникационный процессор серии nForce 400 - по 140-нанометровому технологическому процессу.

В настоящее время выпускаются две версии графического процессора - GeForce 6100 IGP и GeForce 6150 IGP, а также две версии МСР-процессора - nForce 410 и nForce 430. Причем возможны три комбинации сочетания IGP и МСР-процессоров-GeForce 6150 IGP/nForce 430, GeForce 6100 IGP/nForce 430, GeForce 6100 IGP/nForce 410.

Процессоры серии GeForce 61xr IGP используют для связи с центральным процессором шину HyperTransport с тактовой частотой 2000 МГц, а для связи с МСР-процессорами — шину HyperTransport с тактовой частотой 1600 МГц. Кроме того, процессоры серии GeForce 61xr IGP имеют интерфейс PCI Express xl6 для установки внешней видеокарты, а также поддерживают линии PCI Express xl. В случае процессора GeForce 6150 IGP таких линий две, а в случае процессора GeForce 6100 IGP - одна.

Графический процессор GeForce 61xr IGP поддерживает DirectX 9.0с (шейдеры версии 3.0). Разница между GeForce 6100 IGP и GeForce 6150 IGP заключается в том, что графическое ядро GeForce 6150 IGP работает на тактовой частоте 475 МГц, а графическое ядро GeForce 6100 IGP — на тактовой частоте 425 МГц. Кроме того, в ядре GeForce 6150 IGP присутствует TV-кодер, а в ядре GeForce 6100 IGP его нет.

МСР-процессоры nForce Axx поддерживают 8-канальный аудиоконтроллер Intel High Definition Audio и имеют встроенные SATA II контроллеры с возможностью объединения дисков в RAID-массивы. Разница между nForce 410 и nForce 430 заключается в том, что в МСР-процессоре nForce 410 используется двухканальный SATA II контроллер, а в nForce 430 - четырехканальный. Кроме того, в версии nForce 430 присутствует гигабитный сетевой интерфейс.

Из технических характеристик чипсетов очевидно назначение каждой из трех модификаций. Вариант GeForce 6150/nForce 430 предназначен для мультимедийных компьютеров, GeForce 6100/nForce 430 - для ПК общего назначения, a GeForce 6100/nForce 410 - для офисных или бюджетных компьютеров. Комбинация GeForce 6150/nForce 430 может стать идеальной основой для телевизионных приставок типа TIVO или мультимедийных ПК под управлением Windows

Media Center с поддержкой телевидения высокой четкости и высококачественного звука.

Новый NVIDIA nForce 790i

Чипсет появился в конце 2008 года. nForce 790i SLI заметно отличается от моделей линейки nForce 700i (со старшими и младшими моделями).

NVIDIA nForce 790i SLI и Ultra SLI обладают следующими характеристиками:

- поддержка всех процессоров Intel семейств Celeron 400, Pentium Dual-Core и Core 2;

- частота системной шины может официально составлять до 1600 МГц, также официально поддерживаются процессоры Intel, выполненные по 45-нанометровой технологии (ядра Wolfdale и Yorkfield);

- двухканальный контроллер памяти DDR3-800/1066/1333 с поддержкой до 4 модулей DIMM суммарным объёмом до 8 ГБ (без ECC);

- у nForce 790i Ultra SLI есть поддержка «SLI-Ready»-памяти (с EPP 2.0);

- двунаправленная шина HyperTransport (частота работы 1 ГГц, ширина 16 бит в каждом направлении), обеспечивающая связь между мостами чипсета;

- три графических интерфейса PCIEx16 (два - от северного моста, еще один - от южного) с возможностью организации 3-way SLI (x16+x16+x16), порты PCI-E северного моста поддерживают режим работы PCI Express 2.0 (с вдвое увеличенной пропускной способностью);

- интерфейс PCI Express x8 от южного моста;

- 4 интерфейса PCI Express x1 от южного моста;

- до 5 устройств PCI;

- до 6 портов Serial ATA на 6 устройств SATA300 (SATA-II, второе поколение стандарта), с поддержкой функций NCQ, TCQ и Hot-plug;

- возможность организации RAID-массивов уровней 0, 1, 0+1 и 5 из SATA-дисков;

- до 2 устройств (1 канал) ATA133;

- 2 MAC-контроллера для сети 10/100/1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet) с поддержкой таких функций, как разгрузка процессора при обработке TCP/IP-трафика, приоритезация трафика, балансировка нагрузки, агрегирование и резервирование канала;

- до 10 устройств USB 2.0;

- поддержка High Definition Audio.