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      925XE很生氣!Intel nF4 SLI深入評測

          NVIDIA在芯片組領域的成就是不可否認的。作為一家以圖形芯片研發設計為主業的廠商,能夠毅然進軍競爭激烈的PC芯片組領域,并且在短短幾年之內便取得如此驕人的戰績,讓我們不能不為NVIDIA叫好。

          2005年4月6,又一個值得紀念的日子。今天,NVIDIA正式發布了他們最新的nForce4 SLI Intel版本芯片組產品。

          作為NVIDIA最新的芯片組,nForce4 SLI Intel版本提供了很多最新的技術,將“N”的威力注入了Intel平臺。

          也許你覺得這不過是NVIDIA在nForce4芯片組基礎上稍加改動推出的一款升級產品,并不值得如此大驚小怪,但是在我們看來,正是支持Intel處理器這一點,很可能成為NVIDIA在PC芯片組市場再造輝煌的起點。

          一直以來,作為業界的老大,Intel同時兼顧著處理器和配套芯片組兩條產品線的研發、設計、制造和銷售,NVIDIA芯片組雖然在AMD平臺上表現非常好,nForce2系列穩居Athlon XP平臺市占率冠軍,但是在占據全球80%市場份額的Intel平臺,NVIDIA的產品卻始終缺席。

          分析起來,其中的原因自然是多方面的,但最重要的一點還是Intel不愿意全面開放P4總線的授權,以免過多強勢廠商介入從而削弱Intel對芯片組乃至主板市場的控制……

       大屏液晶+nForce4 SLI Intel版本系統游戲展示

          不過,這種局面已經在20041119日宣告結束:

         當地時間19日,圖形芯片和CPU兩大巨頭NVIDIAIntel突然對外界宣布,兩家公司已經簽署了交叉授權專利權協議,并且適用于雙方不同的產品線,這其中就包括了NVIDIA可以生產支持Intel處理器的主板芯片組的許可。而目前為止nForce系列產品還一直都是基于AMD平臺的。

           這也就意味著Intel平臺即將出現支持SLI技術的nForce主板,而在此之前這只能在Intel高端的i7525平臺上實現。

           這份新聞稿剛一公布,NVIDIANasdaq的股價就在下午飆升6.6個百分點,每股增長1.24美元至20.10美元,而Intel每股小降20美分至24.60美元。”——Nvidia獲得Intel芯片組授權股票暴漲

          這則消息大概讓很多Intel+NVIDIAFans變得異常興奮,因為他們知道,再也不用看著那些使用A64+SLI的用戶而眼饞了——因為nForce4 SLI Intel版本就要發布了。

          對于這款芯片組,在之前人們對它的稱呼更多的是“nForce5”,然而最終NVIDIA在CeBIT2005上確認了它最新的名字叫做“nForce4 SLI Intel Edition”。

      CeBIT2005上,NVIDIA確認名稱

           NVIDIA采用這樣的名稱,倒是顯得他們做事的態度還是很謙遜的,因為我們可以從后面的技術介紹中看到,這款芯片組和nForce4相比,在技術上又有了不少提升,完全有理由采用nForce5的名稱——可能是NVIDIA自己覺得這款芯片組本身還不足以擔當nForce5這個名稱吧。

          當然,芯片組的命名其實并不是最重要的,關鍵在于這款新的芯片組給我們帶來了什么,今天筆者就將和大家一起,走進nForce4 SLI Intel版本的世界。

      nForce4 SLI Intel版本最重要的技術特點:

      1 支持最新的Intel處理器,提供了對最新的1066MHz前端總線的支持。

      2 創新的獨立內存控制器技術,從而實現了系統性能的提升。

      3 支持SLI,讓圖形系統的性能成倍增長。

      4 最新的RAID功能支持RAID5,提供更好的存儲解決方案

          我們在第一時間收到了來自NVIDIA的nForce4 SLI Intel版本的測試套裝,下面大家一起來欣賞吧。

       
       nForce4 SLI Intel版本
       
       
       兩個PCIe ×16插槽
       
       
       雙通道內存插槽
       
       
       接口部分
       
       
       供電部分
       
       
       SATA接口
       
        
       
       
       SPP芯片散熱
       
          這款主板的做工相當不錯,提供的接口也相當的豐富,大量使用了優質的元件。
       
       
          這款芯片組最重要的一個特點就是支持SLI,在這塊主板上,SLI模式的切換和在nForce4 SLI芯片組上的方法一樣。
       
       
       
        
       
       
       MCP04
       
       
       nForce4 SLI Intel版本的核心SPP芯片
       
       
       
       
          這套評測套裝中包含兩條來自海盜旗的DDR2 667內存,單條容量512MB。

          nForce4 SLI Intel版本顧名思義是支持Intel處理器的一款芯片組,這一點就足夠讓這款芯片組和之前的nForce4芯片組有了非常大的區別。

           我們都知道,Athlon 64的內部集成了自己的內存控制器,所以在nForce4芯片組上,NVIDIA采用了單芯片設計,而在最新的Intel版本的nForce4芯片組中,NVIDIA采用了我們所熟知的雙芯片設計,也就是我們俗稱的“南北橋”設計。

       nForce4 SLI Intel版本的架構圖(點擊放大)

          采用這樣的設計的最重要的原因是由于SPP芯片(北橋)中需要添加內存控制器部分,而MCP芯片(南橋)中又提供了非常豐富的功能,所以采用最為傳統的雙芯片設計是符合要求的。

       nForce4 SLI Intel版本的MCP和SPP(南北橋)

          我們看到,nForce4 SLI Intel版本中提供了非常豐富的功能,其中包括支持SLI,雙通道DDR2內存,豐富的磁盤功能,網絡功能等模塊,這些具體的技術我們將在下面進行詳細介紹。

          我們單從架構上說,這個芯片組的架構和目前的絕大部分的芯片組的架構基本上相同,但是最令人感到新奇的就要數SPP芯片和MCP芯片之間的通訊使用的是始終只在AMD平臺上見過的“HyperTranport”技術。

          對于芯片組,人們總是有一種觀念,就是北橋芯片在芯片組中占據著主導地位,這種觀念并不是完全沒有道理,人們產生這種觀念的原因主要是因為北橋芯片主要負責性能部分,而南橋芯片主要負責功能部分。

          在最新的這款nForce4 SLI Intel版本的芯片組中,也是這樣的,我們先來看看在北橋芯片(SPP)芯片中的架構。

       
          nForce4 SLI Intel版本芯片組中,SPP芯片(系統平臺處理器,System
      Platform Processer)是最重要的核心部分,因為它負責和處理器,顯卡,內存,以及MCP芯片的互連,可以說是整個主板上的中樞神經。
       
       
       SPP芯片架構
       
          正因為SPP芯片如此的重要,所以其研發代號“C19”(Crush 19)就成了人們稱呼這款芯片組的一種簡稱的方法。 
         
       
          通過上面的架構圖,我們可以看到這款芯片內部包括的部分只有4個部分,其中包括:
       
      1 和處理器進行數據交換的前端總線控制器。
      2 雙通道內存控制器。
      3 和PCI-E顯卡進行數據交換的PCI-E控制器。
      4 和MCP進行數據交換的HyperTransport控制器。
       
       
          南橋芯片總是被人忽視的原因是什么呢?主要還是因為之前的南橋芯片在功能性上不夠強大,從而導致了多款芯片組共用一個南橋芯片的情況,但是在這次nForce 4 SLI Intel版本芯片組中,情況就不再是這樣了。

       
          nForce4 SLI Intel版本中的MCP芯片(媒體和通信處理器 Media and Communications Processor)型號為MCP04,是NVIDIA最新的一款MCP產品,提供了非常豐富的功能。
       
       
          NVIDIA將傳統觀念中的南橋芯片叫做MCP(媒體和通信處理器 Media and Communications Processor)是有一定的原因的。因為原來的時候,南橋芯片僅僅是負責IO部分,而在NVIDIA的MCP芯片中,我們可以看到它提供了更多的模塊,而其中很多都是具有處理數據功能的,所以NVIDIA將他們的南橋芯片稱作MCP。
       
        
       
          我們看到,在這顆MCP04中集成了如下的功能模塊:
       
      1 和SPP芯片進行數據交換的HyperTranport控制器。
      2 帶有防火墻功能的千兆網卡模塊
      3 支持SATA2和RAID5技術的模塊
      4 提供了USB2.0等其他接口。
       
       
          我們曾經在nForce4芯片組的介紹文章中提過,由于K8處理器集成了內存控制器,所以各款芯片組的性能差異就很小了,芯片組之間的競爭主要是靠功能的競爭來完成的。
       
       
       雙通道內存插槽
       
          但是到了Intel平臺,內存控制器的性能很大程度上決定了系統的性能,nForce4 SLI Intel版本作為一個初涉Intel平臺的選手,能否取得性能上的優勢呢?
       
          nForce4 SLI Intel版本的SPP芯片中帶有了一款全新的內存控制器,使得系統性能達到了新的高度。
       
       
       SPP芯片架構
       
          首先,我們知道,影響內存性能的通常有兩個因素:內存帶寬和內存延時。
       
          內存帶寬就好比是一個管道的流量,更高的流量就好比是更多的數據。內存延時就好比是這個管道的長度,越短的距離才能保證數據在第一時間流到需要它的地方。 
         
       
          這兩點同時影響著系統的性能,而且他們影響系統性能的方式并不相同:
       
          內存帶寬,是由內存的位寬和內存的頻率決定的,就好像是一條馬路的寬度和車流的速度,只有馬路越寬,車速越高才能最大限度的提高性能。我們所熟知的雙通道內存設計,就好比是將馬路的寬度進行了擴容,很大程度上提高了系統的性能。
       
          內存延時,就好像是馬路上紅燈的數量,紅燈越多,車輛就不得不停車起步很多次,耽誤了很多的時間,同樣對性能會產生很大的影響。我們在Intel的875P、925X芯片組上見到的PAT技術就是一種通過縮小延時而提高性能的技術。
       
       
          雙通道內存技術一直是Intel平臺很重要的一部分,這是因為Intel架構的處理器對于內存帶寬的要求比較高,雙通道的內存能夠給Intel平臺帶來明顯的性能提升。
       
          隨于雙通道內存這件事情,NVIDIA其實早就看到了其非常誘人的性能優勢,并且在他們第一款芯片組產品,nForce芯片組中加入了對雙通道內存的支持。這款芯片組同樣也是AMD平臺第一款支持雙通道內存的芯片組。
       
       
          nForce對于DDR雙通道內存的支持,源自于北橋芯片(IGP)中提供了雙Bank的內存控制器,并且它也因此擁有了128位的內存帶寬。此外,由于特有的內存交錯控制(兩個64位的內存控制器)和DASP(動態適應式隨機推測預處理器)技術——其作用與CPU中采用的L3 Cache緩存非常相似,使得內存系統的延遲時間能夠大大縮短。
       
          然而,我們知道,AMD的Athlon系列處理器采用的EV6總線,對于內存帶寬的要求并不是太高,因為Athlon XP處理器的EV6總線的工作頻率為133/166Mhz,實際帶寬就是2.1GB/s或者2.7GB/s,帶寬要求不高,使用普通的DDR266或者是DDR333內存就已經夠了,雙通道的DDR400在這樣的平臺上很難發揮出其帶寬優勢。
       
       
          不過這一點也沒有能夠阻止nForce2統治Athlon XP的事實,在所有的芯片組中,nForce2一直都是AthlonXP首選的平臺。
       
          時過境遷,現在到了2005年,Pentium4已經發展到了顛峰的狀態,NVIDIA在這個時候推出了他們的第一款支持Intel處理器的芯片組,自然也不會不將他們的獨門絕技拿出來...

          對于NVIDIA的內存技術,在最開始他們推出nForce芯片組的時候就曾經被業界廣泛關注過,不過后來因為Athlon XP本身的原因沒有能夠體現出很好的優勢,NVIDIA的雙通道內存技術也逐漸被人淡忘了。

          這次NVIDIA發布的nForce4 SLI Intel版本的芯片組,再次將他們的殺手锏亮出:

      1 對于內存帶寬,NVIDIA著手于兩個方面:

          首先在位寬方面采用了雙通道的內存控制器,支持雙通道的DDR2內存。

          其次,支持高速內存,提供了對DDR2 667內存的支持,并且采用對每個內存插槽分配獨立的地址總線的方法來提高效率。

      2 對于延時,NVIDIA著手于三個方面:

          首先,采用1T+4的突發長度,降低了延時。

          其次,采用了DASP3.0猜測預取技術,提高了數據訪問的準確性。

          最后,采用QuickSync快速同步技術,解決超頻后引起的時序增加問題。

       
          前面我們已經說了,在AthlonXP平臺上,NVIDIA早就推出了雙通道內存控制器,然而在當時的處理器條件下,雙通道內存并沒有發揮出很大的優勢。

       
      為什么會造成這種情況呢?我們來一算便知:
       
          首先,我們用前端總線為133MHz的系統為例,一個Athlon XP的總線位寬為64位,再加上采用的是EV6總線,所以處理器需要的帶寬就是:
       
      133MHz×2×64bit÷8=2.1GB/s
       
          然后我們再來計算一下雙通道DDR266內存的帶寬,因為nForce芯片組提供的是兩個獨立的64位內存控制器,所以可以等效為128bit的內存位寬:
       
      133MHz×2×128bit÷8=4.2GB/s
       
          我們看到,在傳統的架構中,由于處理器的瓶頸效果,僅僅能夠使用到內存帶寬的一半,這也就是為什么nForce2芯片組在單通道和雙通道情況下差別不大的原因了。
       
       
          一個小學生能夠考120分超額完成任務并不代表他能夠在大學考試及格。因為時過境遷,現在的情況不同了,nForce4 SLI Intel版本的芯片組就順應了時代的要求,提供了高速的雙通道內存控制器。
       
          我們再來算算:
       
          目前Pentium4的前端總線已經發展到了1066MHz,所以我們可以算出它需要的數據帶寬是:
       
      1066MHz×64bit÷8=8.6GB/s
       
          這樣的數據帶寬已經不再是瓶頸了,相反已經成為了要求更高內存帶寬的一個重要項目。
       
          nForce4 SLI Intel版本提供了對雙通道DDR2 667內存的支持,使帶寬達到了:
      1333MHz×64bit÷8=10.6GB/s
       
          只有帶寬上的滿足是不夠的,因為10.6GB/s的帶寬是理論峰值帶寬,很有可能出現不能夠滿足處理器需要的時候。
       
       
          NVIDIA在雙通道內存控制器上特別下了一番心思,它采用一種低位交叉存取模式,輪流使用兩個內存通道,從而實現了CPU 存取指令同時發送至兩個通道。
       
          交叉存取的數據量取決于兩個內存通道的數據傳輸是對稱的還是不對稱的。如果這兩個通道的數據傳輸是對稱的,那么,雙DDR2內存控制器將采用較細粒度交叉存取。然而,如果這兩個通道的數據傳輸是不對稱的,那么雙DDR2 內存控制器將降為粗粒度交叉存取。
       
       
          交叉存取的粒度會影響系統性能。當兩個內存通道的數據傳輸完全相同,并且以極細的粒度進行交叉存取時,系統就能達到非常好的性能。當兩個通道由于負載不對稱而進行較粗粒度交叉存取時,系統性能將有所降低。
       
          然而,這里要指出的是,NVIDIA nForce4 SLI Intel版本中的內存控制器始終以128 位寬模式運行,不論兩個內存通道的數據傳輸是否對稱。因此,該解決方案優于其他面向奔騰4 的核心邏輯解決方案,因為,后者在兩個通道的數據傳輸不對稱時,會將其內存控制器從128 位寬模式降為64位寬模式。
       
       
          nForce4 SLI Intel版本芯片組所提供的雙通道的內存控制器支持交叉存取,這就好比是一條道路已經給鋪好了,我們接下來就來談談道路上跑得車輛的問題。
       
       
          前面我們已經知道,nForce4 SLI Intel版本芯片組支持最高達DDR2 667的內存,然而,支持DDR2 667內存也并不是件很簡單的事情,因為NVIDIA在其中做了進一步的加強。
       
          DDR內存標準發展到了DDR400就終結了,隨之而來的就是DDR2內存標準的市場化過程了,DDR2內存相對于DDR內存頻率更高,電壓更低,功耗更小,而且由于工作原理相同,對于晶圓廠的轉產難度并不是很高。
       
          在nForce4 SLI Intel版本中,NVIDIA僅僅提供了對最新的DDR2 內存的支持,并沒有加入對DDR內存的兼容,因為那樣就會對性能造成一定的影響,不如專心把DDR2內存的部分做好。
       
       
      通過我們了解,NVIDIA的確把DDR2的文章做的非常好,這不光指前面所曾經提到的控制器的技術,針對內存本身,NVIDIA也做了不少加強:
       
          第一,為每個內存插槽 配置一個專用地址和指令總線,該地址總線的負載是內存接口速度的主要限制因素。
       

      獨立的內存地址和指令總線

          通常,無緩沖的DIMM 會向地址總線分配8 個或16 個負載,相比之下,分配給數據總線的負載則最多為2 個。通過使每個DIMM 使用一個專用地址總線,而不是多個DIMM 共享所有總線,NVIDIA 確保了內存控制器不僅可以支持高數據率,而且能以1T 地址定時運行,從而縮短了內存時延

       
          第二,確保內存能夠以1T 地址定時運行,從而縮短了內存時延。

      1T地址定時運行相對2T地址定時運行的優勢

          如果在一個時鐘周期內,內存控制器將地址和指令發送至地址總線,并且由DRAM 設備鎖存,則實現了1T 地址定時。如果在一個時鐘周期內,內存控制器將地址和指令發送至地址總線,而DRAM 設備是在下一個時鐘周期內,對其進行鎖存,則為2T 地址定時。2T 地址定時用于確保為地址和指令提供充足的設置和保持時間。地址總線共享多個DIMM 常常造成地址總線負載沉重,此時就必需采用2T 地址定時。

          執行2T 地址定時的系統性能總是低于執行1T 地址定時的系統性能,因為2T 地址定時相當于使CAS 時延增加了整整一個時鐘周期。這對于生成大量隨機內存存取指令的應用尤其顯著,因為每一次打開新的頁面時用戶都能明顯地感覺到更長延時。
       
       
          有了好的道路,有了好的車,那么車和路協同工作的效率問題就顯得非常重要了,NVIDIA推出的這款nForce 4 SLI Intel版的設計過程,自然也是考慮到了這一點。
       
          計算機中的存儲器,之所以DRAM這種內存能夠被廣泛應用,并不是因為它的速度是最快的,而是因為它的成本比起別的類型的內存要低,當然,不可避免的是它的速度的提升并不是那么快,就像說處理器的頻率每年都以很高的速度提高頻率,而內存卻每年提高的非常有限。
       
       
          我們今天并不是來批判DRAM的,而是來考慮如何解決問題的。我們知道,DRAM的頻率提升不了那么高,所以就可以通過將內存細分成獨立的陣列來實現高效的運行。
       
          不過這種方法仍然有一些缺陷在里面,這就是內存延時,這就好比是汽車的起步停車一樣,在發動機開始運轉,到真正能夠往前跑,是需要一個時間差的。過高的內存延時就好比在一條高速公路上設置了很多紅燈,對于效率會有很大的影響。
       
          對于內存系統,真實的情況遠比上面打的比喻要復雜的多,其中涉及頁式存儲器管理、需要支持的存儲體的數量、地址映射和交叉存取、突發串長度和預取策略等方面,這些因素都會影響到性能。
       
       
          對于這些因素,我們已經在前面介紹了nForce4 SLI Intel版本芯片組在其中一些方面所做的技術革新,現在我們再就突發串長度介紹一下nForce4 SLI Intel版本是如何提高效率的。
       
          我們知道,DDR2內存的突發串長度是4個或者8個,突發串長度是指響應一條讀指令,從內存讀取的數據總量,或者在寫操作過程中,發送至內存的數據總量。也就是說每次能夠取的數據的縱向長度是4位或者8位。
       
          打個比方,如果是4位的突發串長度,去訪問一個64bit位寬的內存,每次可以得到4*64/8=32字節的數據,而如果突發串長度為8,那么一次就可以得到8*64/8=64bit數據。

          NVIDIA nForce4 SLI Intel版本的突發串長度為4,并采用了1T 尋址模式,而其他P4 芯片組解決方案的突發串長度則為8,并采用了2T 尋址模式。例如,上圖顯示了當CPU 向內存系統發出背對背讀指令,以從內存中讀取兩個超高速緩沖存儲器線時,這兩種設計決策的總線利用率。為了簡明直觀,本例采用1 個時鐘周期的CAS 時延。

      我們來看看兩種情況下的效率區別:

          首先其他的芯片組的情況:如果核心邏輯的突發串長度為8 并采用2T 尋址模式,則必需發出2 個讀指令,以從內存讀取2 個64 字節的超高速緩沖存儲器線。如圖中所示,該核心邏輯可以通過2 個讀指令,交叉執行2 個啟用/ 預加載/刷新指令

          然后我們再來看看nForce4 SLI Intel版本的情況: nForce4 SLI Intel版本的突發串長度為4,并采用了1T 尋址模式。因此,NVIDIA nForce4 SLI(英特爾版)必需發出4 個讀指令,以讀取2 個64 字節的超高速緩沖存儲器線。然而,由于該核心邏輯采用1T 尋址模式,所以它能夠響應4 個讀指令,交叉執行4 個啟用/ 預加載/刷新指令

          通過上面的比較,我們可以清楚的看到,nForce4 SLI Intel版本可以通過1T尋址+長度為4的突發串長度獲得更高的效率。

          在nForce第一代芯片組推出的時候我們就曾經接觸過DASP技術,在目前最新的nForce4 SLI Intel版本中,這項技術已經發展到了3.0版本。

          DASP(Dynamic Adaptive Speculative Preprocessor動態自適應推測式預處理器)是一種類似于處理器緩存技術的技術,它能夠根據數據的內容和位置智能的提前預取數據。

          NVIDIA 最初發布的搭載動態自適應推測式預處理器(DASP)1.0 的
      NVIDIA nForce IGP 和SPP 率先采用了核心邏輯預取程序。NVIDIA nForce 中的DASP 1.0 是專門面向AMD Athlon XP 和Duron 處理器而設計的,使NVIDIA nForce 平臺能夠實現卓越的系統性能。

          NVIDIA nForce2 IGP 和SPP 搭載了DASP 2.0,這種處理器采用了更為復雜的預測算法。預測算法復雜程度的提高一方面得益于不斷學習,而更重要的則應歸功于CPU 中的預測邏輯的改進。

       nForce4 SLI Intel版本的MCP和SPP(南北橋)

          NVIDIA 對NVIDIA nForce4 SLI (英特爾版)中的預取程序進行了徹底改造,形成了DASP 3.0。促使發生這種變革的原因包括現代應用的運行狀態、CPU 預取程序設計的改進以及英特爾CPU 和AMD CPU 之間的預取程序設計差別。影響變革的其他因素還包括計算機架構、計算機編程、數據結構和存儲架構等領域的最新研究成果。

          NVIDIA 的架構設計師和產品設計師花費了數年的光陰,在實際平臺和模擬平臺上運行數以百計的應用,并潛心分析其中數百萬條存取指令的執行情況。終于,他們的辛勤勞動換來了業界最尖端、最復雜的預取程序——DASP 3.0。

          DASP 3.0 預處理器的任務是追蹤每個內核和每個線程,并預取適當的數據。每個預處理器都能夠針對其分配得到的線程和內核,選擇最有效的預測算法。這些預處理器也經專門設計,具備自適應能力,因此,當執行線程時,它們可以精確調節預測算法,選擇不同的算法,或者創建一個由多個算法組合而成的混合算法。

          這些預處理器全部連接至一個中央仲裁器,由其決定所有預處理器發出的預取請求的優先順序。該中央仲裁器還負責識別CPU、GPU 和系統中的所有其他設備發出的存儲器讀取請求。該仲裁器實現了一種技術尖端的公平算法,以確保在合理的時間段內,所有子系統和預處理器都能夠從存儲器讀取需要的數據。

          我們都知道,目前的處理器和內存系統的運行頻率非常大,比如最新的處理器運行在1066MHz,而內存僅僅運行在266或者333MHz,處理器和內存之間交換數據就需要內存控制器來負責數據的傳輸,這個過程就像是兩輛不同速度的汽車,要把兩輛車上的貨物互相交換,這個過程是不能夠讓慢車趕上快車,也不能讓快車停下來等慢車。

          內存控制器就起著這么一個中介的作用,負責兩個部分的數據傳輸。這個過程,如果快車的速度正好是慢車的整數倍,這就是我們所經常提到的“內存同步”,這樣就會比較容易將數據進行互相交換。

          但是,這樣并不是最好的方案,因為處理器速度和內存的速度都是達到最高值才有最好的效果,對于這樣情況下的數據交換,就很容易出現“中介”效率不高的情況。我們在超頻過程中經常談到的“內存異步性能不如內存同步”的現象就是產生自這個原因。

          在nForce4 SLI Intel版本中,NVIDIA推出了一項創新的技術:QuickSync,這項技術將非常有效的提高性能。

      圖內文字(點擊放大):
      Memory clock:內存時鐘周期
      Default FSB clock (F1):默認FSB 時鐘周期(F1)
      Over-clocked FSB clock (F2>F1):超頻FSB 時鐘周期(F2>F1)
      Over-clocked FSB clock (F3>F2):超頻FSB 時鐘周期(F3>F2)
      Synchronization delay:同步時延

          據NVIDIA表示,QuickSync™技術目前正在申請專利,這個專利馬上就會批下來了。
       
          QuickSync™技術的作用就像它的名稱“快速同步”一樣,能夠在最短的時間內將處理器和內存之間的數據進行交換,其具體執行的方法是短時間的對系統總線或者內存的頻率,使之互相同步。
       
          QuickSync 技術確保了NVIDIA nForce4 SLI Inte版本l能夠實現以最短
      的時延接收到CPU 請求并將其傳輸至內存總線,并且不論FSB 和內存速
      度如何,均可以最短的時延接收內存傳出的數據并將之發送給CPU,從而
      最大限度地提升系統性能。
       
       
          nForce4芯片組發布的時候,其中的硬盤部分的功能給大家留下了深刻的印象,在nForce4 SLI Intel版本中,NVIDIA不但繼承了那些技術方面的優勢,更是將這一優勢繼續擴大。
       
      C19測試
       
          在nForce4 SLI Intel版本中,特意增加了RAID5功能的支持,這種方案同時解決了磁盤系統的性能,容量,安全性三個方面的問題。
       
          RAID 5 具備容錯能力,能夠自動備份您最重要的文件,同時提高硬盤存取速度,提高硬盤存儲容量。
       
       
          之前我們在評測nForce3 250Gb芯片組的時候已經初步了解了NVIDIA的存儲技術,這次nForce4 SLI Intel芯片組的發布,再次將其先進的存儲技術展示出來。
       
          首先值得一提的就是最新的SATA2規范了:

          SATA硬盤大家已經非常熟悉了,經過一段時間的磨合,選擇SATA硬盤的用戶也越來越多,但是我們今天仍然要提SATA。這是因為nForce4芯片組對SATA硬盤的支持再次率先上升到了一個新的高度,這就是SATA II標準。

          SATA II標準和SATA的標準主要有兩點區別:

          一、 傳輸速率方面,SATA的理論傳輸速率為150MB/s,而SATA2的傳輸速率為300MB/s。

          二、SATA2支持NCQ功能,也就是原生命令隊列功能,這個功能能夠重新排列硬盤收到的命令,進行優化,從而達到更佳的工作效率。

      NCQ功能

          我們可以從上面的示意圖中看出,沒有采用NCQ的磁盤,磁頭操作4個操作的過程中,需要更長的時間和運行的距離,而擁有NCQ功能的則會將第三條命令提前,節省了時間。

          然后就是我們曾經了解過的跨控制器的RAID技術了。在nForce3 250Gb的時候,我們就已經知道了NVIDIA的創新的RAID功能。這個功能的創新特點就是能夠將PATA硬盤和SATA硬盤組成RAID。

          我們知道,PATA的硬盤控制器和SATA的硬盤控制器是完全不同的,所以在原來,實現兩種硬盤的RAID是絕對不可能的事情。

       

       NVIDIA的跨控制器RAID

          可能有些朋友會質疑這種設計的意義何在,這里首先需要說明的是,NVIDIA的RAID功能雖然擁有這樣特殊的功能,但是并不是說不具有原來的普通RAID的功能,PATA硬盤之間的RAID,SATA硬盤之間的RAID都是可以使用的,對于PATA硬盤和SATA硬盤組成RAID,是一種額外提供的選擇。

          當然,就跨控制器的RAID的而言,也是有一定的實際意義的,比如一個普通用戶,目前的硬盤是PATA的,現在就可以再添加一塊同樣大小的SATA硬盤做這個硬盤的鏡像,由于SATA的插拔更加方便,用戶可以方便的和別人交流數據。

       

          這次的nForce4的另外一個在存儲上的突破是采用了雙SATA控制器技術。這項技術能夠讓磁盤的速度達到非常好的化。

          nForce4的磁盤部分,可以支持多達4個SATA硬盤,但是這四個SATA硬盤是通過兩個獨立的SATA控制器來運行的。這樣的設計進一步的提高性能,特別是當多個SATA硬盤同時需要交換大量數據的時候就能體現出速度的優勢了。

          前面我們已經介紹了NVIDIA的RAID功能,對于SATA部分的RAID功能,NVIDIA還提供了一項更加具有創新性的磁盤警報系統。

          什么叫做磁盤警報系統呢?我們知道,在組成RAID以后,難免硬盤出現問題,但是通常組成RAID的硬盤又都是同型號的硬盤,這樣一來一旦出現了問題,用戶就很難判斷出究竟是哪個硬盤壞了,用戶就不容易分辨出來了。

      C19測試

      通過圖示顯示哪個接口的硬盤出了問題

          NVIDIA的這項創新的功能就是能夠通過圖形的形式來顯示出究竟是哪個接口上的硬盤出了問題。

          NVIDIA表示,這個功能還可以由各個主板廠商根據自己的產品自定義接口的位置。

       
       

          對于NVIDIA SLI(Scalable Link Interface),可以說其涵蓋面已經超出了芯片組的部分,更多的是關于顯卡的,這個技術自從前一段時間公布以來,可以說是在整個業界掀起了軒然大波,因為其采用的雙卡協同工作的方式讓兩顆GPU同時發揮效能,從而實現更高的性能。

          兩顆GPU協同工作的方法并不是沒有出現過,如果說RAGE Fury Maxx或者Voodoo5 6000那樣的單卡多芯片的結構和SLI的距離比較遠的話,那么之前的Voodoo2 SLI(Scan Line Interleave,奇偶掃描線交錯)絕對可以稱得上是NVIDIA的SLI技術的鼻祖。

       Voodoo2 SLI

          但是和voodoo的SLI技術不同,NVIDIA的SLI更側重于可變的處理。也就是指并不是像Voodoo那樣將圖像的渲染平均年分配給兩塊顯卡,而是根據畫面負荷的不同來將不同的處理工作分配給兩塊顯卡。

       

          這樣做的好處就是能夠將兩塊卡的性能發揮到最大,從而達到最高的性能。這自然也屬于SLI的顯卡部分的技術了,那么對于芯片組,SLI又意味著需要什么呢?

          我們知道,既然是需要兩塊顯卡構成SLI系統,那么就必須有能夠同時插兩塊PCI-E顯卡的主板了。但是由于芯片組對于PCI-E通道的限制,通常是不可能做到同時達到兩個插槽都是PCI-E X16的。

          那么這樣一來,讓支持PCI-E的芯片組能夠支持兩塊PCI-E顯卡就有了比較大的困難。NVIDIA是如何做到的呢?

          NVIDIA的nForce4 SLI Intel芯片組對于SLI技術的最大貢獻并不在于能夠做兩個PCI-E X16插槽,插兩塊顯卡,而是能夠動態的分配兩個插槽的通道數。

          我們知道,一個單獨的PCI-E X16插槽擁有16條通道(Lane),而一個芯片組支持的一共是20個,除去需要做其它用途的幾個X1的插槽,只能做一個PCI-E X16的插槽。現在要做兩個插槽,NVIDIA是如何實現的呢?

          他們采用的方式就是通過特殊的技術,將單條X16的插槽和兩條X8的插槽實現可變的調節。

          第一種情況,如果用戶使用一塊單一的顯卡,那么主板上的插槽就是一個實實在在的PCI-E X16插槽。

          第二種情況,如果用戶用兩塊顯卡組成SLI系統,那么通過設置,主板上的兩個PCI-E X16的插槽將每個只具備8條通道,也就是兩條擁有X16插槽長度的PCI-E X8的插槽。

          可能說到這里,大家應該對nForce4 SLI上的SLI系統的工作方式有了一定的了解,但是,可能也會有朋友提出疑問,X8的插槽的數據帶寬要小一半,是不是會影響性能呢?

          這個問題可以說是在理論上是存在的,但是因為我們知道PCI-E的帶寬要比AGP的要高,16通道的帶寬能夠達到8GB/s,8通道的帶寬也就是4GB/s,這都要比AGP8X的帶寬高的多,即使對于目前最高端的顯卡,這樣的帶寬也足夠用了。

          對于nForce4 SLI的效能,這是完全不必擔心的,因為在德國的發布會現場,NVIDIA現場運行采用兩塊GeForce 6800Ultra組成的SLI系統,運行3DMark05,成績達到了破紀錄的10118,這證明了SLI的性能的確強大。

         說過了顯示系統的事情,我們再來說說網絡安全方面的事情。前一段時間QQ出問題引發的黑客組織敲詐多家網站  的消息可謂是讓人們的神經再次緊張了起來。

          網絡安全的問題可以說已經是目前人們所最關心的問題了,因為這部分和計算機的性能無關,只要是用到網絡的用戶都面臨著這個問題。而如果網絡安全出問題的話,帶來的危害又是巨大的,它所帶來的損害已經不再局限于機箱內部,有可能擴充到你珍貴的個人資料甚至是你在銀行的財產。

        

          網絡安全上面的事情我們永遠都說不完,但是如何防止這樣的情況發生才是我們應該考慮的問題。說到這里,我們就不能不說說防火墻(FireWall)了,這是一種用來阻擋網絡攻擊的設備,人們在日常的生活中通常采用以下幾種防火墻:

          一 對于大的局域網和外網之間的連接,有實力的公司會選擇硬件級別的防火墻,然而這種防火墻的價格都是非常的貴。

          二  對于中小型的企業,會使用一些小規模的防火墻,這種防火墻雖然看起來像是硬件級別的,但其實通常是相當于一臺計算機,里面運行著軟件的防火墻。

          三 對于個人用戶,通常使用一些軟件的防火墻,著名的像ZoneAlarm、天網等等,Windows SP2所帶的也是軟件的防火墻。

          然而,這三種防火墻卻有著自己的不足,前兩種,由于本身就是網絡間的防火墻,所以對于個人用戶的意義不大,因為網絡防火墻的盲區就在于后方的局域網中,如果局域網中的計算機被攻擊是沒有辦法的。第三種,基于軟件的防火墻,最大的問題就是要占用比較大的資源,反映出來的現象就是CPU占用率會比較高。

          這次的nForce4 芯片組中在其整合的千兆網卡里面整合了防火墻的功能,NVIDIA稱之為ActiveArmor技術。

          我們現在來簡單的了解一下ActiveArmor技術。

          ActiveArmor技術是NVIDIA在nForce4上的網絡防火墻技術的總稱,這是一種基于硬件加速的防火墻,屬于個人防火墻的一種。

         那么什么叫做基于硬件加速呢?這是由于在nForce4的芯片組中,集成了一個名叫SNE(Security Network Engine)的網絡引擎,這個引擎的作用就是能夠分析數據包,將數據包進行分揀。

          我們來看看它的原理:

       普通的軟件防火墻

          上圖中,我們看到的是基于軟件防火墻的工作原理,防火墻需要做的檢驗數據,分揀數據等工作全需要CPU來完成,在每個部分都需要耗費較多的資源,這將會影響到性能。

       采用SNE的ActiveArmor防火墻

          我們再來看看NVIDIA的ActiveArmor防火墻中的情況,我們看到,在左邊的SNE中,承擔了大部分的防火墻中的工作,只有不能夠判斷的數據包,SNE才會給CPU來處理,這樣一來,CPU的使用就很少了,CPU的占用率能夠降低到10%左右。

      兩種防火墻的比較

          那么,NVIDIA是如何做到這一點的呢?這和網絡防火墻本身的特點是有關系的。首先,熟悉網絡的朋友都知道,防火墻判斷數據包的好壞是根據TCP/IP規則的,而這個規則又是非常固定的。NVIDIA的SNE就具備了基本的判斷數據包,并且進行第一步分揀的功能,這樣一來,就能非常有效的節省處理器的資源。

          前面我們講的是基于包過濾的防火墻的原理,但是應用層,軟件也會對網絡的安全產生影響,NVIDIA在這個方面同樣給予了相當高的重視,并且通過他們的NVIDIA Firewall軟件進行了相應的控制。

       對危險程序予以警告

          我們看到,NVIDIA的Firewall軟件能夠自動的對所有應用程序進行監視,當它們試圖和網絡進行連接的時候判斷它們的行為是否有危害網絡安全的可能,并且會根據具體情況給出用戶建議。當然用戶也可以自定義應用程序的網絡權限。

       對低危險的予以放行

          NVIDIA的ActiveArmor技術,不但包括了硬件級別的SNE引擎,也包括了具備所有防火墻軟件功能的NVIDIA Firewall軟件,可以說是一種軟硬結合的防火墻技術,這種方式也可以說是非常有創意的,不過這一功能只在nForce4 Ultra以及SLI版本上開放,對于nForce4標準版,只能使用軟件防火墻了。

       

          前面我們已經詳細介紹了nForce4芯片組的三個大的方面的功能,最后我們來介紹一下nForce4在性能方面的特性。

          NVIDIA在nForce4發布的過程中推出了他們的nTune功能調整軟件,這個nTune的前身是我們曾經介紹過的NVIDIA SystemUtility系統調節軟件。

          在nTune中,用戶可以分別對CPU,內存,顯示卡等各種項目進行調節,從而達到更高的性能,還能夠讓系統自動的進行超頻。

      nTune界面

          nTune還能夠連接互聯網實現自動的升級,并且能夠實現更新主板BIOS的功能。

      自帶性能測試功能

          對于超頻得到的性能提升,用戶可以通過一個自帶的性能測試工具來進行測試,直觀的了解到性能的提升情況。

          這次的測試,我們選用了Intel平臺中三代曾經的最強性能的芯片組做對比測試。

      芯片組

      nForce4 SLI Intel版本

      925XE

      925X

      875P

      處理器

      Pentium4 3.46EE

      Pentium4 550

      Pentium4 3.4E

      接口

      Socket -T

      Socket478

      前端總線

      1066MHz

      800MHz

      核心

      Gallatin

      Prescott

      內存

      海盜旗DDR2 667 512MB*2

      DDR400 512MB*2

      顯卡

      GF 6800GT SLI

      GF 6800GT

      GF PCX5900

      GF 5950U

      硬盤

      Raptor 74GB

      WD 800

      操作系統

      Windows XP SP1

      主板驅動

      7.02

      Inf 6.3.0.1008

      顯卡驅動

      ForceWare 71.84

      ForceWare 66.93

          這次的測試,我們沒有選用AMD平臺的nForce4進行對比,主要是因為處理器不同,對性能的影響比較大。

          SYSMark2004是一款來自Bapco的綜合性能測試軟件,其中主要包括兩步分,一是考察互聯網內容制作的Internet Content Creation和考察辦公軟件執行效能的Office Productivity

          我們看到,nForce4 SLI Intel版本表現出了比較好的性能,全面超過了Intel平臺中性能最強的925XE芯片組。

          Winstone 2004是一款和SYSmark類似的測試軟件,分為兩個部分,分別為考察商用軟件的Business Winstone和考察多媒體內容制作的Multimedia Contencreation Winstone。

          在這個測試中,我們看到的情況和前面在SYSMark中看到的基本吻合,nForce4 SLI Intel版本的表現相當令人滿意。

          SiSoft Sandra是一款測試一些參數的軟件,我們使用這款軟件測試處理器的算術運算性能和內存的帶寬。

          內存帶寬的測試中,我們看到nForce4 SLI Intel版本的性能要明顯好過其他的芯片組,這和它支持DDR2 667內存有著不可分割的關系。

          我們再來看看PCMark04的測試情況,這款測試軟件相對簡單,所以也深受廣大DIYer喜愛。

      C19測試

          在這個測試項目中,我們看到nForce4 SLI Intel平臺表現的非常好,性能超過了925XE,不過需要注意的是在硬盤測試中是因為硬盤的性能不同而造成的巨大的性能差異的。

          對于第一款P4平臺的SLI芯片組,我們非常關心在這套平臺上的SLI性能,所以我們特意進行了游戲測試,游戲測試中,我們選用了1600×1200的高分辨率進行測試,主要目的是看看SLI模式下的性能提升幅度。

      C19測試

      3DMark03測試

      C19測試

      3DMark05測試

      C19測試

      HalfLife2測試

      C19測試

      Doom3測試

      C19測試

      Farcry測試

          我們可以看到,游戲性能測試中,nForce4 SLI Intel版本的表現同樣是非常的令人滿意,特別是SLI模式下,性能提升幅度非常明顯,和我們在AMD平臺下看到的提升幅度基本相同。

      總結:

      NVIDIA這次成功拿到Intel平臺的授權本身就不是一件很容易的事情,因為作為Intel來講,他們作為業界的標準制定者,擁有最有限的選擇權,他們選擇的合作對象一定是能夠給他們帶來好處的,而NVIDIA做到了,這最齊碼證明了NVIDIA的技術實力。

       

      今天,nForce4 SLI Intel版本芯片組的推出,讓我們進一步了解了NVIDIA在芯片組領域不凡的技術實力。

       

      Intel主板別賣了! NV推出nF4 SLI IE

       

      通過今天的介紹,我們對nForce4 SLI Intel版本的內存控制器部分有了深入的了解,作為一款非Intel自己的產品,卻能夠依靠技術優勢向Intel最強大的芯片組進行挑戰,并且能夠獲得成功,實屬不易。

       

      經過我們后來的測試,我們也可以看到這款芯片組的性能還是非常不錯的,絕大部分情況下比Intel925XE芯片組都有大約3%的性能提升,對于一款優異的芯片組,能夠保證這樣的性能已經非常不錯了。

      各廠商紛紛推出nForce4 SLI Intel版本主板

      這次我們由于時間限制沒有對這款芯片組進行超頻測試,所以對于QuickSync等技術可能還沒有完全發揮出其優勢。

       

      顯示性能方面,SLI系統讓整個系統的圖形性能有了很大的提升,Intel用戶終于也可以享受到SLI帶來的超強的性能了。

       

      邁向勝利 nForce4 SLI Intel版本首測

       

      筆者認為,nForce4 SLI Intel版本的誕生將成為接下來一段時間主板市場的一個熱點,因為目前已經有不少主板廠商表示將在第一時間推出對應的產品。<

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