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末代皇帝—VIA KT880芯片组解析

〖原创〗小熊在线-neo  北京 2004年04月28日16:36



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引入双通道技术Athlon XP平台会怎么样呢??威盛给出了答案 (5946 字)
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     VIA终于在Athlon XP平台中引入了双通道技术,VIA的双通道技术被称为DualStream 64,这个技术在基于Pentium 4的PT880芯片组上就已经得到成功的验证。VIA的内存控制器优势在于低延迟,它通过采用内建的缓存,使用数据预取和分支表来提高内存控制器的性能。KT880使用的是两条独立DDR内存通道,这nForce2有所不同,在性能上也更高一些。此外KT880有成熟的VT8237南桥搭配,它支持原生的SATA接口,在音频和网络上也提供了强有力的解决方案,综合性能相当高。虽然Athlon XP已经风头不在,但是不能否认Athlon XP仍然是目前性价比最高的处理器,VIA的KT880虽然来得晚了些,但对于那些追求高性能的用户,KT880主板是必然之选

      Intel最早把双通道内存引入台式机市场,双通道缓解了内存带宽与前端总线带宽不匹配的现象,在目前的内存技术水平下,使用双通道是最佳的解决方案。随着主板设计技术的成熟,可以在四层PCB板上实现双通道内存,成本得到有效控制,为双通道内存普及打下了基本。Intel Pentium 4平台是最早从双通道内存架构中受益的,在AMD Athlon XP方面,nForce2最早引入双通道技术,虽然不是完全独立的双通道,但是性能比单通道架构有大幅提升。最近VIA也正式推出了基于Athlon XP平台的双通道内存芯片组KT880,虽然来得晚了一些,但以VIA在内存控制器方面的技术实力,这款芯片组的潜力还是相当大。

KT880的LOGO

      KT880北桥芯片支持400/333/266/200 MHz Athlon XP前端总线,支持4x/8x AGP总线。先进的双通道DDR400 SDRAM控制器,带有ECC校验。同时KT880和南桥芯片之间通过533MB/s的V-Link总线连接。它采用1.5V核心电压,37.5×37.5mm HSBGA封装(带有散热顶盖的球形阵列),总共有806根1mm间隔的球形管脚。

KT880对Athlon处理器接口进行了优化

      它支持Socket-A(Socket 462)AMD Athlon XP处理器,支持动态调节的HSTL传输信号,电压可调范围是1.1V至1.7V。支持400/333/266/200MHz主地址和数据传输速率。
四入口命令请求可以优化CPU呑吐量
针对从系统到处理器的探测的四入口probe(探测)请求
从CPU-Memory读,CPU-Memory写和CPU至PCI操作的分离八入口数据和控制命令请求
内建PLL(锁相环电路)

完全特征AGP控制器

AGP 3.0兼容8X/4X传输速率,支持快写功能
采用1.5V I/0接口电压
管线分离传输,长突发数据传输率可达2.1GB/s
支持边带寻址模式(SBA)
支持Flush/Fence命令
支持DBI(动态总线翻转)
读写具有32级的命令请求
32级的读数据FIFO(先入先出)加分离64级写数据FIFO(四个字节)
图形地址变换表(GART),具有一级的TLB指令,16入口完全关联的页面表,LRU置换配置
VPX-64/VPX-Ⅱ支持

先进高性能128位,双通道DDR400 SDRAM控制器

支持2.5V SSTL-2 DDR400/333/266 DRAM接口
支持混合64MB/128MB/512MB/1024MB x8/16 DDR SDRAM内存
支持CL2/2.5 DDR266/333和CL2.5/3 DDR400
支持四个unbuffered或registered 双面DIMM,最高支持4GB物理内存
两个64位数据路径和两个内存地址设定,每个通道可以驱动2个DIMM
支持可编程的MA,MD,CS,CKE,S-command,DQM和DQS时钟/驱动,每通道独立
支持64位数据通道ECC DDR333/266/200
针对当前CPU,AGP和V-Link访问的最小内存延迟
Rank交错和基于LRU(最近最少使用的内存)的最高16段页面交错(同时打开16个页面),可以减少内存访问延迟
无缝DRAM命令调度提供最大的DRAM总线利用率(在访问当前的bank时给其它段预充电)
支持4或者8长度的突发读和写操作
CPU到DRAM的写缓冲集成12条缓存线(96 quadwords)和CPU到DRAM的读预取(prefetch)缓冲具有分离的八条缓存线(64 quadwords)。
可选的动态CKE控制可以使DRAM在正常系统状态(S0)期间减少功耗
支持自刷新和CAS-before-RAS DRAM刷新

高带宽的533MB/s V-Link主控器

支持66MHz,4x和8x传输模式,V-Link主控接口的最大带宽达到了533MB/s
它4x模式采用全双工的传输模式,带有分离的命令/掩模。8x模式采用半双工传输模式。
V-Link采用请求/数据分离的传输。V-Link 主机到客户的访问采用传输确认机制来消除Host-Client总新尝试的周期。
智能化的V-Link传输协议最小化数据等待状态和传输延迟。高效率的V-Link仲裁机制提供电小的化的过载。

此外KT880芯片组还提供先进系统电源管理支持
 

      北桥芯片是KT880,南桥芯片是高性能的VT8327,采用V-MAP架构,可以采用灵活的南/北桥搭配策略。北桥芯片支持FSB400,双64Bit DDR400内存控制器和AGP 8X总线。

      DualStream64是一个优化系统性能智能最高的双通道DDR400内存控制器,它使用几个革新的技术可以轻快的访问系统内存:

1、增强数据预取(prefetch)协议

2、增加了内存分支预报和使用更大的片内分支表(branch table)

3、采用严格的内存读到写turn around(快速read-to-write turn around)技术来改良时钟周期。所谓turn around是指改良内存读-写周期的一种方式,当内存控制器在一条读命令之后立即接着一条写命令时,当写命令在初始化之前会加入附加的时钟延迟。使用了内存读/写turn around技术之后,可以取消这个附加时钟延迟,这样能够提高内存子系统的性能。当然这也需要内存模组支持才行。

      VIA KT880平台的优势,不过nVidia推出的nForce3 250Gb也正式支持Serial ATA和千兆网了,但是没有针对Athlon XP的相应解决方案,如Athlon XP想要独得原生的Serial ATA支持,只有使用VIA的芯片组了,如KT600或KT880。

VIA VT5805C

      VIA提供的KT880工程样板,型号是VT5805C,采用四层PCB板设计。Socket462 CPU插座,支持FSB400总线的Athlon XP处理器。北桥芯片仅使用了一个散热片,四根DIMM插槽构成两个独立的64位DRAM通道,最高支持DDR400。不同颜色的DIMM插槽,使用同色插槽就可以使用到双通道的功能。两个内存通道分别位于PCB板的正/反两面,这样的设计方式有利于布线,并减少通道之间的信号串扰,每个通道都有独立的终结电路。主板上有一根AGP 4X/8X插槽,5根PCI插槽。

      VIA的工程样板一向做得很豪华,包括了额外两个Serial ATA接口,ENVY24PT音频解决方案,还有VIA的千兆以太网。

主板上元器件排列合理

VIA提供自己怕千兆以太网解决方案,这片主板使用的是VT6122芯片

VIA千兆以太网控制芯片分类

产品名称 PCI总线 封装 可能的应用方案
VT6120 32bit 33/66MHz 196 pin LBGA封装 15×15 mm NIC LOM
VT6121 64bit 33/66MHz 324 pin LBGA封装 19×19 mm 企业LOM NIC
VT6122 32bit 33/66MHz 128 pin LQFP封装 14×14 mm LOM NIC

      VIA Networking Velocity VT6122千兆以太网控制器,这是一个单芯片的千兆以太网解决方案,使用低功耗的封装和顶级的性能,它主要针对主板上的网络需求。这颗芯片使用14×14mm 128pin的LQFP封装,为32bit PCI进行优化。

      VT6122集成了laden MAC(媒体访问控制器)和Cicda SimpliPHY,VT6122据有很低的功耗,便于设计使用。它支持10/100/1000 Mbps 三速和全/半双工的以太网。集成的SimpliPHY完全兼容IEEE 802.3(10BASE-T),802.3u (100BASE-TX)和802.3ab (1000BASE-T)标准。VIA Networking Velocity控制器领先的窄带噪声水平容差提供了高性能的PCB板和电缆性能。它可以最小化主机边的CPU占用率,Networking Velocity具有自适应的中断配置,可以减少中断处理模式,它能最大化的使用包突发来提高PCI带宽的使用率。

优势:

高集成度

低功耗 :这颗芯片使用0.15微米工艺制造,3.3V工作电压,VT1622 Velocity千兆以太网控制器完全支持最新的ACPI,WoL和PCI电源管理标准,在待机状态可以自动把1000Mbps切换到100Mbps或10Mbps来降低功耗。

GigaCheck软件接口

三相核心供电设计

脉宽调制芯片(PMW)

      著名的ENVY24PT声卡芯片,VIA Envy24HT是一颗24bit多通道音频控制器,它可以实现工作站级别的音频性能,最多支持8个输出。Envy24HT支持剧院级的5.1,6.1和7.1环绕声系统,并且可以把多声道混合以足四喇叭,甚至双喇叭系统,Envy24HT最高支持192KHz的采样率。

      VT8237集成Vinyl多通道音频系统,使用VIA自己的Six-TRAC(VT1616)Codec芯片即可支持。VIA Six-TRAC是一个完整的AC'97 2.2解决方案,支持S\/PDIF扩展,VT1616支持5\.1声道,它采用了48pin的LQFP封装。

      VT6421是一个高性能的分离Serial ATA RAID控制器,它支持RAID 0,RAID 1和JBOD,使用PCI 2.2接口。这颗芯片内建了两个ATA PHY接口,支持双通道的Serial ATA。VIA VT6421合并了一个重新定义的总线主控可编程接口。

- 3.3V PCI和IDE操作
- 2.5V 震荡器和SATA接口操作
- 0.22um,低功耗CMOS工艺

采用14×20mm,128 pin PQFP封装

KT880北桥芯片

VT8237南桥芯片

主要的系统设备,图中的问号是VT8237内建的RAID功能,因为没装驱动XP无法正常识别

VIA Vinyl Audio控制面板

      配合相应的Codec芯片,最高可以支持到八声道,这片主板采用了一片VT1616 六声道Codec和一片WM8723 双通道Codec构成八声道音频解决方案。上图还显示了驱动的版本号

Vinyl音频系统还支持数字音频信号输出,采用S/PDIF标准,支持多种编码方案,包括AC3和PCM

每个通道都可以独立调节信号增益

BIOS调节选项

      和内存相关的参数调节选项,测试时使用了内存时序的Turbo选项,DRAM的命令速率为1个时钟周期

测试时打开Top performance选项,这个功能类似于Intel 875P的PAT加速模式

性能测试

测试平台

CPU Athlon XP 3200+ (200MHz×11)
主板 VIA VT5805C
内存 Kingmax DDR400 256MB×2 SPD
硬盘 WD Raptor WD360 FAT32
显卡 Raden 9800 Pro
操作系统 英文Windows XP Professional + SP1
驱动 DirectX 9.0b
桌面设置 1024×768像素 32bit色彩 85Hz刷新率

PCMark04

      这是一个综合性能测试软件,由FuterMark出品,可以方便快捷的测试系统的综合性能,在PCMark的最新版本中还加入了图形子系统的测试

PCMark CPU Memory Graphics HDD
3976 3806 2734 4655 4741

Multimedia Content Creation Winstone 2004

  MCCWinstone 2004
VIA VT5805C 28.1

Business Winstone 2004

  Business Winstone 2004
VIA VT5805C 23

SiSoftware Sandra 2004

内存性能测试

Int Buffered Float Buffered
3105 MB/s 2938 MB/s

CPU Arithmetic Benchmark,CPU 数学运算成绩

Dhystone ALU Whetstone FPU
8357 MIPS 3466 MFLOPS

CPU Multi-Media Benchmark,CPU的多媒体性能

Integer aEMMX/aSSE float-point aSSE
20180 it/s 20324 it/s

CINEBENCH 2003 V1

      这个测试软件是基于真实的高性能软件CINEMA 4D R8,AMD没有类似Intel那样的Hyper-threading技术,因此没有多处理器测试成绩

Rendering渲染 (单CPU) 279 CB-CPU
Rendering渲染 (双CPU) --- CB-CPU
多处理器加速(Multiprocessor Speedup)  
Shading (CINEMA 4D) 316 CB-GFX
Shading (OpenGL软件光源) 1391 CB-GFX
Shading (OpenGL硬件光源) 2962 CB-GFX
OpenGL加速 9.36

Cachemem 2.6内存子系统性能测试

  cachemem 读性能 cachemem 写性能
L1 Cache 18997.2 MB/s 15706.7 MB/s
L2 Cache 6505.8 MB/s 6527.4 MB/s
Memory 2010.9 MB/s 1069.6 MB/s

Cache Burst 32

CBurst32是一款小巧的内存子系统性能测试软件,可以测试内存带宽、延迟参数

  内存读 内存写
Memory 32-bit Bandwidth 1486,81 MB/s 964,42 MB/s
Memory 64-bit Bandwidth 1974,09 MB/s 1122,16 MB/s
Memory 128-bit Bandwidth 1737,32 MB/s 1122,43 MB/s
内存峰值带宽

2916,05 MB/s

内存延迟测试走势图

ScienceMark 2.0

缓存/内存带宽比较

L1 Cache

L2 Cache

Memory

19138.51 MB/s

6095.54 MB/s

2994.15 MB/s

内存带宽测试详细成绩

SuperPi二百万位测试

  i875P+Pentium 4E 3.2GHz KT880+Athlon XP 3200+
SuperPi二百万位 1分38秒 1分46秒

视频和音频压缩测试

      视频压缩测试采用Xmpeg 5.0+DivX Pro 5.05,把一段3000帧的MPEG2视频以1500bps的码率压缩成MPEG4格式视频,以每秒的帧数计算成绩。音频压缩测试采用lame 3.39 MMX,把一段50MB的WAV文件压缩成VBR mp3,命令格式为:lame --alt-preset extreme 1.wav 1.mp3

  i875P+Pentium 4E 3.2GHz KT880+Athlon XP 3200+
Xmpeg 5.0+DivX Pro 5.05 38.82 FPS 33.28 FPS
lame 3.39 MMX 40秒 39秒

      在KT880芯片组的配合下Athlon XP 3200+在多媒体处理上也取得了不错的成本,特别是在lame压缩处理中,它的成绩还要强于Pentium 4E 3.2GHz。

3DMark2001SE build 330

测试没有开AA和AF,画质采用驱动程序的缺省设置

800×600 32bit 18600
1024×768 32bit 17100
1280×1024 32bit 14906

3DMark03 build340

  800×600 1024×768 1280×1024
得分 6805 5378 4030
GT1(fps) 196.0 164.6 129.3
GT2(fps) 50.6 36.9 25.2
GT3(fps) 43.2 32.5 23.4
GT4(fps) 37.9 33.1 27.2
单材质填充率 MTexels/s 1608.0 1693.6 1762.9
多材质填充率 MTexels/s 2849.4 2911.3 2938.8
Vertex Shaders 2.0(fps) 18.3 18.1 17.7
Pixel Shader 2.0(fps) 66.6 52.4 39.5
Ragtroll(fps) 29.7 23.6 17.2

AquaMark 3.0

4X AF,打开三线性过滤

800×600 32bit 45.56 fps
1024×768 32bit 40.85 fps
1280×1024 32bit 34.12fps

SPECViewperf 7.1.1

这是SPEC最新推出的OpenGL测试软件,在原来SPECViewperf 7.0的基础上对脚本做了一些升级

drv-09 33.62
dx-08 75.33
light-06 13.82
proe-0 12.17
ugs-03 23.08

结论

      VIA终于在Athlon XP平台中引入了双通道技术,VIA的双通道技术被称为DualStream 64,这个技术在基于Pentium 4的PT880芯片组上就已经得到成功的验证。VIA的内存控制器优势在于低延迟,它通过采用内建的缓存,使用数据预取和分支表来提高内存控制器的性能。KT880使用的是两条独立DDR内存通道,这nForce2有所不同,在性能上也更高一些。此外KT880有成熟的VT8237南桥搭配,它支持原生的SATA接口,在音频和网络上也提供了强有力的解决方案,综合性能相当高。虽然Athlon XP已经风头不在,但是不能否认Athlon XP仍然是目前性价比最高的处理器,VIA的KT880虽然来得晚了一些,但对于那些追求高性能的用户,KT880主板是必然之选。

 

 
 

 

小熊在线-neo  北京 2004年04月28日16:36


 
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