Al momento del debutto delle cpu AMD Athlon 64, lo scorso 23 Settembre, due piattaforme chipset erano già disponibili sul mercato: i modelli nVidia nForce 3 150 e VIA K8T800 hanno raccolto sin dalla prima introduzione l'interesse della maggioranza dei produttori di schede madri taiwanesi, pur se con la limitazione rappresentata dalla presenza in volumi sufficienti sul marcato di processori Athlon 64.

Le due soluzioni VIA e nVidia sono basate su bus Hypertransport ma vantano differenze molto marcate: nForce 3 150 è una soluzione single chip, con un'implementazione del bus Hypertransport non alla massima frequenza di lavoro disponibile. Il chipset VIA K8T800, viceversa, utilizza un'implementazione del bus Hypertransport a piena frequenza, ma utilizza un link tra north e south bridge che opera a soli 500 MHz di clock, elemento che potrebbe rappresentare un collo di bottiglia nei trasferimenti di dati tra i due bridge.

I primi mesi di vita della nuova piattaforma AMD per sistemi desktop di fascia alta sono stati caratterizzati da un notevole interesse da parte degli appassionati, bilanciato tuttavia dalla ridotta disponibilità di processori in commercio. Recentemente il quadro è cambiato e i volumi di cpu Athlon 64 3.200+ sono cresciuti. A questo dobbiamo aggiungere la recente introduzione delle cpu Athlon 64 3.000+, con frequenza di clock di 2 GHz e cache L2 dimezzata a 512 Kbytes, nonché il prossimo lancio di una nuova versione di processore Athlon 64 dal clock superiore a 2 GHz.

Le prospettive per la prima metà del 2004 sono sicuramente positive per AMD, merito anche del ritardo con il quale il nuovo Core Intel Prescott verrà introdotto sul mercato. Intel, infatti, ha incontrato notevoli difficoltà con il processo produttivo a 0.09 micron, elemento che ha fatto spostare di parecchi mesi in avanti il debutto delle nuove cpu. La situazione, stando alle informazioni attualmente disponibili, è però ormai risolta e Intel lancerà ad inizio 2004 le nuove cpu Prescott. A pensarci bene, il ritardo con il quale Prescott verrà introdotto sul mercato bilancia quasi alla perfezione la lunga attesa per il debutto dei processori Athlon 64, posticipato più volte sia nel 200 che nel 2003.

La disponibilità sul mercato di varie schede madri Socket 754, per cpu AMD Athlon 64, rende il quadro complesso: da alcune settimane, inoltre, SiS ha avviato la commercializzazione della propria soluzione chipset per processori Athlon 64, modello SiS755, che sulla carta si propone come soluzione perfettamente allineata alle due proposte VIA e nVidia. In questo articolo analizzeremo in dettaglio le caratteristiche tecniche di questa nuova proposta, confrontandone le prestazioni velocistiche con quelle dei due concorrenti.

SiS ha sviluppato una tecnologia proprietaria, chiamata HyperStreaming, che permette di ottenere una più efficace gestione della bandwidth della memoria, portando quale beneficio diretto migliori prestazioni in tutto il sistema. Lo scopo è quello di gestire al meglio tutto il flusso di dati dalle periferiche al chipset, attraverso i due bridge e verso la memoria, la scheda video e il bus di sistema, intervenendo principalmente sulle latenze di accesso.

Lo schema seguente mostra il funzionamento a blocchi del chipset SiS 755:

La connessione tra i due bridge è effettuata utilizzando il bus proprietario MuTIOL, in questo caso portato da SiS alla frequenza di clock di 1 GHz con ampiezza di banda di 16bit di tipo multidirezionale. Questa scelta garantisce, almeno su carta, una notevole riserva in termini di bandwidth tra north e south bridge, così da non creare colli di bottiglia pericolosi per le prestazioni velocistiche complessive.

Il south bridge SiS 964 è il più recente modello sviluppato dal produttore taiwanese; integra controller EIDE ATA-133 e controller Serial ATA a 2 canali, oltre alla possibilità di gestire sino a 8 porte USB 2.0. Il controller Serial ATA gestisce configurazioni Raid 0 e Raid 1, oltre che catene JBOD. Il controller firewire non è integrato on chip ma può essere facilmente inserito dai produttori nelle proprie schede madri predisponendo un controller esterno; medesimo discorso per la scheda di rete Gigabit. In alternativa, il north bridge SiS755 è compatibile anche con il modello SiS963, soluzione che non prevede controller Serial ATA integrato e supporta sino a 6 porte USB 2.0; questo south bridge verrà presumibilmente adottato per schede madri SiS 755 di fascia entry level.

Il bus Hypertransport utilizzato da SiS vanta la medesima implementazione della piattaforma concorrente VIA K8T800: il clock è di 1.600 MHz e l'ampiezza del bus è di 16bit. Oltre a questo, SiS dichiara che il funzionamento dei bus PCI e AGP nel proprio chipset SiS755 è asincrono rispetto alla frequenza di bus; questo permette, quindi, di forzare frequenze di lavoro standard per i bus AGP e PCI anche quando il bus di sistema viene portato fuori specifica, ovviamente a patto che il produttore della scheda madre abbia implementato questa funzionalità. Tale caratteristica si rivela essere molto utile in caso di overclock del sistema.

Il primo chipset per processori AMD 64 in configurazione singola cpu ad essere stato commercializzato è quello nVidia nForce 3 150, introdotto ufficialmente lo scorso mese di Aprile 2003 in occasione del lancio delle cpu Opteron.

Il chipset nForce3 PRO 150 utilizza una struttura di tipo single chip, a differenza del classico approccio con north e south bridge utilizzato tipicamente dai produttori di chipset; questo, infatti, viene utilizzato dalle soluzioni concorrenti VIA K8T800 e SiS755. Di seguito sono riportate le principali caratteristiche tecniche:

• Controller memoria Dual Channel DDR400: il supporto a memoria DDR400 è fornito dal processore Athlon FX-51 mentre le cpu Opteron si limitano, almeno ufficialmente, alla memoria DDR333. Il controller memoria è integrato nel processore ed è a 128bit di ampiezza; l'indicazione Dual channel è, pertanto, non pienamente corretta in quanto si tratta di un canale unico a 128bit, al quale si accede a due banchi memoria a 64bit contemporaneamente, e non due canali affiancati a 64bit che operano in parallelo.
• La scelta di un'architettura a singolo chip semplifica il design della board oltre che la necessaria dissipazione termica del chip; Asus, ad esempio, sulla propria scheda SK8N utilizza un piccolo dissipatore di calore passivo per il chipset nForce3 PRO 150. Un approccio a singolo chip permette inoltre di ridurre le latenze, oltre a semplificare la costruzione (basata su processo produttivo a 0.15 micron).
• La connessione al processore e alla memoria avviene per messo di link Hypertransport a 800 MHz di clock.

  

Il chipset K8T800 è la nuova piattaforma VIA per processori Athlon 64, adatta all'utilizzo con cpu Athlon 64, Athlon 64 FX e Opteron. VIA propone questa soluzione sia per sistemi a singolo processore che per piattaforme a 2 vie con cpu Opteron, facendone la propria piattaforma di riferimento per sistemi sia desktop che workstation - server.

Le principali caratteristiche tecniche del nuovo chipset VIA sono esemplificate nello schema seguente:

VIA ha implementato una particolare tecnologia, chiamata Hyper 8, che permette di sfruttare appieno le potenzialità del bus HyperTransport, utilizzandone nal versione con frequenza di clock di 1.600 MHz e ampiezza di bus di 16bit così da ottenere una bandwidth massima pari a 6,4 Gbytes al secondo. L'implementazione nVidia nForce 3 non permette di raggiungere un valore teorico così elevato.

Il south bridge VIA VT8237 integra controller Serial ATA con 2 canali, dotati di funzionalità Raid 0 oppure Raid 1, oltre alle usuali periferiche accessorie che è abitudine trovare nelle più recenti schede madri. Nel 2004 VIA introdurrà un nuovo south bridge, modello VT8239, dotato di controller Serial ATA a 4 canali capace di supportare configurazioni sino a Raid 10 oppure Raid 5.

SiS ha messo a disposizione un sample della propria reference board, scheda sviluppata internamente e non destinata alla vendita in commercio. La particolarità di questo prodotto è data dalla ricca dotazione di componenti integrati on board, oltre che dal layout non standard, così da permettere una più completa fase di test e di debug del chipset. E' sulla base di queste schede che i vari produttori sviluppano poi le proprie board.

Estremamente interessante notare come a fianco nel north bridge del chipset sia presente, sul PCB della scheda, la predisposizione per 4 chip memoria, da utilizzare quale frame buffer per la versione con video on board del chipset. Trattandosi di una reference board, SiS ha studiato la scheda in modo tale da poterla facilmente adattare anche al proprio chipset SiS760, evoluzione del modello 755 dotato per l'appunto di video integrato.

Le connessioni disponibili, come si nota dall'immagine, sono numerose: troviamo infatti i connettori per il chip audio (ALC655), la scheda di rete 10/100, 6 porte USB 2.0 e i connettori VGA e video composito. La presenza di queste ultime due connessioni è giustificata dalla natura di reference board di questa scheda madre.

Il south bridge SiS964, montato nella metà inferiore della scheda, gestisce due canali EIDE e due canali Serial ATA. In basso a destra è possibile osservare un particolare accessorio montato su questa reference board, una coppia di pulsanti che governano power on e reset di sistema: si tratta di un accessorio molto utile durante i test.

Per meglio valutare le prestazioni velocistiche del nuovo chipset SiS755, si è scelto di effettuare un confronto diretto con le piattaforme concorrenti VIA K8T800 e nVidia nForce 3 150. Durante i test sono stati utilizzati i seguenti componenti:

I test sono stati eseguiti con i seguenti criteri:

• l'hard disk è stato formattato e su di esso è stato installato Windows XP professional, patchato con Service Pack e tutti gli ultimi fix disponibili al momento dei test; sono stati caricati solo i driver necessari al corretto funzionamento del sistema operativo;

• ogni benchmark è stato eseguito per almeno 2 volte, prendendo come valore riferimento quello medio; se i risultati ottenuti sono parsi inattendibili o eccessivamente diversi tra di loro si è provveduto a rieffettuare i benchmark fino ad un massimo di 5 volte;

• al termine di ogni esecuzione dei benchmark il sistema è stato riavviato e l'hard disk deframmentato utilizzando il software Defrag contenuto in Windows XP Professional.

Lievissimo margine di vantaggio per il chipset SiS755 nella pura bandwidth della memoria, ma le differenze rispetto al chipset nVidia nForce 3 150 sono così ridotte da poter essere considerate pressoché nulle.

La latenza di accesso della memoria è sostanzialmente identica per tutti e 3 i chipset; del resto, il memory controller è integrato nelle cpu Athlon 64 e pertanto il chipset ha un impatto pressoché nullo sulla latenza.

Sostanziale allineamento anche nei risultati ottenuti dal nuovo benchmark PC Mark 2004: il chipset SiS755 è in lieve vantaggio ma le differenze sono pressoché trascurabili.

Analizzando i risultati ottenuti con i giochi 3D emerge un livellamento medio delle prestazioni. Il chipset VIA K8T800 fa segnare i migliori risultati in alcuni test, mentre in altri viene superato dal modello SiS755.
Resta sempre distanziata la proposta nVidia, anche se la distanza con i due concorrenti è molto ridotta, al punto che diventa molto difficile individuare tra le 3 la miglior piattaforma per il gaming 3D con processori AMD Athlon 64.

Il benchmark VIewperf 7.1 riproduce il tipico scenario d'utilizzo di applicazioni Open GL professionali; il chipset SIS755 mostra un lieve margine di vantaggio sui due concorrenti nVidia e VIA in buona parte dei viewsets, ma comunque non al punto da decretare una netta situazione di vantaggio. Come già visto con i giochi 3D, infatti, le prestazioni medie delle 3 piattaforme possono essere definite equivalenti.

Vi è un sostanziale allineamento prestazionale tra i 3 chipset anche con i test di pura elaborazione, Super PI e Seti@home.

Anche con i test contenuti nel benchmark Sciencemark 2.0 il quadro resta pressoché invariato: in alcuni test un chipset è lievemente più veloce degli altri ma in media i risultati sono equivalenti.

Quadro confermato anche con Cinebench 2003; solo il chipset nForce 3 fa segnare un lieve margine di divario in una delle due scene Open GL con accelerazione hardware.

Il marchio SiS ha subito, nel corso degli ultimi 2 anni, un'evoluzione per molti versi radicale: in origine considerata come produttrice di soluzioni economiche e per certi versi poco affidabili, SiS è stata in grado di presentare chipset estremamente efficaci, bilanciando prestazioni e costo d'acquisto. Il modello SiS735 per processori AMD Athlon è diventata una pietra miliare, grazie all'ottimo connubio tra prezzo e performances, in un periodo nel quale i prodotti SIS venivano visti dagli appassionati solo come soluzioni adatte a sistemi entry level.

Le prestazioni velocistiche del chipset SIS755 sono pressoché equivalenti a quelle dei due concorrenti, modelli VIA K8T800 e nVidia nForce 3 150. La scelta di quale sia il chipset ideale per piattaforme AMD Athlon 64 è al momento indipendente dalle performances velocistiche, in quanto stando ai risultati dei nostri test non vi sono differenze che giustificano la preferenza di una piattaforma sull'altra.

Sarà estremamente interessante vedere, nel primo trimestre 2004, quali e quanti produttori taiwanesi sceglieranno questo chipset per le proprie schede madri Socket 754; notevole interesse, almeno sulla carta, è riposto anche nel chipset SiS755FX, soluzione specificamente pensata per processori Athlon 64FX Socket 939 che verrà utilizzata nella prima metà del 2004.

Alcune note merita la questione overcloccabilità: delle schede madri Socket 754 attualmente in commercio quelle basate su chipset nVidia nForce 3 150 raggiungono i più elevati margini in overclock quando viene aumentata la frequenza di bus. I modelli basati su chipset VIA K8T800, viceversa, hanno limiti in overcloccabilità mediamente inferiori e questa caratteristica veniva giustificata con l'impossibilità di far operare in modo asincrono i bus AGP e PCI rispetto alla frequenza di bus.
Alcuni test più approfonditi hanno evidenziato come anche il chipset nVidia nForce 3 non permetta di far operare in modo asincrono il bus di sistema, escludendo quindi questa come una funzionalità che permetta alla soluzione nVidia di ottenere mediamente migliori risultati in overclock rispetto alla piattaforma concorrente VIA.

Il chipset SiS755, sulla carta, permette di far operare i bus AGP e PCI in modo asincrono, risultando la scelta migliore per quegli utenti che si dilettano con l'overclock della propria cpu. La reference board SiS in nostro possesso, utilizzata nel corso dei test, non ha però implementata questa funzionalità pertanto non è possibile stabilire se il chipset SiS abbia, in media, una migliore tolleranza all'overclock rispetto ai chipset VIA e nVidia.

Produttori
SiS http://www.sis.com
nVidia http://www.nvidia.com
VIA http://www.via.com.tw