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最快的整合图形芯片组-丽台nForce2 IGP首测

【原创】
2003年01月16日17:52

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这一段时间在AMD平台上最热门的芯片组要算是NVIDIA的nForce2芯片组，以独特的双通道DDR内存架构和出色的性能成为一颗耀眼的新星，能够撼动其地位的估计要等到VIA推出KT400A了，但是要在性能上超过nForce2恐怕很难。nForce2包括nForce2 SPP和新的nForce2 IGP，nForce2 SPP本站已经测试过。SPP是一颗“纯”的北桥芯片它没有整合图形核心，而IGP整合了Geforce4 MX图形处理核心。nForce2有两个 独立的内存控制器，它们可以交错存取，理论上可以把内存延迟减少一半。而128位的内存通道可以把内存带宽从4.2GB/s提升到6.4GB/s。nForce2最高可以支持3GB的内存，比上一代产品nForce的1.5GB要强了很多，在DCC和CAD制作过程中大容量内存可以提高工作效率。nForce2的内存控制器引入了第二代的动态自适应预处理机制（DASP），它可以预先处理系统可能需要的数据并做好准备。有了以上的机制，nForce2可以提供很高的性能，这在我们的测试中也有所体现。再来看看nForce2 SPP的主要参数，它支持DDR266，DDR333和DDR400内存，可以使用异步内存设置。

内建图形处理单元（GPU）

nForce2 IGP整合了NV17图形核心，同市场上销售的Geforce4 MX显卡的核心相同，它具有光速显存架构，快速Z清除等技术，最关键的是它内建两个独立的350MHz RAMDAC，也就是说nForce2 IGP可以支持nView双显功能，此外它还支持视频输出功能，对于整合图形芯片来说可谓功能强大。

双通道内存架构

不同于传统的双通道内存系统，nForce2采用两个独立的64位内存通道，就好象是一个128位的智能内存接口，NVIDIA把这种接口命名为TwinBank。TwinBank架构允许两个独立的64bit内存控制器在一个时钟周期内访问128位的DDR SDRAM内存，等效于在一个时钟周期内访问256bit数据（因为使用的是DDR内存）。现在高性能的CPU和GPU（图形处理器）的数据类型都优化成64位数据访问，因此使用两个独立又相互关联的内存段可以有效而充分的利用内存带宽，这个设计理念和NVIDIA在其显卡上使用的光速内存架构如出一辙。

nForce2中还有一个被称为“单步内存仲裁逻辑”（Single-Step Memory Arbitration logic）的组件，在访问数据时内存控制器需要进行仲裁和排序，它们可能需要两到三个时钟周期的处理，这样会带来延迟并加重内存瓶颈。仲裁逻辑允许TwinBank无需同时使用两个内存控制器，也就是说可以根据需要使用其中的一个。如果系统中的显卡，CPU，USB设备，PCI设备需要访问内存，单步仲裁逻辑允许这些设备同时访问内存，这意味着可以减少延迟。

DASP-动态自适应预处理

DASP也就是所谓的动态自适应预处理，它听起来很复杂，但是实现起来并不困难，NVIDIA并没有在它的芯片中加入L3缓存。DASP可以在CPU访问内存时记录访问的信息，DASP能够存储8个CPU可能需要的访问信息，当CPU寻找的指令和存储的指令吻合时DASP就可以迅速将地址返回，这样能够缩短一半的寻找时间就好象L3缓存的作用。

HyperTransport总线

nForce2使用AMD的HyperTransport总线连接IGP和MCP-T，比起VIA的V-Link和SiS的妙渠，nForce2使用的HyperTransport要先进许多，它是由AMD制订的一种能适用于各种高速芯片组之间的传输协议，原先代号是“闪电数据传输”（Lightning Data Transport，LDT），2001年2月正式改名为HyperTransport。

每个HyperTransport具有两个单向的点对点链接，每个链接可以提供2到32位的带宽，nForce2使用了8位的HyperTransport总线。它的接口是很灵活的，如果是24条连接线则可以提供2bit的接口，32位的接口是总共有197条连接线。8位的I/O接口可以提供800MB/s的传输率。HyperTransport具有动态的负载平衡技术，可以根据上载数据流和下传数据流的需要来动态分配带宽。它引入了管道的概念，在两个设备之间可以不需要桥接芯片。HyperTransport使用了低电压差分信号技术(LVDS)架构，同时传输一组相位相差180度的信号，具有很强的抗干扰能力。

nForce2南北桥之间的带宽高达800MB/s，这也是它能够使用大量高速外设的基础，包括6个USB2.0接口，三个1394接口，两个100Mbps网卡，两个ATA133接口和5.1声道的Dolby音效。

丽台WinFast K7NCR18G-Pro主板采用了ATX架构，北桥芯片nForce2 IGP上加了一个散热风扇，并成45度角焊接，主要是引线较多的原因，这种角度焊接有利于布线。以IGP为中心，其右侧是一个Socket462插座，支持FSB333的Athlon XP处理器（并提供了FSB400的支持）。IGP的左侧是一根AGP 8X插槽并向下兼容AGP 4X总线，AGP 8X总线也叫AGP 3.0，它的数据传输率高达2.1GB/s。我们知道AGP 8X和AGP 4X都采用1.5V的工作电压，因此无法支持3.3V的AGP 2X，不过AGP 8X的信号电压为0.8V。WinFast K7NCR18G-Pro主板带有4根PCI 32Bit/33MHz插槽和一根ACR插槽，ACR就象是一个反过来安装的PCI插槽，一般主板上的ACR插槽大多闲置不用，不WinFast K7NCR18G-Pro主板附带的一片IEEE1394卡使用了ACR插槽。

三根184PIN的内存插槽，由于nForce2采用了两个独立的内存控制器，因此它可以非常灵活的使用内存。内存插在任何一个DIMM插槽上都可以工作，它的第一和第二根DIMM插槽为第一个内存通道，第三根DIMM插槽为第二个内存通道。只有同时使用这两个内存通道才可以发挥nForce2的性能，nForce2还有一个优势就是插在两个通道上的内存模组只要速度一样就可以，容量可以不一致，这就使用户在选择内存模组时有更高的灵活性。IGP和MCP-T之间采用了800MB/s的HyperTransport总线连接，主板上有两个ATA133的接口，MCP-T还无法支持S-ATA。

北桥芯片nForce2 IGP采用BGA封装，金属顶盖辅助散热

nForce2芯片组中的南桥MCP-T，被称为媒体和通讯处理器，借助内建DSP的处理能力MCP-T可以大幅减少CPU的占用率。MCP-T和MCP的主要区别是，MCP-T具有两个以太网MAC，最重要的是内建了APU（音频处理单元）。nVidia的最终目标是家庭娱乐，需要有强大的多媒体性能。MCP-T整合了Dolby数字AC-3音效，可同时处理256个不同的音源。此外它还内建了两个以太网的链路层（MAC），一个是NVIDIA的10/100Mbps以太网接口另一个是3Com的10/100Mbps以太网接口，可惜的是丽台WinFast K7NCR18G-Pro主板主板只使用了其中的3Com的10/100Mbps以太网接口，可以说是这片主板的一个小缺憾。MCP-T提供了6个USB2.0接口和三个Firewire/1394 MAC，只要提供PHY就可以实现IEEE1394功能。它同时支持两个ATA133磁盘通道。有这么多的高速外设当然需要快速的总线支持才行，有了800MB/s的Hypertransport总线支持这些问题都迎刃而解。

内存独立供电单元，采用了一颗IRU3007 PWM控制芯片和数颗MOSFET，IRU3007在显卡和主板上都很常见，丽台WinFast K7NCR18G-Pro主板对内存供电单元相当重视，提供了多颗扼流线圈和滤波电容，在BIOS中提供了内存电压调整功能。

在内存插槽的下面有终结电阻器，第一和第二根内存插槽是第一个通道，它们共用一组终结电阻器，第三根DIMM插槽是第二个通道有独立的终结电阻器。在内存设置方面，如果要使用双通道DDR，有三种设置方式，第一根DIMM加第三根DIMM，第二根DIMM加第三根DIMM，或者同时使用三根DIMM插槽。

核心供电单元，采用了三相供电设计，每相供电采用了精度较高的级连控制方式，采用多相供电主要目的是分散电流，防止铜箔过热，还能满足日益增加的CPU功耗的需要。

主板的第二个VGA输出和视频输出通过上图的端口连接

丽台WinFast K7NCR18G-Pro主板附带的子卡，提供了一个D-SUB15 VGA接口，一个S端子和一个混合端子视频输出

Codec芯片的型号是ALC650，ALC650是一颗6声道的数模转换芯片把AC97的数字音效转变成音箱/耳机能接收的模拟信号。自从Intel推出AC'97标准后，主板就可以通过一颗Codec芯片实现模拟音频输出。Reltek推出的6通道的Codec芯片ALC650，只需一颗芯片就可以实现6声道的数/模转换，目前几乎所有的六声道主板都采用了这颗Codec。AC97音频采样率是16bit/48KHz，最好有独立的晶震来提供时钟信号，减少数模转换时的损失。这块主板就提供了独立晶震，虽然增加成本并不多但也体现了厂商设计主板时负责任的态度。

主板后面提供了两个PS/2接口，两个USB接口，一个RJ45以太网接口，并口串品和D-SUB15 VGA输出端口，MIDI/游戏端口和六声道模拟输出端口。

丽台WinFast K7NCR18G-Pro主板附带的ACR子卡提供了三个IEEE1394端口，可以提供400Mbps的数据传输率，有了MCP-T中的IEEE1394 MAC功能，子卡的结构变得相当简单，通过ACR总线传输数据，再通过子卡上的PHY芯片提供物理链路层，PHY芯片型号是AGERA FW803。

主板的包装盒，除了驱动外还附送了一张友立的COOL 3D软件光盘

超强的BIOS设置

上图显示了高级属性设置界面，这里决定和系统性能密切相关的参数设置，如前端总线频率设置，内存频率设置，内存工作参数设置，内建GPU的帧缓存设置以及AGP总线设置。

FSB频率最高支持到266MHz，当然支持处理器总线频率为166MHz的Athlon XP和处理器总线频率为200MHz的Barton处理器。

前端总线频率和处理器总线频率的比值，100%为同步，对于nForce2芯片组来说，设置成同步性能是最高的。对于FSB333的Athlon XP使用双通道DDR333内存性能最佳，对于FSB266的Athlon XP使用双通道DDR266内存性能最佳。实际上目前推出的一系列双通道芯片组都要求处理器总线和内存总线频率同步，这样才能达到最佳性能，如Intel的E7205芯片组。这主要是因为内存总线和前端总线频率不同步会造成严重的延时，抵消了提高内存频率带来的带宽增加。

内存设置选取“专家级”就可以调整RAS，RCD，RP和CL参数，它们分别代表了ROW（行）的访问周期，ROW到COL（列）的延迟，ROW预充电，COL选取到数据输出的时钟延迟。

内建显卡的帧缓存大小，可以选择8MB，16MB，32MB，64MB，128MB，如果使用外置显卡可以禁止内部帧缓存。不过要注意的是如果你禁止了帧缓存就无法使用内建显卡了，此时清一下COMS就可以把帧缓存恢复为缺省的32MB。

分配给外置AGP显卡的可访问内存大小，最高可以设置到512MB，这个参数你可以根据内存大小进行调整。

AGP频率设计，我们知道默认的AGP工作频率是66MHz，这个频率最好也能和内存总线频率同步

IGP的图形核心为Geforce4 MX，集成了双RAMDAC和视频编码器，可以支持视频输出，上图显示了它支持的TV模式，包括了国内使用的PAL制式。

CPU温度监控，这片丽台主板带有O.T.S处理器防烧毁功能，你可以设置一个安全温度，当处理器核心高于这个温度时就会自动关机，不过要配合Athlon XP处理器才能实现，系统默认为70度。此外还可以监控风扇电压等参数。

驱动程序安装界面

这片主板带有一个Smart Card的安全加密系统，通过主板上提供的接口来实现，上图显示的是随机附带的是程序，由Winbond出品，由于没有Smart Card我们无法进行测试。对于数据保密要求很高的用户来说，这无疑提供了一个很好的数据安全解决方案。

主板带来被称为“Speed Gear”系统监控和超频工具，界面很可爱，使用简单，轻易就能上手。

上图显示了核心内建GPU的超频工具，只要推拉旁边的拨杆就可以增减GPU频率

系统监控工具

系统电压监控，包括CPU核心电压，I/O电压，内存工作电压

系统温度监控，包括CPU的关机温度，报警温度，CPU当前温度和系统温度（估计是IGP的温度）

电源输出电压监控，包括3.3V和5V

风扇转速监控，包括CPU风扇，AGP风扇，AGP风扇就是IGP芯片上的散热风扇

检测出来的系统设备

音频和视频设备

测试采用了一颗最新的Throughbred-B核心的Athlon XP 2700+处理器，Throughbred-B核心指的是采用了0.13微米铜连线技术，9层布线，这颗处理器最关键的就是引入了FSB333的前端总线，前端总线的频率对于双通道内存主板相当重要，原因前面已经说过了。通过WCPUID检测的CPU情况，接口为Socket462，Family，Model，Stepping ID分别是6，8，1。CPU的主频是2171MHz，大家注意看前端总线频率是334.09MHz。

测试平台

从nForce2芯片组的规格可以得知，nForce2只有在FSB和内存总线频率同步的情况下才能发挥出最佳的效能，除非特别说明，测试过程中内存设置为双通道DDR333，参数读取SPD信息。

测试结果

cacheman内存子系统性能测试

Pcmark2002

这是一个综合性能测试软件，由出品3DMark的同一家公司出品，可以方便快捷的测试系统的综合性能

Business Winstone 2001

Business Winstone偏重于商业应用软件测试

Sysmark 2002

BAPCo Sysmark 2002类似于ZD的Content Creation Winstone，它们都是通过运行各种脚本软件来真实模拟用户的使用情况，包括键盘输入和鼠标点击的动作，这样得出的结论具有很好的参考作用。Sysmark 2002一共有两个测试项目，Office Productivity是测试常用的办公软件的性能，它包括了微软的Office软件，浏览器、杀毒工具、压缩工具等。另一个测试项目Internet Content Creation是一个模拟网页制作的软件，它通过Photoshop制作图片，通过Dreamweaver进行网页设计，还通过Adobe Premiere插入视频剪缉，此外还运用到了微软的媒体压缩工具和Macromeadia Flash，可以说很有代表性，体现了系统整体的多媒体性能。

虽然BAPCo Sysmark 2002专门为Intel的处理器做了优化，但是nforce2同样表现出了很强的性能

首先采用内建GPU测试，nForce2 IGP内建显卡采用了Geforce4 MX核心，AGP 4X总线。测试时使用的IGP核心频率是200MHz，AGP频率为100MHz。

3DMark2001SE build330

这个测试软件大家再熟悉不过了，它采用了D3D引擎

UT2003(虚幻竞技场2003)

UT2003采用了D3D引擎，对显卡要求较高，在高分辨下性能已经不行了

QuakeⅢArena 1.17 DEMO 001

QuakeⅢArena采用了OpenGL引擎，高分辨率下成绩下降很厉害看来是受了显存带宽的制约，不过在1024×768像素下的性能表现还是相当不错的。

Serious Sam 2

英雄萨姆2测试了显卡的OpenGL引擎性能，测试软件版本为Serious Sam 2:The Second Encounter，测试场景为“Little Trouble”

高分辨率下成绩下降很厉害看来是受了显存带宽的制约

随后采用了一片丽台Quadro4 900XGL显卡来测试这块主板采用外置AGP显卡时的性能

3DMark2001SE build330

QuakeⅢArena 1.17 DEMO 001

SPECviewperf 7.0

丽台Quadro4 900XGL显卡是一块面向专业DCC市场的显卡，我们主要测试其在专业OpenGL软件下的性能，测试采用了基准的SpecViewperf 7.0。

SPECviewperf 7.0是最新发布的专业OpenGL性能测试软件，对6.13版进行了修改，测试显卡在专业OpenGL软件中的性能。DRV-08是DesignReview的性能测试，比起上个版本来看，它具有更多的多边形顶点，这也比较耗费显示卡和处理器的资源，对处理器要求比较高。DX-07则是Open Visualization Data Explorer的模拟场景。LIGHT-05是基于LightScape的一段测试，测试主要体现显示卡对光影的处理能力以及CPU对顶点的计算能力。PROE-01则是模拟Pro/Engineer应用环境的场景。UGS-01是模拟Unigraphics的测试，测试场景的顶点超过210万个。

SiSoftware Sandra 2003

采用了最新的SiSoftware Sandra 2003进行测试

内存性能测试

虽然DDR400的带宽较高，但是工作在异步模式下性能反而有所下降

CPU Arithmetic Benchmark，CPU数学运算成绩

CPU Multi-Media Benchmark，CPU的多媒体性能

从双通道DDR333模式和双通道DDR400模式的比较可以看出，nForce2 IGP仍然要求内存工作在同步模式下，看来DDR400是为FSB400的Barton处理器准备的。

SiSoftware Sandra 2003新增加的CPU-芯片组-内存子系统测试

双通道DDR333时的测试结果

双通道DDR400时的测试结果

从测试结果来看DDR400的带宽优势并没有显示出来

结论：

nForce2 IGP给我们带来的惊喜甚至要超过nForce2 SPP，nForce2 IGP不保留了nForce2 SPP先进的内存控制器还整合了NV17图形核心，借助双通道DDR内存，可以说nForce2 IGP是目前图形处理速度最快的整合芯片组。丽台WinFast K7NCR18G-Pro主板延续了K7NCR18D主板的优秀设计，无论是用料和工艺都可谓上乘，在软件方面WinFast K7NCR18G-Pro主板，XBIOSⅡ超频系统，SPEED GEAR超频和监控软件都把主板的性能发挥的淋漓尽致。而O.T.S CPU防烧毁功能解决了AMD用户的后顾之忧，软件附加值也是选购主板不可或缺的条件，丽台WinFast K7NCR18G-Pro主板在这方面做得较好。由于MCP-T芯片的强大功能，这块主板的接口齐全，USB2.0，IEEE1394该有的都有了。丽台WinFast K7NCR18G-Pro主板是一片面向高性能用户的主板，有强大的升级能力，内建图形处理核心可以减少搭建平台的成本，也有利于将来升级。

【作者：小熊在线-neo 北京】　　版权作品 未经许可 请勿转载

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