Beim Test von Mainboards mit gleichem Chipsatz sollten sich bei der Performance-Messung eigentlich wenig Überraschungen einstellen. Trotzdem gibt es immer wieder Ausnahmen - sowohl in positiver, als auch in negativer Hinsicht.
Ausführliche Benchmarks sind deshalb auch bei aus technischer Sicht sehr ähnlichen Mainboards unverzichtbar. Verwenden die Hersteller unterschiedliche Chipsets, dann sind Benchmarks noch wichtiger, weil sich hier deutliche Geschwindigkeitsunterschiede ergeben können.
Wesentlich bedeutender sind aber in allen Fällen Tests zur Kompatibilität sowie Messungen, die die Einhaltung von Standards überprüfen. Ein Performance-Nachteil von beispielsweise ein bis zwei Prozent ist in der Praxis kaum zu bemerken. Fehlfunktionen oder Abstürze sind dagegen ein Grund, zu einem anderen Produkt zu greifen.
Und wenn beispielsweise das Timing der EIDE-Schnittstelle nicht stimmt, treten vielleicht mit den aktuellen Festplatten noch keine Fehler auf, aber mit zukünftigen Modellen, die das Interface voll ausreizen, kann es Probleme geben.
Überblick I
Unser Testkonzept beinhaltet Performance- und Kompatibilitäts-Prüfungen mit Benchmarks, Steckkarten und aufwendiger Messtechnik:
Erfassen des Lieferumfangs
Aktualisieren von Treibern und BIOS
Grundkonfiguration
Test der Grundkonfiguration und insbesondere der Speichereinstellungen mit Lowlevel-Benchmarks und dem Logic Analyzer
Installation von Windows 98 SE, Windows 2000 Pro
Installation der Benchmarks und Defragmentierung der Platte
Messung der EIDE-Schnittstelle und des Speichertimings mit dem Logic Analyzer
Prüfung sehr kritischer Signale am AGP- und CPU-Bus mit dem Speicheroszilloskop
Installation der Benchmarks und Defragmentierung der Platte
Kompatibilitätstests und Benchmarks mit verschiedenen Speichermodulen
Kompatibilitätstests und Benchmarks mit verschiedenen CPUs, Sound-, Netzwerk-, Grafikkarten und SCSI-Controllern
Belastungstests mit einer speziellen PCI-Prüfkarte und "Strom fressenden" Standardkarten für AGP- und PCI-Bus. Gleichzeitige Messung der Strom- und Spannungswerte bei Dauerlastbetrieb über mindestens zwei Stunden
Überblick II
Die Tests laufen in verschiedenen Konfigurationen unter Windows 98 SE und Windows 2000. Wir verwenden für alle Testkandidaten ein einheitlich vorkonfiguriertes System (Mainboard mit BX-Chipsatz), wie es in der Praxis bei Mainboard-Updates auch der Fall ist.
Wenn wir lediglich Steckkarten austauschen, wird nur deren Treiber neu installiert. Wir setzen in den verschiedenen Plattformen möglichst viele Steckkarten, Speichermodule und CPUs ein, um gleichzeitig die Hardwarekompatibilität testen zu können.
Wir erwarten auch von Mainboards mit integrierter Sounderweiterung, dass Sie einwandfrei mit PCI-Soundkarten laufen. Dazu muss die serienmäßige Sound-Hardware vollständig abschaltbar sein.
Besonders wichtig sind uns auch Speicherkompatibilität, Erkennung aktueller Prozessoren und die Funktion der eingesetzten Komponenten wie Grafik-, Netzwerk- und Soundkarten, SCSI-Controller sowie die angeschlossene Peripherie. Eine Liste unserer verwendeten Hardware für die Kompatibilitätsprüfung mit detaillierten Einzelinformationen finden Sie geordnet nach Betriebssystemen im Abschnitt Testkonfiguration.
2D-Tests
Nicht nur Spiele, das heißt komplexe und rechenintensive 3D-Grafiken, müssen moderne Mainboards samt der eingesetzten Komponenten schaffen. Es sind vor allem klassische 2D-Anwendungen, wie Word oder Excel, die die Boards leistungsmäßig täglich ohne Absturz zu bewältigen haben. Diese Anwendungen stellen vorwiegend hohe Ansprüche an die Integer-Performance. Nur wenn der Chipsatz des Mainboards den Datenaustausch zwischen CPU, Systemspeicher und Steckkarten optimal koordiniert, sind hohe Leistungswerte zu erwarten. Ausschlaggebend ist selbstverständlich ein auf den Chipsatz gut abgestimmtes BIOS.
Wir überprüfen die 2D-Leistungsfähigkeit der Mainboards mit dem Benchmark-Paket SYSMark98 unter Windows 98 und SYSMark2000 unter Windows 2000. Diese Suites bestehen aus einem Mix von aktuellen Anwendungsprogrammen wie Netscape, Photoshop, CorelDraw, Word, Excel und vielen anderen Anwendungen. Damit lassen sich dann auch Aussagen zur Kompatibilität mit dieser Software machen. Die Tests mit SYSmark laufen bei 1024x768 Punkten und 32-Bit-Farbtiefe.
Zusätzlich überprüfen wir mit unserem Lowlevel-Benchmark tecMEM die Datentransferleistung des Mainboards bei Read-, Write- und Move-Operationen zwischen der CPU und dem Hauptspeicher. Gute Dienste leistet hierbei unser Speicheroszilloskop LC564A von LeCroy, mit dem wir den Takt und das Timing des Speichers und der CPU auf korrekt Einstellung testen. Bei Problemen mit AGP-Karten setzen wir das LeCroy LC564A in Verbindung mit aktiven Tastköpfen dazu ein, um die kritischen Bussignale zu überprüfen.
3D-Tests
Besondere Leistungsansprüche an den Chipsatz eines Mainboards stellt der 3D-Benchmark 3DMark2000. Er verlangt einen störungsfreien und hohen Datenaustausch zwischen CPU, RAM und Grafikkarte. Die Steuerung dieses Datenstroms regelt der Mainboard-Chipsatz inklusive BIOS. Wir installieren DirectX 7 und deaktivieren für alle 3D-Tests die V-Synchronisation der Grafikkarte.
Wie gut der jeweilige Mainbord-Hersteller den Chipsatz auf 3D-Anwendungen abgestimmt hat, zeigen die 3DMark2000-Benchmarkwerte. Da 3DMark2000 teilweise sehr speicherintensiv arbeitet und den AGP-Bus stark beansprucht, ergeben sich aus den Testläufen schnell Hinweise auf versteckte Kompatibilitätsprobleme. Wir starten den Benchmark mit seinen Voreinstellungen (1024x768 Punkte, 16-Bit-Farbtiefe).
Zusätzlich setzen wir das Spiel Unreal mit der Patchversion 226 ein. Bei Unreal ist die Bildrate nach mindestens drei Zyklen mit der Option timedemo 1 angegeben. Das 3D-Spiel arbeitet dabei mit 800x600 Bildpunkten, 16-Bit-Farbtiefe und mit Hardware-Rendering.
EIDE-Schnittstelle
Die maximalen Transferraten der EIDE-Schnittstelle aller getesteten Mainboards ermitteln wir mit tecHD unter Windows 2000. tecHD ist eine Eigenentwicklung des tecChannel-Labors und ein hardwarenaher Lowlevel-Benchmark, der die Leistung einer Festplatte weit gehend unabhängig von betriebssystemseitigen Optimierungen (z.B. Caching) und Betriebssystemoverhead (z.B. NTFS-Filesystem) beurteilt. Der Benchmark nutzt die unter Windows NT/2000 verfügbaren Festplatten-Devices ("\\\\.\\PhysicalDrive0", etc.) im ungepufferten Betriebsmodus ("FILE_FLAG_NO_BUFFERING" im Aufruf von CreateFile(), um möglichst nah am Festplattentreiber und damit hardwarenah zu messen.
Mit tecHD bestimmen wir die sequenzielle Leserate in MByte/s in der mittleren Zone der verwendeten Platten. Als Testplatte dienen eine IBM Deskstar DJNA 351520 (UltraDMA/66) und DTLA 307030 (UltraDMA/100).
Mit tecHD überprüfen wir auch die Burstrate der EIDE-Schnittstelle. Das Ergebnis in MByte/s zeigt, wie gut der Hersteller die Schnittstelle implementiert hat. Gleichzeitig kontrollieren wir das Übertragungsprotokoll und das Timing der Schnittstelle mit unserem Logic Analyzer TLA 704 von Tektronix.
Wie schnell die EIDE-Schnittstelle in der Praxis ist, ermitteln wir mit tecMark. Der Lese- und Schreibtest von tecMark wird durch die Funktionen ReadFile() und WriteFile() realisiert. Der Benchmark erzeugt dabei Dateien und liest/schreibt eine konfigurierbare Menge von Daten in diese beziehungsweise aus diesen Dateien. Um das typische Verhalten von Applikationen zu berücksichtigen, die nur in den seltensten Fällen größere Datenblöcke lesen oder schreiben, erfolgt der Datentransfer in Blöcken der Größe 8 KByte. Der Kopiertest von tecMark nutzt die Betriebssystemfunktion CopyFile().
Angegeben ist die durchschnittliche Kopierrate in MByte/s in der mittleren 2-GByte-Zone der Festplatten. Das 30-GByte-große Laufwerk in der Windows98-Plattform ist dabei in sechs 2 GByte umfassenden Fat16- und eine 18 GByte große Fat32-Partition unterteilt.
Unter Windows 2000 testen wir zusätzlich die Kopierleistung und Burst-Transferrate mit einer SCSI-Festplatte Quantum Tornado 18 und Host-Adapter Adaptec AHA-2940UW Pro.
Belastungstest
In der Vergangenheit kam es immer wieder zu Problemen mit der Stromversorgung von Steckkarten. Besonders kritisch war hier der AGP-Slot in Verbindung mit Grafikkarten basierend auf Voodoo3- oder GeForce256-Grafikchips. Um die Stabilität und Spannungsversorgung der Mainboards zu überprüfen, entwickelten wir ein PCI-Lastboard mit insgesamt 20 Watt Verlustleistung, die schrittweise einstellbar ist.
Das Board simuliert annähernd die maximal zulässige Verlustleistung eines PCI-Slots. Mit dieser Karte lassen sich somit Rückschlüsse auf die Qualität der Spannungsversorgung für 5,0 und 3,3 Volt machen. Neben den Spannungen auf der Karte messen wir die Core-Spannung am Prozessorsteckplatz und die I/O-Spannung an einem DIMM-Modul.
Wir setzen das Lastboard zusammen mit verschiedenen Steckkarten ein, die im Abschnitt Testkonfiguration ausführlich beschrieben sind. Als Benchmark-Programm verwenden wir das 3DMark2000-Demo in einer Endlosschleife mit Sound.
Mit dem Datenlogger 34970A von Hewlett-Packard überprüften wir im Dauertest von mindestens zwei Stunden an insgesamt 34 Messpunkten die Stabilität der Spannungen. Die Messbilder zeigen ausgewählte Messpunkte inklusive der Eingangsspannung des Netzteils.
Über- oder unterschritten die Messwerte den angegebenen Toleranzbereich, führt dies zu einem Punktabzug in der Bewertung. Die Linearität des Spannungsverlaufes lässt eine Qualitätsbewertung der Spannungsstabilisierung auf dem Mainboard zu.
Bitte beachten Sie, dass der Abstand den einzelnen Kennlinien untereinander nicht maßstabsgerecht ist. Ein Kästchen in Y-Richtung entspricht - wenn nicht anders angegeben - 200 mV.
Audiomessungen
Mainboards, die über Onboard-Sound verfügen, werden einer genauen Audiomessung unterzogen. Mit dem Audio-Analyzer Neutrik A2-D beurteilten wir die Klangqualität hinsichtlich Klirrfaktor, Signalrauschabstand und Frequenzverhalten.
Der Klirrfaktor (auch Klirrgrad genannt) gibt den prozentualen Anteil an Oberwellen an, die das Klangbild verfälschen ("verschmutzen"). Der Wert ist ein Qualitätsmaß für elektroakustische Übertragungssysteme, besonders für Verstärker und Signal-Wandler.
Um den Klirrfaktor zu messen, spielen wir eine Audiodatei mit einem 1-kHz-Sinussignal und einer Effektivspannung von 0,775 V (= 0 dB) ab. Diese Spannung versuchen wir möglichst auch am Line-out einzustellen, um dann dort mit dem Audio-Analyzer den Klirrfaktor zu messen.
Für den Signalrauschabstand misst man mit dem Audio-Analyzer das Rauschen am Ausgang (Line-out) der Onboard-Sounderweiterung. Der gemessene Wert ist in Dezibel (dB) angegeben. Er stellt die Differenz des Rauschsignals zu einem 1 kHz, 0 dB Sinus-Signal dar.
Einen Sweep von 20 Hz bis 20 kHz spielen wir über die Audiosoftware CoolEdit ab und zeichnen zeitgleich den Frequenzgang mit dem Neutrik A2-D auf. Als Ausgang dient der Line-out der Soundbuchsen. Das Spannungssignal beträgt 0,775 V effektiv. Der ideale Frequenzgang verläuft über die gesamte Zeit linear bei 0 dB.
Testkonfiguration
Wir testen alle Mainboards in einer exakt festgelegten Konfiguration. Die verwendeten Betriebssysteme sind Windows 98 SE mit installiertem DirectX 7, Windows 2000 Pro mit February 2000 Patch. Unter Windows 98 verwendeten wir bei Mainboards mit VIA-Chipsatz zusätzlich das VIA-Service-Pack 4in1 Version 4.24, unter Windows 2000 kommt zusätzlich der USB-Filtertreiber von VIA in der Version 1.08 zum Einsatz.
Die 2D-Performance ermitteln wir mit dem Applikations-Benchmark Bapco SYSmark 98 in einer Auflösung von 1024x768 Punkten und 32-Bit-Farbtiefe. Mit dem Benchmark 3DMark2000 Pro prüfen wir die 3D-Leistung im Detail. Das Spiel Unreal OEM mit Patch 226 und Command-Line-Befehl: timedemo 1 benutzen wir, um die 3D-Performance unter Praxisbedingungen zu ermitteln. Die Bildrate in fps geben wir nach dem dritten Testdurchlauf an.
Die Bildwiederholfrequenz beträgt bei Auflösungen bis 1024x768 Punkten in allen Farbtiefen 85 Hz. Alle Anwendungen laufen mit abgeschalteter V-Synchronisation und wenn möglich mit aktiviertem Sound.
Windows 2000 nimmt eine Sonderstellung ein, denn das Betriebssystem ist noch relativ neu, was viele Probleme befürchten lässt. Als Grafikkarte verwenden wir bei diesen Tests eine Referenzkarte NVIDIA GeForce 2 GTS. Sie arbeitet wie die Soundkarte Creative Labs Soundblaster Live! Player 1024 und Netzwerkkarte Level One einwandfrei mit dem Hibernation-Modus (Ruhezustand) von Windows 2000.
Die Referenzplattformen für alle Mainboards sind exakt definiert. Um Ihnen unsere Testkonfigurationen transparent zu machen, finden Sie nachfolgend eine detaillierte Liste der verwendeten Komponenten und Treiberversionen. In den Klammern finden Sie bei einigen Erweiterungen zusätzlich die Kurzform der Bezeichnung, wie wir sie aus Platzgründen in der tecDaten-Tabelle verwenden. (mec/hal)
Testkonfiguration Windows 98 SE
Komponente | Daten |
|---|---|
| |
CPU 1 | AMD Athlon 850 |
CPU ID/ucode ID | 0642/00 |
Grafikkarte 1 | Creative Labs 3D Blaster Riva TNT2 Ultra |
Grafikchip | Riva TNT2 Ultra |
Grafikspeicher | 32 MByte SGRAM |
BIOS | 2.05.2.11 |
Treiber | Detonator 6.18 |
Platine | keine Angabe |
Grafikkarte 2 | Creative Labs Geforce2 GTS |
Grafikchip | Geforce2 GTS |
Grafikspeicher | 32 MByte DDR-SGRAM |
BIOS | 2.15.03.01.07 |
Treiber | Detonator 6.18 |
Platine | keine Angabe |
RAM 1 (PC100 Kingston) | Kingston-CE KGM100X72C2/32 |
Kapazität | 32 MByte |
Typ | PC100-SDRAM CAS=2 |
Chips | SEC KM48S2020CT-GH |
RAM 2 (PC100 NCP) | NCP |
Kapazität | 128 MByte |
Typ | PC100-SDRAM CAS=2 |
Chips | NP33S886400K-8 |
9E4591 171C 0157 | |
RAM 3 (PC133 CP) | CP |
Kapazität | 128 MByte |
Typ | PC133-SDRAM CAS=2 |
Chips | CP 16Mx64-75 |
RAM 4 +5 +6 (256 MByte) | Wichmann WorkX MXM256S/PC133 |
Kapazität | 256 MByte |
Typ | PC133-SDRAM CAS = 3 |
Chips | MT 48LC16M8A2 |
Soundkarte 1 | Creative SoundBlaster PCI128 |
Soundchip | Creative EMU10k1 |
Schnittstelle | PCI 5V |
Treiber | 4.06.1174 |
Platine | keine Angabe |
Soundkarte 2 | Diamond Sonic Impact S90 |
Soundchip | Vortex AU8820B2 |
Schnittstelle | PCI 5V |
Treiber | 2.01.06 |
Platine | Revision A |
Netzwerkkarte 1 | 3Com Fast Etherlink XL PCI |
Typ | 10/100Base Fast Ethernet |
Chip | 3Com 40-0483-004 |
Schnittstelle | PCI 5V |
Treiber | 3.41.50.00 |
Platine | Revision A |
CNR- Karte | Kingston KCNR104 |
Netzwerktyp | 10/100Base Fast Ethernet |
Netzwerkchip | Pulse H1012 |
Soundchip | AD1885XST |
Schnittstelle | CNR |
Treiber | Build 83.8 |
Platine | Keine Angabe |
Netzwerkkarte 2 | Level One FNC-0107TX |
Typ | 10/100Base Fast Ethernet |
Chip | RTL8139B |
Schnittstelle | PCI 5V |
Treiber | 5.370.1028.1999 |
Platine | keine Angabe |
Festplatte | IBM Deskstar DTLA 305020 |
Kapazität | 20,5 GByte |
Schnittstelle | UltraDMA/100 |
DVD-ROM-Laufwerk | Pioneer DVD-303S-A |
Geschwindigkeit | 6/32fach |
Schnittstelle | ATAPI |
Firmware | 1.09 |
ZIP-Laufwerk | NEC ZIP100 |
Bauform | 3,5 Zoll intern |
Schnittstelle | ATAPI |
Diskettenlaufwerk | Teac FD-235HF |
Kapazität | 1,44 MByte |
Netzteil | Enermax ATX |
Ausgangsleistung | 330 Watt |
Format | ATX |
Tastatur | Cherry RS 6000 M |
Schnittstelle | PS/2 |
Maus | Logitech M-S35 |
Schnittstelle | PS/2 |
Testkonfiguration Windows 2000 Pro
Komponente | Daten |
|---|---|
| |
CPU | AMD Duron 700 |
CPU ID/ucode ID | 0630/00 |
Grafikkarte 1 | Matrox Millennium G400 DualHead |
Grafikchip | G400 |
Grafikspeicher | 32 MByte SGRAM |
BIOS | 1.5-22 |
Treiber | 5.0.2195.1030 |
Platine | Revision A |
Grafikkarte 2 | ELSA Erazor X |
Grafikchip | NVIDIA GeForce 256 |
Grafikspeicher | 32 MByte SDRAM |
BIOS | 7.06.00 |
Treiber | Detonator 6.18 |
Platine | Keine Angabe |
RAM (256 MByte) | Wichmann WorkX MXM256S/PC133 |
Kapazität | 256 MByte |
Typ | PC133-SDRAM CAS=3 |
Chips | MT 48LC16M8A2 |
RAM (128 MByte) | Kingston KGM133X64C3/128 CE |
Kapazität | 128 MByte |
Typ | PC133 CAS=3 |
Chips | Paylon PTT3S128081T-7B |
RAM (128 MByte) | Hyundai 7012800203 |
Kapazität | 128 MByte |
Typ | PC133 CAS=3 |
Chips | Hyundai HY57V658020B |
Festplatte 1 | IBM Deskstar DTLA-307030 |
Kapazität | 30,7 GByte |
Schnittstelle | UDMA/66 |
Festplatte 1 | Quantum Atlas 10K 18.2 |
Kapazität | 18,2 GByte |
Schnittstelle | UW-SCSI |
SCSI-Controller | Adaptec AHA-2940UW Pro |
SCSI-Interface | UltraWide |
Schnittstelle | PCI 5V |
BIOS | V2.11.0 |
Treiber | Windows 2000 |
Platine | Revision C |
Festplatte 2 | IBM Deskstar DJNA 351520 |
Kapazität | 15,2 GByte |
Schnittstelle | UltraDMA/66 |
Netzwerkkarte | Realtec RTL8139 PCI-Fast Ethernet |
Typ | 10/100Base Fast Ethernet |
Chip | RTL8139B |
Schnittstelle | PCI 5V |
Treiber | 5.366.818..1999 |
Platine | Keine Angabe |
Soundkarte | Creative Labs SoundBlaster Live! |
Serien-Nr. | M4670840605660 |
Firmware | --- |
Sonstiges | --- |
DVD-ROM-Laufwerk | Pioneer DVD-103S |
Geschwindigkeit | 6/32fach |
Schnittstelle | ATAPI |
Diskettenlaufwerk | Teac FD-235HF |
Kapazität | 1,44 MByte |
Netzteil | Channel Well Technology ATX-230 |
Ausgangsleistung | 230 Watt |
Format | ATX |
Tastatur | Cherry RS 6000 M |
Schnittstelle | PS/2 |
Maus | Logitech M-S35 |
Schnittstelle | PS/2 |
Testkonfiguration Belastungstests
Komponente | Daten |
|---|---|
| |
CPU | AMD Duron 600 |
CPU ID/ucode ID | 0630/00 |
Grafikkarte 1 | 3dfx Voodoo3 3000 AGP |
Grafikchip | 3dfx Voodoo3 |
Grafikspeicher | 16 MByte SDRAM |
BIOS | 1.00.01 |
Treiber | 4.11.01.0441-1.00 |
Platine | KW1799 |
RAM 1+2 (VC133 NEC) | NEC MC-45V8AB641KF-A75 |
Kapazität | 64 MByte |
Typ | 133 MHz VC-SDRAM |
Chips | NEC D4565821G5-A75 |
Netzwerkkarte | Realtec RTL8139 PCI-Fast Ethernet |
Typ | 10/100Base Fast Ethernet |
Chip | RTL8139B |
Schnittstelle | PCI 5V |
Treiber | |
Platine | Keine Angabe |
SCSI-Controller | Adaptec AHA-2949U2W |
SCSI-Interface | UltraWide |
Schnittstelle | PCI 5V |
BIOS | |
Treiber | Windows 98 |
Platine | Revision A |
Festplatte 1 | Western Digital WD102AA |
Kapazität | 10,2 GByte |
Schnittstelle | UDMA/66 |
Soundkarte | Aureal Vortex 2 PCI |
Serien-Nr. | 1293900011590 |
Firmware | --- |
Sonstiges | Rev. C |
DVD-ROM-Laufwerk | MIDA LTN-382 |
Geschwindigkeit | 40-fach |
Schnittstelle | ATAPI |
Firmware | |
Diskettenlaufwerk | Teac FD-235HF |
Kapazität | 1,44 MByte |
Netzteil | Enermax ATX |
Ausgangsleistung | 330 Watt |
Format | ATX |
Tastatur | Cherry MX000 M |
Schnittstelle | PS/2 |
Maus | Logitech M-S35 |
Schnittstelle | PS/2 |