Zeitgleich mit der Vorstellung des AMD-Athlon-64-Prozessors am 23. September 2003 stellten ALi, NVIDIA, SiS und VIA entsprechende Chipsätze vor. Auf der "Computex" in Taipeh/Taiwan konnte man bereits am selben Tag entsprechende "Sample-Mainboards" mit einem Athlon 64 3200+ in Funktion bewundern.
Als erste Chipsatzhersteller konnten NVIDIA und VIA mit dem nForce3 150 beziehungsweise dem K8T800 serienreife Produkte ausliefern - ALi und SiS folgten. Die zögerliche Verfügbarkeit der Athlon-64-Plattformen verwundert, denn bereits vor über einem Jahr präsentierten auf der "Computex 2002" alle Chipsatzhersteller ihre "fertigen" Hammer-Chipsätze.
Im Vergleich zur herkömmlichen Chipsatzarchitektur änderten die Hersteller nur die Funktionsgruppen in der Northbridge. So ersetzten die Entwickler den 64 Bit breiten Systembus durch ein 16-Bit-HyperTransport-Interface. Auch der Chipsatz-interne Speicher-Controller musste weichen, da der Athlon 64 die Speicherverwaltung mit einem integrierten Controller selbst übernimmt. Mit seinen 72 Bit breiten Datenbus kann er auch ECC-Speicher direkt ansprechen.
Theoretisch ist ein Speicherausbau bis zu 1 TByte möglich. Da die AMD-CPU aber nur maximal vier gepufferte DDR333-Module oder optional drei ungepufferte DDR400-Module ansteuern kann, ist derzeit bei 4 GByte Schluss. Mit DDR400-Modulen, die bei 1 GByte aktuell nur doppelreihig erhältlich sind, ist in der Praxis sogar nur ein Speicherausbau von 2 GByte möglich. Die Obergrenze bei anderen Speicherbestückungen ist von der Anzahl, der Geschwindigkeit und der Organisation der Speichermodule abhängig.
Im tecCHANNEL-Labor schickten wir den SiS SiS755, den ALi M1687, den NVIDIA nForce3 150 und den VIA K8T800 auf einen ausgewählten Testparcours. Auf diesem mussten die Chipsätze ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen.
ALi M1687
Der taiwanische Chipsatzhersteller ALi nimmt mit dem M1687 für den Athlon-64-Prozessor einen erneuten Anlauf, im Desktop-Chipsatzgeschäft Fuß zu fassen. Allerdings ist der M1687-Chipsatz keine Eigenentwicklung. Laut ALi basieren die Chipinterna auf dem AMD-8151-Baustein mit entsprechenden offiziellen Lizenzen.
Der 16-Bit-HyperTransport-Bus zwischen Athlon-64-CPU und dem M1687-Baustein arbeitet standardmäßig bidirektional mit einer Taktfrequenz von 800 MHz (1600 MHz DDR). Daraus resultiert eine Datenbandbreite für den Up- und Downstream von je 2,98 GByte/s. Insgesamt erreicht der Systembus per HyperTransport-Technik eine rechnerische Transferrate von 5,96 GByte/s.
Die Northbridge M1687 unterstützt den AGP-8x-Modus nach dem AGP-3.0-Standard. Mit dieser 8x-Technik erreicht der AGP-Bus eine theoretische Transferrate von 1,99 GByte/s.
Um Datenengpässe zu vermeiden, setzt ALi auch bei der Chip-to-Chip-Verbindung auf die HyperTransport-Technologie. Die zwei 8 Bit breiten Bus-Links arbeiten bidirektional mit 200 MHz (400 MHz DDR) und erreichen eine Bandbreite von zusammen 1,49 GByte/s. Im Vergleich dazu transportieren die SiS-MuTIOL-Technik 0,99 GByte/s und das V-Link-Verfahren von VIA 509 MByte/s an Daten.
ALi M1563
Der M1687-Northbridge steht die M1563-Southbridge zur Seite. Der I/O-Chip arbeitet wie der Northbridge-Baustein ebenfalls mit der 1,48 GByte/s schnellen HyperTransport-Schnittstelle.
Insgesamt kann der M1563 sechs USB-Geräte verwalten. Hierfür stehen ein USB-2.0- und drei USB-1.1-Controller im Baustein zur Verfügung. Einen integrierten IEEE-1394A-Controller bietet die ALi-Southbridge nicht.
Darüber hinaus verwaltet der M1563 insgesamt sechs PCI-Slots und einen Dual-IDE-Controller für Betriebsmodi bis Ultra-ATA/133. Mit externen AC'97-Codecs lassen sich insgesamt sechs Audiokanäle ansteuern. Ein weiterer Codec (MC'97) erschließt die V.90-Modem-Funktionalität. Der integrierte Fast Ethernet/Home Networking Controller unterstützt über ein MII-Interface und einen zusätzlichen PHY-Baustein 10/100-Mbit-Fast-Ethernet und 1/10-Mbit-HPNA 2.0. Die Modem- und Netzwerkfunktionalität ist auch über einen ACR-Slot mit einer geeigneten Steckkarte zu nutzen.
Den Datentransport der seriellen, parallelen und Floppy-Disk-Schnittstellen sowie des BIOS steuert ein externer LPC-Super-I/O-Chip. Bereits im M1563 integriert sind das Maus- und Tastatur-Interface sowie der Support für eine SPDIF- und eine FIR-Schnittstelle.
NVIDIA nForce3 150
Den NVIDIA nForce3 150 konzipierte die taiwanische Chipsatzschmiede als Single-Chip-Lösung. Das bedeutet, dass alle notwendigen Funktionen in einem Baustein integriert sind - ein separater I/O-Chip ist überflüssig.
NVIDIA begnügt sich beim aktuellen nForce3-150-Chipsatz mit einer beschränkten HyperTransport-Anbindung zur CPU. So arbeitet der HyperTransport-Bus mit einem 16 Bit breiten Downstream und lediglich 8 Bit breitem Upstream bei einer auf 600 MHz reduzierten Taktfrequenz. Daraus resultiert eine Bandbreite von 1,12 GByte für den Down-Link und 2,24 GByte/s für den Up-Link. Diese Werte dürften aber genügen, um den Datenverkehr zwischen I/O-Geräten, AGP-8x-Schnittstelle und Speicher ohne Performance-Verluste zu regeln. Die Konkurrenten ALi und VIA dagegen schöpfen mit einem 16 Bit breiten HyperTransport Bus und einer Taktfrequenz von 800 MHz mit 2,98 GByte/s je Richtung das Leistungspotenzial des HyperTransport-Interface voll aus.
Der nForce3-150-MCP-Chip besitzt zwei Ultra-ATA/133-Kanäle und sechs USB-2.0-Ports sowie eine AGP-8x-Schnittstelle.
Der Chipsatz unterstützt maximal fünf PCI-Slots und einen ACR- oder CNR-Slot. Modem- und 10/100Base-T-Ethernet/Fast-Ethernet- sowie Sechs-Kanal-Sound-Unterstützung gehören ebenfalls zur Standardausstattung. Funktionserweiterungen wie ein SATA-, ein Firewire-Interface oder eine Gbit-Ethernet-Schnittstelle fehlen.
Die NVIDIA-Single-Chip-Lösung arbeitet wie der Vorgänger nForce2 mit der so genannten StreamThru-Technik. Es handelt sich dabei um eine isochrone Transfertechnik, die mit Hilfe eines HyperTransport-Controllers realisiert wird. Dieser vergibt an jede Funktionseinheit wie Audio, Netzwerk oder Video eine definierte, zeitrichtige Übertragungsbandbreite. Damit können Datenströme schnell und unterbrechungsfrei übertragen werden.
SiS SiS755
Für den AMD Athlon 64 entwickelte der taiwanische Chipsatzproduzent SiS den SiS755-Chipsatz als klassische Zwei-Chip-Lösung. Sie besteht aus der SiS755-Northbridge und der SiS964-Southbridge.
Der 16-Bit-HyperTransport-Bus des SiS755 arbeitet standardmäßig im Up- und Downstream-Modus mit einer Taktfrequenz von 800 MHz (1600 MHz DDR). Somit beträgt die theoretische Transferrate zwischen CPU und Chipsatz 5,96 GByte/s. Dagegen muss sich das AGP-8x-Interface mit einer Bandbreite von 1,99 GByte/s begnügen. Darüber hinaus verfügt der SiS755 über die so genannte "HyperStreaming Engine". Sie minimiert die Latenzzeiten und regelt somit den Datenfluss zwischen den Chipsatzkomponenten und der CPU effektiver.
Einen möglichen Datenstau zwischen der North- und Southbridge vermeidet SiS mit der proprietären MuTIOL-Verbindung (Multi-Threaded-I/O-Link). Der 16 Bit breite Bus arbeitet bidirektional mit 133 MHz (533 MHz Quad-Pumped) und erreicht eine Bandbreite von 0,99 GByte/s.
SiS SiS964
SiS liefert die SiS755-Northbridge zusammen mit der SiS964-Southbridge aus. Der Nachfolger des SiS963-I/O-Chips arbeitet wie der SiS755-Baustein ebenfalls mit der 0,99 GByte/s schnellen MuTIOL-Schnittstelle.
Zu den integrierten Ausstattungsmerkmalen des SiS964 zählen ein USB-2.0- und drei USB-1.1-Controller mit Transferraten von 480 und 12 Mbit/s. Insgesamt stehen dem Anwender sechs USB-2.0/1.1-Ports zur Verfügung. Das Aufschalten des jeweiligen USB-Controllers an den entsprechenden Port erfolgt dynamisch und hängt vom angeschlossenen Gerät (USB2.0/1.1) ab. Einen integrierten IEEE-1394A-Controller bietet der SiS964-Baustein nicht. Dieses Feature stellt SiS in der pinkompatiblen Variante SiS963 zur Verfügung. Dann stehen über einen zusätzlichen IEEE-1394A-PHY-Baustein drei Ports mit einer Datenrate von je 400 Mbit/s bereit.
Anders als beim Vorgänger SiS963/L erweiterte SiS die neue Southbridge um eine Serial-ATA-Funktionalität. Sie hat in dieser zwei Serial-ATA/150-Schnittstellen. Per Software unterstützt der Serial-ATA-Controller RAID 0, RAID 1 und JBOD.
Darüber hinaus verwaltet der SiS964 insgesamt sechs PCI-Slots und einen Dual-IDE-Controller für Betriebsmodi bis Ultra-ATA/133. Mit externen AC'97-Codecs lassen sich insgesamt sechs Audiokanäle ansteuern. Ein weiterer Codec (MC'97) erschließt die V.90-Modem-Funktionalität. Der integrierte Fast Ethernet/Home Networking Controller unterstützt über ein MII-Interface und einen zusätzlichen PHY-Baustein 10/100-Mbit-Fast-Ethernet und 1/10-Mbit-HPNA-2.0. Die Modem- und Netzwerkfunktionalität lässt sich auch über einen ACR-Slot mit einer geeigneten Steckkarte nutzen.
Den Datentransport der seriellen, parallelen und Floppy-Disk-Schnittstellen sowie des BIOS steuert ein externer LPC-Super-I/O-Chip. Bereits im SiS964 integriert sind das Maus- und Tastatur-Interface.
VIA K8T800
VIAs aktueller Athlon-64-Chipsatz trägt die offizielle Bezeichnung VIA Apollo K8T800. Der Northbridge steht die bereits bekannte VIA VT8237-Southbridge zur Seite.
Die Anbindung des Athlon-64-Prozessors an die Northbridge erfolgt wie gewohnt über den HyperTransport-Bus. Ihn realisierte VIA als 16 Bit breite Link-Verbindung mit einer Taktfrequenz von 800 MHz für den Down- und Upstream. Der Datenbus erreicht mit diesen standardmäßigen Parametern eine rechnerische bidirektionale Bandbreite von insgesamt 5,98 GByte/s. Dieser Wert entspricht der halben Speicherbandbreite des in der CPU integrierten Speicher-Controllers bei Verwendung von DDR400-Speichermodulen.
Die AGP-Schnittstelle ließ der Hersteller unverändert zu der des Vorgängers KT600. Sie erreicht im AGP-8x-Modus eine maximale Datentransferleistung von 1,98 GByte/s. Den Kontakt zur Southbridge stellt die von VIA entwickelte 8X-V-Link-Verbindung her. Sie arbeitet mit einer Bandbreite von 509 MByte/s. Einen schnelleren Chip-Interconnect wie den Ultra-V-Link-Bus beim PT800-Chipsatz hat VIA dem K8T800 nicht spendiert.
Die Anbindung der Southbridge per V-Link gehört zu VIAs V-MAP-Architektur. Sie gewährleistet Pin-Kompatibilität zu Vorgänger-PCB-Designs. Das vereinfacht die Implementation des K8T800 in bestehende Board-Layouts.
VIA VT8237
Für die Anbindung der Southbridge zur Northbridge verfügt der VT8237-Baustein über den auf 0,99 GByte/s beschleunigten Ultra-V-Link-Bus. Die Busbreite beträgt 16 Bit und die Taktfrequenz 66 MHz, der Ultra-V-Link-Bus ist abwärtskompatibel zum 8X-V-Link-Bus. Zu den Highlights gehören ein Serial-ATA-RAID-Controller mit zwei Serial-ATA/150-Ports und insgesamt acht USB-2.0-Schnittstellen.
Der Serial-RAID-Controller unterstützt RAID 0 und RAID 1 sowie unter bestimmten Voraussetzungen auch RAID 0+1. Dazu müssen insgesamt vier Serial-ATA-Festplatten angeschlossen sein. Dies ermöglicht der Hersteller durch das so genannte VIA-SATAlite-Interface. Es beherbergt zwei Parallel-ATA-Ports des Secondary-IDE-Interface und zwei zusätzliche Serial-ATA-Schnittstellen. Je nach Bedarf kann eine dieser Optionen genutzt werden. Bei der Wahl der Serial-ATA-Variante muss der Mainboard-Hersteller einen zusätzlichen externen PHY-Baustein verwenden. Die zwei standardmäßigen Parallel-ATA-Ports verwalten insgesamt vier Ultra-ATA/133-Laufwerke.
Für externe Steckkarten bietet die VT8237-Southbridge sechs busmasterfähige PCI-Slots. Die Audioverarbeitung erfolgt nach dem AC'97-Standard. Insgesamt können sechs Audiokanäle nach dem Surround-Verfahren vom Chip angesteuert werden. Darüber hinaus verfügt die Southbridge über einen MC'97- und einen 10/100-Ethernet-Controller. Letzterer benötigt für die volle Funktionalität einen zusätzlichen MAC auf dem Board.
Ein LPC-Interface kann einen externen Super-I/O-Chip ansteuern, der die Datenströme der seriellen, IR-, parallelen und Floppy-Disk-Schnittstellen regelt. Die Tastatur und die Maus werden direkt von dem Southbridge-Chip angesprochen.
Benchmark-Vorbetrachtung
Für den Test des SiS755-Chipsatzes stand uns das Referenz-Mainboard 755-F von SiS (BIOS: 755Med13, 29.10.2003) zur Verfügung. Die I/O-Funktionen übernimmt bei diesem Chipsatz der SiS964-Baustein.
Stellvertretend für den Test des K8T800-Chipsatzes musste sich das K8T Neo von MSI (BIOS: 1.0) den Mitbewerbern stellen. Das Gleiche gilt für das K8V von ASUS (BIOS: 1002) zur Verifizierung der Ergebnisse. Der K8T800-Chipsatz lieferte auf den zwei Vertretern nahezu identische Ergebnisse - maximal differierten die Leistungswerte um ein Prozent. Sowohl das MSI K8T Neo als auch das ASUS K8V sind mit der VT8237-Southbridge bestückt.
Als Vertreter des M1687-Chipsatzes setzten wir das ALi-Referenz-Mainboard Revision 1.1 ein. Die BIOS-Version ICS20904 stammte vom 04.09.2003. Als I/O-Baustein dient die Southbridge M1563.
Für die Prüfung des nForce3-150-Single-Chipsatzes erhielten wir das AN50R von Shuttle (BIOS: 03.10.2003). Zusätzlich überließ uns Leadtek das WinFast K8N Pro (BIOS: 29.09.2003) als zweiten Vertreter des NVIDIA-Chipsatzes.
Um gleiche Testbedingungen zu gewährleisten, wurden alle Chipsatztests unter Windows XP mit Servicepack 1 und einem Athlon 64 3200+ durchgeführt. Den Grafikpart hat eine Quadro FX 2000 von PNY übernommen. Der AGP-8x-Grafikkarte mit 128 MByte DDR-SDRAM stand der Detonator-FX-Treiber 45.23 zur Seite. Einheit herrschte auch beim Arbeitsspeicher mit jeweils 1024 MByte.
Bei allen Benchmarks mit DDR400-Speicher kamen Speichermodule von Corsair zum Einsatz. Die mit Kühlblechen versehenen DIMMs ermöglichen den 400-MHz-Betrieb bei einer CAS-Latency von nur zwei Takten.
Der Prozessor, der Speicher, das Mainboard und die restlichen Komponenten sind nicht übertaktet, sondern arbeiten exakt nach den Vorgaben.
Speicher-Performance
Eine Besonderheit der Systeme mit Athlon-64-Prozessoren stellt der in der CPU integrierte Speicher-Controller dar. Ein Speicher-Controller im Chipsatz ist somit nicht notwendig. Der 64 Bit breite Single-Channel-Memory-Controller in der Athlon-64-CPU arbeitet bei den Testkandidaten mit ungepufferten DDR400-Speichermodulen. Der Speicherbus erreicht in dieser Konfiguration eine theoretische Bandbreite von 2,98 GByte/s.
Dagegen statteten die AMD-Entwickler die Workstation- und Highend-Prozessoren Opteron und Athlon 64 FX mit einem Dual-Channel-Speicher-Controller aus. Er transferiert die Daten mit einer rechnerischen Geschwindigkeit von 5,96 GByte/s. Allerdings müssen anders als beim Athlon 64 die Speicher-Slots mit teueren gepufferten DIMM-Modulen bestückt werden.
So weit die Theorie. Die tatsächliche Speicher-Performance überprüfen wir mit unserem Benchmark tecMEM. Er erlaubt eine getrennte Analyse von Load-, Store- und Move-Operationen. Hier zeigt sich, wie viel von der theoretischen Durchsatzsteigerung übrig bleibt. Eine detaillierte Beschreibung von tecMEM sowie einen Download-Link zu unserer tecCHANNEL Benchmark Suite Pro finden Sie hier.
Chipsatz | Load 32 | Store 32 | Move 32 | Load 64 | Store 64 | Load 128 | Store 128 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Höhere Werte sind besser. Die Tests wurden mit einem Athlon 64 3200+ und unserem Benchmark-Programm tecMEM unter Windows XP durchgeführt. | |||||||
ALi M1687 DDR400 | 2265 | 1174 | 1044 | 2939 | 1292 | 2910 | 1294 |
NVIDIA nForce3 150 DDR400 | 2260 | 1418 | 1401 | 2943 | 1482 | 2913 | 1482 |
SiS SiS755 DDR400 | 2263 | 1416 | 1404 | 2965 | 1476 | 2930 | 1475 |
VIA K8T800 DDR400 | 2268 | 1422 | 1404 | 2955 | 1492 | 2926 | 1495 |
Der ALi M1687 hat gegen den nForce3 150 von NVIDIA und den SiS755 von SiS sowie den K8T800 von VIA keine Chance, obwohl die theoretische Speicherbandbreite aller Testkandidaten identisch ist. Allerdings zeigt der Vergleich auch, dass die Differenz bei Load-Operationen sehr gering ausfällt. Demgegenüber stehen Performance-Unterschiede bei Store- und Move-Befehlen von bis zu 35 Prozent.
Der direkte Vergleich zwischen dem nForce3 150, dem SiS755 und dem K8T800 zeigt nur marginale Differenzen bei den Transferwerten aller drei Speicheroperationen. Wie sich diese Ergebnisse auf die Performance von Anwendungen auswirken, zeigen unsere weiteren Benchmarks.
Transferkurven
Ob die Chipsätze den Athlon-XP-Prozessor und den Speicher optimal unterstützen, zeigen die Transferkurven unseres Benchmarks tecMEM bei 32-Bit-Kommandos. Hier prüft das Programm mit Load-, Store- und Move-Befehlen, wie schnell der Chipsatz Daten zwischen CPU und Hauptspeicher transferieren kann.
Die drei Transferkurven zeigen die Chipsätze ALi M1687, NVIDIA nForce3 150, SiS SiS755 und VIA K8T800 mit einem Athlon 64 3200+. Bis zu einer Blockgröße von 64 KByte zeigt der Kurvenverlauf den Durchsatz des L1-Cache, bis 1024 KByte ist der L2-Cache in Aktion. Erst ab der 1024-KByte-Grenze beginnt der Hauptspeicher seine Arbeit.
SPEC CPU2000
Wir benutzen als Analyse-Instrument die Benchmark-Suite SPEC CPU2000 unter Windows XP Professional SP1a. Das Benchmark-Paket verwendet Ganzzahlen- und Fließkomma-Programme und wird mit den Sourcecodes geliefert. Es handelt sich hierbei nicht um Lowlevel-Benchmarks, sondern um Software, die realitätsnahe Aufgabenstellungen bearbeitet. Vor dem Testlauf ist Programm für Programm zu kompilieren, was durch die Wahl der entsprechenden Parameter hervorragende Möglichkeiten zum Test einzelner Funktionsgruppen eröffnet.
Im SPEC-Komitee sitzen alle Prozessorhersteller, die im Workstation- und Server-Bereich das Sagen haben - auch einige große PC-Hersteller sind dabei. Die SPEC regelt den Gebrauch ihrer Benchmarks strikt und gibt exakt vor, in welcher Form die Ergebnisse an die Organisation zu melden sind. So müssen die verwendeten Compiler und die restliche Hard- und Software spätestens ein halbes Jahr nach dem Test für jedermann zu kaufen sein.
Die von den Herstellern eingereichten Ergebnisse werden auf der offiziellen CPU2000-Result-Seite veröffentlicht. Das alles schafft in der Theorie vergleichbare und faire Testbedingungen.
SPEC CPU2000: Integer
Als von der Industrie anerkanntes Analyse-Tool verwenden wir zusätzlich die Benchmark-Suite SPEC CPU2000 von SPEC. Unter Ausschluss der Grafikkartenleistung prüft das Programmpaket die Leistungsfähigkeit der CPU und des Hauptspeichers. Dabei benutzt es praxisnahe Aufgabenstellungen mit großen Datenmengen für Ganzzahlen- und Fließkomma-Anwendungen.
Test | ALi M1687 DDR400 | NVIDIA nForce3 150 DDR400 | SiS SiS755 DDR400 | VIA K8T800 DDR400 |
|---|---|---|---|---|
Alle Angaben in Punkten. Höhere Werte sind besser. Die Tests wurden mit einem Athlon 64 3200+ mit der Optimierung -QxW unter Windows XP durchgeführt. | ||||
164.gzip | 1091 | 1087 | 1093 | 1092 |
175.vpr | 1096 | 1121 | 1128 | 1091 |
176.gcc | 1080 | 1075 | 1080 | 1080 |
181.mcf | 918 | 973 | 981 | 915 |
186.crafty | 1362 | 1352 | 1359 | 1361 |
197.parser | 1207 | 1201 | 1210 | 1207 |
252.eon | 1454 | 1434 | 1455 | 1469 |
253.perlbmk | 1335 | 1345 | 1359 | 1346 |
254.gap | 1360 | 1362 | 1372 | 1367 |
255.vortex | 1923 | 1936 | 1945 | 1928 |
256.bzip2 | 1083 | 1101 | 1107 | 1083 |
300.twolf | 1265 | 1258 | 1267 | 1265 |
Gesamt | 1243 | 1250 | 1259 | 1245 |
Stellvertretend für ein Programm aus der Integer-Suite SPECint_base2000 wählen wir für die Analyse des Speicherbusses die Anwendung 176.gcc. Diese Applikation ist in erster Linie vom Systemspeicher und Systembus abhängig, der Prozessor mit seinem jeweiligen L1- und L2-Cache spielt nur eine untergeordnete Rolle. Beim 176.gcc-Programm ist der nForce3 150 den drei Konkurrenten K8T800, M1687 und SiS755 knapp unterlegen. In diesem Extremfall wirkt sich der geringere HyperTransport-Takt des Systembusses von 600 MHz gegenüber 800 MHz der Konkurrenz negativ aus.
Im folgenden Diagramm finden Sie den Gesamtwert des SPEC-CPU2000-Integer-Benchmarks der Chipsätze im grafischen Vergleich.
SPEC CPU2000: Floating Point
Für Fließkomma-Programme eignet sich die Anwendung 171.swim gut zur Beurteilung des Speicher-Controllers und des Systembusses. Der VIA K8T800 spielt - dicht gefolgt vom SiS755 - seine Performance-Überlegenheit auf Grund der hohen gemessenen Speichertransferrate und der schnellen HyperTransport-Schnittstelle deutlich aus. Mit etwa identischem Speicherdurchsatz, aber um 200 MHz langsamerem HyperTransport-Bus zur CPU folgt der nForce3 150. Trotz eines standardmäßig getakteten Systembusses von 800 MHz wirkt sich die geringe Speicher-Performance negativ auf den 171.swim-Benchmark aus.
Test | ALi M1687 DDR400 | NVIDIA nForce3 150 DDR400 | SiS SiS755 DDR400 | VIA K8T800 DDR400 |
|---|---|---|---|---|
Alle Angaben in Punkten. Höhere Werte sind besser. Die Tests wurden mit einem Athlon 64 3200+ mit der Optimierung -QxW unter Windows XP durchgeführt. | ||||
168.wupwise | 1340 | 1341 | 1351 | 1346 |
171.swim | 1516 | 1519 | 1525 | 1531 |
172.mgrid | 990 | 998 | 1004 | 991 |
173.applu | 1002 | 995 | 1003 | 1000 |
177.mesa | 1373 | 1369 | 1377 | 1371 |
178.galgel | 1757 | 1761 | 1782 | 1745 |
179.art | 1266 | 1245 | 1263 | 1255 |
183.equake | 1033 | 1032 | 1040 | 1032 |
187.facerec | 1418 | 1420 | 1430 | 1421 |
188.ammp | 1214 | 1241 | 1248 | 1215 |
189.lucas | 1340 | 1448 | 1461 | 1343 |
191.fma3d | 1132 | 1129 | 1122 | 1132 |
200.sixtrack | 503 | 501 | 503 | 504 |
301.apsi | 1088 | 1174 | 1182 | 1092 |
Gesamt | 1171 | 1184 | 1192 | 1171 |
Im folgenden Diagramm finden Sie den Gesamtwert des SPEC-CPU2000-Floating-Point-Benchmarks der Chipsätze im grafischen Vergleich.
System-Performance
Im täglichen Einsatz ist die Performance bei Standardanwendungen am wichtigsten. Dazu gehören nicht nur Programme wie Word und Excel, sondern auch MPEG-Encoder, 3D-, Video- und Sound-Software. Die Leistungsfähigkeit der Chipsätze überprüfen wir mit dem Benchmark-Paket SYSmark2002, das ein Mix aus den genannten Programmen ist.
SYSmark2002 soll auch das parallele Arbeiten mit mehreren Programmen gleichzeitig simulieren. So arbeitet beispielsweise im Vordergrund eine Office-Applikation, während im Hintergrund der Virenscanner auf die Suche geht. Der Tester hat so jedoch keinen Überblick darüber, welches Programm einem Chipsatz nun besonders zu schaffen macht. Aus welchen Einzelwerten sich die beiden Ergebnisse für Office Productivity und Internet Content Creation errechnen, bleibt deshalb das Geheimnis der BAPCo.
Office Productivity gibt die Geschwindigkeit mit Microsoft Word 2002, Microsoft Excel 2002, Microsoft PowerPoint 2002, Microsoft Access 2002, Microsoft Outlook 2002, Netscape Communicator 6.0, Dragon NaturallySpeaking Preferred v.5, WinZip 8.0 und McAfee VirusScan 5.13 an. Die Programme repräsentieren die klassischen 2D-Anwendungen für den Bürobereich.
Internet Content Creation soll die Performance mit Adobe Photoshop 6.0.1, Adobe Premiere 6.0.1, Microsoft Windows Media Encoder 7.1, Macromedia Dreamweaver 4 und Macromedia Flash 5 ausloten.
SPECapc für 3D Studio Max 5
3D Studio Max 5 von Discreet/Autodesk ist eine professionelle OpenGL-Software für 3D-Modellierung, Animation und Rendering. Das objektorientierte 3D-Werkzeug nutzt bei einer Vielzahl von Berechnungen, Lichteffekten und Render-Vorgängen SMP. Dabei wird die Grafik- und CPU-Leistung getrennt bewertet und aufgelistet. Zusätzlich ermittelt SPECapc einen Gesamtleistungsindex (Overall-Wert).
Um die Leistungsfähigkeit von 3D Studio MAX auf verschiedenen Hardware-Plattformen standardisiert testen zu können, gibt es vom Benchmark-Konsortium SPEC das Benchmark-Paket SPECapc for 3D Studio Max 4.2.6. Die umfangreichen Tests von SPECapc spiegeln die typischen Berechnungen bei der Erstellung von Animationen wider.
Chipsatz | SPECapc-Overall [Punkte] | SPECapc-Graphic [Punkte] | SPECapc-CPU [Punkte] |
|---|---|---|---|
Höhere Werte sind besser. | |||
ALi M1687 DDR400 | 10,9 | 15,9 | 5,44 |
NVIDIA nForce3 150 DDR400 | 11,0 | 16,0 | 5,43 |
SiS SiS755 DDR400 | 11 | 16,1 | 5,43 |
VIA K8T800 DDR400 | 11,1 | 16,0 | 5,49 |
Die Ergebnisse belegen, dass sich in diesem Benchmark keiner der Chipsätze einen deutlichen Vorteil erarbeiten kann. Der "tendenzielle" Vorsprung des VIA K8T800 gegenüber dem zweitplatzierten ALi M1687 liegt bei zirka einem Prozent.
Viewperf 7.1
Die Leistungsfähigkeit von OpenGL-Anwendungen verifizieren wir mit dem SPECviewperf 7.1 der SPECopc. Schließlich sehen sich die Chipsatzhersteller auch gerne im professionellen Workstation-Markt. Das CAD-Paket beinhaltet sechs verschiedene Tests. Besonders die Anwendung Lightscape Viewset (drv-09) nutzt die OpenGL-Beschleunigung der Grafikkarte und somit den AGP-Bus voll aus. Das Lightscape Visualization System von Discreet Logic kombiniert proprietäre Radiosity-Algorithmen mit einem physikalisch basierenden Beleuchtungssystem. Es erlaubt somit Rückschlüsse auf die System- und Speicher-Performance der einzelnen Testkandidaten.
Alle wichtigen Einzelergebnisse des SPECviewperf 7.1 finden Sie in der nachfolgenden Tabelle.
Chipsatz | 3dsmax-02[fps] | drv-09 [fps] | dx-08 [fps] | light-06 [fps | Proe-02 [fps | ugs-03 [fps] |
|---|---|---|---|---|---|---|
Höhere Werte sind besser. | ||||||
ALi M1687 DDR400 | 22,9 | 137,3 | 99,5 | 25,7 | 37,3 | 41,1 |
NVIDIA nForce3 150 DDR400 | 22,7 | 123,5 | 98,7 | 25,6 | 35,8 | 37,9 |
SiS SiS755 DDR400 | 22,9 | 141,5 | 111,4 | 25,8 | 38,1 | 41,9 |
VIA K8T800 DDR400 | 22,9 | 140,6 | 99,9 | 25,8 | 38,3 | 42,1 |
CINEBENCH 2003
Mit dem CINEBENCH 2003 stellt Maxon eine neue Version des bekannten Benchmark-Tools bereit. CINEBENCH 2003 basiert auf Cinema 4D Release 8 und führt Shading- und Raytracing-Tests durch.
Der Leistungstest OpenGL-HW von CINEBENCH 2003 führt zwei Animationen mit Hilfe der OpenGL-Beschleunigung der Grafikkarte aus. Die Animation "Pump Action" besteht aus 37.000 Polygonen in 1046 Objekten, in der zweiten Szene "Citygen" sind zwei Objekte mit insgesamt 70.000 Polygonen enthalten.
Beim Leistungstest OpenGL-SW übernimmt Cinema 4D zusätzlich die Berechnung der Beleuchtung.
Der Raytracing-Test von CINEBENCH 2003 überprüft die Render-Leistung des Prozessors. Eine Szene "Daylight" wird mit Hilfe des Cinema-4D-Raytracers berechnet. Sie enthält 35 Lichtquellen, wovon 16 mit Shadowmaps behaftet sind und so genannte weiche Schatten werfen. Bei dem FPU-lastigen Test spielt die Leistungsfähigkeit der Grafikkarte eine untergeordnete Rolle.
GLmark
GLmark 1.1p von Vulpine ist ein weiterer OpenGL-Benchmark. Er erlaubt dank seiner ausführlichen Benchmark-Statistik einen detaillierten Vergleich der verschiedenen Chipsätze. Wir testen mit den optimalen Einstellungen für die verwendete Hardware und denen für die höchste Darstellungsqualität.
3DMark2001
Gerade im 3D-Bereich verlangt der Anwender immer mehr Rechenleistung. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen die eingesetzten Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sein. Dazu zählen Prozessor, Speicher, Grafikkarte und der verwendete Chipsatz. Da große Mengen an Daten anfallen, können das Speicher- oder Grafik-Interface schnell ihr Bandbreiten-Limit erreichen und das System empfindlich bremsen.
Die 3D-Performance ermitteln wir unter anderem mit 3DMark2001 SE Pro von MadOnion. Durch die umfangreichen 3D-Tests bietet der Benchmark einen guten Anhaltspunkt für die Leistungsfähigkeit der einzelnen Chipsätze bei anspruchsvollen 3D-Anwendungen.
3DMark03
Mit dem 3DMark03 präsentiert Futuremark den Nachfolger von 3DMark2001. Die Spieletests von 3DMark03 bestehen aus vier Szenen: "Wings of Fury" setzt auf DirectX 7 und repräsentiert Lowend-Grafikanwendungen. Die beiden Tests "Alpha Squadron" und "Troll's Lair" nutzen DirectX-8-Features und sind auf Mainstream-Grafikkarten zugeschnitten. Der Test "Nature II" setzt DirectX 9 voraus und soll Highend-Grafikkarten ausreizen. Der AGP- und der Speicherbus werden beim 3DMark03 durch große Mengen an Texturen stark belastet.
Fazit
Alle vier Testkandidaten absolvierten unseren Testparcours anstandslos. Systemabstürze oder Stabilitätsprobleme konnten wir nicht feststellen. Die besten Ergebnisse erzielte das Board mit dem SiS755-Chipsatz, dicht gefolgt von dem Mainboard mit VIA-K8T800- und ALi-Referenz-Board mit M1687-Chipsatz sowie dem NVIDIA-Vertreter nForce3. Ein endgültiger Sieger steht in diesem Vergleich aber noch nicht fest. Die Leistungsdifferenzen sind so gering, dass sich je nach BIOS- und Treiberoptimierungen das Ergebnis verschieben kann.
Auffällig am nForce3-150-Chipsatz gegenüber der Konkurrenz ist die geringere 3D-Performance bei grafikintensiven Programmen, die besonders den AGP-8x-Bus belasten. In einigen Einzeldisziplinen wie Viewperf drv-09 oder 3DMark2001 SE Pro Car Case HD verliert der nForce3 150 bis zu zwölf beziehungsweise vier Prozent an Leistung.
Bei der Speicher-Performance fällt der M1687 aus dem Rahmen. Der ALi-Chipsatz liegt bei Store- und Move-Operationen bis zu 25 Prozent hinter seinen Verfolgern. Allerdings spiegelt sich dieses Manko im Gros der Benchmarks nicht wider.
In punkto Ausstattung und Funktionalität der vier Chipsätze liegen der K8T800 mit der VT8237-Southbridge und der SiS755 mit dem SiS964-I/O-Baustein vorne. Sie verfügen im Vergleich zum nForce3 150 und zum M1687 mit M1563 über einen integrierten Serial-ATA-RAID-Controller und acht USB-2.0/1.1-Ports. Dagegen können die Mitbewerber die Serial-ATA-Funktion nur über optionale externe Bausteine per PCI-Anbindung realisieren. Zusätzlich müssen sie sich mit nur sechs USB-2.0-Ports begnügen.
Mainboards, die mit einem nForce3-150-Chipsatz ausgestattet sind, kosten zirka 160 Euro. Für ein K8T800-Board mit gleicher Ausstattung verlangt der Fachhandel etwa 140 Euro. Die Preise für Mainboards mit SiS755- und M1687-Chipsatz sind auf Grund fehlender Produkte noch nicht zu ermitteln. (Stand: 20.11.2003) (hal)
Testkonfiguration
Wir testen alle Kandidaten in einer exakt festgelegten Testumgebung. Als Betriebssystem verwenden wir Windows XP Professional SP1a.
Komponente | Daten |
|---|---|
| |
CPU 1 | AMD Athlon 64 3200+ |
Sockel | Socket 754 |
Takt | 2000 MHz |
Grafikkarte | PNY Quadro FX 2000 |
Grafikchip | Quadro FX 2000 |
Grafikspeicher | 128 MByte DDR-SDRAM |
BIOS | 4.30.20.16.01 |
Schnittstelle | AGP 8x |
Treiber | 6.14.10.4523, MAXtreme 4.00.29.00 |
Mainboard 1 | SiS SiS755-F Referenz-Board (0336) |
Typ | Socket 754 |
Chipsatz | SiS755 mit SiS964 |
BIOS | 755Med13, 29.10.2003 |
Chipsatztreiber | r1.17a.0 (AGP-Treiber) |
Mainboard 2 | ALi M1687 Referenz-Board V1.1 |
Typ | Socket 754 |
Chipsatz | M1687 mit M1563 |
BIOS | ICS20904, 04.09.2003 |
Chipsatztreiber | Version: 2.052 |
Mainboard 3 | MSI K8T Neo (MS-6702 VER: 1.0) |
Typ | Socket 754 |
Chipsatz | VIA K8T800 mit VT8237 |
BIOS | V1.0, 15.08.2003 |
Chipsatztreiber | VIA Hyperion 4in1 V4.49 |
Mainboard 4 | ASUS K8V REV:1.12 |
Typ | Socket 754 |
Chipsatz | VIA K8T800 mit VT8237 |
BIOS | REV: 1002 |
Chipsatztreiber | VIA Hyperion 4in1 V4.49 |
Mainboard 5 | Shuttle AN50R V1.3 |
Typ | Socket 754 |
Chipsatz | NVIDIA nForce3 150 |
BIOS | AN50S00U, 03.10.2003 |
Chipsatztreiber | Version: 2.45 |
Mainboard 6 | Leadtek WinFast K8N Pro Rev:B |
Typ | Socket 754 |
Chipsatz | NVIDIA nForce3 150 |
BIOS | 29.09.2003 |
Chipsatztreiber | Version: 2.45 |
RAM | Corsair TWINX |
Kapazität | 2x 512 MByte DDR400 CL2,0 |
Typ | CMX512-3200LL |
Sound-Karte | Creative SoundBlaster Live! Value |
Sound-Chip | Creative EMU10k1 |
Schnittstelle | PCI5V |
Treiber | 5.1.2535.0 |
Platine | CT4670 |
Netzwerkkarte | Level One FNC-0107TX (Realtek) |
Typ | 10/100Base Fast Ethernet |
Chip | RTL8139B |
Schnittstelle | PCI 5V |
Treiber | 5.396.530.2001 |
Platine | keine Angabe |
SCSI-Controller | LSI Logic Ultra320 SCSI |
SCSI-Interface | Ultra320 SCSI |
Schnittstelle | PCI 5V |
BIOS | MPTBIOS-5.02.00 |
Treiber | 1.8.0.0 |
Platine | |
Festplatte 1 | IBM Ultrastar |
Modell | IC35L146UCDY10-0 |
Kapazität | 146 GByte |
Firmware | -- |
Schnittstelle | Ultra320 SCSI |
CD-ROM-Laufwerk | LITE-ON LTN-382 |
Geschwindigkeit | 40x |
Firmware | keine Angabe |
Schnittstelle | EIDE-Ultra-ATA/33 |
Diskettenlaufwerk | Teac FD-235HF |
Kapazität | 1,44 MByte |
Netzteil | ENERMAX |
Modell | EG365P-VE |
Ausgangsleistung | 365 Watt |
Format | ATX |
Tastatur | Cherry RS 6000 M |
Schnittstelle | PS/2 |
Maus | Logitech M-S35 |
Schnittstelle | PS/2 |