Prozessor und Speicher allein machen noch keine gute Mannschaft. Erst mit dem richtigen Chipsatz als Spielführer und Koordinator wird aus Einzelkämpfern ein gutes System. Daher ist Sorgfalt bei der Besetzung dieser Position gefragt.
Mit der Wahl eines Chipsatzes geht auch die Entscheidung für ein Speicherkonzept einher. Die Angebote sind mannigfaltig, die Unterschiede auch. Wer sich für ein System mit Intel Pentium-4-Prozessor entscheidet, hat es nicht leicht. Gleich drei Speichertechnologien sind am Start: RDRAM, DDR-SDRAM und SDRAM.
Zwar unterstützt nicht jeder Chipsatzentwickler jedes Konzept, dennoch sind die Kombinationsmöglichkeiten vielfältig. Diese multiplizieren sich dann noch mal mit der Zahl der Mainboard-Hersteller, die ihrerseits meist auch mehrere Lösungen für den Pentium 4 im Portfolio haben.
Wer im Vorfeld um Vor- und Nachteile weiß, erspart sich Wehklagen nach dem Kauf. Denn oftmals sind Chipsätze die Übeltäter, wenn Einzeldisziplinen zum Hürdenlauf mutieren. Daher gehören Stabilität und Kompatibilität neben der Leistung zu den wichtigsten Kenngrößen eines Chipsatzes.
Im Testfeld haben wir Chipsätze von Intel, SiS und VIA. Zu den Intel-Vertretern gehören der i845-PC133/PC266 und der i850 mit PC800-Unterstützung. SiS nimmt mit dem SiS645-PC266/PC333 am Test teil und aus der VIA-Schmiede müssen sich der P4X266- und der P4X266A-Chipsatz mit der Konkurrenz messen. ALi überließ uns ein Demo-Board mit dem ALADDiN-P4, aber für einen aussagekräftigen Test kommt es laut Hersteller nicht in Frage, da es noch gravierende Mängel aufweist.
So hat das Mainboard mit der GeForce3-Grafikkarte Kompatibilitätsprobleme. Auch PC333-Speichermodule unterstützt es in der Vorserienversion noch nicht. Das BIOS befindet sich im Pre-Beta-Stadium und ist außerdem nicht auf Performance optimiert. Zwar kündigte ALi den ALADDiN-P4 bereits im Januar 2002 offiziell an, aber mit den ersten Serienprodukten ist vor Anfang April 2002 nicht zu rechnen. Sobald uns ein finales Mainboard mit dem ALADDiN-P4 vorliegt, folgt ein ausführlicher Test.
Testkandidaten
Zahlreiche namhafte Mainboard-Hersteller offerieren mehr als eine Pentium-4-Plattform und setzen zumindest auf zwei unterschiedliche Chipsätze. Aus den zum Testzeitpunkt verfügbaren Produkten der jeweiligen Chipsätze haben wir nach Evaluierung das Referenzboard für den entsprechenden Chipsatz ausgewählt. Um jedem Hersteller gerecht zu werden, haben wir die Auswahlkriterien für jedes Mainboard folgendermaßen festgelegt:
Stabilität: Alle Testkandidaten sollten den vorgegebenen Testparcours absturzfrei bestehen. Das BIOS wird vorher optimal auf die eingesetzten Komponenten abgestimmt.
Kompatibilität: Alle von uns eingesetzten Komponenten müssen sich fehlerfrei auf den Mainboards installieren lassen und einwandfrei funktionieren.
Einhaltung der Spezifikationen: Mittlerweile ist es bei einigen Herstellern Sitte, von Spezifikationen abzuweichen und serienmäßig zu mogeln. Entsprechende Produkte bekommen von uns die rote Karte. Für den professionellen Einsatz ist von übertakteten Mainboards in jedem Fall abzuraten.
Performance: Die Leistung des Chipsatzes ermitteln wir anhand von Benchmarks und Messungen. Dabei wird das BIOS optimal auf Stabilität und Leistung konfiguriert.
Die Auswahl des jeweiligen Referenzprodukts wird ständig aktualisiert. Erhalten wir von einem Hersteller ein Board mit besseren Eigenschaften, nehmen wir dieses selbstverständlich in unseren Test auf. Prototypen und Vorserienmodelle ersetzen wir so bald wie möglich durch Serienprodukte.
Intel i845-PC133
Als Referenzboard für den Intel i845-PC133 startet das GA-8IDXH von Gigabyte. Das Mainboard arbeitet spezifikationskonform mit einem FSB-Takt von 100 MHz. Zusätzlich überzeugt die gute Performance. Die ebenfalls evaluierten Platinen von ASUS P4B und EPoX 4B2A laufen standardmäßig mit einem FSB-Takt von 101 MHz. Daher scheiden diese Bewerber als Referenzprodukte aus. Das MSI 845-Pro2-R arbeitet mit 100,2 MHz zwar korrekter als die beiden übertakteten Mainboards, es erreicht jedoch nicht die Gesamt-Performance des Gigabyte-Modells.
Boards mit i845-PC133-Chipsatz sind im Handel ab 150 Euro zu haben.
Intel i845-PC266
Für den Intel-i845-PC266-Chipsatz tritt das MSI 845 Ultra-AR an. Standardmäßig beträgt der FSB-Takt 100,2 MHz. Abseits der Spezifikation agiert das Mainboard bei Aktivierung der BIOS-Funktion "Load-High-Performance-Defaults". Dann arbeitet es mit einem FSB-Takt von 101 MHz. Der Doping-Sünder ASUS P4B266 kommt für uns trotz geringfügig besserer Performance-Werte als Referenzboard nicht in Frage. Das Board verschafft sich diesen Vorteil durch einen bereits ab Werk zu hohen FSB-Takt von 101 MHz.
Das Mainboard mit dem i845-PC266-Chipsatz erhält man in der Grundausstattung für etwa 170 Euro.
Intel i850
Stellvertretend für den Intel i850-Chipsatz muss sich das EpoX-Mainboard EP-4T2A3 dem Test stellen. Die exakte Einhaltung des FSB-Takts von 100 MHz ist allerdings nur bei der BIOS-Vorgabe: S/W (Software) gewährleistet. Wählt man die Einstellung H/W (Hardware: DIP-Switch), arbeitet das Board mit einer FSB-Frequenz von 101 MHz. Das Gigabyte GA-8ITXR taktet mit einem FSB von 100,5 MHz geringfügig höher als das EPoX und verspielt so seine Teilnahme. Das MSI 850 Pro5 hingegen scheitert an geringen Speichertransferraten und der mageren 3D-Performance.
Die Anschaffung eines Mainboards mit einem i850-Chipsatz belastet das Portemonnaie mit 200 Euro und mehr.
SiS SiS645
Das Soltek SL-85DRS2 ist bereits mit dem neuen A2-Stepping des SiS-645-Chips ausgestattet. Im Vergleich zum A1-Stepping hat SiS Optimierungen an der Performance des Speichers und des AGP-Grafik-Controllers vorgenommen. Da es zum Testzeitpunkt das einzige verfügbare Mainboard mit diesem Stepping war, stellt es die Referenz. Von ASUS (P4S333) und MSI (MSI 645 Ultra) erreichten uns zu diesem Zeitpunkt nur Platinen, die mit dem A1-Stepping bestückt waren. Demzufolge hinken diese in der Speicher-Performance hinterher.
Ungewöhnlich ist, dass das Soltek-Mainboard bei der Einstellung "CPU/DRAM-Frequency: 100/133 MHz" korrekt mit einem FSB-Takt von 100 MHz arbeitet. Bei der Vorgabe 100/166 MHz für PC333 taktet der FSB nur mit 99,6 MHz. Das besondere Feature des Mainboards ist die Unterstützung von PC333-Speicher. Allerdings beschränkt sich dann die Bestückung der drei DIMM-Sockel auf bestenfalls zwei Module mit je maximal 1 GByte. Die Vollbestückung mit 3 GByte Gesamtspeicher erlaubt die Platine lediglich mit ungepufferten PC266-Modulen.
Nur etwa 130 Euro muss man für ein Mainboard mit SiS645-Chipsatz bezahlen. Dies unterstützt dann neben PC266- auch PC333-Speicher.
VIA P4X266
Zur Referenz des VIA P4X266-Chipsatzes küren wir das Tyan Trinity 510. Beim FSB-Takt stapelt das Mainboard tief. Statt mit standardmäßigen 100 MHz arbeitet das Tyan nur mit 99,83 MHz. Das ebenfalls angetretene Shuttle AV40R bringt es auf 100,8 MHz. Das hätte schon für den Ausschluss genügt, zudem kann das Board den erhöhten FSB nicht in einen Performance-Vorteil umwandeln. Es geht sowohl in Sachen Speichertransferrate als auch beim 3DMark2001 hinter dem Tyan über die Ziellinie.
Boards mit dem VIA P4X266 bekommt man in der Grundausstattung bereits ab 120 Euro.
VIA P4X266A
Der Musterkandidat für den VIA P4X266A stammt von der Firma VIA, die mittlerweile unter dem Namen VPSD (VIA Platform Solutions Division) selbst als Mainboard-Hersteller auftritt. Es erreichte uns ein Prefinal-Exemplar des VIA P4XB-RA mit VIA-P4X266A-Chipsatz (P4X266A Northbridge und VT8233 Southbridge). Shuttle stellte uns mit dem P4X266A ein Testmuster (AV45GTR) aus der Vorserie zur Verfügung. Im Gegensatz zu VIA verwendet Shuttle statt der VT8233 die neue VIA VT8233A Southbridge. Dieser Chip unterstützt aber Ultra-ATA/133. Das AV45GTR lief in unserem Test sehr instabil, und auch ein erneutes BIOS-Update brachte keine Abhilfe. Eine Rückfrage bei Shuttle ergab, dass die ersten ausgelieferten VT8233A-Chips fehlerhaft waren. Daher wurde dieses Mainboard nicht in den finalen Testkader unserer Referenzboards aufgenommen.
Für Mainboards mit den Nachfolger des VIA P4X266 verlangt der Fachhandel zirka 150 Euro. Zusätzliche Optionen verteuern das Board.
tecMEM-Werte
Theoretisch erreicht PC133-SDRAM eine maximale Transferrate von 1015 MByte/s. Die DDR-Vertreter PC266 und PC333 bringen es auf 2035 beziehungsweise 2543 MByte/s. Den höchsten theoretischen Datendurchsatz offeriert im Dual-Channel-Betrieb RDRAM mit 3052 MByte/s. An diesen theoretischen Werten muss sich der Speicher-Controller des Chipsatzes messen lassen. Dazu wird das BIOS der Testkandidaten optimal auf den jeweiligen Speicher abgestimmt und mit dem Benchmark tecMEM die maximale Datentransferrate ermittelt.
Chipset, RAM | Load32 | Store32 | Move32 | Load64 | Store64 | Load128 | Store128 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Höhere Werte sind besser. Alle Tests wurden mit einem Pentium 4 2000 und unserem Benchmark-Programm tecMEM unter Windows XP durchgeführt. | |||||||
i845, PC133 | 928 | 403 | 410 | 973 | 409 | 1002 | 409 |
i845, PC266 | 1465 | 622 | 617 | 1756 | 623 | 1930 | 620 |
i850, PC800 | 1345 | 702 | 703 | 1728 | 723 | 2220 | 719 |
P4X266, PC266 | 1369 | 568 | 598 | 1668 | 631 | 1872 | 631 |
P4X266A, PC266 | 1426 | 724 | 725 | 1723 | 736 | 1920 | 735 |
SIS645, PC266 | 1364 | 710 | 807 | 1685 | 806 | 1859 | 806 |
SIS645, PC333 | 1462 | 810 | 940 | 1775 | 951 | 2158 | 952 |
Von den DDR-Chipsätzen bietet der P4X266A mit PC266-SDRAM derzeit die beste Speicher-Performance. Der SiS645 setzt sich nur in Szene, wenn ihm PC333-Speicher zur Verfügung steht. Intel hat das Speicher-Interface des i845-PC266 offenbar konservativ ausgelegt. Insbesondere Schreibzugriffe (Store-Operationen) gehen im Vergleich zur Konkurrenz gemächlich vonstatten. Beim Lesen (Load-Operationen) rückt der Chipsatz wieder zum Mitbewerb auf. Abgeschlagen ist der i845-PC133, das PC133-Speicher-Interface ist für den Pentium 4 eindeutig zu langsam.
Bei diesem Lowlevel-Benchmark kann der i850-Chipsatz aus seinem schnellen RDRAM-Speicher gegenüber PC333 oder PC266 keine signifikanten Vorteile ziehen. Bei kurz aufeinander folgenden Zugriffen wirkt sich die Latenzzeit dieses Speichers negativ auf die Ergebnisse aus. Bei längeren Blockzugriffen wie im Fall der 128-Bit-SSE-Kommandos (Load128) fällt die Latenzzeit weniger ins Gewicht, hier erarbeitet sich RDRAM einen knappen Vorsprung gegenüber der Konkurrenz.
Transferkurven
Ob die Chipsätze den Pentium 4 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 zwei Transferkurven zeigen den i845-PC133- und den SiS645-PC333-Chipsatz mit einem Pentium 4 2000 Hz in Aktion. Die Kurvenverläufe sind im Bereich des L1- und L2-Cache nahezu identisch, erst ab der 256-KByte-Grenze ändern sie sich. Hier beginnt der Hauptspeicher seine Arbeit. Deutlich sieht man die Leistungsunterschiede zwischen PC133- und PC333-Speicher, die bei Store- und Move-Operationen mehr als 100 Prozent betragen.
SYSmark2001
Im täglichen Einsatz spielen Standardanwendungen die Hauptrolle. In Sachen Leistung summieren sich hier die vielen Einzeldisziplinen zu einem homogenen Gesamtbild. Gleichzeitig deckt dieser Test eventuelle Stabilitätsschwächen auf. Wir testen die Systemleistung mit dem Benchmark-Paket SYSmark2001 unter Windows XP. Da es sich ausschließlich um klassische 2D-Anwendungen handelt, profitieren diese Applikationen hauptsächlich von der Performance des Prozessors und nicht von der Grafikkarte. Darüber hinaus belasten sie besonders den Speicherbus.
Mit einer Ausnahme passierten alle Testkandidaten diesen Test in Sachen Kompatibilität einwandfrei. Nur das VIA P4XB-RA machte durch zwei Abstürze unangenehm auf sich aufmerksam.
Bei der Analyse der SYSmark2001-Performance liegen die Chipsätze mit hoher Speichertransferleistung wie der i850, SiS645-PC333 und der P4X266A vorne. Damit hat sich das Optimieren des Speicher-Controllers (Herabsetzen der Latenzzeit) und des Prozessorbusses beim VIA-Chipsatz gegenüber seinem Vorgänger bezahlt gemacht. Der SiS645 kann dem P4X266A nur durch PC333-Speicher folgen. Mit PC266-Modulen bestückt hat er keine Chance.
SYSmark2000
Im täglichen Einsatz spielen Standardanwendungen die Hauptrolle. In Sachen Leistung summieren sich hier die vielen Einzeldisziplinen zu einem homogenen Gesamtbild. Gleichzeitig deckt dieser Test eventuelle Stabilitätsschwächen auf. Wir testen die Systemleistung mit dem Benchmark-Paket SYSmark2000 unter Windows 98 SE. Da es sich ausschließlich um klassische 2D-Anwendungen handelt, profitieren diese Applikationen hauptsächlich von der Performance des Prozessors und nicht von der Grafikkarte. Darüber hinaus belasten sie besonders den Speicherbus.
Im Gegensatz zum SYSmark2001 unter Windows XP schiebt sich der SiS645-PC333 beim SYSmark2000 unter Windows 98 SE an die Spitze des Testfeldes. Hier kann er von seiner hohen Speicherbandbreite profitieren. Überraschend muss der i850 mit RDRAM Federn lassen. Die hohe Latenzzeit des Speichers wirkt hier als Bremsklotz.
Viewperf 6.1.2
Die Leistungsfähigkeit in Sachen OpenGL verifizieren wir mit dem SPECviewperf 6.1.2 der SPECopc. Das CAD-Paket beinhaltet sechs verschiedene Tests. Die vier aussagekräftigsten, die den Speicher- und den Grafikbus mit der vorgegebenen Hardware stark fordern, wählen wir stellvertretend aus. In unserer tecDaten-Tabelle finden Sie die Einzelergebnisse.
Als Repräsentant der SPECviewperf-Suite erlaubt besonders der Test DX-06 Rückschlüsse auf die Speicher-Performance der Testkandidaten. Dabei lassen Chipsätze wie der Intel i850 und der SiS645-PC333 ihre schwächeren Konkurrenten deutlich hinter sich. Der OpenGL-Benchmark nutzt bei seinen Vektorberechnungen vorwiegend große Datenblöcke. Längere Latenzzeiten des RDRAM-Speichers beim i850 fallen dabei nicht mehr ins Gewicht.
Indy3D
Den im professionellen Umfeld wichtigen Bereich Animation/Simulation deckt der Benchmark Indy3D von Sense8 ab. Hier spielen nicht nur Grafikleistung, sondern auch Rechen- und Speicherleistung eine wichtige Rolle. Das gute Zusammenwirken hängt in erheblichem Maße vom eingesetzten Chipsatz ab. Die Kandidaten i850 und SiS645-PC333 dominieren in diesen Disziplinen auf Grund ihrer hohen Speicherbandbreite.
Bei der Animation kann der i850 seine Trümpfe - weniger ins Gewicht fallende Latenzzeiten bei langen Blockzugriffen - ausspielen. Die Differenz beim SiS645 zwischen PC266- und PC333-Bestückung beträgt gerade mal 4,5 Prozent. Die 25 Prozent mehr an Speichertakt zahlen sich also nur bedingt aus.
Unreal Tournament OpenGL
Zur Analyse der OpenGL-Performance verwenden wir zusätzlich den Spiele-Benchmark Unreal Tournament. Er ist gut geeignet, um die Leistungsfähigkeit der Chipsätze für den professionellen Grafikbereich - bevorzugt OpenGL-Anwendungen - auszuloten. Dabei sind Haupt- und Grafikspeicher stark gefordert.
Bei diesem Benchmark offenbart sich eine Schwäche des SiS645. Wegen seiner guten Speichertransferraten müsste der SiS645-PC333 hier punkten. Dass er dies nicht tut, liegt an seiner AGP-Bus-Performance. Seine Transferrate ist neun Prozent schwächer als die des Bestplatzierten. Dieser gebremste Datenfluss zwischen AGP-Grafikkarte und Hauptspeicher erklärt die mäßige Platzierung des SiS645-PC333.
Ergebnisse SPECint_base2000
Als von der Industrie anerkanntes Analysetool 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.
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 abhängig, der Prozessor mit seinem jeweiligen L1- und L2-Cache spielt nur eine untergeordnete Rolle. Von den aufbereiteten und Code-optimierten Daten des 176.gcc-Programms hat der i850 mit RDRAM-Speicher den größten Vorteil. Er setzt sich mit neun Prozent Leistungsdifferenz vor den zweitplatzierten SiS645-PC333 an die Spitze. Mit nur drei Prozent Abstand zum SiS645-PC333 folgt der P4X266A. Die Chipsätze mit schnellem Speicher-Interface können sich hier absetzen.
Ergebnisse: SPECfp_base2000
Als von der Industrie anerkanntes Analysetool 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.
In Sachen Fließkomma-Programme eignet sich die Anwendung 171.swim für die Beurteilung des Speicher-Controllers. Hier gewinnt der i850 mit PC800-RDRAM. Erst mit einem respektablen Rückstand von 19 Prozent folgt ihm der SiS645-PC333. Im Vergleich zur RDRAM-Konfiguration büßen der P4X266A und der SiS645-PC266 ganze 25 Prozent ein. Der i850 profitiert in diesen Disziplinen deutlich von den optimalen Compiler-Optionen. Die daraus generierten Speicherkommandos für die CPU, wie zum Beispiel die 128-Bit-Load-Befehle, kommen ihm zugute.
3DMark2001
Im 3D-Spielebereich steigt der Bedarf an Rechenpower weiterhin. So belastet insbesondere der Benchmark 3DMark2001 Pro den AGP- und Speicherbus stark.
Bei diesem Test scheint die Chipsatzwelt in Ordnung zu sein. Der Intel i850 mit der höchsten theoretischen Speicherbandbreite liegt knapp in Führung. Dahinter folgen der SiS645 mit PC333 und der VIA P4X266A. Doch der Schein trügt: Wie schon bei den OpenGL-Tests kann der SiS645-PC333 seine gute Speicher-Performance nicht in eine gute 3D-Performance umwandeln. Schuld daran ist die AGP-Implementierung bei diesem Chipsatz. Gute Arbeit hat VIA beim Remake des P4X266 geleistet. Der VIA P4X266A mit optimiertem Speicher-Interface kann gegenüber seinem Vorgänger sechs Prozent zulegen.
3DMark2000
Der 3DMark2000 Pro ist der Vorgänger des Benchmarks 3DMark2001 Pro. Er bietet ebenfalls umfangreiche 3D-Tests und belastet den AGP- und Speicherbus stark.
Ein ähnliches Ergebnis wie der 3DMark2001 Pro liefert auch der 3Dmark2000 Pro . Allerdings haben der Intel i850 und der SiS SiS645-PC333 die Plätze getauscht. Hier wirkt sich die hohe Latenzzeit des RDRAM-Speichers stärker als Leistungsbremse aus. Zusätzlich fällt die schwache AGP-Leistung des SiS645 mit PC333-Speicher nicht so stark ins Gewicht.
Unreal Tournament
Unreal Tournament verwendet mit der Option "Software Rendering" die 3D-Beschleunigung der Grafikkarte nicht. Damit übernimmt der PC-Prozessor die grafischen Berechnungen. Die Chipsätze mit hoher Speichertransferleistung gewinnen. Lediglich der SiS645-PC333 kann seine gute Lowlevel-Leistung nicht unter Beweis stellen - sein AGP-Bus bremst ihn aus.
Wenn es darum geht, den Speicherbus auszureizen, eignet sich der Spiele-Benchmark Unreal Tournament mit Direct3D-Unterstützung gut. Dieser sollte hauptsächlich Chipsätzen wie den SiS645-PC333 zugute kommen, die über eine hohe Speicher-Performance verfügen. Doch weit gefehlt, bei diesem Benchmark punkten der Intel i850 und der VIA P4X266A. Sie haben aber eine niedrigere Speichertransferleistung als der SiS645-PC333. Dieser kann seine hohe Lowlevel-Leistung auf Grund der schwachen AGP-Bus-Performance nicht in die Praxis umsetzen. Die Einzelergebnisse der Benchmarks finden Sie in unser tecDaten-Tabelle.
Bus-Performance AGP
Der AGP-Port mit seinem 32 Bit breiten Datenbus kann im AGP-4x-Modus Daten mit maximal 1017,3 MByte/s übertragen. In der Praxis sieht es aber ganz anders aus. Hier spielen neben der Grafikkarte Zugriffsprioritäten, Latenzzeiten und die Auslastung des Prozessors und Speichers eine Rolle. Unser Programm tecBus schaltet alle überflüssigen Prozesse des Betriebssystems aus, so dass wir anhand von 128-Bit-SSE-Befehlen die maximale Datentransferleistung ermitteln können. Wie gut die einzelnen Chipsätze die Datenübertragung organisieren, zeigen unsere Benchmarks.
Die Ergebnisse belegen, dass nur der SiS645-PC333 aus dem Rahmen fällt. Alle anderen Chipsätze liegen nahezu gleichauf. Der SiS645 mit PC333 landet abgeschlagen auf dem letzten Platz, sogar hinter der Kombination aus SiS645 und PC266-Speicher. Ein Grund für das schlechte Abschneiden des SiS645 mit PC333 ist der nicht optimal arbeitende Memory-Arbiter, der unter anderem den asynchronen Datenfluss vom und zum AGP-Interface regelt.
Bus-Performance PCI
Die Überprüfung der PCI-Performance mit einem Ultra-ATA/133-RAID-System offenbart hohe Leistungsunterschiede bei den Burstraten. Trotz der theoretisch ausreichend vorhandenen Bandbreite bremsen einige Chipsätze die Leistung über Gebühr.
Die Chipsätze i850 und der SIS645 PC266 kommen auf bis zu 99 MByte/s. Mit zirka 7 MByte/s Differenz folgen der i845-PC133/PC266 und der SiS645-PC333. Die VIAs P4X266 und P4X266A bilden mit einer Transferleistung von zirka 60 MByte/s die Schlusslichter.
Messungen der Burstrate mit einer PCI-Grafikkarte bestätigen die guten Leistungen der Intel-Chipsätze, insbesondere beim i850 mit einem Ergebnis von über 98 MByte/s. In einem deutlichen Abstand von rund 16 Prozent und mehr folgen VIA und SiS. Der i845 mit PC133/PC266-Speicher liegt nur 2,5 Prozent hinter dem führenden Chipsatz.
Timing PCI-ATA/133
Die Auswertung des PCI-Timings der einzelnen Chipsätze aus den Ultra-ATA/133-Burstmessungen liefert die Ursachen für die Schwächen einiger Testkandidaten. So transferiert der PCI-Bus in diesem Fall bei den VIA-Chipsätzen maximal 24 Datenpakete am Stück, danach wird ein neuer Zugriff eingeleitet. In einem Burstzyklus kommen so nur Datenblöcke von 96 Bytes zusammen. Mit Hilfe eines Patches hat VIA diese Probleme in den Griff bekommen, nach seiner Installation finden die VIA-Chipsets leistungsmäßig mit 88 MByte/s Anschluss. Der Patch erhöht die Anzahl der Datenpakete auf 120, so dass der PCI-Bus 480 Bytes unterbrechungsfrei senden kann.
Die Intel-Produkte übertragen dagegen bis zu 1024 Datenpakete im Burstmodus ohne Unterbrechungen. Das entspricht einem Datenblock von 4096 Bytes. Durch die längeren Blockgrößen reduziert sich die Summe der Latenzzeiten pro Datenübertragung. Bei den Ultra-ATA/133-Burstraten hält der SiS645-PC266 mit den Intel-Chipsätzen mit. Der SiS645 arbeitet im Burstmodus mit Blocklängen von 256 Datenpaketen, was einer Datenmenge von 1024 Bytes pro Zugriff entspricht. Die etwas höhere Latenzzeit gegenüber den Intel-Chipsätzen spielt hier keine signifikante Rolle.
Die im Vergleich zum i850 und SiS645-PC266 niedrigeren Transferraten des i845-PC133/266 und SiS645-PC333 sind auf längere Ausleitzeiten der einzelnen Bursttransfers zurückzuführen.
Timing PCI-Grafik
Die Timings mit der PCI-Grafikkarte zeigen ein anderes Signalverhalten als die Ultra-ATA/133-Messungen.
Die getesteten Chipsätze von VIA und SiS arbeiten in diesem Burstmodus überwiegend mit acht und weniger Datenpaketen pro Block. Dadurch summieren sich die vielen Latenzzeiten. Muss der SiS645 mit PC333-Speicher arbeiten, ist dieser Effekt nochmals höher als bei Verwendung von PC266-Speicher. Von einer optimalen Anpassung des Chipsatzes auf PC333 kann also keine Rede sein. Die Intel-Chipsätze regeln die Datenübertragung auf die PCI-Grafikkarte besser. Sie arbeiten mit 16 und mehr Datenpaketen pro Block. Daraus resultiert die höhere Transferrate. Der VIA-PCI-Patch hat auf die Performance der PCI-Grafik keinen Einfluss.
EIDE-Burstrate
Die maximale Schnittstellengeschwindigkeit zwischen Festplattenpuffer und dem internen EIDE-Controller überprüfen wir mit unserem Lowlevel-Benchmark tecHD. Diese Burstrate erlaubt eine fundierte Aussage darüber, wie gut der Datenaustausch zwischen South- und Northbridge funktioniert. Hier sollten Engpässe nicht zu erwarten sein. Denn die Bandbreiten von 254 MByte/s bei Intels Hub-Interface und VIAs V-Link sowie bei MuTIOL (Multi-Threaded-I/O-Link) von SiS mit 509 MByte/s dürften mehr als ausreichend sein.
Die ermittelten Ergebnisse decken sich mit unseren Erwartungen. Alle Testkandidaten kommen sehr nahe an die maximale theoretische Datenrate von 95 MByte/s (Ultra-DMA/100-Modus) heran. Am besten schneidet mit 89 MByte/s der SiS645 mit der SiS961-Southbridge ab. Er kann im Vergleich zu den übrigen Kandidaten im Testfeld einen geringen Leistungsvorsprung von zirka 3 MByte/s für sich verbuchen. Die Einzelergebnisse finden Sie in unserer tecDaten-Tabelle.
EIDE-Kopierleistung
Viel wichtiger als die maximale theoretische Schnittstellengeschwindigkeit ist der praxisorientierte Kopierwert. Wir ermitteln ihn mit unserem Programm tecMark.
Der Benchmark zeigt: Abgesehen von der Streuung des Benchmarks liegen alle Testkandidaten gleichauf. Trotz des schnellen Ultra-DMA/100-Modus erreichen alle Chipsätze nur eine maximale Kopierleistung von 17 MByte/s.
EIDE-Signaltiming
Neben der Datenrate der EIDE-Schnittstelle ist das Timing-Verhalten wichtig. Das Timing-Diagramm verdeutlicht am besten, wie gut die Chipsätze den Datenaustausch des integrierten EIDE-Controllers steuern. So sind mögliche Probleme bei der Übertragung auf Anhieb zu erkennen.
Die Analyse der Timing-Verläufe mit dem Logic-Analyzer TL704 von Tektronix bescheinigte allen Chipsätzen eine korrekte Funktionsweise des EIDE-Controllers. Der Datenaustausch erfolgt korrekt mit steigender und fallender Flanke.
Darüber hinaus untersuchen wir auch das Burstverhalten der integrierten EIDE-Contoller mit dem Logic-Analyzer. Hier gab es bei den Testkandidaten ebenfalls keinen Grund zu Beanstandung. Nach einem initiierten Burstzugriff werden die Daten unterbrechungsfrei in einem Block zwischen Festplatte und Controller übertragen. Danach erfolgt eine korrekte Ausleitung des Bursts.
Fazit
Ein Chipsatz soll stabil seine Arbeit verrichten, ist die Performance dabei gut, umso besser. Der VIA P4X266A ist der schnellste Chipsatz für PC266-DDR-SDRAM-Speicher. Teilweise schlägt er sogar den SiS645 mit PC333. Allerdings absolvierte unser Vorserien-Board P4XB-RA von VIA den Testparcours nicht ohne gelegentliche Abstürze. Ohne installierten Patch hat der VIA-Chipsatz darüber hinaus ein Problem mit der PCI-Performance. Sind große Datenmengen zu transportieren, bricht die PCI-Leistung empfindlich ein, was auch zu Kompatibilitätsproblemen mit Echtzeit-Sound- und Video-Hardware führen kann.
Intels i845 mit PC266-Speicher bietet dagegen solide Leistungswerte und läuft stabil - ohne Patch-Flickwerk. Die Variante für PC133 ist auf Grund der niedrigen Speicherbandbreite nicht zu empfehlen. Der i850 liefert mit RDRAM ebenfalls eine sehr gute Performance und Stabilität.
Gegenüber dem P4X266A kann sich der SiS645 nur mit PC333-DDR-SDRAM behaupten. Zudem ist mangels finalem Standard nicht garantiert, dass entsprechende Mainboards mit jedem PC333-Modul einwandfrei zusammenarbeiten - ein K.O.-Kriterium für diese Kombination. Die Leistungsdifferenz zu Pentium-4-Chipsätzen mit DDR266-Speicher beträgt bestenfalls sechs Prozent. In der Praxis ist dieser Performance-Unterschied kaum wahrnehmbar. Daher sollten Faktoren wie Stabilität, Kompatibilität und Ausstattung den Ausschlag für ein Mainboard geben.
Technologisch bieten zur Zeit nur Chipsätze mit DDR-oder RDRAM-Unterstützung das richtige Umfeld für den Pentium 4. Ob es gleich PC333-DDR sein muss, sei dahingestellt. Ansonsten bleibt Intel seinem Ruf treu, nicht die ersten und nicht die schnellsten Chipsätze einer Technologie zu liefern. Dies ermöglicht aber solide Produkte, und die sind im professionellen Umfeld Flickschusterei in jedem Fall vorzuziehen. (hal)