В последно време, на фона на постоянно появяващите се нови и модернизирани решения от известни и неизвестни производители и фирми, една компания е обсебила почти всяка новинарска рубрика - това е NVIDIA. Поглеждаш към някой вестник - винаги има статия или коментар за NVIDIA графичен чип. В Интернет - практически на всеки сайт, занимаващ се със следене на събития от света на компютърните технологии. Във всяка ценова листа с компютърни компоненти колонката на видеокартите с чип NVIDIA е най - дълга. Дали това е умело реализиран маркетингов план или наистина хората от NVIDIA са успели да създадат поредица от изключителни продукти? В днешно време трудно меже да се даде еднозначен отговор на този въпрос. Може би "да", но не се знае докога... Последната разработка на NVIDIA в областта на графичните чипове - GeForce 3, съдържащ над 56 000 000 транзистора (за сравнение, процесорът Intel Pentium 4 съдържа "само" 42 млн, и то голяма част от тях формират вградения кеш), дългосрочното споразумение с Microsoft, както и новите разработки в областта на чипсетите показват, че явно екипът на NVIDIA има достатъчно знания и умения, които в крайна сметка ще им позволят да се намесят и участват на пазара на чипсети. Става въпрос за новото творение на NVIDIA - nForce.

Това не е първия чипсет на NVIDIA - някои може би си спомнят NV1 - революционния за времето си чипсет с вграден аудиопроцесор, който не бе удостоен от производителите с необходимото внимание.

Ситуацията в момента е следната: за офисни приложения се купуват конфигурации с интегрирано графично ядро със смешна тримерна производителност, или с отделна карта от нисък клас, която почти не поддържа 3D. Oт друга страна, за да могат да се използват новите решения, да не говориме и за игрите, най - лакоми за 3D мощ, потребителите биват подтиквани към друг клас графични карти - тези с интегрирани 3D функции. Освен това, напоследък се очертава тенденцията към превръщане на компютъра от пишеща машина в център за мултимедийна обработка. Аз намирам този подход за правилен. В крайна сметка, например, кой днес използва монохромни дисплеи?

И така, сега целта на NVIDIA е да успее да убеди потребителите, че за пълноценната им офис и домашна работа те имат нужда от графични акселератори с 3D възможности (например при процесорите с техните галопиращи мегахерци вече трудно вече трудно можеш да убедиш някой да се ъпгрейдва на три месеца, за да получи 3% прираст в производителността).

Идва времето на друг подход - силно интегриран чипсет с маса хардуерно реализирани функции и решения - мощен видеоакселератор, поддръжка на DDR RAM, вграден звук, мрежа и т.н. и то на добра цена. В комбинация с постоянно поевтинявящите мощни процесори (например, на AMD :) се получава нужното решение за корпоративния, като най - доходоносен, и за домашния сегмент на пазара, и то на ниска цена.

Да видим какво ново включва новия набор от NVIDIA: nForce, засега само на теория, но скоро, надявам се и на практика:

1. Архитектура - Чипсетът е реализиран като класическия набор от две микросхеми, но, за разликаот наименованията и конструкцията им вместо северен и южен мост (south & north bridges),NVIDIA въвежда нови наименования: вместо north bridge - nForce Integrated Graphics Processor (IGP), и вместо south bridge - nForce Media & Communications Processor (MCP), които в съвкупност образуват nForce Media & Communications Platform Progressing Architecture. Всеки от отделните съставни процесори ще разтовари централния процесор от специфичните процесори и изчисления, които ще се извършват в съставните модули (за да не се получава ситуацията, например, с AC'97 звука, изяждащ над 10% от процесорната мощ).

 

2. Integrated Graphics Processor

 

Както се вижда от диаграмата, централно свързващо място заема блокът Single Intelligent Arbiter, управляващ и свързващ всички останали съставни блокове на IGP, и, освен това, управляващ преноса на данни към външната AGP 4x шина, вградения графичен процесор от класа на GForce MX200 и към лицензираната от AMD шина за пренос на данни Hyper Transport, която свързва IGP и MCP и позволява пренос на данни със скорост до 800 MB/sec.

За да осигурят на съвременните високоскоростни процесори непрекъснат поток от данни, всички чипсети използват различни методи за предварително кеширане на данните, а освен това, с цел кеширане на ограничени обеми от наистина необходими данни се използват различни алгоритми за предсказване и подбор на данните още в процеса на подготовка на им, преди те да са били изискани от процесора. Този механизъм за предсказване на данните, вграден в чипсета на NVIDIA, носи наименованието Dynamic Adaptive Speculative Pre - Processor (DASP). Този механизъм не е ограничен само в предсказване на данни, той участва и в управлението на процеса на техния избор, запис, кеширане и четене.

Подобен механизъм преди година - две е вградила и AMD в тогавашния си процесор AMD Athlon K7 под наименованието Super Bypass, позволяващ на процесора да прочита данни от определена област от паметта. DASP позволява, следейки предходните заявки на процесора за получаване на данни от определена област от паметта, да предскаже кои точно данни ще му потрябват в следващия момент и да ги зареди предварително, в кеша на DASP. Това позволява да бъде намален броя на свободните цикли на процесорните конвейери, поради липсващи данни за последваща обработка. Това, че данните са заредени предварително в бързодействащия кеш на DASP, който има ниска латентност, вместо в оперативната памет, според проектантите на nForce би намалило латентността наполовина.

В случай че данните, заредени в кеша на DASP, са предсказани погрешно, чипсетът е проектиран така, че позволява в този случай процесорът да прочете необходимите му данни директно от паметта, без да преминава през DASP. Операцията по прочитане на данни от кеша може да протича едновременно с операцията по запис на следващата порция данни в кеша.

Според изследвания от NVIDIA, използването на DASP (спрямо изключен такъв) дава до 30% увеличение на производителността в такива процеси, като копиране от и в паметта или търсене на данни.

Да преминем към следващия иновационен блок от IGP, който представлява интерфейс към оперативната памет, която, както ще прочетете по - надолу се използва и за памет на вградения видеоконтролер (това се нарича SMA - Shared Memory Architecture), което накара NVIDIA да увеличи разрядността на шината на паметта до 128 бита, което дава 4.2 GB трансфер (!).

Контролерът, отговарящ за DDR паметта, е изцяло нова разработка на NVIDIA и е изграден по новата двуканална архитектура, наречена TBMA (Twin Bank Memory Architecture), която, благодарение на 128 битовата си разрядност дава тази гигантска за моментапропусквателнаспособност от 4.2 GB/sec при положение, че се използва PC2100 DDR RAM. Режимът на работа на контролера - 64 или 128 бита, общия обем оперативна памет (включена е поддръжка и на вече "отиващата" си SDR DRAM) - 1.5 GB върху 3 слота.

Двата канала са независими и отделно програмируеми, допускат използването на различни типове памет (напр. PC1600+PC2100). Както споменах по - горе, контролерът за паметта е двуканален, и се състои от два независими 64 - разрядни контролера, всеки един от които е проектиран така, че за един такт да може да излъчи 128 бита данни, при положение, че по принцип всички типове данни, с които работи процесора и графичния процесор, са оптимизирани за 64 - битов достъп. Независимостта на контролерите позволява, например, на процесора да не изчаква, докато единия от контролерите, обслуващ в този момент графичния процесор, да приключи операцията, а да използва другия.

3. Графичен процесор (GPU) - Трудно може да се направи извод и прогнози относно производителността на вграденото в IGP графично ядро, докато не се появят и тестват серийните образци на платки от големите партньори на NVIDIA - Abit, ASUS, MSI. Това, което може да се твърди със сигурност, е, че ще има интегрирано графично ядро с изключителна (в сравнение с другите интегрирани такива) производителност (поне на нивото на GeForce MX 200).Най - вероятно ще има 2 разновидности на чипсета - с 64 - и с 128 - битов достъп до паметта. Широчината на вътрешния интерфейс между графичния и централния процесор, интегриран в IGP, ще ни даде пропусквателна способност на ниво AGP 8x, разбира се, ако в същото време процесорът и другите подсистеми не използват едновременно интензивно шината.

Разбира се, този чипсет няма да задоволи апетита на "твърдия" геймър, поне в частта на графиката, но, както отбелязах в началото, това е решение за други пазарни сегменти, и то много добро като производителност и изгодно като цена. Съвременния геймър жадува за изчислителната мощ на GeForce 3, но, както знаем, там цената само на видеокартата с този чип е около $400.

4. Media and communication processor (south bridge)

Архитектура: