Preview : NVIDIA nForce3 250Gb - version imprimable

Preview : NVIDIA nForce3 250Gb
Cartes Mères
Publié le Mercredi 10 Mars 2004 par Marc Prieur

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Page 1 - Introduction, le nForce3 250

NVIDIA était le premier constructeur tiers à fournir un chipset pour la plate-forme AMD de 8è génération avec son nForce3 150. Disponible dès Juillet pour la plate-forme Opteron sous sa déclinaison « Pro », il fut ensuite décliné en version standard pour le lancement des Athlon 64 fin Septembre.

Cette avance toute relative sur le développement de son chipset ne fut pas forcément un avantage pour NVIDIA. En effet, en septembre le constructeur n’était plus le seul et VIA proposait avec son K8T800 un chipset supportant un lien HyperTransport plus rapide ainsi que la gestion native du Serial ATA.

Après plusieurs mois de retard, NVIDIA revient sur le devant de la scène avec le nForce3 250Gb. Nous avons pu tester ce chipset sur une carte mère de référence NVIDIA, l’occasion donc de vous proposer cette preview.

Le nForce3 250

Comme le nForce 3 150, le nForce3 250 est composé d’une seule et unique puce regroupant toutes les fonctionnalités, ce qui permet de s’affranchir des latences inhérentes à l’utilisation d’un bus externe comme c’est le cas dans un chipset classique composé d’un Northbridge et d’un Southbridge.

Parmi les fonctionnalités qui sont d’habitude l’apanage du Northbridge, la gestion de l’AGP n’a pas changé puisque l’on reste à l’AGP 3.0, c´est-à-dire l’AGP 8x. Pas de changement de ce côté, et il faudra donc repasser plus tard pour ce qui est du PCI Express. Le lien HyperTransport à pour sa part été amélioré. En effet, sur nForce3 150 nous avions droit à un bus à 600 MHz fonctionnant en 16 bits dans le sens CPU vers Chipset et en 8 bits dans l’autre sens, soit respectivement 2.4 et 1.2 Go /s de bande passante. Sur nForce3 250, on passe à un bus 800 MHz et 16 bits dans tous les cas, soit 3.2 Go /s dans chaque sens, comme sur VIA K8T800. Il faut noter que le nForce3 250 supporte également le bus HT 1 GHz qui sera utilisé par les futurs processeurs Athlon 64 Socket 939.

Côté southbridge, NVIDIA n’a pas touché à l’audio, qui reste de type AC’97 2.1. L’APU semble donc malheureusement définitivement faire partie du passé pour NVIDIA, tout du moins dans une version intégrée puisque certaines rumeurs font état de la réapparition de la puce sous la forme d’une puce à part entière. Le contrôleur USB est également identique et à la norme 2.0, le nombre de ports pouvant atteindre 8.

En fait, les améliorations se situent à deux niveaux : le stockage et le réseau. Côté stockage, le nForce3 250 gère en effet le Serial ATA en natif. Deux contrôleurs sont intégrés au sein du chipset, il communique de base avec 2 ports mais on peut atteindre un total de 4 ports via une puce PHY externe. Le RAID est géré, que ce soit du 0 (stripping), 1 (mirroring) ou 0+1, et il est possible de créer une array utilisant à la fois un disque SATA et un disque ATA.

Côté réseau, le nForce3 250 est dans sa version standard doté d’un contrôleur 10/100 Mbits. Comme son nom l’indique, le nForce3 250Gb va plus loin puisqu’il gère le réseau Gigabit, soit un débit maximal théorique de 125 Mo /s. La version Gb intègre également la technologie NVIDIA Firewall, qui est une solution de pare-feu semi matérielle.

Comme sur le nForce3 150, NVIDIA propose NV System Utility, qui fait office de monitoring et qui permet aussi de régler sous Windows des paramètres tels que la latence mémoire. Le panneau de contrôle de l’audio AC’97 n’a pas non plus changé.

Page 2 - Plate-forme de référence & carte MSI

La plate-forme de référence

Pour ce test, NVIDIA nous a fournit une plate-forme de test architecturée autour de la carte mère de référence nForce3 250Gb. Cette carte disposait de toutes les fonctionnalités, avec notamment pas moins de 4 ports Serial ATA gérés en natif. La machine était livrée avec un système complètement pré-installé sur lequel se trouvait également divers benchmarks sélectionnés par NVIDIA.

Nous avons bien entendu utilisé notre propre installation pour les tests.

La carte MSI

MSI est le premier à nous avoir fournit une carte mère nForce3 250Gb. Toutefois, cette dernière n’étant qu’en version 0B et disposant encore d’un bios beta, nous ne l’avons pas intégrée dans nos benchs car elle n’est pas forcément complètement représentative de ce que sera la version finale de la carte, malgré que les performances soient comparables à la carte de référence NVIDIA.

En terme de fonctionnalités, MSI n’a pas lésiné puisque que la carte intègre bien les 4 ports Serial ATA gérés par le nForce3 250Gb, dispose en sus du Gigabit NVIDIA d’une puce Realtek Gigabit ainsi que d’un contrôlleur FireWire VIA. Les sorties audio sont également bien présentes avec 5 entrées / sorties analogiques, une sortie numérique coaxiale et une sortie numérique optique. La carte MSI, dont le nom commercial n’est pas encore connu, a donc à priori tout pour plaire. Sa disponibilité est prévue pour début Avril.

Page 3 - Serial ATA & RAID

Serial ATA & RAID

La première étape dans la création du RAID se passe au boot, avec dans un premier temps la définition dans le bios de la carte mère des ports ATA & SATA RAID, et dans un second temps la création d’une Array RAID.

Le logiciel NVRAID, dont voici quelques captures lorsqu’il est utilisé sur une Array composée de deux Raptor WD360GD, est plus que basique. En effet, il ne permet pas de définir une Array sous Windows, et n’offre aucune fonctionnalité supplémentaire d’alertes au contraire du logiciel fourni avec une puce Silicon Image.

On espère donc que NVIDIA fera des efforts de ce côté, puisque la seule fonctionnalité concrète du logiciel NVRAID à l’heure actuel est un simple affichage de votre configuration RAID. On notera toutefois que si un de deux disques d’un mirroring vient à être déconnecté à chaud, lorsque ce dernier est rebranché NVRAID vous permet de recréer le mirroring sous Windows.

Passons maintenant aux mesures de performances, effectuées avec deux Raptor WD740GD en stripping, afin de pousser le NVRAID dans ses derniers retranchements. Nous avons également intégré 3 solutions trouvables sur plate-forme Athlon : le RAID du southbridge VIA VT8237, ainsi que les puces PCI Promise et Silicon Image que l’on trouve sur certaines cartes, ici les ASUSTeK K8V Deluxe et Gigabyte K8NNXP.

Notre premier test est une mesure du débit en lecture de notre stripping en début de piste via Winbench 99. Les solutions VIA et NVIDIA tirent leur épingle du jeu avec pas moins de 137.3 Mo /s en pointe, les solutions Silicon Image et Promise étant à la traîne. En fait, ces deux puces sont limitées par la vitesse pratique du bus PCI, au contraire des solutions VIA et NVIDIA qui sont intégrées au chipset.

Vient ensuite le test d’utilisation processeur du chipset. Pour se faire, nous avons utilisé le test intégré à Winbench 99, mais l’avons légèrement modifié pour qu’il ne se fasse pas à la vitesse de 4 Mo /s mais ... 80 Mo /s, avec des lectures par bloc de 16 Ko, soit 5000 transfert de 16 Ko par seconde. Autant dire que c’est une situation extrême, mais notre but est de mettre en avant l’utilisation processeur.

La solution Promise s’en tire le mieux puisqu’elle arrive à seulement 11.4% d’utilisation CPU, contre 15.8% chez VIA. Le nForce3 250Gb consomme nettement plus de ressources puisqu’on atteint les 24.1%, alors que la solution Silicon Image est en queue de peloton avec 27.7% d’utilisation CPU.

Pour finir, voici les performances pratiques mesurées avec le High End Disk Winmark 99. Le driver et la puce Silicon Image tire son épingle du jeu. NVIDIA arrive en 2nde position, suivit de Promise et de VIA.

Page 4 - Gigabit Ethernet & Firewall

Gigabit Ethernet & Firewall

Nous passons maintenant au test de l’interface Gigabit Ethernet. Ce type de mesure est assez difficile à mesure puisqu’il faut réussir à saturer l’interface. Heureusement, la société Ixia fournie avec un IxChariot un logiciel permettant de faire des tests de réseaux très précis, et se sans passer par un transfert de disque à disque qui pourrait être limitant.

En effet, pour bien tester une interface Gigabit en Full Duplex, il faudrait au moins deux machines avec dans chaque machine 2 stripping de 2 Raptor WD740GD (ou équivalent), ce qui prouve d’ailleurs que pour une utilisation personnelle les débits maximums offert par une telle interface sont pour le moment plus que suffisants.

Reste ensuite à trouver une configuration de test permettant de stresser au maximum l’interface Gigabit de NVIDIA, annoncée comme plus rapide qu’une carte Gigabit Ethernet PCI ou que l’Intel Gigabit intégré via le bus CSA sur i865PE / i875P. NVIDIA se propose bien de fournir un serveur bi-Xeon doté d’une carte réseau Alacritech fonctionnant sur un PCI 64 bits / 66 MHz afin de reproduire les tests effectués lors de leur représentation ou dans leur « reviewer’s guide », mais nous avons utilisé notre propre ensemble de test réseau.

Ce dernier était constitué d’un Switch Gigabit NetGear, auquel était connecté 3 machines : le nForce3 250Gb d’une part, ainsi que deux machines à base de cartes i875P et dotées d’une puce réseau Intel Gigabit fonctionnant sur bus CSA (266 Mo /s, contre 133 Mo /s pour le PCI). Nous avons utilisé le logiciel IxChariot et son script High_Performance_Throughput afin de charger les puces réseaux. En sus des résultats pour la solution NVIDIA, nous avons intégré les résultats obtenus de la solution Intel CSA mais aussi les performances des puces 3Com Marvel et Realtek Gigabit qui sont souvent intégrées sur des cartes mères, ici respectivement les ASUSTeK K8V Deluxe et Gigabyte K8NNXP.

Les résultats confirment la domination de la solution NVIDIA en terme de débit, puisqu’on atteint plus de 940 Mb /s en émission comme en réception, ce qui est mieux que toutes les autres solutions. Suit la puce Intel ainsi que la puce Realtek, et loin derrière la 3Com intégrée au sein de la K8V Deluxe qui offre des performances assez basses, même si ces dernières restent suffisantes pour un réseau Gigabit personnel puisqu’il faut avoir les disques durs qui suivent derrière pour fournir un tel débit (divisez par 8 pour obtenir le débit en Mo /s).

Lorsque l’on combine émission et réception, les puces PCI Realtek et 3Com Marvel sont larguées, si bien qu’on peut se demander si elles fonctionnent réellement en full duplex, l’autre limitation se situant bien entendu au niveau du bus PCI standard. La solution Gigabit Intel CSA arrive en deuxième position, et c’est une fois de plus la solution nForce3 250Gb qui est en tête, avec un débit 17% supérieur.

Nous avons mesuré le taux d’utilisation processeur (sur un Athlon 64 3000+) lors de ce test en émission et réception, c’est à dire lorsqu’ils sont utilisés à leur maximum. La puce 3Com s’en tire le mieux avec seulement 19.7% d’utilisation processeur, contre 57.7% pour le nForce3 250Gb et 59.1% pour le Realtek. Il faut toutefois mettre ces mesures en relation avec les débits : en effet, pour 1% d’utilisation processeur, le 3Com transfère 29.12 Mb /s, contre 25.4 Mb /s pour le nForce3 250Gb et ... 12.7 Mb /s pour le Realtek, qui est donc clairement la moins bonne solution de ce côté.

La solution Intel CSA n’est pas directement comparable puisque le processeur n’est pas le même, toutefois sur un Pentium 4 3.0 GHz on arrive avec un débit de 1252 Mb /s à seulement 30.6% d’utilisation processeur. On notera que l’HyperThreading aide beaucoup ici puisque sans HyperThreading ce chiffre monte à 54.3%.

En sus du réseau Gigabit, la version « Gb » sur nForce3 250 dispose de NV Firewall. Il s’agit en fait du premier firewall intégré dans les drivers par un constructeur de chipset, et il a l’avantage d’être pris en charge de manière semi matérielle par le chipset afin d’alléger le processeur. Pour sa configuration, NVIDIA offre une interface Web (qui permet aussi de configurer la carte réseau).

Ce firewall, qui est en cours de test chez ICSA Labs en vue de certification, est complet et permet d’effectuer des filtrages en fonction du domaine, de l’adresse IP, du port ou encore du type de paquet. Des configurations sont proposées par défaut, mais il est possible de les personnaliser manuellement, avec l’aide optionnelle d’assistants. NVIDIA nous a indiqué par ailleurs qu’il voulait travailler avec les différents intervenants du secteur du Firewall logiciel afin de leur permettre d’utiliser l’accélération matérielle du nForce3 250Gb.

Page 5 - Winstone 2004 & Compression vidéo

Configuration de test :

Pour le reste des tests, nous avons utilisé la configuration suivante :

- Athlon 64 3000+
- 2x512 Mo Corsair PC3200
- Disque Dur Western Digital
- ATI Radeon 9700 Pro (Catalyst 3.4)
- NVIDIA GeForce FX 5900 XT (Detonator 53.03)
- Windows XP SP1 version française

Les cartes suivantes ont été utilisées :

- Gigabyte K8NNXP (nForce3 150)
- ASUSTeK K8V Deluxe (VIA K8T800)
- Carte NVIDIA de référence (nForce3 250Gb)

Business Winstone 2004

On commence avec Business Winstone 2004, une suite de tests applicatifs utilisant des scripts pour simuler une utilisation du PC des logiciels de type bureautique, compression de fichier et antivirus. Le nForce3 tire ici son épingle du jeu, puisqu’il est devant, que ce soit dans l’actuelle version 150 ou la nouvelle révision 250Gb. L’écart est faible, mais notable.

Encodage DiVX

Lors de la conversion d’un fichier MPEG2 au format DiVX 5 avec FlaskMPEG, c’est le K8T800 qui prends les devants. Toutefois, l’écart avec le nForce3 250Gb est encore plus faible que sous Winstone puisque inférieur à 0.4%.

Page 6 - UT2003 & Viewperf

Unreal Tournament 2003

Voici maintenant le framerate obtenu sous Unreal Tournament 2003, avec une démo de notre cru. Ces tests ont été effectués en 800*600 afin de bien mettre en avant l’aspect chipset et de ne pas être limité par la carte vidéo :

Le nForce3 250Gb arrive en première position, quelque soit la carte graphique, suivit du K8T800 de VIA. Le nForce3 150 ferme la marche.

Viewperf 7.1

Notre dernier test de performance est Viewperf 7.1. Ce test destiné à mesurer les performances dans une utilisation OpenGL avancée (3D professionnelle) a l’avantage d’être très lourd, notamment au niveau de la mémoire ou encore de la bande passante AGP. Afin de rendre les résultats plus lisibles, nous avons retranscris les résultats sous forme d’indice, l’indice 100 étant le résultat obtenu par le K8T800.

Le nForce3 150 est en retrait par rapport au VIA K8T800, très légèrement avec une Radeon 9700 Pro et paradoxalement plus nettement avec une GeForce FX 5900 XT. Par contre, si le nForce3 250Gb est très légèrement derrière le K8T800 avec la carte ATI, il tire très nettement son épingle du jeu avec une carte NVIDIA, si bien qu’on peut se demander si NVIDIA n’aurait pas implémenter une optimisation spéciale pour les transferts AGP entre ses GPU et son nouveau chipset.

Page 7 - Conclusion

Conclusion

Le nForce3 250Gb, tel qu’il est implémenté au sein de la carte de référence que nous avons pu tester, est plus que prometteur. Il vient combler les défauts du nForce3 150, que ce soit en terme de fonctionnalités ou de performances. Pour les fonctionnalités, on pense bien entendu à la gestion native du Serial ATA. Le chipset gère ainsi 2 ports, et les constructeurs de cartes mères peuvent aller jusqu’à intégrer 4 ports gérés par le nForce3 250 à condition d’utiliser une puce supplémentaire pour effectuer la liaison (un PHY).

L’intégration du Gigabit est également une bonne chose, d’autant que la solution NVIDIA est très performante comme vous avez pu le voir au cours de cette preview, et les fonctionnalités ne sont pas en reste avec l’intégration d’une solution de pare-feu native. L’intégration du Gigabit comme du Serial ATA permet de plus de se passer de puces additionnelles utilisant un bus PCI qui commence à être un facteur limitant comme c’était le cas sur nForce3 150.

Du côté des performances pures, l’accélération du lien HyperTransport afin d’arriver à un lien à 3.2 Go /s dans chaque direction, comme sur le K8T800 de VIA, est un plus non négligeable. Cela permet en pratique au nForce3 250Gb de prendre généralement le dessus sur le VIA K8T800 en terme de performances, mais l’écart reste tout de même très faible. Il faut dire que l’intégration du contrôleur mémoire directement au sein du processeur lisse considérablement les performances des différentes solutions, alors que l’efficacité du contrôleur mémoire était un élément clef des performances des chipsets pour Athlon XP, ce qui avait d’ailleurs fait le succès du nForce2.

En fait, le problème du nForce3 250Gb se situe au niveau de sa date de sortie, puisqu’il arrive moins de deux mois avant la sortie du Socket 939 et l’arrivée du PCI Express. Du coup, les premières cartes nForce3 250 seront Socket 754, ce qui réduit leur intérêt, et le nForce3 250 sera rapidement dépassé en terme de fonctionnalités avec l’arrivée du PCI-E. Bien entendu ce n’est pas parce qu’il y’aura des chipsets PCI-E qu’il faudra jeter l’AGP, et ce n’est pas parce que NVIDIA sort le nForce3 250Gb qu’il ne sortira pas une évolution gérant le PCI Express dans les mois qui viennent.

Bref, si le nForce3 250Gb est une bonne solution en soit, on peut regretter que sont arrivée soit tardive et qu’il ne soit pas sorti fin 2003 comme c’était prévu initialement. Reste qu’avec une telle base, ont peut penser que sa future évolution gérant le PCI Express aura a priori tout pour plaire ...