Платформа AMD AM4 и предназначенные для нее чипсеты: двухчиповая или одночиповая конфигурация, подключение NVMe-накопителей и устройств USB 3.0 к процессору
Предварительный материал по платформе AMD AM4 был опубликован нами еще полгода назад, однако относился он к положению дел на тот момент времени. За прошедшие месяцы многое изменилось. Во-первых, появились долгожданные новые процессоры, длительное ожидание вполне оправдавшие. Однако важно не только это, но и изменение собственно платформенных характеристик: процессоры для АМ4 интегрируют в себя часть функций южного моста чипсета (впервые на массовом рынке), так что возможности компьютера в целом будут зависеть не только от платы. Примеры такой интеграции встречались и ранее, но касались в основном «главного» контроллера PCIe, причем в ограниченном исполнении —, а для АМ4 все сложнее. Во-вторых же, появилась подробная информация обо всей текущей линейке чипсетов, тогда как на первом этапе была представлена лишь пара бюджетных моделей. Соответственно, настало время вернуться к платформе и разобраться с ней досконально.
Общий анамнез
Для тех, кто следит за компьютерными новинками лишь от случая к случаю, на всякий случай напомним, что АМ4 является новой платформой для массовых процессоров AMD, причем впервые за много лет платформой единой — и для моделей высокой производительности, и для бюджетных, и для решений высокой степени интеграции, включающих в себя и GPU (в терминологии AMD — не «процессоров», а APU). В плане общего устройства АМ4 не имеет практически ничего общего с архаичной АМ3+ (истоки которой восходят еще к началу века), требующей для создания законченной системы использования как минимум трех чипов: процессора, а также северного и южного мостов чипсета. Несмотря на название, новая платформа больше напоминает разнообразные FMx, ранее использовавшиеся для APU, поскольку также является двухчиповой. Более того, теоретически возможно построение и одночиповой системы (что впервые было опробовано в SoC для бюджетной низкопотребляющей платформы АМ1) — пусть и с несколько ограниченной функциональностью, но работоспособной. Достигается это как раз благодаря тому, что часть возможностей по подключению разнообразной периферии реализуется центральным процессором — чипсеты лишь расширяют их, а не реализуют полностью.
В законченном виде АМ4 похожа на платформы Intel, занимая промежуточное положение между LGA1150 и LGA1151. С последней ее «роднит» двухканальный контроллер памяти типа DDR4. C первой — поддержка основной массой чипсетов только PCIe 2.0: новый стандарт 3.0 реализован лишь в линиях непосредственно «от процессора». Однако есть и нюансы: здесь таких линий более 16, которые обычно используются для видеокарты (одной или двух в режиме 8+8), что позволяет установить в систему высокоскоростной твердотельный накопитель без задействования чипсетных линий, так что в этом плане новая платформа чем-то напоминает и семейство LGA2011. Разумеется, с ограничениями, но для массового рынка они не критичны, а в серверном сегменте будут совсем другие платформы: с восьмиканальными контроллерами памяти и прочими необходимыми в таком окружении атрибутами.
Процессор как SoC
Итак, процессоры для АМ4 включают и некоторое подобие южного моста. Впервые такая «разделенная функциональность» была реализована в мобильных APU семейства Carrizo, именно их непосредственные наследники и стали первыми APU для АМ4 осенью прошлого года. Процессоры же Ryzen их возможности по подключению периферии расширили.
| Процессор | APU «Bristol Ridge» | Ryzen |
| PCIe 3.0 «для графики» | 8 линий | 16/8+8 линий |
| PCIe 3.0 «для накопителей» | 2 линии | 2/4 линии |
| SATA600 | 2 порта | 2/0 порта |
| USB 3.0 | 4 порта | 4 порта |
Разберемся со всем этим подробно. Итак, «первичный» PCIe, который некогда (и не только в доисторические времена — АМ3+ с рынка еще ушла не полностью) был частью северного, а не южного моста: вместо PCIe 3.0×8 стало х16. Причем, как и следовало ожидать, с возможностью разделения на х8+х8 (но на платах не со всеми новыми чипсетами). В какой-то степени это можно считать шагом назад в сравнении с АМ3+, лучшие чипсеты для которой поддерживали для пары видеокарт и режим х16+х16. Но не следует забывать, что тогда это были линии стандарта PCIe 2.0, то есть пропускная способность слотов для видеокарт не уменьшилась. Да и нужен в основном обмен данными не между видеокартами (даже если их две), а между их локальной памятью и оперативной, контроллер которой находится в процессоре. В итоге на старой платформе начинал мешать интерфейс между процессором и северным мостом чипсета, а новая этой проблемы лишена. Как и положено в настоящее время :)
Что касается подключения разнообразных накопителей, то для этого в прошлогодних APU было предназначено две линии PCIe 3.0 (которые, впрочем, можно использовать и для периферии) и два SATA-порта. В процессоры Ryzen пришла технология, аналогичная Flexible I/O чипсетов Intel: эти четыре высокоскоростных порта ввода/вывода можно конфигурировать как раньше, а можно превратить в PCIe 3.0×4, отказавшись от SATA. Таким образом, для установки одного высокоскоростного NVMe-накопителя (чего на практике пользователям вполне достаточно) поддержка PCIe 3.0 чипсетом не требуется, да и подключается он непосредственно к процессору — как в HEDT-платформах Intel. Более того, такой подход прямо провоцирует производителей плат устанавливать слот M.2 на всю продукцию (даже самую дешевую) на любых чипсетах. Для этого даже сложные схемы не требуются — просто разводим его от сокета и автоматически получаем поддержку SATA и PCIe. Не будет использоваться? Даже если эти линии пропадут, в большинстве случаев ничего страшного не произойдет, ну, а в более дорогих платах можно применять и более сложную разводку. В общем, перед нами прекрасное техническое решение, причем еще и недорогое. Что уже само по себе является преимуществом новой платформы при прочих равных :)
Поддержка USB не изменилась: и новые, и старые процессоры снабжены четырехпортовым контроллером USB 3.0. Это не так уж много, но и не мало, благо, опять же, никаких дополнительных микросхем не требуется. Вот поддержка обновленного стандарта USB 3.1 (со всем ему присущим, не только повышенной скоростью: питание, разъемы C-типа и др.) пока не реализована, хотя некоторые ее ждали. Не удивимся, если к моменту обновления APU хотя бы частичная поддержка новых спецификаций в них все-таки появится.
В общем, по степени интеграции новая платформа шагнула далеко вперед по сравнению не только с АМ3+, но и с FM2+, причем выход Ryzen положение дел усугубил. Да и в сравнении с настольными платформами Intel все хорошо. Правда у Intel есть в ассортименте и специализированные SoC линеек Atom и Xeon D, где в одну микросхему «загнано» вообще все, но особой универсальностью они не отличаются и на массовый настольный рынок не ориентированы. В отличие от АМ4.
Основная линейка чипсетов
Одновременно с прошлогодними APU были анонсированы и две младших микросхемы-компаньона; старшая на тот момент просто была не нужна. Теперь же доступны все три. Их меньше, чем чипсетов Intel для LGA115x (даже не считая бизнес-моделей), да и разделение их по сегментам, на наш взгляд, куда более простое и логичное.
| Чипсет | AMD A320 | AMD B350 | AMD X370 |
| Разбиение PCIe 3.0 на два слота | нет | нет | да |
| Количество линий PCIe 2.0 | 4 | 6 | 8 |
| Портов SATA600 | 6 | 6 | 8 |
| RAID0/1/10 | да | да | да |
| USB 3.1 | 1 | 2 | 2 |
| USB 3.0 | 2 | 2 | 6 |
| USB 2.0 | 6 | 6 | 6 |
| Разгон процессора и памяти | нет | да | да |
Например, у Intel поддержка разгона и Multi-GPU присутствует только в одном топовом чипсете — все остальные ее лишены. У AMD же совсем «обижен» лишь младший А320: разгон поддерживают два чипсета из трех, хотя «разбиение» 16 «процессорных» линий PCIe по паре слотов — тоже только топовый Х370. В итоге наиболее правильным следует считать использование Х370 в «полноразмерных» АТХ-платах, где действительно встречается несколько слотов PCIe x16, а для более компактных систем подходит В350.
Х370 является лидером и по количеству SATA-портов, что тоже может быть востребовано лишь в полноразмерной системе: их там до восьми даже без учета обеспечиваемых процессором, причем половина может быть сконфигурирована в два разъема SATA Express при желании производителя системной платы (в последнее время обычно отсутствующем вследствие того, что накопителей с таким интерфейсом так и не появилось). Младшие чипсеты поддерживают по шесть портов SATA600, так что и они эквивалентны в этом плане старшим чипсетам Intel, а вовсе не бюджетному Intel Н110, например, хотя А320 должен конкурировать с ним напрямую. Причем все чипсеты AMD поддерживают и создание дисковых массивов RAID 0, 1 и 10 — у Intel такая функциональность реализована лишь в старшей паре чипсетов.
Возможности по подключению дополнительных контроллеров, правда, несколько отстают от предложений Intel: официально предлагается только PCIe 2.0 в количестве четырех, шести и восьми линий у A320, B350 и X370 соответственно. С другой стороны, интерфейс между процессором и чипсетом у обеих компаний одинаковый, а узким местом вполне может оказаться именно он. Кроме того, NVMe-накопитель с интерфейсом PCIe 3.0×4 у AMD может быть подключен непосредственно к процессору и в конкуренции за пропускную способность южного моста участвовать не будет. Массовые платформы Intel в этом плане выглядят менее привлекательно.
Поддержка USB — тоже на очень высоком уровне. В частности, все новые чипсеты поддерживают шесть портов USB 2.0, чего будет достаточно для подключения низкоскоростной периферии. Все поддерживают и USB 3.1 — даже в младшем А320 есть один порт такого типа, в остальных же — по два. Правда, речь идет исключительно о скоростных возможностях портов — реализация Power Delivery и прочих особенностей новой версии спецификации USB пока еще требует использования дополнительных чипов, типа Fairchild FUSB302B, работающих в паре с основным контроллером USB. Но и это шаг вперед. Также нашлось место хотя бы двум (в А320 и В350) или шести (Х370) портам USB 3.0 — в дополнение к четырем, обеспечиваемым процессором. Таким образом, общее число USB-портов в системе на базе чипсета Х370 может достигать 18, причем 12 из них — высокоскоростные. Для сравнения — чипсет Intel Z270 поддерживает лишь до 14 USB-портов, причем только 10 версии USB 3.0, а спецификация USB 3.1 пока не реализована ни в каком виде. В принципе, на практике 10 портов хватает с лихвой, но 12 объективно больше:)
Коммутаторы для компактных систем
Хотя выше и было сказано, что теоретически платформа AM4 может быть одночиповой, поскольку достаточная для многих применений функциональность обеспечивается непосредственно процессорами, второй мост предполагается и для компактных систем. Точнее, даже два: Х300 и А300.
| Чипсет | AMD A300 | AMD X300 |
| Разбиение PCIe 3.0 на два слота | нет | да |
| Количество линий PCIe 3.0 | 4 | 4 |
| Портов SATA600 | 0 | 0 |
| RAID0/1 | да | да |
| USB 3.1 | 0 | 0 |
| USB 3.0 | 0 | 0 |
| USB 2.0 | 0 | 0 |
| Разгон процессора и памяти | нет | да |
Стоит отметить, что никакой дополнительной функциональностью они не обладают, а предназначены, скорее, для упрощения проектирования систем и сегментации рынка. По задумке компании AMD, система с Х300 может использовать разгон и пару видеокарт, а установка более дешевого А300 эти возможности запрещает. Кроме того, данные чипы «конвертируют» межхабовый PCIe 3.0×4 в стандартные слоты, позволяют использовать RAID-массивы нулевого или первого уровня, могут объединять SATA-порты и пару линий PCIe в слот SATA Express и т. п. Понятно, что все эти возможности могут быть встроены и непосредственно в процессоры. Да так оно, скорее всего, и будет — просто во времена разработки Carrizo этим не озаботились, поскольку для настольных систем они не предназначались и использовали достаточно грубые нормы производства, а позднее пришлось «тянуть» груз совместимости. Вполне возможно, что к моменту появления APU на новой микроархитектуре необходимость в этом отпадет целиком и полностью.
Итого
После анонса чипсета Х370 и процессоров семейства Ryzen 7 платформу АМ4 можно считать в целом законченной. Собственно, до этого момента ее компоненты в розничной продаже практически и не встречались, так что осенний анонс многими пользователями компьютеров вообще остался незамеченным. Будет ли что-то «уровнем выше»? В рамках АМ4 — нет, но свой вариант HEDT-систем AMD в скором времени представит (так что ограничение в $499 за топовый процессор появилось вовсе не из-за альтруизма производителя :)). Впрочем, вполне возможно, другие чипсеты и не потребуются — уже Х370 перекрывает потребности не только массового сегмента компьютеров. По мере же начала поставок недорогих решений семейств Ryzen 5, Ryzen 3 и новых APU все более актуальными будут становиться и младшие (формально — самые старые) чипсеты, также позволяющие производить системы с соответствующей современному уровню функциональностью. Да и направление их развития прослеживается неплохо: в частности, со временем будет иметь смысл реализация поддержки PCIe 3.0 и смещение фокуса с USB 3.0 на USB 3.1 (или, в современной терминологии, с USB 3.1 Gen1 на Gen2), причем не только в плане пропускной способности. Но это будет уже потом.
Полный текст статьи читайте на iXBT
