Ретроклокинг: VIA – третий игрок на Socket 37020.03.2025 10:02

Оглавление

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. Пару выпусков назад мы вспоминали классические процессоры Intel на Socket 370. Но не Intel единым богат Socket 370, настало время познакомиться с темной (или светлой, кому как больше нравится) стороной этого процессорного форм-фактора.

Возможно, не все ассоциируют продукцию компании VIA с процессорами и в этом есть доля правды, поскольку большую известность принесли ей наборы системной логики (чипсеты) для процессоров AMD и Intel. Компания Very Innovative Architecture (сокращённо VIA Technologies) была основана в 1987 году как стартап в Кремниевой долине, США. В 1992 году штаб-квартира была перенесена на Тайвань. На ранних этапах становления компания производила чипсеты и другие интегральные микросхемы для 386-х платформ и далее по нарастающей технического прогресса.

Но наибольшее количество чипсетов было произведено в период с начала 2000 и по 2005-й годы. На этот период пришелся бум процессоров AMD Athlon сначала в исполнении Socket A (462), и далее наборы системной логики выпускались для процессоров с Socket 940/754/939/AM2. Помогала VIA Technologies и любителям противоположного лагеря, создавая и реализовывая системную логику для процессоров Intel в исполнении Socket 478, а затем и LGA 775.

И все было бы хорошо, если бы в один прекрасный момент времени чипсет не переехал в процессор, после чего дела у компании резко ухудшились, так как проектировать было нечего.

Немного истории

Вернёмся к процессорам VIA. Сама компания не занималась разработкой процессоров, но она в 1999 году купила компанию National Semiconductor, которая в свою очередь в 1997 году приобрела компанию Cyrix.

Компания Cyrix с даты своего основания в 1988 году специализировалась на производстве математических сопроцессоров для 286 и 386 процессоров. В последующем времени она сосредоточилась уже на проектировании центральных процессоров.

Cyrix была компанией без собственных производственных мощностей, поэтому для изготовления CPU она использовала производственные мощности SGS-Thomson, Texas Instruments и IBM. Все процессоры проектировались самостоятельно, в ряде случаев они обеспечивали производительность выше, чем у конкурирующих процессоров Intel.

Но это было не единственным приобретением компании VIA, для того чтобы ворваться на х86 рынок процессоров. Во все том же 1999 году VIA Technologies пробрела еще и компанию Centaur Technology, которая финансировалась компанией Integrated Device Technology (IDT). Последняя разрабатывала x86-совместимые процессоры с 1995 года, обладала опытом в проектировании интегральных микросхем и наработками, связанными с RISC архитектурой с начала 80-х годов прошлого века. К моменту приобретения, в 1999 году, IDT выпустила два поколения процессоров под маркой WinChip (WinChip1 и WinChip2).

Первый процессор IDT носил имя WinChip С6. Функциональность в основном соответствовала Intel Pentium, но с точки зрения процессорной архитектуры С6 был ближе к процессорам четвертого поколения (Intel 80486).

Процессоры семейства WinChip представляли собой x86-совместимые процессоры с внутренней RISC-архитектурой, где инструкции x86 выполняются не напрямую, а после преобразования их в простые внутренние микрооперации. Конвейер процессора не был суперскалярным и насчитывал всего четыре ступени. По производительности WinChip1 существенно проигрывал Pentium MMX, несмотря на в два раза больший по размеру кэш первого уровня по сравнению с Pentium MMX. Виной всему архитектурные особенности и слабый FPU блок ЦП.

WinChip2 получился гораздо лучше предшественника, он получил два блока MMX инструкций, блок предсказания ветвлений, набор инструкций 3DNow!, конвейерный математический сопроцессор, который давал хорошую прибавку в приложениях, использующих FPU и 100 МГц системную шину. Весной 1999 года вышла обновленная ревизия WinChip 2A, производившаяся по более тонкому техпроцессу 250 нм. На осень 1999 года был запланирован выпуск WinChip 3, но в сентябре 1999 года Centaur Technology была куплена VIA Technologies.

Вот с таким увесистым багажом знаний, имея опыт в разработке системной логики и центральных процессоров, VIA Technologies вступила в игру. Первым процессором стал Cyrix III, но выпущенный уже под маркой VIA в 2000 году.

Первое поколение CPU Cyrix III было основано на ядре Joshua, разработанном Cyrix, но процессоры на этом ядре были выпущены только в виде прототипа и в продажу не попали. Производительность была медленной, дизайн процессора представлял собой эволюцию дизайна Cyrix MII без значимых улучшений.

Это ядро было быстро заменено ядром Samuel, разработанным Centaur Technology. Ядро Samuel было изготовлено с использованием технологии 0.18 нм. Оно включало большой L1 кэш объемом 64 КБ для кода и данных, а вот кэш второго уровня у процессора отсутствовал, что сказывалось на итоговой производительности.

Следующим ядром стало Samuel 2. Процессору был добавлен эксклюзивный кэш второго уровня. Технологии производства сменилась на 0.15 нм, новое ядро имело более чем на 40% меньший размер кристалла и более низкое напряжение ядра, чем ядро Samuel. С выпуском ядра Samuel 2 VIA Cyrix III был переименован в VIA C3. За ядром Samuel 2 последовало ядро Ezra, изготовленное по технологии 0.13 нм. Ядро Ezra имело еще более низкое энергопотребление, чем процессоры Samuel 2. Разновидность ядра Ezra, называемая Ezra-T, была совместима с шиной Tualatin.

Последним ядром VIA C3 стал процессор с кодовым именем Nehemiah. Это ядро имело полноскоростной интегрированный блок FPU, поддержку инструкций MMX и SSE (поддержка инструкций 3DNow! была удалена из процессоров Nehemiah), шифрование AES и генератор случайных чисел. Помимо этого, была заявлена полная x86-совместимость.

VIA C3 обладал 64-килобайтным 4-канальным кэшем первого уровня и 64-килобайтным (эксклюзивным) 16-канальным кэшем второго уровня, работающим на полной частоте ядра. Процессор имел частоту системной шины 133 МГц и производился по 130 нм тех процессу. Частотный диапазон выпускаемых моделей начинался от 1000 МГц и заканчивался 1200 МГц для процессоров в форм-факторе Socket 370. B BGA исполнении старшей моделью являлся процессор с частотой 1.4 ГГц.

Если посмотреть на приведённые выше характеристики, то они выглядели вполне современно на момент выхода этих процессоров на рынок. Частота системной шины в 133 МГц была на уровне процессов Intel Pentium III, тогда как Celeron Coppermine довольствовались 100-мегагерцовой системной шиной.

Единственный параметр, который настораживал — это наличие 64-килобайтного кэша второго уровня. У Celeron Coppermine он был в два раза больше и равнялся 128 Кбайт, у Pentium III так и вовсе составлял 256 Кбайт, и не забываем, что были Pentium III-S, которые оснащались L2 кэшем в восемь раз больше.

Если взглянуть на сам процессор (для тестов я решил взять самую быструю модель с частотой 1200 МГц), то его корпус изготовлен из керамики, а теплораспределительная крышка изготовлена из металла, покрытого позолотой. Вокруг выступающей крышки видны резисторы, совсем как на процессорах AMD с Socket A (462).

Множитель процессора VIA C3 на ядре Nehemiah задавался внутренними регистрами процессора (MSR), поэтому оверклокеры могли изменять его программным путем, путем замены MSR регистров в используемом ПО. Но, как и с процессорами AMD, множитель на процессорах VIA C3 можно было изменять сочетаниями замыкаемых мостиков, расположенных вокруг теплораспределительной крышки, главное — подобрать правильную комбинацию.

Помимо прочего, процессоры VIA C3 были очень энергоэффективны и приблизительно на 30% потребляли меньше энергии, чем процессоры Intel Celeron. Очень интересно, как этот параметр отразится на разгонном потенциале CPU.

Подготовка тестового стенда

Основным соперником 1.2 ГГц VIA C3 в тестах выступал Celeron 1000 МГц с FSB 100 МГц и объёмом L2 кэша 128 Кбайт на ядре Coppermine, плюс аналогичный Celeron, но с частотой 800 МГц. Pentium III 1000EB с FSB 133 МГц и L2 объёмом 256 Кбайт, и такой же экземпляр с частотой 800 МГц, а также Celeron 1000A на ядре Tualatin-256 с L2 кэшем 256 Кбайт и FSB 100 МГц, Pentium III-S с частотой 1133 МГц. А также самый быстрый Pentium III-S с частотой 1400 МГц и самый быстрый Celeron с частотой 1400 МГц Tualatin-256.

В качестве материнской платы для запуска VIA C3 1.2 ГГц использовалась модель ASUS СUSL2 с набором системной логики 815EP. Для процессоров на ядре Tualatin использовалась ASUS TUSL2-C, чипсет 815EP Step-B.

ASUS СUSL2 позволяет повышать напряжение на чипсете, предлагает понижающие делители FSB/AGP/DRAM и практические неограниченные возможности для разгона, так что за разгон по системной шине я не волновался. Используемая в тестовом стенда видеокарта — GeForce 6800 Ultra AGP 256 Мбайт.

Что касается оперативной памяти, то это планка объемом 256 Мбайт с микросхемами Hynix — HY57V28820HCT-K, которая стабильно работает до 200 МГц, поэтому сдерживающим фактором разгона будет являться сам процессор.

Тестовый стенд и тесты

Конфигурация тестового стенда

• Процессоры:
  • VIA C3, 1200 МГц, «Nehemiah», L2 — 64 Кбайт;
  • Pentium III 800EB, 800 МГц, «Coppermine», L2 — 256 Кбайт;
  • Pentium III 1000EB, 1000 МГц, «Coppermine», L2 — 256 Кбайт;
  • Celeron 800, 800 МГц, «Coppermine-128», L2 — 128 Кбайт;
  • Celeron 1000, 1000 МГц, «Coppermine-128», L2 — 128 Кбайт;
  • Celeron 1000A, 1000 МГц, «Tualatin-256», L2 — 128 Кбайт;
  • Pentium III-S 1133, 1133МГц, «Tualatin», L2 — 512 Кбайт;
  • Celeron 1400A, 1400 МГц, «Tualatin-256», L2 — 128 Кбайт;
  • Pentium III-S 1400, 1400МГц, «Tualatin», L2 — 512 Кбайт;
• Материнские платы:
  • ASUS СUSL2, чипсет 815EP;
  • ASUS TUSL2-C, чипсет 815EP Step-B;
• Оперативная память: Hyundai, 256 Мбайт (PC-133); Hynix HY57V28820HCT-K;
• Видеокарта: Gainward GeForce 6800 Ultra AGP 256 Мбайт (winXP — Forceware 81.85).

Тестирование проводилось в Windows XP SP3×32 с помощью следующего ПО:

• Super Pi mod. 1.5XS (задача 1M);
• PiFast v. 4.1;
• wPrime v. 1.43;
• WinRAR x86 v. 5.40;
• Cinebench 2003;
• PCMark 2004 v. 1.30;
• 3DMark 2001 SE Pro b330;
• 3DMark 2003 v. 3.6.1;
• 3DMark 2005 v. 1.3.1;
• Doom 3;
• Far Cry.

Разгон в Windows XP осуществлялся с помощью утилиты SetFSB 2.2.129.95, которая позволяет на лету изменять частоту системной шины материнской платы в Windows XP.

Вначале я не рассчитывал на серьёзный разгон, но когда на 1.65 В частота системной шины преодолела отметку 172 МГц и процессор на частоте 1550 МГц стал проходить любые тесты, понял, что не все потеряно.

В финале система стабильно работала на 1600 МГц при FSB 178.4 МГц при напряжении 1.7 В, результат можно назвать хорошим. Максимальная же валидация составила 1702 МГц, для чего понадобилось поднять частоту системной шины до 189.11 МГц.

Дополнительные 100 МГц это хороший результат, полученный на обычном алюминиевом процессорном кулере для Socket 370, в котором нет даже медного пятака.

Настало время проверить, как архитектурные различия и вдвое меньший по объему L2 кэш скажутся на противостоянии с Intel Celeron.

Результаты тестирования

Super Pi mod. 1.5XS

После того, как я увидел первые результаты теста вместе с конкурирующими решениями, чувство восторга от разгона процессора VIA резко испарилось. Несколько раз перепроверил результаты — никаких изменений, все в рамках погрешности измерений.

Вывод оказался простым: на частоте 1600 МГц процессор VIA C3 проигрывает Intel Celeron, работающим на вдвое меньшей тактовой частоте. А все из-за архитектурных особенностей ЦП, одна из которых — слабый блок FPU и вдвое меньший по объёму L2 кэш. Не спасли положение ни 133 МГц системная шина, ни более тонкий тех процесс производства. Возможно, в других тестах, где FPU блок будет использоваться более умеренно, у CPU VIA еще будет шанс на успех.

PiFast v. 4.1

Совсем другое дело, Celeron 800 повержен! И даже на частоте 1600 МГц производительность не сильно отстает от Celeron 1000 МГц.

wPrime v. 1.43

Данный бенчмарк сильнее предыдущих зависит от тактовой частоты процессора, влияние объема кэша ЦП минимально, поэтому VIA C3 обогнал даже одногигагерцовый Pentium-III, но Pentium III-S на частоте 1133 МГц оказался недосягаемым, несмотря на большую тактовую частоту.

Далее посмотрим, как наш испытуемый справляется с архивированием данных, тем более SSE инструкции у него имеются и высокая частота системной шины и памяти также.

WinRAR x86 v. 5.40

Надежды не оправдались. Не спасли положение ни высокая частота системной шины, ни памяти. Вот если бы у процессора было хотя бы 128 Кбайт кэша второго уровня, ситуация была бы явно иной.

Cinebench R10

VIA C3 процессор явно не для рендеринга, полное поражение — даже с учетом разгона.

PCMark 2004 v. 1.30

VIA C3 обошел Celeron 800, но на этом его доминирование закончилось, хотя на 1600 МГц ближайший конкурент Pentium-3 800EB Coppermine находится в зоне видимости.

3DMark 2001 SE Pro b330

Странно, конечно, представить конфигурацию процессора VIA C3 и GeForce 6800 Ultra, но это сборка вполне жизнеспособна. Впервые VIA C3 на штатных настройках обошел Celeron 800 МГц, на 1550 МГц остался позади Celeron 1000 МГц, на 1600 МГц удалось обойти Pentium-3 800EB и Celeron 1000A (Tualatin-256).

3DMark 2003 v. 3.6.1

Тут старт получился чуть похуже, Celeron 800 на втором месте, хотя разрыв не сильно большой. Обе разогнанных модели VIA C3 обошли Celeron, работающий на 800 и 1000 МГц, но уступили полноценному Pentium III с частотой 800 МГц. Зато процессор VIA стоил дешевле Pentium-III.

3DMark 2005 v. 1.3.1

Вот это поворот! VIA C3 вернул себе лидерство. С ходу оставлены позади оба Celeron 800 и 1000 МГц, а с разгоном и Pentium-3 800EB и Celeron 1000A (Tualatin-256) оставлены не у дел. Если отталкиваться от идеи, что в этом тесте GeForce 6800 Ultra наиболее подходящее решение, то процессор VIA выглядит не совсем уж безнадежным, а еще и энергоэффективным .

Впереди пара увесистых игр, посмотрим, как дела будут обстоять в реальных полевых условиях.

Doom III

Ожидания сбылись, в реальной игре ситуация 1 в 1 повторяет результаты, полученные в 3DMark 2005.

Far Cry

В Far Cry ситуация аналогична Doom III. Значит, не все так уж и плохо, если дело касается 3D для процессора VIA C3.

AIDA64 5.50.3600

И в завершении результаты работы оперативной памяти. Понятное дело, что это лишь красивые цифры, но они также внесли свой вклад в общую производительность. За счет более высокой частоты системной шины и оперативной памяти удалось обогнать все модели Intel Celeron. Разгон и вовсе сделал процессоры VIA C3 королями производительности, но не стоит забывать, что и Celeron, и Pentium III также поддаются разгону.

Cache and Memory benchmark

Заключение

Впечатления от процессора VIA C3 получились не совсем однозначными. С одной стороны, современный на момент выхода техпроцесс 130 нм — такой же, как у ядер Intel Tualatin, поддержка SSE инструкций, разгонный потенциал тоже на месте и необычный внешний вид. С другой стороны, всего 64 Кбайт кэш-памяти второго уровня и низкая производительность делают этот процессор непригодным даже для домашнего применения, где без разгона его производительность недотягивает до младших Intel Celeron. Разгон, конечно, позволяет улучшить производительность, но вариант получше это приобрести Intel Celeron и разогнать его.

Удел процессоров VIA — офисные и встраиваемые системы, где важна энергоэффективность, где как раз у VIA были свои преимущества. Большая часть их моделей предлагала BGA исполнение и как раз массово использовалась в этих сферах.

Жалко, что VIA не смогла составить хоть какой-то конкуренции в десктопном сегменте лидерам рынка, но дело VIA продолжает жить и сейчас. После процессоров VIA C3 были созданы и другие модели, включая C7, Nano, Nano X2, которые получили более одного ядра и поддерживали SSE4 инструкции.

Далее в результате трансформации процессорного бизнеса активы компании ушли к китайскому производителю процессоров Zhaoxin, в которых наработки компании VIA живут и по сей день.

Можно, конечно, вспомнить и графическое направление компании VIA — S3 Graphics с графическими чипами Chrome, которые как раз составляли конкуренцию 6000-й и последующим линейкам графических ускорителей компании Nvidia, но это совсем другая история…

Полный текст статьи читайте на overclockers.ru