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Nvidia NF200, analisi prestazioni del PCI Express

Abbiamo analizzato il bridge PCIe Nvidia NF200 per valutare se risolve i problemi dell'Intel P55.

Introduzione

La nostra recente analisi (P55 vs. X58, analisi PCI Express e prestazioni grafiche) ha dimostrato che le restrizioni di bandwidth del terzo slot PCIe Express x4 di prima generazione sono molto probabilmente la causa del calo evidente di prestazioni in alcuni giochi rispetto a una configurazione dual-GPU. Abbiamo anche notato, tuttavia, che il calo nelle prestazioni non è universale.

Il supporto nativo dell'interfaccia LGA 1156 a 16 linee PCIe 2.0 (a 5 Gb/s) per un massimo di due dispositivi lascia i collegamenti a 2,5 Gb del chipset P55 come l'unico mezzo per ospitare dispositivi esterni.  In altre parole è difficile usare tre schede grafiche al massimo della loro potenzialità su una scheda madre P55. Questo limite potrebbe rappresentare un ostacolo per qualcuno, anche se in generale non è molto importante. Vediamo se è possibile risolverlo, e come.

Che cosa succede se il terzo slot non deve avere a che fare con il controller hub della piattaforma?  Siccome il controller PCIe dei Core i7/i5 Lynnfield è in grado di ospitare solo due dispositivi, il chip aggiuntivo dovrebbe presentarsi alla CPU come un singolo componente, che usi la propria logica per negoziare il traffico dati verso ogni scheda grafica connessa.

Fortunatamente questi tipi di dispositivi, chiamati bridge PCIe, esistono già, e Nvidia usa da tempo l'nForce 200. Dopo un periodo passato più o meno nel cassetto, questo chip è tornato in auge su diverse schede madre P55, perché permette il supporto completo a più di due schede. Diamo uno sguardo al suo funzionamento e scopriamo se rispetta appieno il suo compito.

Impostazioni di prova

Nelle nostre mani abbiamo due schede madre con chipset P55+NF200, la EVGA P55 Classified 200 e la MSI Big Bang-Trinergy.

Hardware
CPU LGA 1156 Intel Core i7-860 (2.93 GHz, 8MB Cache)
O/C to 4 GHz (20 x 200 MHz), 1.388V/1.367V
Motherboard P55 EVGA P55 SLI E655, P55 Express PCH
BIOS A39 (10/23/2009)
Motherboard P55+NF200 EVGA P55 Classified 200, BIOS A51 (12/29/2009)
MSI Big Bang-Trinergy, BIOS V1.1 (11/24/2009)
CPU LGA 1366 Intel Core i7-920 (2.66 GHz, 8MB Cache)
O/C to 4 GHz (20 x 200 MHz), 1.434V
Motherboard X58 EVGA X58 SLI E758, X58 Express IOH
ICH10R, BIOS SZ2Z (11/30/2009)
Dissipatore CPU Thermalright MUX-120 w/2,500 RPM Fan
RAM Kingston KHX2133C9D3T1K2/4GX (4GB)
DDR3-2133 at DDR3-1600 CAS 8-8-8-24
Grafica 3 x Diamond Radeon HD 5870 1GB
850 MHz GPU, GDDR5-4800
Hard Disk Western Digital Velociraptor WD3000HLFS, 300GB
10,000 RPM, SATA 3 Gb/s, 16MB cache
Audio Integrated HD Audio
Rete Integrated Gigabit Networking
Alimentatore Corsair CMPSU-850HX 850W Modular
ATX12V v2.2, EPS12V, 80 PLUS Gold
Software
OS Microsoft Windows 7 Ultimate x64
Grafica ATI Catalyst 9.11
Chipset Intel INF 9.1.1.1015

I benchmark di oggi sono stati pensati per mettere alla prova la teoria che vede il bridge NF200 come la soluzione per usare tre GPU in CrossFireX con i processori Intel LGA 1156. Contrariamente a quanto si pensa, c'è più di un modo per connettere il bridge nForce 200.

La scheda madre MSI Trinergy rappresenta il metodo "standard" per moltiplicare i collegamenti PCIe attraverso l'NF200. Tutte le sedici linee PCIe 2.0 del processore sono state connesse al bridge, il quale è poi capace di controllare fino a due schede in modalità x16 o quattro schede in modalità x8. MSI fornisce 16 delle 32 linee dell'NF200 al primo slot, mentre il secondo slot ha ne ha otto fisse e otto intercambiabili. Quando viene installata una scheda, il terzo slot della MSI prende in prestito otto collegamenti dal secondo slot attraverso la modalità automatica di switching, facendo passare la scheda madre dalla configurazione x16/x16/x0 a quella x16/x8/x8.

La Asus P7P55 WS Supercomputer usa la stessa connessione a 16 linee sull'NF200 della MSI, ma fornisce quattro slot usando due insiemi di collegamenti intercambiabili. Il primo e il secondo slot della P7P55 WS Supercomputer sono in grado di condividere collegamenti allo stesso modo del secondo e terzo slot della MSI, e permettono alla scheda madre di operare in modalità x16/x0/x16/x0, x16/x0/x8/x8 o x8/x8/x8/x8 a seconda delle necessità. Per dimostrare l'efficacia del bridge NF200, tuttavia, ci serviva una sola scheda. Abbiamo optato per la MSI, che si è rivelata più comoda per questo test.

La P55 Classified 200 di EVGA collega solo otto delle sedici linee dell'interfaccia LGA 1156 all'NF200, e permette l'uso esclusivo di altre otto linee attraverso lo slot PCIe x16 superiore della scheda madre. Questa configurazione permette di usare un'ulteriore scheda video aggiuntiva, per un totale di quattro. Allo stesso tempo, però, forza le quattro schede supportate dal bridge NF200 a condividere il bandwidth di solo otto linee del processore.

Configurazione benchmark
Giochi 3D
Crysis Patch 1.2.1, DirectX 10, 64-bit executable, benchmark tool
Test Set 1: Very High Details, No AA
Test Set 2: Very High Details, 4x AA
Far Cry 2 Patch 1.03, DirectX 10, in-game benchmark
Test Set 1: Ultra High Quality, No AA
Test Set 2: Ultra High Quality, 4x AA
Tom Clancy's H.A.W.X Patch 1.02, DirectX 10.1, in-game benchmark
Test Set 1: Highest Settings, No AA
Test Set 2: Highest Settings, 4x AA
S.T.A.L.K.E.R. Clear Sky Clear Sky Benchmark version
Test Set 1: Ultra Preset, DX10 EFDL, No AA
Test Set 2: Ultra Preset, DX10 EFDL, 4x MSAA
World in Conflict Patch 1009, DirectX 10, timedemo
Test 1: Very High Details, No AA / No AF
Test 2: Very High Details 4x AA / 16x AF
Sintetici
3DMark Vantage Version: 1.0.1, punteggi GPU e CPU
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