IV nFORCE芯片组的细节

　　NVIDIA的nFORCE芯片组看起来的确很诱人，下面我们具体分析一下它的细节：

　　(1)双Bank内存控制器(只对于nFORCE420芯片组)

　　一般的芯片组，如VIA的KT133A和INTEL的I815芯片组只有64位的内存接口，这与SDRAM的带宽一致。使用PC100的SDRAM时，系统内存带宽只有800MB/s；使用PC2100 DDR RAM时，系统的内存带宽为2100MB/s。这些时候，系统的延迟决定于所使用的内存的延迟。只有INTEL的I840、I850和I860才使用双通道的RAMBUS，这么做的原因是因为单通道的RAMBUS的延迟太高，从而会很大程度上影响系统的性能。

　　NVIDIA的nFORCE芯片组集成了两方面的长处，它使用低延迟的SDRAM(或者DDR RAM)并且提供了双BANK，这样的做法的好处是内存带宽的加倍和延迟的减半。nFORCE420芯片组的IGP提供了两个64位的内存控制器，加起来共有128位的内存接口。这两个控制器能够彼此独立运作，从而保证了整体的低延迟。同时，这两个控制器能够支持不同的内存大小和不同的内存种类，这与INTEL在其I840/850/860芯片组上必须使用两条相同的RAMBUS内存的做法大相径庭。

　　nFORCE的双Bank内存控制器所提供的低延迟能够使目前软件的运行速度加快很多，同时它能提供4200MB/s的内存带宽，从而确保3D处理性能不至于落后。另外，由于数据延迟的灵敏度的不同，能够使得CPU对数据流读取的优先级高于图形处理系统对数据流的读取。

　　但是这一项技术已经使得nFORCE芯片组超出其它芯片组很多，就连INTEL的双通道RAMBUS也只能提供3200MB/s的内存带宽。

　　(2)动态思路调整前置处理器——DASP

　　对于这项技术，NVIDIA并没有透露太多，但是给人的感觉就像是CPU的L3 CACHE，也就是说利用其内部固化的大约为40线、大小约为64KB的缓存来存放CPU下一步将会使用的数据，当然，这是需要特殊的算法才能预计出来的。由此，CPU便可以在下一步的运算当中从这部分缓存里读取所需要的数据，从而节省了从主内存中读取这部分数据的时间(CPU在此时优先从这部分缓存当中读取所需要的数据)。NVIDIA宣称，根据所运行的程序的不同，AMD的雷鸟CPU将会获得大约为20%的性能提升。

　　(3)整合的GEFORCE2 MX显示芯片

　　在nFORCE芯片组的IGP芯片中整合的GEFORCE2显示芯片能够提供比目前所见的整合芯片组所能提供的功能更为强大的效果。NVIDIA所提供的整合芯片组的性能指标看起来很眼熟，基本上和GEFORCE2 MX芯片一样：

　　1、两个工作在175MHz的图形渲染单元 2、350M像素/s的像素填充率

　　从此我们可以看出，nFORCE芯片组能够提供GEFORCE2 MX级别的3D效果。从NVIDIA使用DDR RAM的演示结果来看，在nFORCE220(64位内存接口)芯片组上的效果接近GEFORCE2 MX 200，在nFORCE420(128位内存接口)芯片组上的效果接近GEFORCE2 MX 400。这虽然对于狂热的3D游戏玩家来讲或许还不够，但是3D性能已经是目前所能见到的I815和PM133的5～8倍。

　　IGP整合的GEFORCE2显示系统于nFORCE芯片组之间的内存带宽为1.5GB/s，相当于AGP 6X，但是，nFORCE芯片组同时也提供了一个AGP 4X的接口，方便用户自行选择显卡。

　　(4)Hyper Transport连接技术

　　与传统的PCI总线连接技术以及最近INTEL的hub architecture和VIA的V-Link所使用的266MB/s接口不同,nFORCE使用的是AMD的HyperTransport接口，它使用的依然是8位的连接方式，但是却运行频率在400MHz这样的高频上，提供上行和下行各400MB/s总共800MHz/s的带宽，从而使得在处理诸如视频、音频等事务的时候，数据的传输实现无缝，并且不会中断。

　　(5)音频处理器--APU

　　NVIDIA把nFORCE整合的音频处理器命名为APU(Audio Processing Unit)，和Xbox的音频处理系统如出一辙。

　　这个APU将彻底打破人们对于目前整合声卡的印象，实际上，它比目前市面所见的任何一款声卡的性能都要好，下面让我们来看看这个APU的性能指标：

　　1、DirectX8硬件音频处理器(这是目前唯一的) 2、支持256条同步立体音频流，或者64条3D音频流+192条同步立体音频流 3、杜比数码5.1解码器

　　NVIDIA把自己的APU定位为多处理器的音频处理引擎，从上面的图中就能清楚的看出，APU处理之后的数据将输出到系统内存中，如果用户想要的话可以将其输出到AC97芯片或者USB音箱中。其内部的声效处理芯片为固定功能的DSP(digital signal processor)，另外还有一个可编程的DSP来控制全局，再加上一个用来设定所需要的所有资料和参数的并且控制这两个DSP所需要的资源的设定引擎，这款APU将是目前所能见到的功能最强劲的声音处理系统。

　　另外，其整合的杜比数码5.1解码器可以输出AC3音频信号来满足家庭影院的需要。

　　很显然，这样功能强大的声音处理系统得益于Hyper Transport连接技术、双Bank内存控制器和其单步的判断逻辑功能(single-step arbitration logic)。APU处理后的数据利用DMA模式直接输出到系统内存中，这个操作是一个实时处理的进程，此时若没有发生间歇性的间断就需要很高的带宽支持和十分强大的优先权处理方式。下面就是NVIDIA做出nFORCE的APU与其它声音处理系统性能参数的对比：

　　(6)nFORCE的StreamThru技术——同步数据传输

　　如今，很多人都在使用视频、音频数据处理，或者玩多人游戏，而这些都是需要实时数据传输处理功能，大部分这样的工作都是利用DMA来避免无法预计的突然间发生的系统过载，但是这样的数据流量经常会导致系统暂时的过载，这时候就会有声音和画面停顿的现象发生。

　　现如今的系统结构很难解决这样的问题，其原因如下图所示：

　　要实现上面提高的实时处理需要很高的内存带宽来满足应用程序的调用，并且南北桥之间数据传输的带宽也要达到很高的程度来适应数据的传输，最后还需要内存判优器能够及时的处理它所接受到的数据。在这里，nFORCE芯片组就能够胜任这样的工作，NVIDIA将这项技术称为StreamThru，也就是同步数据传输。

　　在这里，MCP整合的10/100Mbps存取控制器透过一条同步内部总线直接与MCP的上行连接器(HyperTransport控制器)相连到IGP中的HyperTransport控制器。IGP中HyperTransport控制器把同步以及非同步的数据申请递交到一个智能仲裁器，这个智能仲裁器可以确保为数据读取以及写入路径分配到内存等待时间和带宽，从而提升流式多媒体、数据包传输以及数据下载的效率。

　　(7)统一的驱动

　　就像NVIDIA对于其显卡的驱动一样，在这个nFORCE芯片组的主板上只需要安装一个驱动便可以一切搞定，再也不需要像以前那样先安装芯片组的驱动，然后安装IDE控制器驱动，还要安装显卡、网卡、声卡的驱动了。

　　V nFORCE芯片组公板

　　上面的就是使用nFORCE芯片组的主板的公板样品，NVIDIA公司故意使用了MicroATX结构设计来证明尽管它使用的是128位的内存总线，但仍然能够将主板做得很小，并且出于成本因素的考虑，主板只使用了4层PCB板设计。主板上只提供了3条DIMM槽，其中的一个DIMM是给主板上的两个64位内存控制器其中的一个使用，另外的两个DIMM是提供给剩下的一个内存控制器使用，这并不意味着两个控制器中的一个只能控制另外一个的一半内存大小，实际上，这三条DIMM槽可以使用任意大小的内存，也就是说nFORCE芯片组的内存交错控制器并不需要两个DIMM插槽中的内存大小相同。其实，在设计的时候完全可以设计成2个DIMM槽或者4个DIMM槽的形式。

　　从这张图上可以看到那两个内存控制器和在IGP和MCP之间的HyperTransport接口。

　　这些是使用nFORCE芯片组主板的制造厂商。

　　下面的三款主板是使用nFORCE芯片组的主板，分别为华硕、升技和技嘉的产品。

　　VI nFORCE芯片组的型号

　　nVIDIA公司将自己的nFORCE芯片组区分为如下几个型号：北桥芯片分为IGP-64和IGP-128两种，南桥芯片分为MCP和MCP-D。IGP-128芯片提供了128位的带宽接口以及双bank内存控制器，而IGP-64芯片只有64位带宽接口并且没有内存交错控制器；南桥芯片MCP-D整合了杜比数码5.1解码器，而MCP芯片并没有提供这个功能。由这不同的四种南北桥芯片组合而成的四种搭配方式使得nFORCE芯片能够适应从低端到高端多种用途，从下图就可以清楚的看到：

　　上面所列出的各种组合都能够利用其内部整合的图形显示系统，也可以利用AGP接口使用其它显卡，如果把显示系统也算进去的话，那么最多的组合数目将达到32个，方便用户自行选择其自己需要的配置。

　　VII 写在最后的话

　　NVIDIA公司选择了AMD作为其nFORCE芯片组的合作厂商，这同时也代表向INTEL老大宣战，如果你问为什么NVIDIA不选择INTEL作为其合作厂商时，他们会说“我们没有INTEL FSB的授权”，很简单的理由，不是么？INTEL一直希望能够向世人证明他们的双通道RAMBUS的性能是多么的先进，但是nFORCE芯片组的双bank SDRAM/DDR RAM内存控制器所能提供的4.2GB/s的内存带宽和能够保证很低的延迟的交错内存控制器令INTEL的处境十分尴尬。

　　同样，NVIDIA的这一举措也令其它主板芯片组生产厂商十分不开心，据说VIA已经称NVIDIA公司侵犯了他们的专利，已经开始控诉NVIDIA。当你找不到一个好的办法去应付你的对手的时候，那就告他吧，这招也够黑的。不过，当初3Dfx公司已经使过这一手，到最后还是死在了NVIDIA手里。同样，Creative公司也会对NVIDIA十分的头痛，很显然，使用nFORCE芯片组主板的人肯定不会再去买一个Soundblaster Live声卡，毕竟人家芯片组里已经整合了一个比这个声卡功能更为强劲的东西，何苦还要费力不讨好得再花钱去买你的产品呢？

　　Microsoft给了NVIDIA研发的技术，给了他们研究需要的资金，现在，NVIDIA公司制造出了最好的芯片组，最好的内存系统，最好的整合图形处理系统以及最好的声音处理系统等等，这些无疑将会给目前的PC平台带来一场史无前例的革命。同时，NVIDIA瞄准了目前性能价格比最高的CPU——AMD的雷鸟，这对于AMD公司来讲无异于天上掉馅饼。INTEL、VIA和Creative公司将对NVIDIA这的这一举动做出怎样的回应呢？看来要有一场好戏看了。

　　nFORCE芯片组将在今年的7、8月左右正式供货给OEM厂商，使用nFORCE芯片组的主板将在今年的秋季正式上市。

　　译自TOMSHARDWARE