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Intel最新一代南桥 ICH8R性能测试

优点
1、6个SATA 3Gbps接口,支持AHCI,支持NCQ和热插拔,支持Intel Matrix Raid技术,支持RAID 0/1/0+1/5。
2、提供6个PCI Express Lane,其中4个可以配置为PCIE x4界面。
3、支持HDA,取消了AC97,提供了较优质的板载音效。
4、10个内置保护线路的USB 2.0接口,分两个EHCI控制器提供,总带宽更高。
5、Intel Quiet System Technology。
6、支持APCI 3.0。

缺点
1、南北桥通道:2GB/s的DMI,无法满足6 SATA 3Gbps和6 PCI Express Lane。
2、不提供PATA。

  【IT168评测中心】随着2006年7月Intel发布划时代的Intel Core 2系列桌面CPU,其搭配的相关芯片组也开始火热起来,除了很久之前发布的975X可以支持之外,Core 2系列处理器的对应芯片组应该是早在2006年Computex台北电脑展的时候就发布了的代号Intel 965系列,代号Broadwater。965芯片组家族主要包括四款芯片,分别是P965、G965、Q963和Q965。其中P965和G965面向主流消费者;Q963和Q965则主要面向企业用户。Intel一改以往将划分市场层次的字母放在型号数字后面的做法,代表着这个芯片组家族具有着比较不一般的意义。


  Intel在发布965芯片的时候也一并发布了相配合最新一代南桥芯片:NH82801H系列——也就是常说的ICH8系列。随着965主板的逐渐盛行,ICH8系列南桥也逐渐进入人们视线,我们测试了一块由华硕送来的P965 + ICH8R的主板,其型号为ASUS P5B Deluxe WiFi-AP,这块主板在市场上已经可以购买得到了。接下来的这篇文章中,我们可以看到ICH8R的磁盘性能表现。

Intel NH82801HR , ICH8R
型号
NH82801HR
封装
32x31 mm 652 Pin mBGA
制程
90nm
上行接口
DMI(Direct Media Interface)
上行带宽
2GB/s
核心电压
1.05V
I/O电压
1.5V/3.3V/5V
PCIE
6 Lane, PCIE 1.1a
6 PCIE x1 or 4 PCIE x1 + 1 PCIE x4
PCI
4 PCI 2.3
SATA

6 SATA 3Gbps, AHCI(NCQ & HotPlug)
Intel Matrix RAID

PATA
0
Audio
HDA
USB

10
5 UHCI(USB 1.1) or 2 EHCI(USB 2.0)

LAN
Intel Gigabit LAN Controller MAC(LCI/GLCI)
Others
ACPI 3.0 Supported

  ICH8系列南桥包括ICH8、ICH8R、ICH8DO、ICH8DH四个桌面型号,其中ICH8DO和ICH8DH两个型号极为少见,ICH8系列南桥还会有一个笔记本型号:ICH8M

  可以总结出ICH8R的一些特点:

优点
1、6个SATA 3Gbps接口,支持AHCI,支持NCQ和热插拔,支持Intel Matrix Raid技术,支持RAID 0/1/0+1/5。
2、提供6个PCI Express Lane,其中4个可以配置为PCIE x4界面。
3、支持HDA,取消了AC97,提供了较优质的板载音效。
4、10个内置保护线路的USB 2.0接口,分两个EHCI控制器提供,总带宽更高。
5、Intel Quiet System Technology。
6、支持APCI 3.0。

缺点
1、南北桥通道:2GB/s的DMI,无法满足6 SATA 3Gbps和6 PCI Express Lane。
2、不提供PATA。

  在ICH8、ICH8R、ICH8DO、ICH8DH四个型号中,ICH8跟ICH8R相比,区别并不大,仅仅是不支持6个SATA口,以及不支持AHCI和RAID功能,而ICH8DO只配合G965北桥使用,它比ICH8R多了一个Inel AMT管理功能的支持(ICH8DO的DO就是指Digital Office),而ICH8DH则不支持G965,它比ICH8R多了Intel Quick Resume Technology(ICH8DH的DH就是指Digital Home)。
  ICH8/R提供的SATA接口和ICH7/R对应提供的区别不大,都是SATA 3Gbps,并且ICH7R/ICH8R都能支持AHCI,支持NCQ和热插拔,并支持Intel的Matrix RAID技术。相比之下,ICH8R能支持6个SATA接口,这样在组合RAID方面就具有了更大的灵活性,不过一些古老的操作系统在安装的时候并不支持4个IDE设备,所以一些如ASUS P5B Deluxe之类的主板便会注明引导SATA设备须要接在指定的4个SATA插槽上。
  关于AHCI和RAID需要注释的一点是:安装通常的操作系统需要使用到软驱和软盘来装载AHCI/RAID驱动,不少高端主板的装机用户实际上并没有打开这个功能。Microsoft的下一代操作系统Windows Vista已经可以手动选择驱动安装路径,如USB存储器或者光存储器,这大大方便了新主板的使用。
  南桥通常是各种插槽的主要提供者,ICH8系列南桥提供了6条PCIE Lane,其中4条可以组合为一条PCIE x4界面,这和ICH7R的相关方面是一样的。
  ICH8/R取消了PATA的支持,给一些使用了PATA光驱安装系统的用户带来不小的麻烦,在SATA光存储尚未普及的今天,取消PATA口仍是显得略微超前了,大多数主板都使用了额外的芯片组来提供PATA口。笔记本用户则可以庆幸:ICH8M仍旧提供了PATA支持。
  ICH8/R同时还取消了对AC'97的支持,转而专心支持HDA,人们终于可以彻底地从SRC问题解放出来了。同时HDA的规格很高,这的确可以提升板载音频效果。
  ICH8系列在USB方面作了不小的改进,虽然用户看起来可能感觉并不明显:将USB 2.0接口的数量提升到了10个(ICH7是8个),并且完善了内置的保护线路(还记得ICH5时代的南桥烧毁时间否?无论是真的还是假的,完善的保护线路总是好事)。同时这10个USB 2.0接口是分别由2个EHCI控制器提供的(ICH7则是由1个EHCI控制器提供的),一个可能比较少人知道的事实是:USB 2.0 480Mbps(也就是60MB/s)的理论带宽是同一个控制器下所有的USB口共用的,两个EHCI控制器就比以往的一个EHCI控制器的总带宽提高了整整一倍,这大大提升了联接高速外部设备的能力(当然,人们需要分辨两个EHCI控制器的实际接口分布)。
  ICH8系列还内置了千兆网络MAC部分的功能,这些网卡就跟AC'97/HDA声卡一样,需要配合外置的芯片才能完整。ICH8的这部分千兆网络功能通过LCI/GLCI接口和PHY芯片相联接。

  ICH8系列南桥通过DMI接口和北桥相连接,带宽为2GB/s,和ICH5时代的266MB/s的Hub Link 1.5相比提升是很大,但是考虑到ICH8提供的6条PCIE Lane、6个SATA 3Gbps、2个EHCI USB 2.0控制器,这2GB/s的DMI带宽就显得不够使用了。

硬件环境

CPU

 Intel Pentium 4 660 ES(LGA 775 , HT , Prescott , 90nm , 200*18=3.6G , 16KB L1 Data + 12KB uOPs , 2MB L2) @ 3612.8MHz

主板

 ASUS P5B Deluxe WiFi-AP(Intel P965 + ICH8R)

内存

 Samsung DDR2 533 1GB(PC2-4300 , 2 Physical Banks , 4 Logical Banks) x 2 @ Dual Channel 267.6MHz 5-5-5-16

系统硬盘

 Seagate Barracuda 7200.10 ST3320620AS 320G 16M SATA 3.0Gbps(Firmware 3.AAC) @ SATA 3.0Gbps , AHCI Mode

测试硬盘

 Seagate Barracuda 7200.10 ST3320620AS 320G 16M SATA 3.0Gbps(Firmware 3.AAC) @ SATA 3.0Gbps , AHCI Mode

测试光驱

 NEC ND-3650A DVD+RW SATA 1.5Gbps(Firmware 1.04) @ SATA 1.5Gbps

显卡

 XFX GF7600GS 256MB 128bit DDR3(NVIDIA GeForce 7600GS , PCI Express x16 , 500MHz/700MHz) @ PCIE x16

声卡

 Realtek ALC882(8 channels HDA)

电源

 Goldenfield ATX-S500(350W ATX12V 1.3)

软件环境

操作系统

 Windows XP Professional 2600 ENG SP2 + DirectX 9.0c 2006.02.07

主板驱动

 Intel Chipset Installation Utility 8.0.1.1002 WHQL

磁盘驱动

 Intel Matrix Storage Manager 6.0.0.1022 WHQL

显卡驱动

 NVIDIA Forceware 91.47 WHQL

声卡驱动

 Realtek HDA Driver 1.38

测试项目

性能测试

 PCMark05 1.01

 ZD WinBench 99 Version 2.0

 HD Tach RW 3.0.1.0

 SiSoftware Sandra 2007

 IOMeter 2004.07.30

 Nero CD-DVD Speed 4.51.1

  为了完整地体现ICH8R的存储控制器性能,我们同时测试了IDE模式和AHCI模式(RAID模式有望在以后的测试中加入),并同时测试了一个SATA 3.0Gbps的Seagate Barracuda 7200.10硬盘何一个SATA 1.5Gbps的NEC ND-3650A DVD+RW。最后的数据并与ICH7R作为比较(ICH7R主板为P5WD2),关于ICH7R的数据可以参阅主流垂直记录320G希捷7200.10评测

  IDE模式下,6个SATA口被分在两个硬盘控制器上,一些古老的操作系统将无法在2端口控制器上引导。

  AHCI模式下只有一个硬盘控制器。

  正确地设置为了SATA 3Gbps。

IDE模式

AHCI模式带NCQ

ICH8R性能测试
项目
ICH8R IDE Mode
ICH8R AHCI Mode w/ NCQ
ICH7R IDE Mode
PCMark05 1.01
HDD Score
6107
6477
6471
XP Startup
9.096 MB/s
10.292 MB/s
10.393 MB/s
Application Loading
6.928 MB/s
7.842 MB/s
7.848 MB/s
General Usage
5.633 MB/s
6.247 MB/s
6.164 MB/s
Virus Scan
138.624 MB/s
128.048 MB/s
126.943 MB/s
File Write
71.057 MB/s
72.667 MB/s
73.175 MB/s
  可见ICH8R和ICH7R的区别并不是很大,而AHCI模式则比IDE模式提升不少,在当前通常环境下已经可以发挥出NCQ的作用了
Intel ICH8R性能测试
项目
ICH8R IDE Mode
ICH8R AHCI Mode w/ NCQ
ICH7R IDE Mode w/ NCQ
ZD WinBench 99 Version 2.0
Business Disk WinMark 99
12200
20200
-
High-End Disk WinMark 99
51500
52900
-

  Disk WinMark中也能体现出AHCI模式的好处。

ICH8R IDE模式

ICH8R AHCI模式带NCQ

ICH7R AHCI模式带NCQ

  两个曲线图看起来还是非常明显的,IDE模式下爆发传输速率比较高,但是写入速度低于读取速度,而在AHCI模式下写入速度则跟读取速度很接近。总体表现上AHCI模式更好,而ICH8R和ICH7R则基本上没有区别。

ICH8R IDE模式

ICH8R AHCI模式带NCQ

  没有区别。

  对技术细节不感兴趣的可以略过此节。

   IOMeter是业界广泛使用的IO性能测试软件,我们使用了2004.07.30.win32.i386版本来完成磁盘子系统性能的测试,并使用定制的Excel宏来完成数据分析。

   通过使用不同的IOMeter设定值来呈现文件服务器(选择范围为512Bytes到64KB)和网站服务器(选择512Bytes到512KB作为I/O范围)的相应负载,文件服务器和网站服务器的脚本都按照于StorageReview.com的脚本来进行,StorageReview.com通过对各种文件服务器和网站服务器的实际运行进行统计分析制定了业界广泛使用的测试脚本。连续性操作的设值为64KB,因为这是NT核心操作系统所使用的限定数值,更大的数据包将会被操作系统分割为64KB执行。
  最后,我们实际测试使用的IOMeter策略如下:

Max IO:

  为了得到完整的磁盘性能数据,我们测试了从512Bytes到64KBytes的8种数据块大小,并分别测试了100%读取操作以及100%写入操作下的表现,测试随机率为0%,即为100%连续读取,用于检测磁盘子系统的最大输入输出能力。从所有的数据中,可以分别得到的数据指IOps(每秒操作数)以及MBps(传输速率)。

File Server:

  文件服务器应用在一个多用户或网络化的环境中专门用于文件的储存,恢复和管理。不同用户的访问形成了多线程,因此,其工作负载是随机性的。输入输出大小是可变的,取决于所操作的文件大小。读/写分布也是变化的。总的来说,一个频繁使用的多用户服务器应该采用较高的队列深度来模拟。

  最后,测试读取尺寸从512Bytes到64KB不等,80%读取操作,随机率为100%,用于模拟文件服务器的性能。

Web Server:

  网站服务器应用于处理多用户通过Internet或Intranet进行的访问。这些请求具有典型的随机性,并且在用户访问不同页面或视频应用时大量偏向于读请求。同样,一个访问频繁网站服务器也应该采用较高的队列深度来模拟。最后,测试读取尺寸从512Bytes到512KB不等,100%读取操作,随机率为100%,用于模拟Web服务器的性能。

  在实际的桌面环境中,小于4KB的块访问数量不少,但是由于操作系统的缓存的存在而具有一定的降低,主要的块大小基于4KB。在文件服务器环境中,512B、4KB、64KB的块都比较多,其中4KB的占了绝大部分,而在网站服务器环境则主要是8K以下的块大小。

  SCSI标准中的TCQ(Tagged Command Queuing)支持高达256的Queue Depth(队列深度),按照企业级硬盘的标准IOMeter测试的Queue Depth一般都用128或者256,但是在桌面应用中,Queue Depth通常不会大于128,通常为64左右;作为SCSI TCQ技术的一个简化的版本,SATA的NCQ(Native Command Queuing,本地指令队列)支持32的Queue Depth,因此我们测试时,队列深度从1到128。我们仅仅使用了一个Worker。

  IOMeter硬盘性能测试对CPU、内存等参数并不是很敏感——当然CPU要保证在测试中不能出现100%的占用率。

ICH7R AHCI Mode w/ NCQ Read IOps

ICH7R AHCI Mode w/ NCQ Write IOps

  IOps方面的表现比较异常,在小区块的时候,ICH8R在IDE模式下比在AHCI模式下大得多的IOps,而ICH8R AHCI的表现则要略微低于ICH7R AHCI的表现,不过很微小,基本在误差范围之内。

ICH8R IDE

 

ICH8R AHCI

 

ICH7R AHCI

  ICH8R IDE模式小区块速度的确很快,不过这是以CPU占用率为代价的,在所有的区块大小中,IDE模式的CPU占用率都要高于AHCI模式。

  ICH8R AHCI模式跟ICH7R AHCI模式相比,的确没有太大不同。

ICH8R IDE模式

ICH8R AHCI模式带NCQ

ICH7R AHCI模式带NCQ

  在服务器测试中,AHCI模式理当所然地比IDE模式更快,在实际操作中也是可以部分地体现出来的。而ICH8R和ICH7R相比,ICH8R略微快一点点,几乎可以忽略。

  DVD测试使用的是ASUS P5B主板附送的DVD-ROM。

ICH8R IDE模式

ICH8R AHCI模式

  本来我们并不期望在低速的SATA光存储上发现差别,事实上差别也的确很小,除了AHCI模式下读取CD时的突发传输速率更为快一些。

IT168评测中心观点

  【IT168评测中心】从单个SATA接口磁盘来看,ICH8R跟ICH7R几乎一模一样,这可能跟单个口的负荷不够重有关,同时磁盘控制器的设计也已经被Intel发挥到淋漓尽致了(Intel也是SATA标准制定成员之一),在RAID模式下很可能会有所不同。
  从接口数量上说ICH8R增加的2个SATA接口更适合于做RAID,同时也是为了SATA光存储考虑。
  单口性能方面ICH8R并没有特别的优势,不过ICH8R在芯片的各个方面都作出了改进,虽然改进不是很大。ICH8R或许并不是购买P965平台的理由,不过选择ICH8R将不会后悔。

优点
1、6个SATA 3Gbps接口,支持AHCI,支持NCQ和热插拔,支持Intel Matrix Raid技术,支持RAID 0/1/0+1/5。
2、提供6个PCI Express Lane,其中4个可以配置为PCIE x4界面。
3、支持HDA,取消了AC97,提供了较优质的板载音效。
4、10个内置保护线路的USB 2.0接口,分两个EHCI控制器提供,总带宽更高。
5、Intel Quiet System Technology。
6、支持APCI 3.0。

缺点
1、南北桥通道:2GB/s的DMI,无法满足6 SATA 3Gbps和6 PCI Express Lane。
2、不提供PATA。

Intel NH82801HR , ICH8R
型号
NH82801HR
封装
32x31 mm 652 Pin mBGA
制程
90nm
上行接口
DMI(Direct Media Interface)
上行带宽
2GB/s
核心电压
1.05V
I/O电压
1.5V/3.3V/5V
PCIE
6 Lane, PCIE 1.1a
6 PCIE x1 or 4 PCIE x1 + 1 PCIE x4
PCI
4 PCI 2.3
SATA

6 SATA 3Gbps, AHCI(NCQ & HotPlug)
Intel Matrix RAID

PATA
0
Audio
HDA
USB

10
5 UHCI(USB 1.1) or 2 EHCI(USB 2.0)

LAN
Intel Gigabit LAN Controller MAC(LCI/GLCI)
Others
ACPI 3.0 Supported

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