Scheda madre Pentium SOYO SY5FT2 Triton-II HX

Prova su strada di una mother board per tutti i Pentium in circolazione, dal 75 in su; il confronto tra le prestazioni del Triton-II HX e del Triton.

di Fernando Carello

Da alcuni mesi sono disponibili in Italia le schede madri di classe Pentium equipaggiate con il successore del Triton, ovvero il Triton-II. Questo chipset, le cui due versioni (VX ed HX) abbiamo già presentato nell'articolo "Consigli per gli Acquisti" nella rubrica Hardware di BETA 0596, promette prestazioni migliori del precedente, nonché funzionalità aggiuntive.

BETA ha deciso di inaugurare la serie PROVE HARDWARE proprio verificando questo: abbiamo provato, infatti, la mother board SOYO SY5TF2, equipaggiata con chipset Intel Triton-II HX, e l'abbiamo confrontata con una Microstar P54CTR1 equipaggiata con il "vecchio" Triton.

Caratteristiche principali

Per un approfondimento sui vari tipi di CPU oggi disponibili, vedi l'articolo di Andrea Nenni su questo stesso numero di BETA.

Sono presenti 4 slot PCI e 4 slot ISA, uno dei quali è però condiviso (ovvero, se si monta una scheda di un tipo non c'è lo spazio fisico per montare l'altra): possiamo quindi contare contemporaneamente su 4 PCI + 3 ISA, o 3 PCI + 4 ISA.
Il BIOS Award 4.51 aggiornabile via software (è del tipo Flash) permette il pieno supporto Plug And Play, nonché ovviamente tutte le funzioni di Power Management. E' inoltre presente la porta per il mouse PS/2 (senza però il necessario adattatore di porta) ed il connettore seriale USB (di cui abbiamo parlato su BETA 0496); è anche presente una porta ad infrarossi (il transceiver non è fornito), oltre ovviamente al connettore per i floppy: vengono supportati anche gli sfortunati floppy da 2.88 MB, il che è interessante più che altro perché indica la presenza dell'interfaccia floppy "veloce" da 1000 Kbit/s (anziché 500), utile per far andare un po' più veloci i tape streamer con attacco floppy.

Le due seriali sono del tipo ad alta velocità 16550AF, con relativo buffer; la parallela può funzionare in diversi modi, dal semplice monodirezionale al nuovo ECP bidirezionale ad alta velocità via DMA.

Per ciò che riguarda la memoria, sono presenti 4 alloggiamenti per SIMM 72 pin (ricordiamo che il Triton-II HX non supporta le S-DRAM, pertanto il relativo connettore DIMM 168 pin non è presente) ed il connettore COAST che permette di portare la cache di secondo livello dagli attuali 256 KB (integrati su mother board; si tratta di cache pipelined burst da 7 ns, con TAG da 15 ns) a 512 KB tramite opportuna schedina DIMM.
Con la configurazione standard (256 KB), la cache 2L può coprire 64 o, espandendo la TAG SRAM, 512 MB di RAM (la necessaria selezione avviene tramite BIOS): l'espansione a 512 KB di cache, utile per aumentare l'hit rate del sistema a mappa diretta (v. l'articolo sulla cache memory in questo stesso numero) quando si devono coprire più di 64 MB di memoria centrale, implica un leggero scadimento prestazionale in certe situazioni. La TAG SRAM, integrata sulla scheda, è da 16 KB su 8 bit, quindi già pronta per l'eventuale espansione a 512 KB; non è tuttavia sufficiente per "cachare" oltre 64 MB di RAM, in quanto ogni campo TAG dovrebbe avere più di 8 bit.

Completa il quadro la presenza a bordo di un BIOS NCR SCSI 306, che permette di acquistare un adapter SCSI NCR PCI senza BIOS, con un certo risparmio; purtroppo, tali ottimi adapter non sono di facile reperibilità in Italia.

Analisi statica

Un manuale sufficientemente preciso e completo ed una scheda per l'assistenza tecnica costituiscono il resto della dotazione; mancano invece le utility per l'aggiornamento del BIOS, possibile dopo aver ottenuto (ad esempio via Internet) la nuova immagine del BIOS. Detta utility è comunque reperibile presso il sito Internet del produttore: www.soyo.com.
Ricordiamo, ad ogni buon conto, che l'upgrade del BIOS è un'operazione di grande delicatezza, da effettuare solo in caso di necessità : un problema durante l'aggiornamento potrebbe rendere malfunzionante il BIOS ed inutilizzabile la mother bord.

Osservando la scheda si nota un design sufficientemente pulito; spiccano i due grossi dissipatori in alluminio anodizzato, necessari per i due regolatori di tensione che portano la tensione di alimentazione (5V) della mother board, troppo alta per le CPU moderne, ai più bassi voltaggi menzionati in apertura. Tale necessità scomparirà con l'adozione del nuovo standard ATX (vedi BETA 0496 e 0596), che prevede una linea d'alimentazione a 3.3V.
I due grossi integrati costituenti il chipset Triton-II non passano inosservati: il PIIX3 Intel 82371SB è coperto da una targhetta adesiva recante il logo Soyo, mentre il TXC Intel 82439HX è montato su una basetta quadrata in tecnologia Ball Grid Array.
Salta all'occhio la mancanza della batteria di alimentazione per la memoria CMOS del Setup: è integrata nel grosso chip Odin che assolve alle funzioni di Real Time Clock. Questo può potenzialmente creare fastidi se la batteria dovesse scaricarsi o danneggiarsi, in quanto l'integrato, un 12C887A (comunque equivalente al 12C887 prodotto dalla Dallas), non è di facile reperibilità per gli utenti finali (la sua sostituzione sarebbe peraltro molto semplice, essendo montato su zoccoletto DIP).

Il montaggio della scheda non presenta particolari difficoltà : sono presenti un buon numero di fori, alcuni dei quali ovali.
Occorre invece prestare molta attenzione al montaggio delle porte seriali: i connettori ed i cavi sono incompatibili, come piedinatura, con quelli di altre schede Pentium, è quindi necessario utilizzare il materiale in dotazione con la scheda, e non riutilizzare porte e connettori già in proprio possesso, pena il malfunzionamento delle porte.

La scheda non è dotata di presa per l'alimentazione della ventolina per CPU, che va quindi collegata, con un apposito adattatore, ad uno dei connettori per i dischi uscenti dall'alimentatore.

Esame dinamico

Come di norma sui recenti BIOS Award ed AMI, il Setup è diviso in numerose sezioni e dispone di un (ridottissimo) help on-line. Le parti che ci interessano maggiormente sono:

	
	STANDARD CMOS SETUP 
        CHIPSET FEATURES SETUP 
        PCI & ONBOARD I/O SETUP 
 

Standard CMOS Setup

Chipset Features Setup

La prima voce permette di abilitare/disabilitare l'Auto Configuration (per default è abilitata).
Se siete disposti a sperimentare con settaggi che possono (temporaenamente) compromettere il funzionamento del PC, disabilitate l'Auto Configuration e procedete alla regolazione manuale dei vari parametri che seguono, relativi essenzialmente ai timing delle memorie (principale e cache):

La voce DRAM Timing consente di specificare la velocità di accesso nominale delle SIMM installate.
Nel nostro caso, abbiamo installato delle SIMM da 60 ns: questo ci ha permesso di settare il RAS Precharge Time a 3 cicli di clock, il Read/Write Leadoff a 6/5 cicli, il RAS-to-CAS Delay a 3 cicli, il Read Burst a 3-3-3 ed il Write Burst a 2-2-2.
Abbiamo poi abilitato il DRAM Speculative Leadoff, nonché System BIOS Cacheable e Video BIOS Cacheable (per avere prestazioni leggermente migliori in ambiente DOS).
Abbiamo lasciato tutte le altre impostazioni come da default.

PnP/PCI Configuration

Questa sezione permette di regolare le funzionalità "Plug & Play" di cui la scheda è dotata; ricordiamo che il "Plug & Play" è in realtà un mosaico costituito da diverse tessere: ci vuole il supporto da parte del chipset (per le funzionalità di auto-routing degli IRQ, dei canali DMA e degli indirizzi), del BIOS (per i Power-On Self Test che permettono di identificare le funzionalità PnP delle schede), del Sistema Operativo (che deve poter utilizzare IRQ e DMA in modo dinamico, ovvero non vincolato a questo o a quel dispositivo) e, ovviamente, delle schede stesse.
Con questa mother board, almeno i primi due tasselli sono a posto ...

Il supporto PnP può funzionare sia in modo completamente automatico (all'utente vengono nascosti del tutto i settaggi relativi agli IRQ ed ai DMA) che semiautomatico: quest'ultimo caso è a nostro avviso preferibile, in quanto i suddetti tasselli tendono ancora a combaciare con difficoltà, nell'attuale panorama hardware/software dei PC.
Gli IRQ e i DMA lasciati al PCI saranno comunque gestiti in PnP "parziale" (dipende molto, come si è detto, da Sistema Operativo e schede installate. Ci sono stati riportati casi di buona riuscita con le ultime Sound Blaster 32 PnP e con schede di rete PCI ultima generazione).

Integrated Peripherals

In questa sezione si possono regolare i parametri di funzionamento delle periferiche integrate sulla scheda madre, ovvero le due porte seriali, la porta parallela e i due canali per le periferiche IDE.

Le prime 8 voci si riferiscono ai parametri di funzionamento IDE, per i quali vi rimandiamo al relativo articolo su BETA 0395; se avete Hard Disk o CD-ROM abbastanza recenti, comunque, consigliamo di lasciare su Enabled le prime 4 e su Auto le altre 4.
Le voci relative alle porte seriali permettono di settarne l'indirizzo di base e l'IRQ; purtroppo sono permessi solo IRQ "standard", ovvero il 4 (per COM1 o COM3) ed il 3 (per COM2 o COM4); per installare più di 2 seriali sul vostro PC dovrete quindi utilizzare una scheda aggiuntiva che possa lavorare con IRQ "alti"; peraltro, disponendo dell'(introvabile !) cavetto/connettore per mouse PS/2, potreste utilizzare l'apposita presa sulla mother board, liberando così una seriale (il mouse PS/2 sfrutta infatti una seriale "speciale" che utilizza l'IRQ 12).

La porta parallela può essere settata per lavorare su 3 diversi indirizzi di base e 2 IRQ (il 5 ed il 7); può inoltre funzionare in modalità SPP (porta paralella unidirezionale vecchio tipo, per intenderci quella dei primi PC), EPP (bidirezionale alta velocità, necessaria per le stampanti più recenti e per dispositivi esterni su parallela quali scanner, CD, hard disk portatili), ECP (bidirezionale estesa, con possibilità di sfruttare un canale DMA per i trasferimenti e capace di un Transfer Rate massimo teorico di 800 KB/s).
Suggeriamo il modo ECP+EPP (in grado nella maggior parte dei casi di funzionare anche con le vecchie stampanti), selezionando il canale DMA 3 per il modo ECP nella voce successiva.

Bene, è giunto il momento di .. tirare fuori i cronometri: rileviamo le prestazioni della scheda, confrontandola con la Microstar Triton.

Va sottolineato che le due schede, oltre a montare chipset diversi, montano anche due diversi tipi di cache di secondo livello: normale SRAM asincrona da 15 ns per la Microstar, SRAM pipelined-burst da 7 ns per la Soyo.
Data la notevole differenza prestazionale tra i due tipi di cache, è importante notare che non tutto il vantaggio velocistico della seconda scheda è riconducibile alla presenza del chipset Triton-II HX: disponendo di una scheda Triton-I con cache pipelined burst avremmo misurato differenze di prestazioni assai più contenute.

Rimandandovi ad un'opportuna pagina per la descrizione dei programmi di benchmark adottati per questa prova, analizziamo subito i risultati:

Il primo gruppo di test è composto da benchmark veri e propri, si tenta dunque di saggiare le prestazioni del sistema utilizzando simulazioni sintetiche che mettano alla prova, in vario modo, CPU, scheda madre e memorie.

Lungi dal poter fornire "numeri magici" che possano quantificare esattamente la velocità di un sistema nell'uso reale (traguardo fuori della portata di qualsiasi benchmark sintetico), questi test si dimostrano comunque utili nel valutare le differenze tra un sistema ed un altro della stessa famiglia.
Su ambedue le schede è sono stati montati un processore Intel Pentium 100 MHz e due SIMM FastPageMode (non EDO) da 16 MB l'una, con tempo di accesso di 60 ns.

Passando a commentare i risultati evidenziati nel primo grafico qui a fianco, notiamo anzitutto come, nonostante il chipset più "dotato" e la presenza della cache pipelined-burst, le differenze prestazionali tra le due schede siano inferiori al 6%; in particolare, l'indice iCPU è identico (il che era prevedibile, rimanendo uguale il processore).

Il secondo grafico evidenzia la velocità di Input/Output della scheda, sia sul fronte della memoria che su quello del bus PCI: qui le differenze con la Microstar Triton sono più evidenti, ed emerge il dato relativo alla cache di secondo livello, un +63% che testimonia decisamente a favore della tecnologia pipelined burst; ma attenzione a non sottovalutare gli altri dati: il +19% sul throughput della RAM (nonostante le SIMM identiche) indica un buon layout della scheda ed una buona gestione dei timing da parte del chipset, che hanno permesso di limare qualche stato di attesa nel Setup rispetto alla "vecchia" scheda; mentre +20% e +8.5% rispettivamente per scheda video ed Hard Disk (anche in questo caso identici per le due schede) stanno a testimoniare la migliorata gestione PCI, con buffer più capienti e trasferimenti più efficienti; tra l'altro, c'è da aspettarsi anche una maggiore efficienza nell'utilizzo intensivo di più periferiche PCI, grazie al migliorato sistema di arbitraggio (peer concurrency).

Conclusioni

Senz'altro da promuovere appieno la tecnologia "pipelined-burst" per la cache di secondo livello: permette di migliorare in modo sensibile il throughput con poca spesa, ed è rapidamente diventata uno standard; tuttavia, l'impatto finale sulle prestazioni è probabilmente inferiore a quanto ci si potrebbe aspettare.

Cosa dire, infine, del chipset Triton-II HX ?

Indubbiamente un passo avanti rispetto al Triton, ma non così evidente: chi ha una buona scheda madre Triton (specie se dotata di cache pipelined e di regolatori di tensione per le CPU da 2.5 - 2.9 V) probabilmente non troverà validi motivi per passare al nuovo chipset.

512 KB di cache, oppure 256 ?

Naturalmente, i sistemi con 512 KB di cache pipelined hanno ugualmente una certa diffusione, grazie al miglior hit rate fornito (specie quando la RAM da coprire supera i 64 MB); paradossalmente, però, perdono qualcosa nei cicli cache "back-to-back".

Quando occorre eseguire due letture burst consecutive, anziché limitarsi ad effettuare 2 cicli burst uguali (avendo quindi un timing del tipo Y-X-X-X-Y-X-X-X), con il Triton-II è infatti possibile attivare il cosiddetto "trasferimento back-to-back": in pratica, si elimina la necessità di inizializzare il secondo ciclo di lettura, ottenendo in pratica un'unica lettura burst del tipo Y-X-X-X-X-X-X-X. Con cache pipelined burst, il timing esatto è 3-1-1-1-1-1-1-1, con un risparmio di 2 cicli di clock rispetto a due burst read "separate".
Tuttavia, quando sono presenti 512 KB di cache i banchi sono due: la necessità di cambiare banco tra la prima e la seconda lettura burst comporta la perdita di un ciclo di clock, ed il timing diventa 3-1-1-1-2-1-1-1.

Per un approfondimento sul funzionamento della cache memory e sui cicli burst, vi rimandiamo al relativo articolo su questo numero di BETA.

Come abbiamo effettuato le prove

L'indice iCPU viene fornito da un benchmark da noi sviluppato, che esegue calcoli interi a 32 bit su un ristretto insieme di dati ben "cacheable": è fortemente indicativo della "potenza bruta di calcolo" della CPU sugli interi.
iRAM, anch'esso sviluppato da noi, viene invece da alcuni test a 32 bit su interi che operano su grandi insiemi di dati "sparsi", e risente fortemente dell'efficienza dei sistemi di RAM e cache, oltreché naturalmente della velocità della CPU.
Gli indici MIPS-16 e MIPS-32, rispettivamente a 16 e 32 bit, su interi, ci vengono forniti dal programma HighTest Lite, by Intelligent Devices Corporation; dovrebbe essere in qualche modo reperibile su Internet, pur se la versione in nostro possesso è alquanto datata.
Gli indici Drystone (interi) e Whetstone (floating point), infine, sono forniti da PC-Config 8.20, un utile shareware con lunga esperienza nel settore, reperibile su Internet dove l'autore è presente con una home page.

Gli indici facenti parte del secondo grafico non possono essere considerati dei veri e propri benchmark, in quanto misurano essenzialmente la velocità di Input/Output di alcuni sottosistemi (memorie, dischi, schede grafiche), in termini quindi di byte per secondo.

Le prestazioni della cache di secondo livello e della memoria centrale sono fornite nuovamente da PC-Config, così come il Transfer Rate massimo dell'hard disk; il throughput della scheda video è invece misurato da CTCacheMesser, ottimo test freeware sviluppato dal team della rivista tedesca C'T e reperibile anch'esso su Internet.

Noi di BETA stiamo comunque sviluppando una nuova serie di benchmark, che sostituiranno iCPU ed iRAM fornendo un quadro più completo, sperabilmente comprensivo anche di test su video e dischi. Questi benchmark, dopo adeguato collaudo, saranno pubblicamente distribuiti.

Fernando Carello è reperibile su Internet tramite la redazione, oppure sul sito di BETA all'indirizzo techcoord@beta.it