Foxconn WinFast MCP61SM2MA mit NVIDIA MCP61S Chipsatz - 1/17
03.12.2006 by doelf
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Das Foxconn WinFast MCP61SM2MA ist bereits das siebte Mainboard für AMDs Sockel AM2, welches wir in unserem Testcenter haben. Es verwendet NVIDIAs MCP61S Chipsatz und bietet im Rahmen unseres Testfeldes zwei Premieren: Zum einen handelt es sich um das erste Micro-ATX Mainboard, zum anderen nutzt es einen Chipsatz mit integrierter Grafikeinheit. Und mit diesem Chipsatz feiert NVIDIA eine Premiere: Es handelt sich um die erste 1-Chip Lösung mit einer PCI-Express Grafikeinheit.

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Wenn wir nun das Foxconn WinFast MCP61SM2MA betrachten, so haben wir in erster Linie ein preiswertes Mainboard für einen Büro- oder Heimkino-PC vor uns. Es handelt sich um eine vernünftige Lösung für kleine Geldbeutel und alle diejenigen, welche auf einen besonders niedrigen Stromverbrauch wert legen. Höchstleistungen in Bezug auf die Performance oder umfangreiche Extras im Lieferumfang erwarten wir hingegen nicht. Für anspruchsvolle Nutzer, die auf SLI oder CrossFire Wert legen, eignen sich eher die folgenden Premium Mainboards:

• ASUS M2N32-SLI Deluxe WiFi
• MSI K9N SLI Platinum
• Biostar TForce 590 SLI Deluxe
• MSI K9A Platinum

Wer mehr als zwei Parallel-ATA Geräte verwenden will oder drei 32-Bit PCI Steckplätze benötigt, sollte sich die folgenden Mainboards ansehen:

• ASRock ALiveSATA2-GLAN
• Foxconn WinFast K8T890M2AA

Wer hingegen einen kompakten, stromsparenden PC im Auge hat oder sich die Ausgaben für die Grafikkarte sparen will, sollte unbedingt weiterlesen.

NVIDIAs MCP61S
Als NVIDIA den ersten nForce Chipsatz für den Sockel A vorstellte, dominierte noch VIA den Chipsatzmarkt für die AMD-Plattform. Damals sah NVIDIA seine Nische in den integrierten Chipsätzen mit Grafikeinheit. Als man mit den nForce-Generationen 2, 3 und 4 den Mitbewerber aus Taiwan vor allem in Hinblick auf die Ausstattung und die Performance hinter sich ließ, konzentrierte sich NVIDIA auf leistungsfähige Chipsätze ohne Grafikkern. Es schien beinahe, als ob NVIDIA den IGP-Markt seinen Mitbewerbern VIA, SiS und ATi überlassen wollte, doch dann stellte der Grafikspezialist am 20.9.2005 die GeForce 6150 und 6100 Chipsätze vor. Bei der GeForce 6150 und 6100 handelte es sich um zwei Grafiklösungen, die als Northbridge fungierten und über 18 bzw. 17 PCI-Express Lanes verfügten. Diese wurden auf eine Grafikkarte sowie ein oder zwei PCI-Express x1-Geräte verteilt. Hinzu kamen die Southbridges nForce 430 MCP und 410 MCP, mit denen NVIDIA erstmals eine High-Definition Audio Lösung ins Programm nahm. Seiher hat NVIDIA zwei weitere Varianten der GeForce 6150 Northbridge eingeführt und bietet nun fünf verschiedene Kombinationen an:

• NVIDIA GeForce 6150 GPU + NVIDIA nForce 430 MCP (HD Video)
• NVIDIA GeForce 6150 LE GPU + NVIDIA nForce 430 MCP (HD Video)
• NVIDIA GeForce 6150 SE GPU + NVIDIA nForce 430 MCP
• NVIDIA GeForce 6100 GPU + NVIDIA nForce 430 MCP
• NVIDIA GeForce 6100 GPU + NVIDIA nForce 410 MCP

Bei diesen fünf Varianten handelt es sich um 2-Chip Designs. Wie wir wissen, lassen sich North- und Southbridge auch in einem einzelnen Chip vereinen, wodurch der Hersteller Kosten und Platinenfläche einsparen kann. NVIDIA hat kürzlich zwei weitere Chipsätze nachgereicht, welche die Produktpalette als 1-Chip Varianten nach unten abrunden:

• NVIDIA GeForce 6100 GPU + NVIDIA nForce 405 MCP
• NVIDIA GeForce 6100 GPU + NVIDIA nForce 400 MCP

Bei dem MCP61S handelt es sich um eine GeForce 6100 GPU mit einer nForce 405 MCP. Dieser Chipsatz verfügt über zwei PCI-Express x1- sowie eine PCI-Express x8-Anbindung, welche für Grafikkarten vorgesehen ist. Er bietet der Grafikkarte somit nur halb soviele Lanes, wie sie normalerweise nutzen würde. In der Praxis konnten wir allerdings immer wieder feststellen, dass der Unterschied zwischen acht und sechzehn Lanes - wenn überhaupt - nur mit Grafikkarten der aktuellen Spitzenklasse nachzuweisen ist, und diese dürfte kaum jemand im Zusammenspiel mit diesem Chipsatz verwenden. Die kostengünstigste Variante GeForce 6100 GPU / NVIDIA nForce 400 MCP unterstützt lediglich zwei PCI-Express x1-Karten, der Einsatz einer Grafikkarte ist auf solchen Systemen nicht vorgesehen.
Hier die Eckdaten der Grafiklösungen in der Übersicht:

Die Grafikeinheit des MCP61S ist mit einem VGA-Ausgang ausgestattet, DVI oder TV-out gibt es nicht. Sie stammt aus der GeForce 6-Serie und unterstützt DirectX 9 sowie das Shader Model 3.0, für aktuelle Spiele ist sie dennoch nicht geeignet, da ihre 3D-Performance bei weitem nicht ausreicht. Wer mehr Grafikleistung braucht, kann eine PCI-Express Grafikkarte nachrüsten und diese sogar zusammen mit der onboard Grafik betreiben.
Hier die weiteren Eckdaten der Chipsätze in der Übersicht:

Die Southbridge unterstützt zwei Serial-ATA 3 Gb/s- sowie zwei ATA133-Laufwerke, als RAID-Modi stehen 0 und 1 zur Verfügung. Neben High-Definition Audio gibt es zudem 10/100 MBit LAN. Das ist zwar kein Luxus, reicht aber für den Aufbau eines vollwertigen Computers aus.

DDR2-800 und der Timing Mode
AMDs "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT Family 0Fh Processors" gibt für den Speicher-Controller der aktuellen AM2-Prozessoren erfreulicherweise den DDR2-800 Betrieb mit vier Speicherriegeln frei. Allerdings wird bei 400 MHz Speichertakt (DDR2-800) kein Timing Mode von 1T unterstützt - die berühmte und berüchtigte 1T Command Rate führt im Zusammenspiel mit DDR2-800 Speicher daher fast immer zu Instabilitäten.

Speichertakt: Von Wünschen und Tatsachen
Mit der Steigerung des Speichertaktes auf bis zu 400 MHz (DDR2-800) bekam der Speichercontroller der AM2-Prozessoren mit seinen ganzzahligen Teilern ein Problem: Die Taktraten der verschiedenen Prozessoren lassen zumeist nicht den vollen Takt von DDR2-533, DDR2-677 und DDR2-800 zu. Doch wie kommt man an den Multiplikator? Man nehme den CPU-Takt und teile ihn durch den gewünschten Speichertakt. Hat dieses Ergebnis Nachkommastellen, rundet AMD immer zum nächsthöheren, ganzzahligen Wert auf (Ceil-Funktion). Dieser Wert ist der Multiplikator. Da der Multiplikator aufgerundet wird, kommt es bei zahlreichen Konfigurationen zu einem niedrigeren Speichertakt als gewüscht.

Ein Beispiel: Da alle X2 3800+ Modelle mit 2 Ghz arbeiten, kommen sie perfekt mit DDR2-400, DDR2-667 und DDR2-800 zurecht, lediglich bei DDR2-533 fehlen 16 MHz auf den Wunschtakt:

• CPU-Takt 2000 MHz:
  • DDR2-400 gewünscht: 2000 / 200 = 10
    => tatsächlicher Speichertakt: 2000 / 10 = 200 MHz (DDR2-400)
  • DDR2-533 gewünscht: 2000 / 266,66 = 7,50
    => tatsächlicher Speichertakt: 2000 / 8 = 250 MHz (DDR2-500)
  • DDR2-667 gewünscht: 2000 / 333,33 = 6
    => tatsächlicher Speichertakt: 2000 / 6 = 333 MHz (DDR2-666)
  • DDR2-800 gewünscht: 2000 / 400 = 5
    => tatsächlicher Speichertakt: 2000 / 5 = 400 MHz (DDR2-800)

Die im 65 nm Prozess gefertigten Modelle beherrschen halbe Teiler für den Prozessortakt. Zur Einführung dieser Prozessoren Ende 2006 hatten wir AMD die Frage gestellt, ob diese halben Teiler auch für den Speichertakt verwendet würden, um durch feinere Schritte näher an den Idealtakt heranzukommen. Dies wurde uns damals zwar bestätigt, doch in Ermangelung einer entsprechenden CPU konnten wir die tatsächlichen Taktraten nie nachstellen. Erst im Juli 2007 veröffentlichte AMD die Revision 3.08 seines "BIOS and Kernel Developer’s Guide", in der wir zu unserer Überraschung eine Tabelle fanden, welche die Speichertaktraten in Abhägigkeit vom Prozessortakt dokumentiert. Dort zeigt sich, dass auch die 65 nm Prozessoren ganzzahlige Teiler nutzen und sich daraus sehr ungünstige Speichertakte - insbesondere für DDR2-800 - ergeben.

Grün markierte Taktraten schöpfen den Speichertakt voll aus, schwarz markierte Taktraten weichen um 1 bis 8 Prozent vom Wunschtakt ab, ist die Abweichung größer als 8 Prozent, wurde der tatsächliche Speichertakt rot gekennzeichnet.

Weiter: 2. Foxconn MCP61SM2MA: Layout #1

1. NVIDIAs MCP61S Chipsatz
2. Foxconn MCP61SM2MA: Layout #1
3. Foxconn MCP61SM2MA: Layout #2
4. Foxconn MCP61SM2MA: IGP und Stromverbrauch
5. BIOS und Overclocking
6. Kompatibilität, Stabilität und Praxisbetrieb
7. Testumgebung, Audio, USB 2.0 und IDE
8. CPU-Leistung (synthetisch)
9. Multithreaded (synthetisch)
10. Datendurchsatz von Speicher und Cache
11. Primzahlen und Pi
12. Raytracing und Rendering
13. Kompression und mp3-Encoding
14. Video-Encoding
15. 3DMark06 und F.E.A.R.
16. Riddick und UT2004
17. Fazit

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