nexthardware.com
a cura di: Nicolò Cardobi - Chicco85

Zotac nForce 790i - Supreme

Zotac entra di prepotenza nel mercato schede madri con questo prodotto senza compromessi, creato per sfruttare soluzioni multi gpu nVidia, di cui Zotac stessa è partner.

Non è da molto che Zotac è entrata nel mercato italiano, tuttavia si è fatta conoscere immediatamente per l'offerta di ottimi prodotti, in primis schede video, a prezzi competitivi. Da un po' di tempo a questa parte inoltre Zotac è entrata, come partner nVidia, nel mercato schede madri. Ecco a voi quindi, una recensione dell'ultima nata, la Zotac nForce 790i – Supreme, destinata ad essere la punta di diamante dell'offerta Zotac per quanto riguarda la sua produzione di mainboard.


image

Zotac nForce 790i - Supreme


Si tratta di una mainboard che segue quello che è il layout reference dettato da nVidia che poi vedremo in dettaglio in seguito. Per ora accontentiamoci di un breve riassunto delle caratteristiche salienti.


Processori supportati

- Intel Pentium 4, Pentium D, Core 2 Duo/ Quad, Core 2 Extreme
- Socket LGA775
- 800/1066/1333/1600 MHz FSB

Chipset

- NVIDIA® nForce 790i Ultra SLI
- Tre slot PCI-e 16x, compatibile con Tri e Quad SLI

Memorie supportate

- DDR3 1333 (JEDEC standard)
- DDR3 2000 MHz con memoria predisposta SLI ed EPP2
- Quattro socket DIMM, fino a 8GB di memoria

Porte I/O

- Un Connettore ATA133 Parallelo
- Otto Porte Serial ATA II (una porta eSATA nel pannello posteriore)
- Una Porta FDD (Supporto FDD 1.44/2.88 MB)
- Audio HD 5.1
- Una Porta per Mouse PS/2
- Una Porta per Tastiera PS/2
- Una Porta Seriale
- Sei Porte USB sul Panello Posteriore, Quattro Porte USB su backplate
- Due Porte RJ45

LAN

- Doppia LAN Gigabit

USB

- 10x USB 2.0 totali

IEEE1394

- Una porta sul pannello posteriore
- Una porta su pin header


 

1- Confezione e dotazione

Diamo uno sguardo dentro alla scatola

La scatola e gli accessori


image

image

La confezione, davanti e dietro.


Il prodotto si presenta con una confezione piuttosto contenuta se paragonata a quanto essa racchiude. Quello visualizzato in foto è il semplice involucro esterno, il quale poi contiene la vera e propria scatola con la classica costruzione a valigetta.

Aperta questa, ci ritroviamo di fronte a una serie di scatole più piccole, rispettivamente per bundle, ventola del chipset e kit wi-fi. Al di sotto, troveremo la scheda madre avvolta da una busta antistatica ed ulteriormente circondata da del nylon soffiato. Data questa descrizione, un elogio va a Zotac per aver confezionato in modo così curato il prodotto contenendo le dimensioni dell'involucro. Passiamo ora alla dotazione.


image

image

A sinistra due braket USB (4 porte supplementari totali) ed il bracket IEEE 1394. A destra l'ottima dotazione di cavi di SATA, compresi gli adattatori per l'alimentazione ed i due flat IDE e floppy.


Dotazione ricca di cavi da parte di Zotac. Menzione ai bracket USB che, uniti alle sei porte USB presenti sull'I/O shield della scheda madre, permettono di portare a dieci il numero di porte USB totali



image

image

Ventola del chipset. In caso di overclock è caldamente consigliato utilizzarla.


La ventola del chipset, accuratamente riposta nella sua scatola al momento dell'apertura della confezione, è di circa cinque centimetri di dimensione, con un telaio costruito ad hoc per potersi inserire nella struttura del dissipatore della scheda madre. Al massimo è rumorosa, tuttavia è possibile impostare da bios il regime di rotazione desiderato oppure, preferibilmente, è possibile gestire la velocità di rotazione in base alla temperatura.


image


image

A destra i manuali, il cd dei driver e l'I/O shield. A destra il kit wi-fi al completo.


Il kit wi-fi è racchiuso nella sua piccola confezione. Grazie a quest'ultimo dispositivo la connettività della scheda madre è ai massimi livelli. Questo kit wi-fi è comunque montato su bracket che, in totale, sono quattro. Chi desiderasse averli tutti, dovrà fare accuratamente i conti per vedere se ha tutto lo spazio sul case a disposizione per poterli montare.




image


image

I due ponticelli SLI.


Da non dimenticare infine che nel bundle della scheda madre sono inclusi due ponticelli SLI. Uno servirà per le configurazione SLI dual vga, mentre l'altro per quelle SLI a tre vga.

 

2- Board layout

Osserviamo da vicino la scheda

La scheda madre in generale ed in dettaglio


image

Vista globale della mainboard.


La scheda madre si presenta con un layout molto pulito e ben strutturato. Il sistema di dissipazione coinvolge tutti i punti caldi della mainboard e, oltre ad essere decisamente ben costruito, è fissato alla scheda tramite viti.



image

image

Lato I/O shield e visione prospettica dal versante socket.


Sul fronte connessioni, la Zotac 790i è decisamente ben dotata. Sei porte USB, una porta IEEE 1394, due porte Gigabit Ethernet, una porta e-SATA, porte PS/2 per mouse e tastiera ed infine, tutte le connessioni dell'audio HD Azalia.


image

image

Dettaglio zona socket CPU e dimm.


La zona socket è piuttosto ordinata. Nessun componente nelle zone limitrofe ostacola il montaggio di dissipatori voluminosi. Il sistema di dissipazione infatti è stato ben studiato, ed è posto ad una discreta distanza dal socket stesso. Sono quattro i socket dimm che permettono di montare fino a quattro banchi DDR3 da 2 GB ciascuno per un totale di 8 GB di memoria. Le porte SATA sono state apposte in quella posizione per evitare interferenze con vga piuttosto lunghe, come accennato in precedenza.



image

image

image

Dall'alto verso il basso: i microswitch power e reset sul margine inferiore della scheda, i quattro led d'indicazione accanto all'attacco cpu fan, il display di debug e le altre due porte SATA onboard.


Sopra sono mostrati tre interessanti dettagli del pcb. Una scheda madre destinata ad un pubblico esigente ormai non può prescindere dalla presenza di interruttori per l'accensione ed il reset, per cui li ritroviamo anche sulla Zotac. Ci sono inoltre dei led di indicazione nella zona limitrofa all'attacco PWM della ventola della cpu. Si riferiscono all'alimentazione della scheda madre, delle ram, allo stand-by e, più a sinistra, è un led rosso che si accende in caso di surriscaldamento del processore. Utile inoltre la presenza di un piccolo display di debug che ci permette, in caso di mancato avvio, di individuare la causa del problema. Da segnalare che, oltre alle quattro porte sata al di sotto dei socket dimm ed alle due presenti immediatamente vicino al display di debug, c'è anche un'altra porta SATA immediatamente vicino al primo PCI-e 1x. Questa porta, assieme all'e-SATA, è pilotata dal controller Jmicron e non dall'nForce SPP.



image

image

A sinistra, vista panoramica dall'apice del dissipatore del chipset e a destra una visione della zona slot PCI-e.


Gli slot PCI-e sono stati sistemati in modo da non interferire con le connessioni presenti sulla scheda madre. Esempio emblematico sono le quattro porte SATA che sono posizionate al di sotto dei socket dimm, anziché in coda agli slot PCI-e come si vede nella maggior parte delle schede madri. Questo permette di montare senza alcun problema anche schede video piuttosto lunghe.

 

3- Il chipset in pillole: caratteristiche e funzionalità

Parliamo del chipset nVidia 790i

Il chipset: nVidia 790i Ultra SLI


L'ultimo nato in ambito chipset in casa nVidia è appunto il 790i. Concepito per coniugare al massimo le potenzialità dell'architettura Core Intel e derivati, e delle gpu nVidia in configurazione a schede video multiple.


image

nVidia 790i Ultra SLI: diagramma a blocchi


Come si può vedere dall'immagine sovrastante, il northbridge è connesso alla cpu attraverso il canonico bus Quad Pumped Intel, qui espresso ai suoi massimi livelli di 400 Mhz di frequenza (1600 Mhz quad pumped).

Nell'SPP e poi contenuto il memory controller in grado di pilotare fino a 4 banchi DDR3 in dual channel in modalità unliked, ovvero in modo totalmente indipendente dal bus di sistema. Si può vedere che il supporto è garantito fino allo standard JEDEC DDR3 1333. Tuttavia, tramite overclock (anche automatico per mezzo dell'EPP2), le frequenze di memorie DDR3 supportate sono ben superiori. Il northbridge inoltre, integra ben 48 linee PCI-e, che permettono di gestire 2 slot PCI-e 2.0 16x elettrici e meccanici ed un PCI-e 16x elettrico e meccanico per garantire il pieno apporto di bandwith alle schede video in configurazioni tri SLI.

La connessione tra l'SPP (northbridge) e l'MCP (southbrige), avviene tramite un link HyperTransport. L'MCP poi si occuperà di gestire tutto quanto è visibile in figura, come linee PCI-e aggiuntive, l'Azalia Audio, le porte usb e s-ata e via dicendo.


Caratteristiche interessanti di nVidia 790i


Ci sono alcune peculiarità che vale la pena menzionare. L'utilizzo di soluzioni multi vga richiede un certo livello di ottimizzazione via hardware per poterle gestire. Questo vale sia nell'ambito dell'interazione tra le diverse schede video che compongono il sistema preso in esame, ma vale anche nell'ambito del rapporto tra il processore e tutte le schede video presenti sul pc.



image

image

nVidia 790i Ultra SLI: ottimizzazione SLI


La prima immagine fa vedere che, all'interno di nVidia 790i, le diverse vga del sistema possono scambiarsi i dati in modo semplice ed efficace tramite una componente chiamata PW Short. Si tratta di una vera e propria rete il cui nodo centrale è rappresentato dal PW Short e gli host sono le schede video (o meglio, le linee PCI-e a cui esse sono collegate. In questo modo si velocizza lo scambio di dati eventualmente utili a tutte le vga quando questi dati sono solo su una di esse.

La seconda immagine mostra l'altra ottimizzazione che prima avevamo accennato. Tramite la componente Broadcast presente nell'SPP, la cpu è in grado di comunicare contemporaneamente con tutte le vga presenti sul sistema. In questo modo si velocizza il tempo di trasmissione dati e si evitano ridondanze.



image

nVidia 790i Ultra SLI: ulteriori caratteristiche


Come abbiamo già detto in precedenza, nVidia 790i supporta l'fsb a 1600 Mhz ed oltre. Quello che a noi interessa di più però e il nuovo memory controller in grado di sfruttare appieno le DDR3 e la bandwith che esse sono in grado di offrire. Ricordiamo che il memory controller opera in modalità unlinked in modo totalmente indipendente dall'fsb di sistema. Questo permette di raggiungere frequenze notevoli sulle memorie, a scapito della selezione di latenze piuttosto rilassate all'interno del northbridge stesso. Questo discorso verrà poi approfondito con i numeri sottomano.

Menzione va fatta all'EPP2 (Enhanced Performance Profiles 2) il quale si tratta di una versione dell'SPD ampliata che include preziose informazioni per quanto riguarda le impostazioni a cui le ram devono funzionare. L'SPD normalmente contiene i timing principali e alcune informazioni a riguardo del produttore. Nell'EPP2, ritroviamo anche informazioni relative a subtiming e voltaggi per far rendere al meglio le memorie senza l'intervento dell'utente. In sintesi, utilizzando memorie certificate EPP2, queste una volta inserite nei DIMM socket, lavoreranno secondo le impostazioni memorizzate in questa versione estesa del profilo SPD che siano o meno conformi agli standard JEDEC. Attualmente però, questa implementazione ha creato qualche problema (per esempio, mancati avvii della macchina) segno che deve essere ancora perfezionata al meglio dal versante motherboard ma anche da quello RAM.

E' bene notare il nuovo algoritmo di prefetch per la gestione dei processori con un largo quantitativo di cache. Più la cache è ampia, più spazio abbiamo a disposizione per il prefetch, per cui un'ottimizzazione di tale operazione non può che portare a benefici.

Infine, sottolineiamo la modularità di questa soluzione di chipset. Stando a quanto dice nVidia, ad esempio, basta aggiungere un 790i MCP (southbridge) onboard, per aggiungere linee PCI-e, ed ampliare la possibilità di avere più di 3 schede video PCI-e.

 

4- Bios

Il bios in dettaglio

Il bios


Diamo uno sguardo al bios, soffermandoci sulle cose che più ci interessano. Si tratta di un bios Award, per cui simile a quello di molte altre schede madri.


image

Pagina principale del bios


Dopo aver visto la classica pagina iniziale, passiamo agli altri submenu.


image

image

Standard bios feature

Advanced bios feature


Di maggiore interesse rispetto alle schermate qui sopra, è senz'altro la pagina relativa alle Advanced Chipset Features mostrata qui sotto, da dove possiamo settare i parametri vitali di sistema a nostro piacimento.


image

Advanced Chipset Feature

image

image

image

System Clocks

FSB & Memory Config

FSB & Memory Config – Memory

image

image

CPU Configuration

System Voltage


Decisamene nutrita questa sezione del bios. Interessante la possibilità di scegliere se settare le memorie in modalità linked od unlinked con tutto ciò che ne consegue. Approfondita e fine è la regolazione dei voltaggi, i cui limiti sono i seguenti.



Minimo

Massimo

Step

CPU

0,51250

2,00

0,00625

FSB

1,1

1,45

0,05

Memorie

1,5

2,275

0,025

SPP

1,3

1,55

0,05

MCP

1,5

1,75

0,05

GTL

-155 mV

+155 mV

5 mV


Sono settaggi più che sufficienti per affrontare qualsiasi situazione, anche le più estreme.


image

image

Integrated Peripherals

Power Managment Setup


Queste altre due schermate qui sopra sono molto simili anche in altri bios, per cui non ci soffermeremo a commentarle.


image

image

PnP/PCI Configuration

System Monitor


Lo shot di destra è decisamente quello più interessante, un pratico riassunto dello status del sistema.

 

5- Configurazione di prova

Sistema usato per i test

Configurazione


Di seguito, elenchiamo i componenti utilizzati per scrivere questa recensione. Ovviamente, sarà fatto il possibile per poter permettere alla scheda madre di rendere al meglio. Inoltre, tutti i test saranno centrati sulla mainboard più che su altri componenti.


Processore

Intel Core 2 Duo E8500 (Q743A797)

Scheda madre

Zotac nVidia 790i - Supreme

Memorie RAM

Kingston HyperX DDR3 PC14400 (1800 MHz)

Alimentatore

Enermax Modu 82+ 525 watt

Raffreddamento

Ad aria (boxed Intel cpu, il resto stock cooling)

Scheda video e driver

Leadtek 8800 GTS 512 MB, nVidia Forceware 169.25 WHQL

Unità di memorizzazione

2 x Western Digital Raptor 74 GB 16 MB

Unità ottiche

Masterizzatore Samsung S-ATA

Sistema operativo

Windows XP Professional 32bit

Benchmark utilizzati

- HD Tune 2.55

- Super PI 1.5 Mod XS

- Lavalys Everest Home Edition 4.50

- Futuremark 3Dmark 2001

- Futuremark 3Dmark 2005


Saranno eseguiti i benchmark sopra elencati a diverse impostazioni che mirano a mantenere fissa la frequenza della cpu, in modo da esaltare il ruolo della scheda madre ed, in particolar modo, del sottosistema memory controller – RAM di sistema.


Di seguito, una tabella riassuntiva con le impostazioni dettagliate.


Frequenza processore

333 x 9,5 = 3163,5 Mhz

450 x 7 = 3150 Mhz

Impostazioni scheda madre

- Bus 1333 Mhz

- Tutti i voltaggi a default

- Bus 1800 Mhz

- FSB 1,1 Volt, SPP 1,4 Volt, MCP 1,6 Volt

Memorie RAM

- 1800 Mhz unliked

- 1,800 Volt

- 2000 Mhz unliked

- 1,925 Volt

- 1800 Mhz unliked

- 1,800 Volt

- 2000 Mhz unliked

- 1,925 Volt

8 (cas)-8 (tRCD) -8 (tRP)-24 (tRAS) CR2

4 (tRRD) – 27 (tRC) – 10 (tWR) – 14 (tWTR) – 21 (tFAW) – 7,7 μ s (tREF)

Scheda video

Leadtek 8800 GTS 512 MB a 650 (1625) / 1940 MHz


Dal momento che siamo in possesso di ram DDR3 PC14400, abbiamo provveduto a farle funzionare almeno alla frequenza garantita dal produttore. In modalità linked, con i rapporti FSB:DRAM selezionabili da bios (rispettivamente 3:2 e 5:4), avremmo ottenuto frequenze piuttosto basse anche a 450 Mhz di bus.

Menzione particolare al settaggio 450x7 Mhz con memorie unlinked 1800 Mhz. Con questo settaggio infatti avremmo un rapporto FSB:DRAM di 1:2 esatto, che si rivelerà molto performante, per via del fatto che si ha un perfetto sincronismo tra i cicli del bus di sistema e delle memorie.

A proposito delle memorie, doveroso segnalare che la scheda madre si è avviata correttamente senza incertezze con il kit di Kingston HyperX PC14400. La scelta non è stata casuale, ma oculata poiché queste RAM sono specificamente inserite nella compatibility list nVidia (che potete scaricare e consultare dal link a piè di pagina). Il mancato avvio è stato un problema di più di qualche kit di ram non conforme alle specifiche JEDEC, il cui SPD non veniva riconosciuto correttamente, per cui la mainboard tentava di fare il boot con memorie a 1800 Mhz e tensione a 1,5 Volt ad esempio, non riuscendoci .



image

Ecco le RAM Kingston HyperX PC14400, montate sulla Zotac 790i - Supreme


 

6- Test Memory controller e RAM: prima parte

Proviamo il binomio memory controller e RAM

Test memorie ram


Divideremo i test relativi al comparto memory controller – RAM in due parti. La prima è la solita serie rapida di benchmark relativa a larghezza di banda e latenza alle diverse impostazioni prima descritte. Questa parte sarà poi accompagnata ad un riscontro reale, tramite Super PI 1.5 delle perfomance. La seconda parte invece sarà una vera e propria analisi del comportamento del memory controller al variare di diversi parametri.

Iniziamo con il presentare i dati relativi a bandwith e latenza.


image

Prima grossa sorpresa. Le memorie tirate a 2 Ghz in modalità unlinked peggiorano e non di poco, in termini di bandwith pura. La necessità di rilassare notevolmente le latenze all'interno del northbridge e la perdita di cicli dovuti al notevole asincronismo tra bus di sistema e memorie si fa sentire. Notare il settaggio 450x7 con memorie a 1800 Mhz. In questo caso il rapporto FSB:DRAM è esattamente 1:2, con un pieno sincronismo nei cicli di clock tra le due entità. Ora passiamo alle latenze.


image

Di nuovo il settaggio migliore è 450x7 con memorie a 1800 Mhz. Tuttavia, anche il settaggio con le RAM a 2000 Mhz fa segnare un buon valore rispetto ai corrispettivi con memorie a 1800 Mhz. Questo è dovuto probabilmente al fatto che più la frequenza è elevata, minore sarà il tempo di latenza a parità di tutti gli altri settaggi. Per cui è vero che in modalità unliked sostenute si perde in termini di banda, tuttavia sul versante delle latenze ci possiamo trovare di fronte ad un miglioramento oppure ad un sostanziale pareggio. In ogni caso, questo gioco di equilibrio tra banda e latenze in cosa si traduce? Ora lo vediamo.


image

Il Super PI 1M mostra lievissime differenze, addirittura a favore di uno dei settaggi meno preformanti. Questo perché essenzialmente è un bechmark talmente breve che a farla da padrone è la frequenza del processore (ricordiamo che tra 333x9,5 e 450x7 ci sono poco più di 13 Mhz di differenza in favore del primo settaggio), oltreché la cache dello stesso e l'ottimizzazione del prefetch. Vediamo la versione 32M, che comporta una notevole dipendenza dalle ram.


image

Qui la situazione è nettamente a favore delle memorie a 1800 Mhz a 450x7. Questo grafico sembra un po' ricalcare all'inverso la situazione vista in termini di bandwith. Ancora una volta, le modalità unliked eccessive, pagano dazio. Da questo grafico inoltre possiamo anticipare un concetto, che vedremo anche dopo. Le memorie DDR3 ad alte frequenze, devono essere necessariamente accompagnate da frequenze di bus proporzionalmente elevate.

 

7- Test memory controller e RAM: seconda parte

Proviamo il binomio memory controller e RAM

Test memory controller e RAM: analisi multipla

In questa parte ci interessa andare a toccare con mano cosa esattamente succede a tutto il comparto RAM e memory controller quando noi andiamo ad impostare i diversi parametri. Necessario, a nostro avviso, scomporre il problema in diversi fattori che verranno di seguito trattati singolarmente. Successivamente vedremo di fare un sunto del tutto.

Test frequenza e timing RAM fissi, variazione del bus

In questo primo troncone, analizzeremo le prestazioni del sistema al variare della sola frequenza di bus. Le memorie saranno impostate in modalità unlinked a 1800 Mhz 8-8-8-24 CR2 (gli altri subtimigs, li potete consultare nella sezione configurazione). Di seguito, ecco la tabella dei dati raccolti.

Bus Sistema (Mhz)

Read (MB/s)

Write (MB/s)

Latenza (ns)

Frequenza Memoria (MHz)

Rapporto FSB:DRAM

(Frazione)

Rapporto FSB:DRAM

(Numerico)

333

8630

7022

59.9

1776

3/8

0,375

340

8510

7193

60.0

1768

10/26

0,385

350

8726

7419

56.8

1800

7/18

0,389

360

9082

7603

57,5

1800

4/10

0,400

370

9357

7821

59,5

1774

5/12

0,417

380

9443

8029

58,1

1796

11/56

0,423

390

9640

8242

57,7

1798

13/30

0,433

400

10004

8442

56,9

1800

8/18

0,444

410

10226

8656

56,4

1790

11/24

0,458

420

10236

8847

55,5

1800

14/30

0,467

430

10752

9051

53,8

1720

1/2

0,500

440

10995

9254

51,9

1760

1/2

0,500

450

11223

9479

50,7

1800

1/2

0,500


Ora visualizziamo il tutto tramite dei grafici per bandwith e latenza.


image

La bandwith in questo caso cresce in modo pressoché lineare. Qui lo stress al crescere della frequenza è focalizzato sulla parte del northbridge che gestisce il collegamento della cpu, non nel memory controller stesso. In quest'ottica quindi, all'aumentare della frequenza del bus di sistema, aumenta anche l'ampiezza di quest'ultimo fino ad arrivare a valori vicini dell'ampiezza del bus delle memorie. Per questo motivo, come prima accennato, alte frequenze di memorie RAM, devono essere accoppiate ad alte frequenze di bus per ottenere il meglio. Ora vediamo le latenze.


image

L'andamento delle latenze è decisamente più complesso da interpretare. Il trend generale è ovviamente che all'aumentare delle frequenze diminuisce la latenza. Tuttavia abbiamo uno spot particolarmente curioso attorno ai 350 Mhz di bus. In questo punto abbiamo un rapporto FSB:DRAM attorno ai 0,4 che guarda caso, è il rapporto FSB:DRAM che si deve utilizzare per avere memorie a 2 Ghz con cpu con bus a 400 Mhz. Probabilmente, in virtù di questo, nVidia a deciso di ottimizzare in modo specifico rapporti FSB:DRAM vicino a questo.


Test frequenza bus e timing RAM fissi, variazione della frequenza RAM


Ora andiamo a vedere il comportamento variando solo la frequenza delle RAM in un range compreso tra 1600 e 2000 Mhz. Da rilevare che le frequenze riportate in tabella, sono le frequenze reali di funzionamento delle memorie. Per questi test, si è utilizzata una frequenza di bus fissa a 400 Mhz. I timings sono sempre 8-8-8-24 CR2 per tutti i test.


Frequenza Memorie (MHz)

Read (MB/s)

Write (MB/s)

Latenza (ns)

Rapporto FSB:DRAM

(Frazione)

Rapporto FSB:DRAM

(Numerico)

1600

10016

8427

58,5

1/2

0,5

1706

9812

8434

56,4

15/32

0,469

1715

9802

8429

56,7

14/30

0,467

1724

9797

8433

56,9

13/28

0,464

1734

9975

8432

55,9

12/26

0,46

1746

9983

8443

57,4

11/24

0,458

1761

9981

8437

58,0

12/22

0,456

1778

9989

8438

57,4

9/20

0,450

1800