В наш век цифровых технологий компьютеры встречаются на каждом шагу. У многих возникает желание внедрить компьютер в различные сторонние системы, где раньше прекрасно обходились и без него - в автомобиль, в лифт и много куда еще. Для таких целей лучше всего подходят материнские платы форм фактора Mini-ITX. Помимо компактных неттопов, на базе таких плат можно соорудить многофункциональный медиацентр, хранилище мультимедиа-контента, а так же использовать платы в качестве основы для реализации концепции CarPC, чему отчасти способствует соответствие размера платы Mini-ITX и ширины стандартного автомобильного DIN-отсека. Однако появление Mini-ITX плат со слотом PCI-E x16 открывает еще одну область применения решений на их основе – компактная и энергоэффективная игровая машина. Такую возможность нам предоставляет ”малютка” Gigabyte GA-H55N-USB3, обладающая далеко “недетскими” возможностями, о которой мы сегодня поговорим.
Краткая спецификация платы приведена в таблице:
| Технические характеристики | |
|---|---|
| Поддержка CPU | Вся линейка процессоров core i7/i5/i3 для socket LGA 1156 |
| Набор микросхем | Intel H55 Express Chipset |
| Тип системной шины | QPI |
| Оперативная память | 2 слота, поддержка 1-и 2- канальных конфигураций |
| поддержка DDR3-800/1066/1333/1600/1800/2000(разгон) | |
| поддержка XMP профилей, | |
| максимальный поддерживаемый объём - 8 Гбайт. | |
| Слоты расширения | 1 x PCI-Express x16 |
| Поддержка Multi GPU | нет |
| Дисковая подсистема | 4 x SATA 2(3 Гбит/с) (посредством южного моста) |
| Сеть | Гигабитный сетевой контроллер на чипе Realtek RTL8111E |
| Аудио возможности | High-Definition Audio кодек Realtek ALC892R |
| Порты расширения | 2 x USB 3.0 (реализованы силами контроллера NEC), 8 х USB 2.0 (4 внутренних, 4 на панели выводов) 1 x PS/2 (Клавиатура) или 1 x PS/2 (Мышь) 1 x D-Sub 1 x DVI-D 1 х HDMI порт 1 x eSATA 3Gb/s 1 x RJ45 LAN 1 х SPDIF выход (оптический) 6 аудио разъемов для подключения звука |
| Форм-фактор | Mini-ITX, размеры 172х172 мм. |
Для начала рассмотрим упаковку и комплектацию.
Раскраска коробки идентична оформлению упаковки полноразмерных моделей компании Gigabyte. Внешняя сторона пестрит информацией о поддерживаемых платой стандартах и технологических решениях.
Размер коробки немногим больше размера самой платы, которая располагается в верхней части упаковки.
В нижнем отсеке, отделённым от материнской платы картонной перегородкой, располагаются аксессуары, которых, надо сказать, не так много:
Немного удивляет наличие IDE-шлейфа, поскольку на плате отсутствует IDE-контроллер как класс. Однако это можно списать на оставшиеся от старых материнских плат готовые комплекты шлейфов, которыми, в целях экономии, компания Gigabyte решила укомплектовать современные платы с наименьшим количеством SATA-портов.
С первого взгляда плата кажется “перенапичканной”. Отчасти так и есть, ведь то, сколько элементов инженеры Gigabyte умудрились разместить на столь маленьком пространстве, поражает. Однако, по сути, нет ничего лишнего, а расположение элементов в целом достаточно продуманное. И при вторичном рассмотрении плата выглядит довольно технологично. Конечно, некоторые неудобства, связанные с близким расположением процессора к слоту PCI-Express и защёлкам памяти возникнуть могут, но расположить всё это лучше, чем сделали в Gigabyte, достаточно сложно. Именно поэтому приходится смотреть на все эти недостатки как на компромисс между функциональностью и размером платы. Однако справиться с ними можно, если соблюдать определённую последовательность установки компонентов при сборке системы. По части оформления материнской платы Gigabyte не уступает своим традициям, плата выполнена в сине-голубых тонах. Система охлаждения представляет собой довольно простой радиатор, расположенный на южном мосту, однако его вполне достаточно для охлаждения H55.
Отличительной особенностью топовых Mini-ITX плат является наличие слота PCI-E x16. На плате GA-H55N-USB3 он располагается с краю материнской платы и является единственным слотом расширения, который, в свою очередь, подключён к полноценной шине, имеющей все 16 линий PCI-E. Это способствует эффективному использованию внешней видеокарты. Неудачной можно назвать конструкцию зажима видеокарты, открыть который можно только с одной стороны, а при использовании массивного радиатора на процессоре это становится затруднительным.
На плате уместились два слота оперативной памяти DDR3, обеспечивающие возможность работы памяти в двухканальном режиме. Общий объём поддерживаемой памяти равен 8 Гбайт, что вполне достаточно для большинства задач. Плата может работать с модулями DDR3-800/1066/1333/1600/1800/2000, присутствует и поддержка XMP- профилей.
Дисковая подсистема представлена четырьмя портами SATA 3 Гбит/с, которые расположились за разъёмом PS/2 и одним портом e-SATA, располагающимся на задней панели выводов. Все интерфейсы реализованы при помощи южного моста Intel H55.
Панель выводов имеет вполне богатый набор портов. Здесь присутствуют видеопорты D-SUB, DVI-D, HDMI, шесть аналоговых аудиоразъёмов, один оптический аудиопорт, четыре порта USB 2.0, два порта USB 3.0, разъёмы e-SATA, RJ45, универсальный порт PS/2. Не каждая материнская плата форм-фактора Mini-ITX может похвастаться таким набором портов.
В районе видеовыходов можно заметить две микросхемы P13VDP. Это мосты, которые служат для реализации на материнской плате двух видеовыходов.
Сетевое оснащение платы реализовано с помощью гигабитного контроллера на микросхеме RTL8111E, который расположен на задней стороне платы.
Звуком заведует аудиокодек Realtek ALC892R
Стандарт USB 2.0 пока все еще является самым распространенным интерфейсом передачи данных, соответственно, плата обладает восемью портами USB 2.0, работа которых обеспечивается южным мостом Intel H55. Однако этот стандарт уже исчерпал себя. Он имеет ряд существенных недостатков, главный из которых – это достаточно низкая пропускная способность, которая не может в полной мере обеспечить скоростную работу современных носителей информации. Второй недостаток заключается в достаточно малой максимальной мощности питания USB-устройств, что ограничивает подключение нескольких из них через разветвитель к одному USB-порту без дополнительного питания. Компания Gigabyte решила обе проблемы. Во – первых, материнская плата имеет два порта стандарта USB 3.0 с пропускной способностью до 5 Гбит/с, во-вторых, на плате применена технология 3x USB Power Boost, обеспечивающая увеличенный до 3-х раз максимальный ток питания по USB.
Внутренние разъёмы для дополнительных четырёх USB 2.0 расположены с краю платы, рядом с SATA-портами.
За реализацию портов стандарта USB 3.0 отвечает контроллер, построенный на хорошо известной микросхеме NEC D720200F1
Система питания на материнской плате GA-H55N-USB3 вполне приличная даже по меркам “больших” плат. Стабилизация напряжения на процессоре происходит по схеме 4+2.
Питание ядра процессора стабилизируется четырьмя фазами и управляется четырёхканальным контроллером ISL6334.
Встроенный в процессор “северный мост” питается через две фазы, которыми заведует контроллер ISL6322G. Оба контроллера расположены на обратной стороне платы.
Также на обратной стороне можно заметить однофазный контроллер питания ISL6314, он заведует стабилизацией питания чипсета H55. Питание оперативной памяти также однофазное.
Пришло время поговорить о BIOS.
Он основан на коде от Award, классический интерфейс которого разбавлен современными нововведениями.
На первом месте располагается раздел MB Intelligent Tweaker, сокращённо M.I.T. Он позволяет отследить показания основных термодатчиков системы, содержит информацию о текущей частоте процессора, памяти и базовой шины, а также действующие значения напряжений на ядре процессора и памяти. Помимо информационной части, раздел имеет пять подразделов, которые позволяют изменять большую часть параметров системы, отвечающих за настройки производительности.
Первый раздел имеет название M.I.T Current Status. Он позволяет более детально отследить текущее значение частот основных узлов системы, режим работы процессора и памяти. Достаточно удобно, когда такая важная информация отображается на одном экране.
Второй подраздел позволяет настраивать частоты процессора, шины QPI, памяти, а также изменять дополнительные параметры работы тактового генератора.
Также здесь присутствует пункт Advanced CPU Core Features, в нём можно управлять работой ряда технологий, поддерживаемых процессором, а также выбирать количество активных ядер.
Следующий подраздел Advanced Memory Settings позволяет очень детально управлять параметрами работы оперативной памяти.
Для каждого канала памяти присутствует возможность задавать вручную тайминги и субтайминги, а также значения параметра command rate.
Подраздел Advanced Voltage Settings позволяет задавать напряжения на основных компонентах, таких как процессор, шина QPI, южный мост и оперативная память.
В разделе Miscellaneous (разное) Settings включается поддержка изохронной передачи данных и технологии виртуализации.
Раздел PC Health Status показывает текущие значения напряжений на процессоре, памяти, по линиям 5 В и 12 В, показания термодатчиков на процессоре и чипсете, обороты кулеров. Также здесь присутствует управление функцией автоматического контроля оборотов процессорного вентилятора.
В разделе Integrated Peripherals, помимо стандартных функций управления SATA- и USB-портами, присутствует пункт включения Azalia Codec. На самом деле этот пункт просто включает встроенный звуковой контроллер, а слово "Azalia" указывает на его принадлежность к классу High Definition-устройств.
Также стоит отметить наличие пункта Smart LAN, который служит для определения длины витой пары до ближайшего коммутатора.
В целом BIOS вполне функциональный. Наличие приемлемого количества функций для разгона расширяет возможности крохотной материнской платы.
Настало время практических испытаний. Конфигурация тестового стенда представлена в таблице:
| Конфигурация тестового стенда | |
|---|---|
| Материнская плата | Gigabyte GA-H55N-USB3 |
| Центральный процессор | Intel Core i5-760 |
| Система охлаждения CPU | Cooler Master Vortex Plus |
| Оперативная память | 2 x 1024 Мбайт DDR-3 Apacer |
| Видеокарта | NVIDIA Palit GTS 450 (GPU 783 МГц, RAM 3600 МГц, SD 1556 МГц), NVIDIA ZOTAC GT 430 (GPU 700 МГц, RAM 1800 МГц, SD 1400 МГц) |
| Жесткий диск | Seagate barracuda 10 750 Гбайт (ACHI Mode) |
| Блок питания | IKONIK Vulcan 1200 Вт |
| Корпус | Cooler Master test bench 1.0 |
| Операционная система | Windows 7 Ultimate x64 |
Тестовая конфигурация подобрана из расчёта двух сфер применения материнской платы.
Для начала испытаем нашу систему в качестве компактной игровой машины среднего уровня с использованием NVIDIA Palit GeForce GTS 450. Выбор видеокарты определен концепцией “средней игровой машины”, где стоимость комплектующих относится к среднему диапазону цен.
Прежде чем приступать к разгону, посмотрим, какую максимальную частоту базовой шины способна обеспечить материнская плата. На процессорах Lynnfield заблокирована частота UCLK, что хорошо для стабильности разгона, но несколько снижает производительность, если процессор все же разогнать.
Максимальная частота шины, при которой система оставалась полностью стабильной, составила 210 МГц. Отличный результат, учитывая, что эта плата не позиционируется как “оверклокерская”.
Максимальная частота процессора, при которой запустилась операционная система, равнялась 4305 МГц, при этом базовая частота была выбрана равной 205 МГц.
Частота процессора, при которой сохранялась полная стабильность, составила 4000 МГц. Очень достойно, учитывая, что подсистема стабилизации питания процессора достаточно простая.
Ниже приведены параметры разогнанной системы:
| Параметр | Ручной разгон (Intel Core i5-760 4,0 ГГц, DDR3 2000 МГц XMP ( 9-9-9-24) dual) | Значения по умолчанию (Intel Core i5-760 2,8 ГГц(Turbo Boost), DDR3 1333 МГц ( 9-9-9-24) dual) |
|---|---|---|
| CPU Frequency, GHz | 4000 | 2800 |
| DRAM Frequency, МГц | 2000 | 1333 |
| QPI Frequency, МГц | 6400 | 4800 |
| Active Processors | 4 | 4 |
| Intel EIST | Выкл | Вкл |
| C1E Support | Вкл | Вкл |
| Turbo Boost Technology | Выкл | Вкл |
| CPU Base Frequency, МГц | 200 | 133 |
| CPU Ratio | 20 | 21 |
| PCI-E Frequency, МГц | 100 | 100 |
| X.M.P Memory Profile | Вкл | Выкл |
| Memory Timing (Ch1/Ch2) | 9-9-9-24-74-1Т | 9-9-9-24-98-2T |
| CPU Voltage, V | 1,35 | 1.118 |
| QPI/DRAM Core Voltage, V | 1,33 | 01,5 |
| DDR Bus Voltage | 1,60 | 1,50 |
| ICH Voltage | 1,16 | 01,5 |
| Spread Spectrum | Выкл | Auto |
Результаты тестирования для разогнанной и не разогнанной системы приведены в таблице:
| 2D-тесты. Название теста, режим, единицы измерения | Тестирование без разгона (Intel Core i5-760 2,8 ГГц(Turbo Boost), DDR3 1333 МГц ( 9-9-9-24) dual) | Значение с ручным разгоном (Intel Core i5-760 4,0 ГГц, DDR3 2000 МГц XMP ( 9-9-9-24) dual) |
|---|---|---|
| Everest Ultimate Memory Read, Mb/s | 12266 | 16392 |
| Everest Ultimate Memory Write, Mb/s | 9681 | 14424 |
| Everest Ultimate Memory Copy, Mb/s | 13632 | 18714 |
| Everest Ultimate Memory Latency, ns | 55.7 | 43.0 |
| Everest Ultimate CPU Queen, Score | 24416 | 33312 |
| Everest Ultimate Photo Worxx, Score | 30718 | 40345 |
| Everest Ultimate CPU Zlib, Kb/s | 67918 | 92651 |
| Everest Ultimate CPU AES, Score | 22407 | 30602 |
| Everest Ultimate FPU Julia, Score | 11521 | 15702 |
| Everest Ultimate FPU Mandel, score | 6036 | 8230 |
| Everest Ultimate FPU SinJulia, score | 3615 | 4924 |
| 7-Zip x64, MIPS | 11652 | 15768 |
| Cinebench R10 x64 xCPU, CB | 14747 | 19989 |
| Fritz Chess Benchmark, Knodes | 8563 | 11721 |
| Super Pi 1M XS, sec | 14.196 | 10.405 |
| WinRAR 3.9 x64, KB/s | 2895 | 3795 |
| wPrime 32M, sec | 11.073 | 8.373 |
| wPrime 1024M, sec | 343.045 | 252.08 |
| X264 HD Benchmark OLD, fps | 71.49 | 94.90 |
| 3D-тесты. Название теста, режим, единицы измерения | Тестирование без разгона (Intel Core i5-760 2,8 ГГц(Turbo Boost), DDR3 1333 МГц ( 9-9-9-24) dual) | Значение с ручным разгоном (Intel Core i5-760 4,0 ГГц, DDR3 2000 МГц XMP ( 9-9-9-24) dual) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3DMark Vantage(GPU/CPU/Overall), marks | 10059 | 13456 | 10737 | 10072 | 18191 | 11337 |
| Resident Evil 5 (1280x1024), fps | 99.2 | 110.5 | ||||
| FarCry 2 (1280x1024), fps | 61.36 | 75.92 | 106.79 | 65.92 | 80.77 | 113.09 |
| Crisys Benchmark (1280x1024), avg fps | 43.84 | 45.85 | ||||
| Dirt 2 (1280x1024), min/avg fps | 44.61 | 59.40 |
47.96 | 60.11 | ||
3D-тесты с использованием видеокарты NVIDIA ZOTAC GT 430 не проводились по той причине, что система, собранная с этой видеокартой, позиционируется как медиацентр, где производительность в 3D-приложениях не так важна.
Для энегроэффективной системы немаловажным параметром является энергопотребление в различных режимах.
Сначала измерим энергопотребление “игровой” системы. Для этого используем типичные режимы работы такой системы. Полная загрузка процессора обеспечена программой OCCT, в качестве 3D-приложения выбран FarCry 2 benchmark (1280 x 1024, NoFSAA, Very High). Результаты измерений в разгоне и без разгона приведены в таблице:
| Режимы работы системы | Тестирование без разгона (Intel Core i5-760 2,8 ГГц(Turbo Boost), DDR3 1333 МГц ( 9-9-9-24) dual) Palit GeForce GTS 450 (GPU 783 МГц, RAM 3600 МГц, SD 1556 МГц) | Значения с ручным разгоном (Intel Core i5-760 4,0 ГГц, DDR3 2000 МГц XMP ( 9-9-9-24) dual) Palit GeForce GTS 450 (GPU 783 МГц, RAM 3600 МГц, SD 1556 МГц) |
|---|---|---|
| Энергопотребление в простое, Вт | 93 | 104 |
| Энергопотребление при полной загрузке процессора, Вт | 159 | 196 |
| Максимальное энергопотребление при загрузке дисковой подсистемы, процессора и 3D – ускорителя, Вт | 221 | 235 |
Теперь посмотрим, как изменится энергопотребление, если систему использовать в качестве мультимедийного центра или файлового хранилища. Измерения потребляемой мощности проведём для типичных режимов: просмотр Full HD-видео, архивирование данных, использование 3D-ускорителя.
| Режимы работы системы | Тестирование без разгона (Intel Core i5-760 2,8 ГГц (Turbo Boost), DDR3 1333 МГц ( 9-9-9-24) dual) ZOTAC GeForce GT 430 (GPU 700 МГц, RAM 1800 МГц, SD 1400 МГц) |
|---|---|
| Энергопотребление в простое, Вт | 77 |
| Энергопотребление при проигрывании Full HD видеоролика 1080p, кодек x264, пиковое/среднее, Вт | 119/105 |
| Энергопотребление при архивировании данных с помощью WinRAR x64, пиковое/среднее, Вт | 138/128 |
| Энергопотребление при архивировании данных с помощью 7zip, пиковое/среднее, Вт | 143/139 |
| Энергопотребление при 3D-рендеринге (FarCry 2), пиковое/среднее, Вт | 158/150 |
При использовании двухъядерных процессоров Intel со встроенными видеочипами и 2,5–дюймовых жестких дисков можно дополнительно снизить энергопотребление системы до уровня, при котором довольно экономично будет её использование в режиме 24/7. Также становится оправданным использование этой конфигурации в автомобиле даже от аккумулятора.
Материнская плата GA-H55N-USB3 действительно удалась. Основным достоинством можно считать возможность широкого применения платы для создания различных типов систем. Сочетание компактности и функциональности, без сомнения, заслуживает похвалы. Простая по меркам “больших” плат, но в тоже время “эксклюзивная” для плат форм-фактора Mini-ITX, система питания процессора позволяет ему стабильно функционировать не только в штатном режиме, но и в разгоне. При цене порядка 3500 рублей материнская плата вполне может быть привлекательной как для “интеграторов”, так и для ценителей “компактной производительности”.
