飞跃巅峰 华硕DDR3 P5K3主板深度测试一

 

Intel桌面平台再发力 华硕产品领军

　　● P35：按步就班的适时出现

　　高性能、适中价格的P965 Express系列芯片组主板配合Core 2系列处理器，让Intel在最近一年的高端桌面PC市场表现极佳。而Intel正再接再厉紧锣密鼓的研发基于Core 2架构的最新45nm工艺CPU以期继续巩固现有的强势地位，对应的主流高性能芯片组也随之升级，并先于CPU投放市场，它们就是最新的P35 Express。

　　相对于成功的P965 Express，在CPU类型支持、前端总线和内存控制器、ATA控制器及USB连接等方面均有不同程度的进步，但它仍延承前者的设计思路和产品定位，是P965 Express明正言顺的接班人。

　　假如要评选一块之前Intel Core 2平台最为成功的高端主板，相信华硕产品绝对是最有力的竞争者；放眼未来，这家厂商同样让人刮目相看：基于P35的两款最新顶级主板P5K3 Deluxe和P5K Deluxe已经摆在我们面前。

　　● 孪生双雄：ASUS P5K3 Deluxe和P5K Deluxe

　　华硕曾在跟Core 2同步发布的P5B Deluxe（P965 Express）主板上证明了其顶级主板厂商的研发实力：在第一时间推出、同比规格最强、超频能力有口皆碑、罕有Bug，甚至在06年下半年差不多所有的Core 2超频记录都是在这款主板上创造的！

P5K3 Deluxe、P5K Deluxe及P5B Deluxe的“V”字胜利姿态

　　如今板皇P5B Deluxe的正统续作已经问世，支持Intel在芯片组方面的此次更新、华硕亦推出P5K3 Deluxe和P5K Deluxe两款产品设计及定位和P5B Deluxe近乎相同的换代产品，它们大量沿用P5B Deluxe成功元素，但又在多个方面加以强化，目标自然是超越P5B Deluxe曾到过的巅峰位置！

　　本文将使用P5K3 Deluxe和P5K Deluxe和P5B Deluxe三款主板，对P35配合DDR3/DDR2和P965配合DDR2多种频率设定下的性能进行深入测试和研究，同时也将会对DDR3内存技术、P5K3 Deluxe和P5K Deluxe产品的特色设计作全面解析。如果您是对以下问题感兴趣的读者，那么就请带着问题一步步的耐心阅读：

　　>>P35在技术层面和P965有哪些方面的进步；
　　>>DDR3内存核心技术是什么？ 相对DDR2能带来怎样的性能提升；
　　>>P35主板和P965主板在不同内存配置下的性能比较；
       >>华硕P5xx系列能够成为新一代超频王；
　　>>P5K3 Deluxe和P5K Deluxe究竟能否继承P5B Deluxe的究极实力。

　　以下，笔者将从P35芯片组的技术特性入手展开。

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Intel P35芯片组的方方面面：P35 MCH

　　● P35 Express概貌

　　虽然从大多数用户的角度看，P965 Express芯片组提供的性能和功能都不过时，但P35 Express还是来了。Intel在P35上追加了一些P965无法提供的特性，使自家最新的桌面芯片组能够更好的面对未来的挑战。P35 Express定位于高性能桌面平台，没有内置显示功能，强调有力的CPU、内存子系统性能和最大限度的可扩展能力。

Intel P35芯片组系统架构示意图

　　P35 Express是Intel全新规划的3系列芯片组中最先问世的型号，它由P35 MCH和ICH9 ICH组成，MCH、ICH之间用2GB/s带宽的DMI通路连接。3系列芯片组和研发代号统一为Bearlake，其中P35即为Bearlake-P。

Intel P35 MCH

　　P35 MCH使用90nm工艺制造，FCBGA封装，其标称功率为16W。

　　● CPU内存子系统的升级

　　在CPU支持方面，P35 MCH正式支持1333MHz FSB的E6x50系列，并以VRM11主板供电设计支持未来的45nm工艺新一代处理器。P35 MCH内置的内存控制器支持DDR3和DDR2两种类型的内存模组，其中DDR3最高支持至DDR3-1333、DDR2支持至DDR2-800，当然这些只是纸面上的规格，按照Intel P965 MCH的频率延展能力推断，P35 MCH实际可达到的频率远高于此。

　　P35 MCH的理想搭档是Intel Core 2系列处理器，但它也对早先的Pentium系列处理器提供支持，一点限制是它只能使用800MHz FSB以上规格的型号

　　● 保守的PCI Express I/O

　　在PCI Express配置方面，P35 MCH相对P965 MCH没有变化，仍为1.0版本，内置16个PCI Express lanes，配置成一个x16速度的连接，支持各种PCI Express x16显卡。

Crossfire仍被P35支持

　　在扩展双GPU加速时（Crossfire），P35 MCH需要和ICH的PCI Express连接配合，典型的方案是PCI Express x16 + PCI Express x4，这需要占用DMI连接的带宽，性能损失较多。P35 Express显然并不是定位于极限3D游戏玩家的平台。

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Intel  P35芯片组的方方面面：ICH9

　　● ICH9基本特性和ICH8相仿

　　ICH9可以看作是ICH8的延续，类似于前任ICH，ICH9也被细分为基本型、ICH8R、ICH8DH以及ICH8DO，后两者分别对应数字家庭和D数字企业（vPro）环境，分别加入ViiV Technology和Intel主动管理技术3.0支持相应的应用模式。ICH9相当于ICh8的改变是主要包括增设了SATA的端口复用功能、提升USB2.0接口数目、去掉了PS/2接口支持等。

Intel ICH9R ICH

ICH9R使用130nm工艺制造，BGA封装，其标称功率为4W。

　　所有的ICH8能够提供6 lanes的PCI Express连接，主板厂商当然也会推出配置成PCI Express x4并作成PCI Express x16物理形式的插槽P965主板，这样的主板在面对PCI Express x8的高速设备时也可满足需求，更能够实现诸如Dual Graphics类型的应用。传统的32bit/33MHz的PCI接口在ICH7上仍做保留。

　　ICH9R是高性能平台的P35标准搭配，它提供符合SATA2.5规格的6个3Gb/s SATA接口，支持RAID0/1/5/10和Matrix RAID，使用AHCI模式兼容NCQ（Native Command Queuing）功能。能够有效提高磁盘在多I/O应用环境的性能。

　　ICH9也有支持多达12端口的USB2.0连接，还特别的支持单个USB接口的开启、关闭功能。它还内置千兆以太网的MAC，可以和Intel各种以太网PHY芯片配合实现百兆或千兆以太网连接，并拥有极低处理器占用率。

　　● ICH9支持SATA端口复用

　　在SATA方面除了对eSATA的直接支持外，SATA的端口复用（Port Multiplier）技术首次被引入进Intel ICH芯片中。这种技术可以把SATA点对点的传输模式加以扩展，把单个接口扩展成超过2个标准的SATA连接。

　　SATA的主机总线适配器(HBA，Host Bus Adapter)就好像网络上的交换机一样，可以实现以通道的形式和单独的每个硬盘通讯，即每个SATA硬盘都独占一个传输通道，所以不存在象并行ATA那样的主/从控制的问题。然而大多数控制器提供的4个SATA连接在部分场合就不能满足需求，而单纯增加主控器成本较高，此时正需要端口复用技术。

通过端口复用器在一个SATA接口上配置多个硬盘

　　ICH9内的SATA HBA支持和一种端口复用器连接，这种端口复用器还是可以扩充5个SATA硬盘，但所有和端口复用器连接的SATA硬盘在逻辑上相当于一个SATA设备和SATA HBA连接，也就是说它们共享3Gb/s通道，数据指令也需排队，总体速度会受到一定影响。然而考虑到目前SATA硬盘平均传输率还未及60MB/s的水准，5*60MB/s = 300MB计算下来影响并不是很大。

　　● Intel Turbo Memory技术

　　这项技术已经在最新一代迅驰移动计算平台中应用，设计目的旨在通过NAND闪存作为系统内存和磁盘系统的缓冲，改善传统磁盘系统应对大量随机存取响应速度较差的问题。

Turbo Memory模块运行在PCI Express x1上

　　就思路而言，这种方案和微软的ReadyBoost技术类似，ReadyBoost使用运行在USB2.0上的闪存存储器作为高速缓冲。比较而言Intel Turbo Memory的速度更快，但PCI Express x1控制器成本相对较高。

　　以闪存作为存储缓冲的方式在移动平台磁盘系统性能低下的环境中较为有益，而在配置高速硬盘、高速大容量内存的桌面平台效用微弱，因此并不会在P35 Express配置中广泛使用。

　　● HDAudio音频和其他

　　PC多媒体领域延续了ICH8的规格。它通过ICH加上符合标准的CODEC构成，相对于早年的AC\'97，HD Audio在所有方面都有大幅度性能提升。HD Audio支持高达32bit/192KHz采样率，最高7.1声道和48Mb/S输出、24Mb/S输入的带宽，完全支诸如持DVD-Audio、Dolby Digital Surround EX，DTS ES这样的最新音频规范。

　　最后，Intel还在这一款新的桌面芯片组中引入了更全面的系统风扇自动控制功能，被称作Intel Quiet System Technology，既自915/925 Express芯片组中首次加入CPU风扇的PWM自动转速控制功能，现在Intel把温控风扇转速扩展到整个主板。

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P5K3 Deluxe和P5K Deluxe的扑朔迷离

　　● P5K3 Deluxe和P5K Deluxe总览

　　ASUS曾设计出品了多达7种P956 Express芯片组主板，在最新的P35 Express芯片组上，第一波也是4款主板齐发，并还有1款于定型期整装待发。ZOL评测中心收到了其中属AI Lifestyle系列的两款顶级型号，P5K3 Deluxe WiFi-AP和P5K Deluxe WiFi-AP。

ASUS P5K3 Deluxe、P5K Deluxe

　　《木兰诗》诗云：“雄兔脚扑朔，雌兔眼迷离；两兔傍地走，安能辨我是雄雌”。面对扑朔迷离的P5K3 Deluxe和P5K Deluxe，读者您能迅速的分辨它们么？

P5K3 Deluxe、P5K Deluxe的PCB对比

　　事实上这两块主板使用相同的P35 MCH+ICH9 R芯片组设计和完全相同的外围芯片构成，甚至两款主板的PCB设计几乎相同，它们直观可视的区别分别有P5K3 Deluxe使用1.5V 240pin DIMM插槽支持DDR3内存模组、而P5K Deluxe配置1.8V 240pin DIMM插槽支持DDR2内存模组；以及P5K Deluxe相对P5K3 Deluxe散热设计稍有简化 ，前者的一部分CPU供电MOSFET散热器是和其他散热分离的铝片，比P5K3 Deluxe用热管相连的铜质散热器略显低调。

 
橙黑配色1.5V 240pin插槽和黄黑配色1.8V 240pin DIMM插槽

 
P5K Deluxe相对P5K3 Deluxe的散热设计稍有简化

　　除此之外，P5K3 Deluxe和P5K Deluxe就没有明显的区别，以下笔者以P5K3 Deluxe为主详细剖析产品设计。

　　● P5K3 Deluxe WiFi-AP产品设计

　　P5K3 Deluxe是功能全面的高端桌面主板，配置强大用料豪华！除了P35+ICH9R提供的功能外，还整合了PCI Express/PCI的双千兆网卡、802.11g无线网卡、IEEE1394a控制器、额外的PATA/SATA控制器，HDAudio规格的音频部分也是一应俱全，加上ASUS AI Lifestyle综合特性和延续自P5B Deluxe的超级超频潜力特性，是名副其实的新一代桌面高性能主板旗舰。

ASUS P5K3 Deluxe

　　P5K3 Deluxe使用标准尺寸的ATX设计，深棕色板基。整个主板虽然元件繁多，但主板布局合理，提供了不错的扩展性，这包括两条物理模式PCI Express x16（电气部分为x16+x4模式）和2条PCI Express x1插槽，同时存在的还有3条32bit/33MHz PCI插槽、4个240pin DIMM内存插槽。

　　P5K3 Deluxe富有视觉冲击力的满板固体电解质电容除了显示出产品定位还它的实际功能：使用胶质、有机聚合物为电解质的固体电容不存在普通电解电容的电解液，不会因高温过载运行而爆浆，同时高频稳定性和寿命也比普通电解电容高的多，这种电容价格昂贵，大量使用无疑会让产品成本上升，P5K3 Deluxe的全固体电容设计以高成本换取主板的稳定性和可靠性。

异常强悍的背部I/O接口配置

　　和P5B Deluxe的背部I/O接口相比，P5K3 Deluxe和P5K Deluxe强化了USB和eSATA接口数目、取消了PS/2鼠标接口和串口，同时布置方式也更为密集合理。

2条物理形式为x16的PCI Express插槽支持Crossfire

CPU供电电路、元件特写

　　主板使用八项回路的CPU供电方案，其中每四项供电路集中在一起的MOSFET使用了配置有纯铜热管散热器，和MCH的散热器联合成为整体，借助CPU散热器的富余风力完成散热。

CPU供电电路的PWM使用和P5B Deluxe相同

Stack Cool2散热设计继续保留

　　ASUS特色的STACK COOL 2散热技术在P5K3 Deluxe上也有采用，STACK COOL 2能够均衡化主板背面的热量并散发出去，降低系统的整体温度。

扩展卡安装错误的提醒功能

　　P5K3 Deluxe和P5K Deluxe还首次引入了一种帮助鉴别扩展卡安装问题的指示灯，当PCI Express及PCI扩展卡安装不到位或者错误时，主板对应位置的红色LED灯会亮起，迅速帮助用户排除问题。

Deluxe WiFi-AP版本主板经典附件

ASUS P5K3 Deluxe WiFi-AP Edition全图

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　　● 系统外围构成

　　除了前面单独介绍过的组件外，P5K3 Deluxe主板还包括如下的外围支持芯片，它们分别实现更丰富的磁盘支持、以太网、音频等相关功能：

　　>>运行在33MHz/32bit PCI上的多功能ATA控制器JMicron JMB363，提供PATA*1+SATA*1+eSATA*1；
　　>>agere L-FW3227-100 IEEE1394a控制器支持两个400Mbps速率的IEEE1394a连接；
　　>>运行在PCI Express x1上的千兆以太网控制器Marvell 88E8056-NNC1；
　　>>运行在33MHz/32bit PCI上的千兆以太网控制器Realtek RTL8110SC；
　　>>运行在USB2.0上的802.11g WiFi模块Realtek RTL8178L；
　　>>HD Audio CODEC为Analog Devices AD1988B；
　　>>板上Super I/O芯片为Winbond W83627DHG-A。

 
多功能ATA控制器和IEEE1394a控制器

 
两个千兆以太网控制器

 
HD Audio CODEC和超级I/O芯片

WiFi-AP模块

　　● P5K Deluxe WiFi-AP产品速览

　　因为两款主板的设计基本相同，这里就不分别以一一列举，以下是主板P5K Deluxe的图片：

ASUS P5K Deluxe

 

 
ASUS P5K Deluxe更多细节

ASUS P5K Deluxe WiFi-AP Edition全图

　　P5K Deluxe和P5K3 Deluxe是定位相当的两款主板，只是在内存模组配置上加以区分，比较而言P5K Deluxe更适合那些已有高速DDR2内存模组用户的升级，而P5K3 Deluxe则是全新购机或者追求极限DDR3内存性能玩家的首选。

　　P35 Express芯片组技术及最新主板的状况已经呈现给大家了，再进入具体测试之前，笔者还将使用一定篇幅来介绍DDR3内存技术及产品。

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DDR3内存的引入：频率极度拉升

　　●  8倍预读取技术的DDR3

　　DRAM内存技术从DDR占据市场主流开始步入了无法停止的频率提升漩涡，即使是目前已经大大超出桌面处理器对内存带宽的需求，DDR2还是要被频率更高的DDR3所替代。好在这种技术进步很快就能被规模化生产把产品价格拉低，用户们还是能够乐于接受反反复复的变化。

数据预读取技术支撑内存频率攀升

　　DDR3的可达到的频率上限超过2000MHz，和DDR2一样，它使用预读取技术提升外部频率并降低存储单元运行频率，这次的预读取位数是8bit，因此目前最高DDR3-1600MHz芯片的存储单元频率也仅和DDR2-800及DDR-400的存储单元频率快相当，提升空间非常大。除了预读取位数翻番带来的突发长度改变，DDR3还在多处对DDR2的技术加以改进并应用：

　　点对点连接 ——  这是为了提高系统性能而进行的重要改动，也是DDR3与DDR2的一个关键区别。在DDR3系统中，一个内存控制器只与一个内存通道打交道，而且这个内存通道只能有一个插槽，因此，内存控制器与DDR3内存模组之间是点对点的关系（单物理Bank的模组），或者是点对双点的关系（双物理Bank的模组），从而大大地减轻了地址/命令/控制与数据总线的负载。

　　新增的重置功能 —— 重置是DDR3新增的一项重要功能，并为此专门准备了一个引脚。这一引脚将使DDR3的初始化处理变得简单。当Reset命令有效时，DDR3内存将停止所有操作，并切换至最少量活动状态，以节约电力。在Reset期间，DDR3内存将关闭内在的大部分功能，所有数据接收与发送器都将关闭，所有内部的程序装置将复位，DLL与时钟电路将停止工作，而且不理睬数据总线上的任何动静。这样一来，将使DDR3达到最节省电力的目的 。

　　逻辑Bank数量 —— DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的设计，目的就是为了应对未来大容量芯片的需求。而DDR3很可能将从2Gb容量起步，因此起始的逻辑Bank就是8个，另外还为未来的16个逻辑Bank做好了准备。

　　高级的刷新控制 —— DDR3支持根据温度自动自刷新及局部自刷新等其它一些功能，联合重置功能和1.5V的低操作电压，DDR3在功耗方面要比DDR2更为出色。

　　DDR3的其他明显的新增特点还包括ZQ校准、分成两部分的参考电压、突发长度和封装等，以下的表格汇总了这些信息：

DDR3 和 DDR2 的 核 心 特 性 比 较
	DDR3 DRAM	DDR2 DRAM
芯片封装	FBGA	FBGA
Pin脚数目	78ball x4、x8 96ball x16	60ball x4、x8 78ball x16
工作电压	1.5V	1.8V
组织	512Mb - 8Gb	256Mb - 4Gb
内部bank数量	8 (512Mb、1Gb、2Gb、4Gb、8Gb)	4 (256Mb、512Mb) 8 (1Gb、2Gb、4Gb)
预读取	8bit	4bit
突发长度	BL4、BL8	BL4、BL8
突发类型	Fixed、MRS或OTF	Fixed、LMR
附加延迟(AL)	0、CL-1、CL-2	0、1、2、3、4
读取延迟(RL)	AL+CL (CL=5、6、7、8、9、10)	AL+CL (CL=3、4、5、6)
写入延迟(CWD)	AL+CWL (CWL=5、6、7、8)	RL-1
频率范围	200MHz- 800MHz	133MHz - 400MHz
模组频率范围(DDR)	DDR3-800、DDR3-1066、DDR3-1333、DDR3-1600	DDR3-533、DDR3-667、DDR3-800
模组类型	DIMM、SO-DIMM、Micro-DIMM、FB-DIMM2	DIMM、SO-DIMM、Micro-DIMM、FB-DIMM

　　●  延迟缺点不可忽视、产品换代拉力不足

　　就像DDR2从DDR转变而来后延迟增加一样，DDR的总体延迟比DDR2有所提高。DDR2的CL范围一般在3～5之间，而DDR3则在6～10之间，且附加延迟（AL）的设计也有所变化。DDR2时AL的范围是0～4，而DDR3时AL有三种选项，分别是0、CL-1和CL-2。 同时DDR3写入延迟（CWD）的部分也较DDR2劣化，具体状况在上表中有详细对比。

　　毫无疑问，这些延迟的提高降低了内存频率提升带来的收益，甚至在某些情况下还形成了频率上升性能下降的例子，这种状况在DDR2替换DDR时就被很多用户所指责，现时的DDR3同样无法回避。

　　总而言之，双通道DDR2-800、DDR2-1066水平的内存模组提供的内存带宽目前还未成为DIY PC系统的性能瓶颈，因此淘汰DDR2的换代动力并不是很强劲，DDR3只是按技术研发的步伐缓慢的来到我们面前。

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DDR3内存产品：Kingston HyperX DDR3-1333

　　●  HyperX DDR3-1333登场

　　全球最大的内存模组制造商，金士顿（Kingston）以ValueRAM系列标准型产品主攻主流市场的同时，也面向高端用户持续推出HyperX系列产品供极限性能、超频应用。Kingston HyperX还是ASUS超频型主板的“御用产品”，双方有深度的合作，因此ZOL评测中心同期收到了这组Kingston HyperX DDR3-1333 1GB*2内存模组套装。

双根套装模式的HyperX系列顶级型号DDR3

　　这套内存型号为KHX11000D3LLK2/2G的双条套装，含两根non-ECC unbuffered 240pin 1024MB SDRAM内存模组，标称运行频率高达1333MHz（DDR），堪称是目前世界最快内存产品。

　　透过外壳缝隙，可以看到1GB单根容量的HyperX DDR3-1333内存模组为双面配置，16枚内存芯片贴装在PCB正反两面。PCB本身的用料、做工细节无可挑剔，Kingston产品一直都处于业界的最高水准。

 
HyperX KHX11000D3LLK2/2G概貌

　　KHX11000D3LLK2/2G一如既往的在内存PCB表面配置亮蓝色铝质外壳，这种HyperX系列模组特有的外形已经延续多年，在用户群中有广泛的认知。它们在DDR2-1333下以双通道配置能够提供22GB/s的理论带宽，这已经大大超出了目前所有CPU的内存带宽需求，并且也能够满足最尖端1333MHz FSB Core 2处理器超频的内存配合需要。

 
DDR3 logo和产品包装

KHX11000D3LLK2/2G产品标签

　　KHX11000D3LLK2/2G产品标签包含了内存模组的型号、容量、速度、标准运行延迟等信息。因为内存铝质外壳直接粘贴在芯片表面，为避免损坏脆弱的FBGA芯片，笔者没有强行取下它们，也就无法了解DRAM制造商提供的芯片标识。此产品DDR2-1333稳定运行的工作电压为1.7V。

　　●  HyperX DDR3-1333 SPD分析

KHX11000D3LLK2的SPD状况

　　CPU-Z 1.40显示的KHX11000D3LLK2/2G SPD信息如上图，模组容量、速度可以识别，其他部分信息未注明。内存时序表部分包含3套设置，其中包括DDR3-914下时序为6-6-6-18，DDR3-1066下时序为7-7-7-20，DDR3-1218下时序为8-8-8-23， 时序水准远劣于主流DDR2模组的水平。

　　值得注意的是这款内存的时序表中并不含有DDR3-1333的相关设定，并且在"PC3-8500"上也可以看出，这实际上是DDR3-1066标准型产品特挑成DDR2-1333而成的， 如果需要进行DDR3-1333或更高频率的使用，需要用户手动在主板BIOS中设定。

　　影响到内存系统性能的原因多样，在外部主要是位于主板芯片组内的或者位于CPU内部的内存控制器决定，内存本身的性能影响因素包括频率和延迟两个方面，其中延迟在应用中将以时序参数的设定来体现。以DDR SDRAM/DDR2 SDRAM的SPD内部规定的时序参数为例，类似“3-3-3-8”的标称中的4个数字的含义依次为：

　　CAS Latency，内存CAS延迟时间。
　　RAS－to－CAS Delay（tRCD），内存行地址传输到列地址的延迟时间。
　　Row－precharge Delay（tRP），内存行地址选通脉冲预充电时间。
　　Row－active Delay（tRAS），内存行地址选通延迟。

　　这是玩家最关注的4项时序调节，在大部分主板的BIOS中可以设定。在AMD K8处理器平台和部分非Intel设计的对应Intel处理器芯片组上，还支持内存模组的CMD 1T/2T Timing调节，通常认为这一部分设定对内存性能影响较大，其重要性等同于CAS Latency设定。