Chipsets da nVidia

A nVidia começou sua carreira de fabricante de chipsets produzindo chipsets para o Athlon soquete A. Só a partir da série nForce 4 é que passaram a produzir também chipsets para processadores Intel.

O principal motivo é que no caso da Intel é necessário obter a licença do barramento e pagar royalties sobre cada chipset vendido, enquanto que a AMD costumava ser muito mais liberal, fornecendo as especificações para os fabricantes, de forma a incentivar a produção de chipsets para o Athlon e assim fortalecer a plataforma.

O nForce nasceu como um chipset para a versão inicial do XBox. Depois de lançado o console, a nVidia aproveitou a expertise acumulada para desenvolver a versão inicial do nForce, destinada agora a micros PC.

O nForce foi o primeiro chipset para micros PC a utilizar o sistema dual-channel (chamado pela nVidia de “twin-bank”) em conjunto com memórias DDR. A idéia central era utilizar o acesso simultâneo a dois módulos de memória DDR-266 para criar um barramento de 4.2 GB/s, capaz de alimentar simultaneamente o processador e um chipset de vídeo GeForce2 integrado ao chipset.

Ou seja, além de oferecer um desempenho de primeira linha, o nForce traria uma placa de vídeo “de verdade” integrada à ponte norte do chipset, que poderia ser substituída por uma placa offboard mais parruda caso desejado. Este é o diagrama de blocos do nForce original, muito divulgado na época de lançamento:

A ponte norte do nForce é chamada de IGP (Integrated Graphics Processor) e a ponte sul de MCP (Media and Communications Processor). Ambos são interligados por um barramento Hyper Transport de 800 MB/s. Entre as otimizações incluídas no MCP estava o DASP (Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor), um sistema de prefetch que faz com que o controlador de memória adiante o carregamento de dados que possuem grande probabilidade de serem requisitados pelo processador em seguida. O ganho não é tão grande quanto pode parecer à primeira vista, mas neste caso qualquer melhora era bem-vinda. O DASP é similar ao “FastStream64” que seria utilizado pela VIA a partir do KT400A, porém desenvolvido antes.

Integrada ao MCP estava uma GeForce2 MX, operando a 175 MHz e compartilhando o barramento de 4.2 GB/s oferecido pelos dois módulos de memória com o processador (o volume de memória compartilhada era ajustado através do setup, como de praxe). Embora o nForce oferecesse um slot AGP 4x para a conexão de uma placa de vídeo externa, a comunicação entre o vídeo onboard e o restante do chipset era feito através de um barramento AGP 6x interno, de forma a agilizar o acesso à memória.

Não era obrigatório utilizar dois módulos de memória, assim como não é obrigatório na grande maioria dos demais chipsets com suporte a dual-channel, mas as ao utilizar um único módulo o barramento com a memória é reduzido à metade, fazendo com que o chipset perdesse boa parte do seu sex-appeal.

A ponte sul, representada pelo chip MCP, oferecia duas interfaces ATA-100, 6 portas USB 1.1, além de som, rede e também um modem onboard (que precisa ser complementado por uma placa externa, com os circuitos analógicos), que podia ou não ser aproveitado pelo fabricante da placa mãe. O chipset de som onboard era o mesmo utilizado no XBox, capaz de reproduzir 256 vozes de áudio em 2D e até 64 vozes em 3D (com o EAX) e o de rede oferecia o StreanThru, um conjunto de otimizações que melhorava os tempos de resposta da rede, de forma a ajudar nos games multiplayer.

Esta é uma Leadtek K7n420DA, um exemplo de placa soquete A, baseada no nForce original. Você pode notar que a placa possui 3 slots de memória, um número ímpar. Ao popular os três, o primeiro módulo era utilizado pelo primeiro controlador de memória, enquanto os outros dois seriam usados pelo segundo. A memória compartilhada com a placa de vídeo era distribuída apenas entre o primeiro e segundo módulo, de forma que o número ímpar acabava não fazendo muita diferença. Era permitido inclusive misturar módulos de capacidades diferentes.

O slot PCI invertido à esquerda é um slot ACR, que era utilizado pela placa riser do modem onboard. O uso do ACR acabou não pegando, de forma que o slot foi removido a partir da segunda geração de placas.

Embora não tenha sido o “salvador da pátria” que muitos esperavam, o nForce se revelou realmente mais rápido que o VIA KT266 e o SiS 735, que eram seus concorrentes diretos, em 2001. Graças ao uso do dual-channel, o vídeo onboard oferecia um desempenho similar ao de uma placa offboard low-end, bastante superior às outras opções de vídeo onboard. O maior problema era que o chipset (e consequentemente as placas baseadas nele) era caro, o que limitou as vendas.

Existiram três versões do nForce. O nForce 420 era a versão “completa” com suporte ao twin-bank e vídeo integrado. O nForce 415 era uma versão sem vídeo integrado, um pouco mais barata e destinada a quem pretendia utilizar uma placa offboard, enquanto o nForce 220 era a versão mais lenta, com vídeo integrado, mas sem suporte ao twin-bank.

Em Julho de 2002 a nVidia lançou o nForce2, que acabou ganhando nada menos do que 6 versões diferentes, mantendo-se em serviço ao longo de mais de 2 anos. O nForce 3 seria lançado apenas em 2004, já como um chipset para o Athlon 64.

As duas versões originais eram chamadas de nForce2 IGP e nForce2 SPP (a versão mais simples). Ambos compartilhavam o mesmo projeto básico, com duas excessões importantes. O nForce2 SPP não vinha com o vídeo integrado e não suportava processadores com bus de 333 MHz, enquanto o IGP vinha com o conjunto completo.

O chipset de vídeo usado no nForce2 IGP foi atualizado para uma GeForce4 MX, operando agora a 250 MHz. Foi introduzido também o suporte a memórias DDR-400, o que aumentou o barramento teórico ao usar dois módulos para 6.3 GB/s, acompanhando a evolução do chipset de vídeo e dos próprios processadores. O barramento AGP 4x/6x da versão anterior foi atualizado para o padrão 8x, usado tanto pelo vídeo integrado, quanto por uma placa offboard.

Acompanhado de dois módulos DDR-400, o vídeo onboard do nForce2 era capaz de superar uma GeForce4 MX 420, um feito inédito para uma placa onboard.

Com relação ao chip MCP, usado como ponte sul, existiram duas versões. O MCP-T é a versão mais parruda, com interfaces ATA-133, 6 portas USB 2.0, duas placas de rede 10/100 (destinadas a quem pretendia compartilhar a conexão, ou usar o PC como roteador), firewire, e o nVidia APU, o mesmo chipset de áudio usado no nForce original.

A versão mais simples era chamada simplesmente de “MCP” e contava com um chipset de audio mais simples, padrão AC97. Ela vinha também sem a segunda interface de rede e sem suporte a firewire. Por ser mais barata, esta foi a versão usada na maior parte das placas.

Além do suporte a DDR-400, o nForce2 trouxe uma versão aprimorada do DASP, o sistema de prefetch incluído no chipset, que resultou em mais um pequeno ganho de desempenho. Um efeito colateral curioso é que com o aumento da taxa de transferência oferecido pelos módulos DDR-400, deixou de existir um ganho considerável em utilizar dois módulos, a menos que você utilizasse o vídeo onboard, que se encarregava de consumir o excesso de banda. Ou seja, ao utilizar uma placa mãe baseada no nForce2 SPP (a versão sem vídeo onboard) fazia pouca diferença usar dois módulos de memória ou apenas um.

Em seguida foram lançados o nForce2 400 e o nForce2 Ultra 400, que trouxeram suporte a processadores com bus de 400 MHz. A grande diferença entre os dois é que o nForce2 400 vinha com o suporte a dual-channel desabilitado, enquanto o Ultra 400 era a versão completa.

Finalizando a série, foram lançados o nForce2 Ultra 400R e o nForce2 Ultra 400 Gb. Estas duas versões são na verdade a combinação da ponte norte do Ultra 400 com versões aprimoradas do chip MCP (ponte sul). O Ultra 400R vinha com suporte a SATA e RAID (mantendo os recursos anteriores), enquanto o Ultra 400 Gb adicionava também uma interface de rede Gigabit Ethernet.

Por estranho que possa parecer, todas estas 4 versões do nForce2 400 são baseadas no SPP, ou seja, a versão sem vídeo onboard do nForce. Embora o desempenho do vídeo onboard do nForce2 IGP chamasse a atenção em relação a outros chipsets de vídeo onboard, o desempenho ainda era considerado fraco pelos entusiastas, que preferiam investir em uma placa de vídeo offboard.

O nForce2 IGP era um chipset relativamente caro, de forma que os chipsets com vídeo onboard da SiS e VIA continuaram dominando o ramo de placas de baixo custo, enquanto nas placas mais caras o nForce2 SPP, seguido pelas diferentes versões do Ultra 400 competiam com o VIA KT400A e sucessores.

No final das contas, o nForce2 IGP acabou não encontrando o seu espaço e a nVidia passou a concentrar os esforços em desenvolver chipsets de alto desempenho, sem vídeo onboard, aprimorando os demais componentes do chipset e adicionando diferenciais como o suporte a SLI. Foi nestas condições que sugiram os chips nForce 3 e em seguida os nForce 4, nForce 500 e nForce 600, que passaram a ser produzidos também em versão para processadores Intel.