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andy6989


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 來自小人國的禮物!全球最小的台式機[圖]

最小的硬件系統:VIA CoreFusion技術
  有沒有想過一片手掌般大小的主機板,已經整合了CPU、晶片組、內存、網卡及音效輸出呢?VIA通過自家的CoreFusion技術,把北橋晶片的功能整合在處理器內,進一步減少PCB的使用空間令x86系統變得更小。而今天編輯部有幸找來全球最細的x86系統--VIA Luke CoreFusion進行測試。

● VIA CoreFusion技術:High Level of miniaturizaion

  對於一般用家來說,家中的桌面電腦處理器不是Intel的便是AMD,很少會留意到原來VIA也有推出處理器,這主要是因為VIA的處理器主要針對工商業用嵌入式平台例如Thin Client、POS Client、移動嵌入式應用IP STB、LCD TV / PC、 Telematic (Car PC)、PVR用途、多媒體Media Centre等等,全以低功耗及微型化為賣點,不同於桌面處理器市場要著重效能表現。而為了進一步把嵌入式應用微型化,VEPD(VIA Embedded Platform Division)於2003年3月CeBIT大會上,提出CoreFusion概念以供更高度整合及微型化的處理器。

  其實VIA早就擁有了全球最小的VIA Eden-N處理器,它是基於VIA C5P Nehemiah核心並採用NanoBGA封裝,大小只有15mm×15mm,比手指尖還要小,再進一步微型化的效果已不明顯,因此VIA想到把北橋晶片的功能也加入處理器內,令主板減少設置北橋晶片的空間及走線,大大減少主板PCB所需的空間。但要真正把北橋的功能放置在處理器內便需要重新設計處理器,不單成本上升而且處理器設計變得複雜,更難控制良率處於高水平,故此VIA決定只是把現有的Eden-N處理器和北橋一同封裝,減少開發成本並能即時應市,這就是VIA CoreFusion技術。
● 首顆VIA CoreFusion 處理器:Mark

  圖為首顆CoreFusion處理器代號為『Mark』,它早於2003年CeBIT便正式發佈,我們可以看到它是把Eden-N處理器和北橋晶片封裝在一起,處理器速度為533MHz,並擁有128KB L1及64KB L2 Cache,電壓為1.05V並支援SSE及MMX指令集。北橋方面則採用CLE266晶片,最高支援SDR 133MHz及DDR266容量最高為2GB。繪圖方面,支援AGP 8X繪圖接口並內S3 UniChrome,提供Mpeg 2硬件解碼功能,3D能力方面支援DirectX 7,擁有1條Pixel Shader流水線及2個Texture引擎,整顆Mark CoreFusion最高功耗為7W,在當時來說是十分驚人的設計。南橋方面,Mark CoreFusion可配合VT686B、VT8235及VT8237南橋晶片,可惜的是它內建CLE266北橋,只可支持266MB/s的V-Link南北橋傳輸比較落後,不過當它配合VT686B南時就能支持ISA接口,適用於工業用的ISA控制卡,雖然CoreFusion早在2003年CeBi已經發佈,但卻要等到2005才由概念產品變成真正的出售的東西。

● 性能更高的CoreFusion:Luke&John
  由於Mark的效能較低,因此VIA把它用於效能要求不太高的應用,例如Thin Client、POS Client等,但VIA亦會推出效能更強的CoreFusion,企圖攻入Top-Box、MediaCentre等多媒體應用市場,它就是"Luke"。雖然Luke同樣採用VIA Eden-N處理器及基於VIA C5P Nehemiah核心,但時脈卻擁有533MHz、800MHz及1GHz版本,而且嵌入的北橋晶片只提升至CN400。

  CN400在記憶體控制器上有所提升,加入DDR333及DDR400記憶體支援而且最高容量達4GB。繪圖接口方面同樣支援AGP 8X,但內建顯示核心卻提升至S3 UniChrome Pro,頻率為200MHz並擁有2條Pixel Shader流水線及2個Vertex Shader引擎。Mpeg解碼能力亦進一步提升,包括Mpeg 2、Mpeg 4、High Quality DVD Streaming Playback等硬件解碼能力,而且支持HDTV 1080i及720p輸出。除了加入更多的硬件解碼格式外,CN400只加強攝取能力,支持多種常見的規格例如ITU-R、BT656、VIP1.1、VIP 2.0及YUV 422,因此Luke比Mark更適合用於Top-Box及Media Centre系統。影像輸出方面,Luke CoreFusion只支持DuoView能提供雙顯示模式,除了內建的D-Sub輸出,只能採用LVDS、DVI Transmitter或TV Encoder,提供S-Video、DVI及TFT Flat Panel輸出。

  南橋方面,同樣能支援VT8235及VT8237,由於CN400支援Ultra V-Link,因此南北橋的傳取速度由266MB/s提升至1GB/s,減低了傳輸上的瓶頸。Luke CoreFusion 533MHz、800MHz及1GHz最高功耗分別只有為6W、8W及10W,完全顯示出VIA在低功耗方面的功力。
  據VIA嵌入式系統平台處CPU產品行銷副理吳億盼小姐(Epan Wu)表示,它們並不會滿足於現時的CoreFusion設計,而在計劃中他們將會開發代號為『John』的CoreFusion處理器,可能進一步把南橋內建於處理器內,初步估設計將會為C7M+CN900+VT8251,因此將會加入功耗更低的DDR2內存,更集成了WMV9硬件解碼加速,音效方面支持High Definition Audio,提供32Bit 192KHz 7.1聲道輸出,不過『John』並不會於短期內出現,因此短期內『Luke』還是CoreFusion的主力產品。

工程樣板:來自『小人國』的VT5883C
  一片內建了處理器、南北橋、內存、網卡及音效的主板就擺在你的眼前。

  圖中的Luke CoreFusion工程樣本型號為VT5338C,是現時全球最細小的x86系統,只有10cm×10.5cm,但卻擁有整台計算機的功能,對比筆者桌上的鍵盤,彷彿變成了小人國的東西。

  圖中白色的就是VIA Luke CoreFusion處理器,大小為37mm x 53mm,生產於05年第19周由TSMC代工,它是一顆把VIA Eden-N處理器及CN400北橋封裝在一起的HSBGA (Ball Grid Array with Heat Spreader) 晶片並擁有841 Balls,由於擁有Heat Spreader所以感覺比較一體化。處理器核心為VIANehemiah C5P,採用0.13微米製程內建128KB L1及64KB L2 Cache,並支援MMX及SSE指令集。時脈方面,我們手上的樣本為1GHz,外頻速度為133MHz,在電壓為1.00V下處理器的最高功耗卻只有10W,令人驚訝。圖下為VIA Luke CoreFusion的CPU-Z截圖,只會被認出為VIA C3 Nehemiah及Socket 370 CPGA接口。
● 主板還能集成內存?

  Luke Corefusion內建的北橋為CN400,其記憶體控制器支援至最高DDR400記憶體,而VIA亦於V T5338C上建有四顆Samsung K4H511638B-TCB3的TSOP DDR顆粒,速度為DDR333 CL 2.5容量合共為256MB。由於CN400內建顯示核心需要共享系統記憶體,可在BIOS分割16、32及64MB記憶體供給UniChrome Pro核心使用。

● 2.5寸硬盤+6聲道聲卡+網卡

 

  南橋方面,VIA VT5883C採用上VIA VT8237R南橋,雖然晶片是支援4個SATA及2個IDE接口,但由於PCB空間有限而只提供一個IDE硬碟機接口,而且是支援2.5"硬碟的規格,全因採用2.5" Notebook用的硬碟有助整個系統的微型化。由於VT8237R已內建AC 97音效及10/100Mbps Fast Etjermet MAC,故此VIA VT5883C建有VIA VT1616 Audio Codec晶片提供最高6聲道輸出,而網絡方面則透過VIA VT 6103 PHY晶片提供10/100MBps網絡功能。

 

  雖然主板PCB太少而無法擁有PCI擴充槽,但在主機板背後擁有一個Mini-PCI接口,用家可以插上Mini-PCI的Wireless Mini-PCI卡提供Wireless Network功能。系統散熱方面,由於VIA Luke Corefusion處理器的最高功耗只有10W,因此VIA並沒有採用風扇散熱,只用上一個特大的散熱片以散熱面積彌補沒有風扇的不足,而散熱器的大小差不多佔了整個PCB的80%面積。

 

  由於主機板只有10cm x 10.5cm,已經容納不了Back Panel,因此Ethernet的RJ 45接口、Audio的Jack接口及USB 2.0接口都要採用外接線。VIA VT5883C並沒有提供Keyboard和Mouse接口因此需要用USB Keyboard及Mouse運作。電源輸入方面,它用的電源接口和我們桌面用的20Pins或24Pins的ATX規格不同,是Mini-ITX規格常見的10Pins接口,幸好VIA有提供20Pins轉10Pins的電源轉插給我們測試。

測試:Luke Corefusion出乎意料的低功耗
● 測試平台
VIA VT5338C PCB
VIA Luke Confusion 1GHz + VT8237R
Samsung DDR333 CL 2.5 256MB
Delta Server Power 650W ES Sample
Fujitsu MHT2040AT 40GB 2.5" HDD
Windows XP Profession w/SP2
AMD Geode NX 1500@6W
SiS 741GX ES Sample
Samsung DDR 333MHz CL 2.5 256MB x 2
Delta Server Power 650W ES Sample
Maxtor QuickView 40GB 3.5" HDD
Windows XP Profession w/SP2
● Luke Corefusion 功耗及溫度測試

  由於Luke Corefusion是基於C3處理器設計,因此它支援x86的作業系統,而是次測試我們便安排了Windows XP Professional SP1,而且安裝驅動程式後可十分穩定地運作,和普通的桌面電腦無疑。首先我們利用OCCT軟件把處理器進入Full Load狀態,測試Luke Corefusion處理器是否和VIA所公佈的一樣省電及低溫。
● AC Clamp Meter Test

  在Fullload的狀態下,整個Luke CoreFusion平台包括的輸入電流為0.20A,而Delta Server Power 650W電源供應器的PF值為0.95及假設電源供應器保持在最高有效率約70%的水平,因此Full Load的功耗約為220v x 0.95 x 0.20 x 0.70= 29.26W,而AMD GeodeNX 1500@6W則為0.31A,最高功耗將為220v x 0.95 x 0.31 x 0.70 =45.35W。(數值只是理論性卻非100%準確。)
如果對比AMD Geode NX 1500@14W的功耗如下:

Luke Corefusion 1GHz Platform
AMD Geode NX 1500@6W
Idle
21.17W
34.51W
Full Load
29.26W
45.35W
  我們拿AMD Geode NX1250@6W來作對比,但Luke Corefusion是以微型化及低功耗為賣點,在Idle的情況下其功耗約為29.26W,而全負載更只有36.575W,這是桌面電腦平台所不能比擬的。

  據VIA的官方文件表示,Luke Corefusion處理器由於功耗甚低,可應付較惡劣的工作環境。雖然Luke CoreFusion並沒有採用風扇作散熱,但在正常Idle的情況下散熱器的表面溫度只有37.3C,當OCCT Full Load約20分鐘後,溫度只上升至45.7,令人滿意,圖表下是對比AMD Geode NX 1500@6W , AMD K7 Reference Cooling with Fan。

Luke Corefusion 1GHz Platform
AMD Geode NX 1250@6W
Idle
37.3C
35.6C
Full Load
45.7C
49.2C
  另外,AMD Geode NX的型號,通常都會有一個功耗指標,不少人會誤以為是最高功耗,其實它只是Typical的功作溫度,以Geode NX 1500@6W為例,其最高功耗絕對要比6W為高。

總結:Luke Corefusion能源危機的替代品
● Mpeg 4 Playback Loading

  Luke CoreFusion由於改用了CN400的北橋核心,因此加入了Mpeg4 Hardware Playback的能力,我們利用一套1:30秒的640 x 480 x 1600KBit的Mpeg短片作測試,發現其CPU Loading最高只為58%,令人滿意。
● CPU Multi-Media Benchmark

  在Sandra 2005 SP1的CPU Multi-Media Benchmark中,VIA Luke CoreFusion的效能和單顆VIA C3 Nehemiah 1GHz相約,因為兩者核心架構是相同的,面對Intel Pentium III 500MHz 512KB L2,VIA Luke CoreFusion只是落後約5-10%,相信面對一般桌面應件軟件,效果應不會太差。
● PCMark 04

  VIA Luke CoreFusion的核心還是C3架構,因此在PCMark 04的標準下落後主流處理器並令人意外,我們只有期望下一代John CoreFusion,它是採用C7核心相信會有大幅度提升。
● 3DMark 2001SE

  Luke Corefusion核心內建了S3 UniChrome IGP Pro,它是一個支援Direct X7的繪圖核心,支援2個Pixel Shader Unit及Vertex Shader Unit,它可以完成3DMark 2001SE的測試,但卻未能運作Game 4,其實Luke Corefusion是針對Top-Box、Media Centre市場,所需要的是播片能力、硬件解壓能力、影像輸出能力等,3D繪圖能力反而不太重要。
● 後記:公交大巴 vs.超級跑車?


  由於Luke Corefusion並不是針對桌面用家市場,因此效能上會大幅落後目前主流的桌面處理器,故此測試的成績只是為讀者提供一個參考並無意義,這主要是因為VIA Luke Corefusion的賣點是微型化及低功耗,那個市場的需求根本和我們桌面電腦用家不同,我們總不能拿巴士去和跑車斗快,也不能拿跑車和巴士斗載客量,故此,筆者認為最後的這幅圖才是VIA Luke Corefusion最好的測試。


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發表於:2005-09-29 08:16
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