VIA EPIA MII12000 - dla wymagających inaczej

Platforma EPIA

VIA EPIA to ultra-kompaktowe konstrukcje zgodne z x86, zbudowane na płycie głównej formatu Mini-ITX, czyli o wymiarach 17×17 cm. Z jednej strony, mogą być stosowane w zwykłych komputerach – znacznie słabszych niż współczesne pecety, ale za to małych, cichych i energooszczędnych. Z drugiej strony, zostały zoptymalizowane do budowy stacjonarnych odtwarzaczy audio/wideo – dysponują mocą wystarczającą do odtwarzania nagrań i filmów, mają wyjście S-Video oraz sygnału zespolonego, wyjście audio w standardzie 5.1, sprzętowe wspomaganie dekodowania MPEG-2, a także opcjonalne wyjście na monitory LVDS. Testowana przez nas EPIA MII ma również moduł zawierający czytnik kart CompactFlash oraz PC Card (PCMCIA), dzięki czemu można rozbudować ją np. o łączność bezprzewodową. Oczywiście nietrudno znaleźć też inne zastosowania, niektórzy budują w ten sposób samochodowe "komputery pokładowe", mini-serwery, klastry, bezprzewodowe bramy internetowe, a także zupełnie nieprawdopodobne cuda. Lista wielu projektów z płytami EPIA znajduje się na stronie firmy VIA. Dodatkowym plusem jest to, że na tak małej płycie można uruchomić dowolne oprogramowanie działające pod kontrolą Windows Lub Linuksa (o ile tylko nie wymaga ono dużej mocy obliczeniowej).

Platformy VIA EPIA nie są szczytowym osiągnięciem współczesnej techniki, bo wykorzystują chipset CLE266 znany od niemal trzech lat. W skrócie przypomnimy możliwości układu. Mostek północny o symbolu VT8623 oferuje magistralę systemową 133 MHz i obsługę pamięci DDR266. Ma także zintegrowane 128-bitowe jądro graficzne S3 Graphics Unichrome Pro komunikujące się przez wewnętrzną magistralę AGP 8x. Układ graficzny S3 wspomaga dekodowanie MPEG-2 i ma wyjścia na monitor i telewizor. W płycie EPIA MII12000 znalazły się wyjście monitorowe D-Sub i wyjścia telewizyjne S-Video oraz Composite.

Mostek południowy to układ VT8532. Zawiera kontroler PCI (na płycie EPIA znalazł się jeden slot) oraz dwukanałowy kontroler UltraATA/133. Na wyposażeniu płyt z serii MII jest także układ dźwiękowy AC'97 (VT1616), interfejs sieciowy 10/100 Mb/s (VT6103), kontroler FireWire (VT6307), a także kontroler USB 2.0 zintegrowany z mostkiem południowym. Jest też osobny układ (VT1211), który pełni rolę kontrolera podstawowych urządzeń I/O, czyli portu szeregowego, równoległego (nie wyprowadzonego na tylny panel), klawiatury, myszy, stacji dyskietek oraz IrDA. Na poniższym zdjęciu widać także enkoder wideo (VT1622), a większość tych układów mieści się pod modułem gniazda PC Card...

Obecność tak wielu interfejsów powoduje, że praktycznie jedna cała krawędź płyty została przeznaczona na złącza. Oczywiście producent dostarcza w zestawie odpowiednią zaślepkę do tylnego panelu obudowy. Na płycie jest także złącze do ciekłokrystalicznych paneli LVDS (jest to wyposażenie opcjonalne) – widać je na powyższym zdjęciu, po lewej stronie przy radiatorze.

Charakterystycznym elementem płyt z serii EPIA MII są gniazda PC Card oraz CompactFlash. To pierwsze umieszczono na płycie z myślą o łączności bezprzewodowej, dzięki której np. cyfrowy odtwarzacz mógłby komunikować się z komputerami, wymieniać zdjęcia, pliki audio i wideo. Gniazdo jest obsługiwane przez kontroler Ricoh R5C476II, który bez problemów działa w Windows, jak i w Linuksie. Natomiast drugie gniazdo zamontowano z myślą o amatorach fotografii cyfrowej, którzy mogliby na przykład przeglądać zdjęcia z kart CompactFlash bezpośrednio na telewizorze.

Procesor C3 Nehemiah

Jak wszystkie płyty EDEN, również model MII12000 jest fabrycznie wyposażony w procesor – ma wlutowany układ C3 Nehemiah taktowany zegarem 1,2 GHz. Jest to układ wykonany w procesie technologicznym 0,13 mikrometra, o powierzchni krzemu zaledwie 52 mm² – to zasługa malutkiej pamięci cache L1 i L2. Dzięki temu niewielki radiator i wiatraczek wystarcza, by układ podczas pracy miał temperaturę około 40 stopni.

Jak widać na powyższym zdjęciu, procesor jest w obudowie EBGA, ale CPU-Z wskazuje obudowę Socket 370 CPGA.

Jak wykazały nasze testy sprzed kilku miesięcy, podobne rozwiązania z procesorem 900 MHz są w zupełności wystarczające do odtwarzania wszelkich multimediów, a nowa EPIA z szybszym procesorem jeszcze lepiej spełni takie wymagania. Sprawdziliśmy również skuteczność rozwiązania pod Linuksem (z odtwarzaczem Mplayer) i nie można mieć do jego wydajności żadnych zastrzeżeń.

Jednym z rozwiązań odróżniających C3 Nehemiah od innych procesorów dostępnych na rynku jest sprzętowe wspomaganie szyfrowania, promowane jako VIA PadLock. Składa się z generatora liczb pseudolosowych (Random Number Generator – RNG) oraz jednostki szyfrującej (Advanced Encryption Engine – ACE). Z punktu widzenia multimediów nie są to rozwiązania szczególnie przydatne, ale zapewne możnaby je jakoś wykorzystać, gdyby EPIA posłużyła np. do budowy sprzętu sieciowego.

Generator liczb pseudolosowych wykorzystuje zespół oscylatorów pracujących z różnymi częstotliwościami, na które wpływa temperatura, napięcie zasilające, oprogramowanie, pozostałe układy elektroniczne. Źródłem niejednorodności jest więc nieprzewidywalny szum pochodzący z układów elektronicznych, który jest przetwarzany przez preprocesor i zbierany w pakietach po 32 bajty. Następnie liczby te mogą być dostarczane do wielu aplikacji z szybkością 6 Mb/s.

Z kolei jednostka ACE pozwala na szyfrowanie danych "w locie" z wykorzystaniem niezwykle bezpiecznego algorytmu AES z szybkością 12,8 Gb/s. Istotne jest to, że wykorzystanie kluczy 128-, 196- i 256-bitowych nie powoduje spadku szybkości szyfrowania, ani też nie obciąża procesora.

Wykorzystanie RNG oraz ACE jest bardzo proste, aplikacje zyskują dostęp do tych modułów za pomocą specjalnej instrukcji, nie wchodzącej w skład kodu x86. Tak więc programy muszą być w pewnym stopniu optymalizowane, co świetnie widać na przykładzie wykorzystanych przez nas benchmarków.

Zestaw testowy i instalacja

Wyposażenie płyty wydaje się więc niezłe, ale przecież trzeba do niego dokupić jeszcze inne podzespoły. Na pewno musi to być pamięć RAM, dysk i zasilacz, co już kosztuje przynajmniej 400 złotych. Jeśli taki komputer składamy z myślą o multimediach, przydałby się duży dysk, więc cena wzrasta o 200-500 zł (zależnie od wielkości dysku). Na pewno przyda się też czytnik DVD, a może nawet nagrywarka, więc dochodzi kolejne 100-300 zł. Tak więc komputer składany z wykorzystaniem platformy VIA będzie miał swoje pewne zalety, ale wcale nie będzie tańszy niż współczesny pecet. A przecież jeszcze nie mamy obudowy...

Nasz zestaw testowy nie do końca odpowiadał powyższym wymaganiom. Na przykład wykorzystaliśmy zasilacz Modecom o mocy 350 W, a więc znacznie przerośnięty jak na potrzeby płyty EPIA. Jednak skąd tu wziąć zasilacz mocy np. 100 W?

Należy przyznać, że z zasilaczami i obudowami dla komputerów tego typu może być problem – obudowy Mini-ITX sporadycznie pojawiają się w sklepach i są drogie. Można więc wykorzystać wszelkie inne konstrukcje, na przykład plastikowe lub metalowe obudowy przeznaczone dla urządzeń elektronicznych, które można kupić w sklepach z częściami elektronicznymi. Zestaw testowy udało nam się złożyć chyba w rekordowo krótkim czasie, ponieważ nie trzeba montować procesora, radiatora ani żadnych kart rozszerzeń. Ponieważ EPIA była wcześniej testowana w innych redakcjach, przy pierwszym uruchomieniu zastosowaliśmy domyślne ustawienia BIOS-u. Płyty wykorzystujące chipset CLE266 są na tyle dojrzałymi produktami, że trudno spodziewać się by coś nie działało. Windows XP zainstalował się bez problemu, choć oczywiście instalacja systemu na komputerze o takiej wydajności trwa nieco dłużej niż np. na najnowszych Athlonach (czyli około godziny). Następnie sterowniki do chipsetu, grafiki, dźwięku i układu sieciowego, a na końcu Service Pack 2 dla systemu Windows XP.

Choć praktycznie nie robiliśmy testów w Linuksie (jedynie sprawdziliśmy płynność odtwarzania filmów DivX), to przy okazji warto wspomnieć o instalacji tego systemu na płycie EPIA MII. Jak wiadomo, system ten nie instaluje się na wielu komputerach, ponieważ występują problemy sprzętowe – czasem nie działa karta sieciowa, kontroler RAID albo kuleje układ dźwiękowy. Z rozwiązywaniem takich problemów jest sporo zabawy, a i tak często niektóre pozostają nierozwiązane. Natomiast na testowanej płycie VIA wszystkie elementy działają doskonale po instalacji Linuksa (jak zwykle wykorzystaliśmy SUSE Linux Professional 9.2), łącznie z gniazdem PC Card. Użytkownicy na poważnie zainteresowani Linuksem na platformie EPIA powinni zajrzeć do dokumentu EPIA HOWTO.

Pamięć i moc obliczeniowa

Testowanie platformy takiej jak EPIA to nie lada wyzwanie. Wiadomo, że nikt nie będzie używał jej w roli wydajnej stacji roboczej, do obróbki grafiki, dźwięku czy wideo – można więc odpuścić sobie testy takie jak POV-Ray, 3ds, SPECviewperf, LAME, Mplayer (Mencoder) oraz wszystkie gry. Komputer nie będzie też służył do obliczeń, a więc minimalne znaczenie ma ScienceMark, SETI@Home, Ubench, SuperPi czy Java SciMark. W ten sposób można wyeliminować wszystkie testy, bo przecież w tej konstrukcji w ogóle wydajność ma minimalne znaczenie...

Problemem jest także porównanie wyników z jakąkolwiek inną konfiguracją sprzętową. Zgromadzone przez nas wyniki testów dotyczą współczesnych Athlonów i Pentium 4, a nie procesorów VIA czy Pentium III. Sytuację częściowo uratowały dwie dodatkowe płyty VIA EDEN, które otrzymaliśmy do testów. To dwa modele ze starej serii M (M10000 oraz ME6000), więc nie poświęcimy im zbyt wiele miejsca, ale użyjemy do porównania niektórych wyników testów. Wyniki testu można też częściowo porównać z naszymi poprzednimi testami procesorów VIA, które kilkukrotnie zamieszczaliśmy w serwisie. Zachęcamy więc do zapoznania się ze starszymi tekstami: VIA C3 – cichy procesor, VIA EPIA M9000 – platforma dla wybrańców oraz EPIA M9000 – kolejne spojrzenie. Jednak uznaliśmy, że najlepsze wyobrażenie o wydajności procesora C3 Nehemiah da jego porównanie z Celeronem taktowanym zegarem o takiej samej szybkości. A ponieważ dysponujemy notebookiem z Celeronem 1,2 GHz (z jądrem Tualatin), mogliśmy wykonać na nim komplet testów.

Jak zwykle, zaczynamy od testów pamięci, czyli mierzymy za pomocą Cachemem 2.65 szybkość odczytu i zapisu danych z/do pamięci, a także maksymalne opóźnienia podczas przesyłu dużych bloków danych. Jak widać, szybkość przesyłania danych jest o rząd wielkości mniejsza od współczesnych konfiguracji, nie przekracza kilkuset MB/s. Co ciekawe, ten test wykazał nieporównywalnie lepszą przepustowość pamięci SDRAM PC133 (w komputerze z Celeronem) niż pamięci DDR266 (w komputerze z C3). Późniejsze testy ScienceMark 2.0 i COSBI nie potwierdziły tych wyników.

Według ScienceMarka 2.0 obie konstrukcje cechują się taką samą przepustowością pamięci (EPIA jest nawet nieco lepsza), a także podobnymi opóźnieniami (również są nieco krótsze w konstrukcji VIA). Natomiast znaczne różnice dotyczą dostępu do danych w pamięci cache – nie dość, że C3 Nehemiah ma malutką pamięć L2, to jeszcze jest ona znacznie wolniejsza niż w Celeronach.

Teraz porównany moc obliczeniową C3 z Celeronem. Wyniki chyba nie wymagają komentarza – jako podsumowanie można powiedzieć, że Nehemiah to "połowa" Celerona. Rozbieżności są mniej widoczne w teście Molecular Dynamics, który posługuje się operacjami stałoprzecinkowymi, ale bardzo duże w teście Primordia, wykorzystującym głównie jednostkę zmiennoprzecinkową.

Warto zwrócić uwagę na ostatni wykres w tej serii, który dotyczy szyfrowania AES wykonanego przez program ScienceMark 2.0. Dla porównania umieściliśmy na tym wykresie także wyniki osiągnięte przez procesory Samuel 2 (600 MHz) i Nehemiah (1 GHz) zamontowane na dwóch starszych płytach EPIA. W przypadku procesorów VIA szybkość szyfrowania jest w zasadzie proporcjonalna do szybkości zegara i nie zależy od obecności jednostki szyfrującej ACE. Celeron szyfruje dane dwukrotnie szybciej niż Nehemiah 1,2 GHz. To oznacza, że ScienceMark 2.0 nie wykorzystuje w pełni możliwości procesorów VIA, jednak w dalszej części wykorzystujemy test, który jest w stanie z nich skorzystać.

PCMark04

Testem bardziej zbliżonym do rzeczywistości jest PCMark04, który bez problemów działa na wszystkich, także starych lub wolnych komputerach. Na pierwszy rzut oka widać, że większość operacji procesor VIA wykonuje dwukrotnie wolniej niż procesor Intela. Pewnym wyjątkiem jest sprawdzanie pisowni oraz kompresja DivX, w których to zadaniach Celeron jest wydajniejszy "tylko" o 40-50 procent. Jak widać, również PCMark04 nie wykorzystuje sprzętowej jednostki szyfrującej procesorów C3 Nehemiah.

COSBI

Test COSBI potwierdza wyniki osiągnięte w ScienceMarku 2.0. Zarówno przepustowość, jak i opóźnienia w dostępie do danych są w przypadku płyty VIA ocenianie nieznacznie lepiej niż w Celeronie (opóźnienia nie są podawane w cyklach, lecz przeliczone na punkty). Również potwierdzają się możliwości obliczeniowe procesora – słaba wydajność w teście stałoprzecinkowym (dhrystone) oraz zmiennoprzecinkowym (whetstone).

Kolejna seria pomiarów również potwierdza wyniki poprzednich testów i nie wymaga komentarza...

Jednak niektóre wyniki testu COSBI są lepsze w przypadku C3, niż Celerona. Dokładnie chodzi o skalowanie i obrót grafiki, więc testy te mają pewien związek z układem graficznym. Natomiast najciekawsza jest część dotycząca szyfrowania, ponieważ COSBI jest jedynym z naszych testów, który potrafi wykorzystać sprzętowe szyfrowanie wbudowane w układy Nehemiah. Wydajność takiego rozwiązania okazuje się porażająca, szyfrowanie zajmuje 33 razy mniej czasu, niż w przypadku Celerona (a także 28 razy mniej czasu niż w przypadku Athlona 64 4000+)!. Wydajność jednostki szyfrującej można zaobserwować także w przypadku wolniejszych układów Nehemiah, natomiast widać, że układ VIA C3 Samuel 2 (600 MHz) jest pod tym względem wyjątkowo słaby. Niestety, ten jeden test bardzo mocno wpływa na ogólny wynik całego testu COSBI – według niego ogólna wydajność procesorów VIA jest lepsza niż Celerona wykorzystanego do porównania, co oczywiście nie jest prawdą.

Jako dodatek zamieszczamy jeszcze ekran z testu COSBI – łatwo na nim odnaleźć procesory, które sprzętowo obsługują szyfrowanie AES.

Grafika i... gry

Przedostatnia część testów dotyczy grafiki. Testem odpowiednim dla platformy takiej jak EPIA jest chyba 3DMark20001. VIA EPIA MII12000 wykorzystuje układ graficzny S3 Unichrome Pro (AGP 8x) zintegrowany z chipsetem CLE266, natomiast komputer z Celeronem – układ graficzny Savage4 (AGP 4x) zintegrowany z chipsetem VIA PN133T. Dlatego wydajność tego pierwszego jest wyraźnie lepsza, niezależnie od rozdzielczości i liczby kolorów.

Ostanie pomiary dotyczą tylko jednej gry, ponieważ – jak się nam wydaje – nikt nie będzie wykorzystywał komputera z płytą EPIA właśnie do takich zastosowań. Test jest więc tylko symboliczny, a wynik potwierdza pomiary wykonane w 3DMarku i jest dość oczywisty. Przy rozdzielczości 640x480 wydajność komputerów jest podobna, natomiast w rozdzielczości 1024x768 przewagę uzyskuje komputer z lepszym układem graficznym. Z wiadomych powodów, nie kontynuowaliśmy testów w wyższych rozdzielczościach.

Podsumowanie

Choć na płytach VIA EPIA MII działają popularne systemy operacyjne, to nikomu nie życzymy, by na takiej konfiguracji musiał uruchamiać oprogramowanie biurowe, antywirusowe, przeglądarkę i np. jeszcze jakiś program do obróbki grafiki. Natomiast płyta EPIA może być dobrym wyborem wtedy, gdy komputer będzie wykorzystywany do uruchamiania jednej aplikacji, np. edytora (inteligentna maszyna do pisania) czy programu finansowo-księgowego dla małej firmy. Może to być także platforma do budowy terminala czy bezdyskowej końcówki sieciowej. I to chyba koniec zastosowań w charakterze komputera osobistego.

Natomiast EPIA MII daje wiele możliwości osobom, które chciałyby konstruować urządzenia do odtwarzania multimediów. Jak policzyliśmy, zestaw taki będzie kosztował tyle co tani pecet, a więc nieporównywalnie więcej niż przeciętny odtwarzacz DVD/DivX. Jednak już instalacja karty WiFi powoduje, że za 2000 złotych otrzymujemy bezprzewodowe centrum rozrywki, które po instalacji odpowiednich programów lub kodeków obsługuje wszystkie formaty plików graficznych, audio i wideo, może także służyć do uruchamiania prostych gier, komunikatorów, przeglądania Internetu itd., a dodatkowe możliwości daje podłączenie go do projektora. Trudno byłoby w ogóle na rynku znaleźć produkt o takich możliwościach, ale też chyba trudno znaleźć osobę, która chciałaby bawić się w budowę takiego urządzenia, skoro wszystkie funkcje są dostępne w zwykłym komputerze...

Zalety