Antiquitäten: das gnadenlose Upgrade des 386. Computers

Gnadenlos und bedeutungslos! Beim Bau des 386. Computers "mit maximaler Geschwindigkeit" wollte ich so etwas arrangieren, zusätzlich zu einer völlig logischen Untersuchung jeder Peripherie. Ich habe mich zwischen Schraubwasserkühlung mit Hintergrundbeleuchtung und Prozessor-Upgrade entschieden, obwohl ich bereits den leistungsstärksten AMD-Prozessor mit einer Frequenz von 40 Megahertz habe. Aber es gab eine Möglichkeit, den "fast 486." Computer aus dem 386. Computer zu machen, und das war interessant.

Seit Beginn der Ära der IBM PC-kompatiblen Computer gibt es Kits für ein Budget-System-Upgrade mit Prozessoren der nächsten Generation. Eisen war damals einfacher, und beispielsweise war es nicht schwierig, den 386. Prozessor für das 286. Motherboard anzupassen. Der Wettbewerb auf dem Markt für integrierte Schaltkreise war höher: Zusätzlich zu Intel und AMD waren Cyrix, Texas Instruments und IBM auf dem Prozessormarkt präsent. Die Branche hat das Erbe der frühen Tage, als die Freigabe von Prozessoren durch verschiedene Unternehmen gemäß allgemeinen Spezifikationen an der Tagesordnung war, noch nicht vollständig beseitigt. Aber auch niemand hat das Reverse Engineering abgebrochen, wodurch manchmal sehr interessante Exemplare erhalten wurden, die scheinbar mit den „Originalen“ kompatibel sind, aber viele eigene Merkmale aufweisen.

Im Jahr 2020 ist ein Upgrade des alten Systems wahrscheinlich überhaupt nicht sinnvoll, nur aus Neugier. Es ist einfacher, einen echten 486. Computer zu bauen, wenn Sie wirklich wollen. Aber am Ende wiederholte ich den Weg des Besitzers des 386. Computers, der Geld sparen und mit geringem Aufwand die Produktivität steigern will. Stellen Sie sich also vor, Sie würden 1994 an die Stelle eines wohlhabenden Computerfanjahres treten. Sie haben gerade eine erfolgreiche Transaktion abgeschlossen, indem Sie ein Getreideauto gegen eine Garage in den Vororten und gegen zwei gebrauchte Zaporozhets ausgetauscht haben. Wenn Sie sie auf dem Automarkt verkaufen, erhalten Sie einen kleinen Betrag in bar, zu wenig für einen neuen PC, der auf 80486 oder sogar auf dem Pentium basiert. Und ich möchte endlich normal in Doom spielen. Was zu tun ist? Ich werde es dir jetzt sagen.

Alle Artikel zum Thema:

0. 1992 in der Computerpresse
1. Betrachten Sie das Motherboard des 386. Computers
2. Der Benchmark des 386. Prozessors und die schneidigen neunziger Jahre
3. Schwierige Auswahl der Soundkarte für DOS-Spiele
4. Funktionen von Sound Blaster Pro 2
5. Roland MT-32, ein alternativer Sound für DOS-Spiele
6. Rücksichtsloses Upgrade des 386. PCs - <- Sie sind hier Das

Tagebuch eines Sammlers alter Eisenstücke, die ich in Telegram aufbewahre .

Gnadenloses Motherboard-Upgrade
Glücklicherweise musste ich "Zaporozhtsy" nicht auf dem Markt handeln und startete das Computer-Upgrade mit einem Ersatz-Motherboard. Ich möchte Sie daran erinnern, dass ich ursprünglich dieses Motherboard für den 386. Prozessor hatte:

Letztes Jahr habe ich beim Kauf von Komponenten ein anderes Motherboard „ohne Garantie für die Funktionsfähigkeit“ mit einem traditionell undichten Akku, aber 256 Kilobyte Cache-Speicher gekauft. Die Platine erwies sich als ziemlich betriebsbereit und der Schaden durch den Elektrolyten war minimal. Auf dem Foto ist bereits eine neue Batterie installiert:

Das Motherboard-Modell ist ISA-386SIQ. Auf stason.org gibt es Spezifikationen, die besagen , dass der Board-Hersteller Asus ist. Dies ist an keiner Stelle auf der Tafel selbst angegeben. Das BIOS dieses Modells ist etwas moderner: Es gibt ein Dienstprogramm für die Arbeit mit einer Festplatte für die Formatierung auf niedriger Ebene, aber es gibt immer noch keine automatische Erkennung von Parametern. Sie können den RAM-Test über 1 Megabyte überspringen, um den Download zu beschleunigen und den Cache zu deaktivieren. Aber das Wichtigste: Auf dieser Karte befinden sich zwei zusätzliche 8-Bit-Erweiterungssteckplätze, und insgesamt können Sie statt sechs acht Karten darauf installieren. Die HardMPU- MIDI-Schnittstelle für den Roland MT-32-Synthesizer wird in einem der 8-Bit-Ports installiert . Mit der Zeit erwarte ich einen Mangel an Slots, daher ist eine solche Erweiterung sehr nützlich.

Beim Ersetzen der Karte musste sichergestellt werden, dass der ursprüngliche Satz von AMD Am386DX-40-Prozessor und Coprozessor mit derselben Leistung funktioniert. Dafür habe ich den Benchmark System Speed ​​Test oder SpeedSys verwendet:

Im Vergleich zu früheren Messungen ist der Unterschied gering: Die Anzahl der Punkte im Prozessortest nahm leicht ab (6,85 statt 7,07), aber die Arbeitsgeschwindigkeit mit Speicher stieg bei der Arbeit mit Cache-Speicher und von 12 auf 17 MB / s spürbar von 27 auf 31 Megabyte pro Sekunde für gewöhnliche Erinnerung. Dies ist höchstwahrscheinlich auf das einzige Downgrade in der neuen Konfiguration zurückzuführen: Ich habe die RAM-Größe von 32 auf 16 Megabyte reduziert. Selbst 16 Megabyte für ein solches System sind eine Menge, und 32 haben viele Unannehmlichkeiten mit sich gebracht (lange Tests beim Booten, Fehler in einigen alten Programmen und Spielen). Die erwartete Leistungssteigerung in Windows 95 ist nicht eingetreten: Auf der 386. Plattform scheint dieses Betriebssystem durch die Funktionen des Prozessors und nicht durch die Speichermenge eingeschränkt zu sein.

Fügen Sie einen weiteren Benchmark hinzu: classic CheckIt, ein multifunktionales Dienstprogramm zur Bewertung von Systembetriebsparametern. Es werden zwei Ziffern zurückgegeben: Leistung für ganzzahlige Operationen und für Gleitkommaberechnungen. Mit anderen Worten, die Funktionen des Zentralprozessors und des Coprozessors 80387 werden getestet, was sich beim nächsten Upgrade als nützlich erweisen wird. Gleichzeitig vergleicht CheckIt die Leistung Ihres Systems mit dem IBM PC XT-Computer (1983, Intel 8088-Prozessor bei 4,77 Megahertz). Es stellt sich zwar 34 mal schneller heraus, aber dies ist nur der Anfang.

Gnadenloses Coprozessor-Upgrade
Nicht nur ein obligatorisches Upgrade (in diesem Artikel gibt es keine obligatorischen Upgrades), sondern nachdem ich angefangen hatte, Silikonstücke mit vergoldeten Beinen zu sammeln, war es schwer aufzuhören.

Cyrix FasMath gilt als einer der schnellsten Coprozessoren für 386 Systeme. Dies ist an sich nur bei einer kleinen Anzahl spezialisierter Programme von Vorteil, aber während des Upgrades stellte sich heraus, dass der ursprüngliche IIT-Chip mit den neuen Prozessoren nicht "freundlich" war - der Computer startete einfach nicht. Mit FasMath hat alles gut funktioniert, und wenn ja, lassen Sie uns sehen, was uns das bringt.

Nicht viel 3% FPU-Leistungsgewinn. Der Vorteil von Cyrix FasMath ist, dass es stabil mit schnelleren Prozessoren arbeitet.

Ich wollte den beiden synthetischen Benchmarks ein echtes Programm hinzufügen. Doom ist hier ideal geeignet: Das Spiel funktioniert wirklich gut auf 486-Systemen, auf 386 verlangsamt es sich und es wäre logisch, wenn die Besitzer solcher "veralteten" Computer auf "Doom" upgraden, um zu funktionieren. Ich habe Doom auf die "maximalen" Grafikeinstellungen getestet (tatsächlich mit einem Vollbild, auch ohne Menüleiste). Das Startergebnis für 386DX-40 ist 6,61 fps .

Halbe Maßnahmen. Cyrix Cx486DLC-40 oder TI TX486DLC-40

Was sind die Unterschiede zwischen 80486- und 80386-Prozessoren? Die 486. Prozessoren verfügen über einen integrierten Cache (zuerst 8 Kilobyte, später 16), die Gleitkommaeinheit ist integriert (es ist kein externer Coprozessor erforderlich, obwohl 486SX-Modelle ohne FPUs freigegeben wurden), eine optimierte Computerpipeline, die einige ausführt Operationen für weniger Maßnahmen, neue Anweisungen. Die ersten Prozessoren von 1989 hatten eine Frequenz von 20 Megahertz, 1991 wurde ein Prozessor mit einer Frequenz von 50 Megahertz veröffentlicht, wonach die Praxis des Verdoppelns, Verdreifachens und sogar Vervierfachen der Frequenz eingeführt wurde. Dies war notwendig, da es unmöglich ist, die Frequenz des Systembusses unendlich zu erhöhen - bereits bei 50 MHz gab es Probleme mit Peripheriegeräten am VLB-Bus. Die ersten 80486DX2-Prozessoren hatten eine Frequenz von 40 bis 66 Megahertz und eine Systembusfrequenz von 20 bis 33 Megahertz.Der Sockel hat sich ebenfalls geändert - die 386. Prozessoren haben 132 Beine, 486 168 Beine (später 169, 237 und 238, je nach Modell).

Aber das sind die echten 486er. Die 1992 veröffentlichten Cyrix Cx486DLC- Prozessoren waren zum einen das Ergebnis des Reverse Engineering im Reinraum und zum anderen verfügten sie nicht über alle Funktionen der vollständigen 486-Prozessoren. Es gab einen Cache auf dem Chip, aber mit einem kleineren Volumen, nur 1 kB. Es gab keine FPU - diese Prozessoren benötigen einen externen Coprozessor. Wikipedia beschreibt diese Chips als "einen Kern von 386 mit Cache-Speicher und Unterstützung für Anweisungen von 486". Mit anderen Worten, Sie sollten von Cx486DLC oder TI 486DLC (dies sind im Wesentlichen dieselben Prozessoren mit unterschiedlichen Bezeichnungen) mit einer Frequenz von 40 Megahertz nicht die gleiche Leistung wie bei einem vollen 80486 mit derselben Frequenz erwarten.

Für den 386. Computer ist dies jedoch das einfachste und am einfachsten zu erreichende Upgrade: Nehmen Sie Am386 heraus, fügen Sie Cyrix ein und alles funktioniert. Probleme können nur mit dem Cache-Speicher auftreten: Bei einigen Systemen muss er von einem speziellen Dienstprogramm zwangsweise "eingeschaltet" werden:

In meinem Fall ist nicht einmal ein Dienstprogramm erforderlich: Der Cache ist standardmäßig aktiviert. Hier wird jedoch deutlich, dass wir anfangen, nicht die Standardlösungen zu verwenden. Das BIOS teilt uns mit, dass auf dem Motherboard „80486“ installiert ist, auch ohne Angabe der Frequenz. Speedsys, das den Cache der ersten Ebene im Prozessor ermitteln kann, sieht ihn in Cyrix / TI nicht, ermittelt jedoch die Häufigkeit nicht korrekt. Das spezialisierte Dienstprogramm CacheCHK sieht den Cache nicht und es ist nur möglich, die Funktionsfähigkeit durch erzwungenes Herunterfahren und Vergleichen zu überprüfen. Die Ergebnisse für 486DLC-40 ohne Cache:

Produktivitätssteigerung von 21% in CheckIt und 31% in SpeedSys. Doom hat 7,45 fps, + 12%. Drehen Sie den Kilobyte Cache zurück und prüfen Sie, ob es einen Unterschied gibt:

So wie es ist! Im Vergleich zur Grundkonfiguration beträgt der Anstieg bei SpeedSys 33% - 42%. In Doom - 9,64 fps, + 45%. Selbst die FPU-Leistung ist laut CheckIt um 43% gestiegen. Ich würde innehalten und mich beruhigen, aber ich möchte noch ein bisschen mehr Kraft. "Upgrades" 386-486 wurden von vielen Unternehmen veröffentlicht, aber das Problem ist, dass diese Prozessoren jetzt nicht so einfach zu finden sind. Ich vermute, dass das Upgrade von 386 Systemen schnell nicht mehr relevant war und leistungsfähigere Lösungen, obwohl sie verfügbar waren, bereits in sehr geringen Mengen verkauft wurden.

Volle Maßnahmen. TI 486 SXL2-50
Ich hatte Glück, ich kaufte ein neues Box-Kit, um den 386. Computer zu aktualisieren. Es war nicht billig und, wie ich mehr als einmal gesagt habe, ist es ziemlich sinnlos. Aber etwas sehr Altes in einem Staat zu kaufen, „wie damals in einem Geschäft“, ist eine besondere Freude für jeden Sammler von altem Müll.

Darin befinden sich Installationsanweisungen (mit einem Fehler an der wichtigsten Stelle - wo angegeben ist, wie der Prozessor relativ zum Motherboard ausgerichtet werden soll!), Der TI 486 SXL2-50-Prozessor in der PGA168-Version, der PGA168-PGA132-Adapter, ein kleiner Kühlkörper auf einem Thermoband, eine Diskette mit einem Treiber und ein äußerst nützliches Werkzeug für Entfernen Sie die Prozessoren vorsichtig aus dem Sockel.

Der Adapter erwies sich als etwas komplizierter als nur ein Bein mit einem anderen zu verbinden.

SXL2-50-Prozessoren waren auch in einer Version erhältlich, die direkt in den 386. Sockel eingesteckt wird, ohne Adapter, aber noch interessanter. Dieses Upgrade brachte eine Reihe neuer Probleme mit sich. Der TI-Prozessor verwendet eine Frequenzverdopplung - mit regulären 25 Megahertz arbeitet er mit fünfzig. Die Frequenz des Systembusses auf meinem Motherboard beträgt 40 Megahertz, und es ist klar, dass dieser Prozessor bei 80 MHz mit Verdopplung nicht funktioniert. Wie ändere ich die Frequenz auf dem Motherboard? Jetzt kann es direkt im BIOS gemacht werden, auf echten 486s - Jumpern, aber auf dem 386. gibt es nur einen Weg: den Frequenzgenerator zu ersetzen.

Während ich bestellte und auf die Lieferung geeigneter Quarzoszillatoren wartete, hinderte mich nichts daran, diesen Prozessor mit einer Frequenz von 40 Megahertz zu betreiben, ohne ihn zu verdoppeln. 486 SXL2 ist wie bei „Erwachsenen“ 80486 mit einem Cache von 8 Kilobyte ausgestattet, der für sich genommen eine Leistungssteigerung bewirken sollte.

Im Gegensatz zum DLC40 mit einem Kilobyte-Cache erkennt Speedsys 8 Kilobyte SXL2-Cache. Die Geschwindigkeit des Datenaustauschs ist jedoch nur geringfügig höher als die Geschwindigkeit, mit der mit dem Cache auf dem Motherboard gearbeitet wird: 35 Megabyte pro Sekunde gegenüber 31. In Pentium III ist der integrierte Cache der ersten Ebene eineinhalb Mal schneller. Trotzdem haben wir laut Speedsys einen Anstieg (im Vergleich zur Basis 386DX-40) um 42%.

Der Adapter und der Prozessor selbst sehen also auf dem Motherboard aus. Lange Erweiterungskarten in diesem Design können am Kühlkörper anliegen:

+ 51% in CheckIt. Die Performance in Doom stieg auf 10,37 fps, + 56%. Ich habe meinen 386. PC eineinhalb Mal übertaktet! Kehren wir zur Systembusfrequenz zurück. Damit ein 40-Megahertz-Prozessor funktioniert, ist ein 80-MHz-Quarzoszillator erforderlich, um 25 MHz zu erhalten. Ich habe einen neuen 50-MHz-Oszillator bestellt. Das Verringern der Systembusfrequenz ist eine umstrittene Lösung, da die Arbeitsgeschwindigkeit mit RAM und Cache abnimmt. Wird eine Verdoppelung der Prozessorfrequenz dies kompensieren? Testergebnisse bei ehrlichen 25 Megahertz brachten die Systemleistung auf das Niveau des ursprünglichen 386DX-40 zurück. Verdoppelung aktivieren: Dies erfolgt mit dem Konsolendienstprogramm, dessen Start in autoexec.bat geschrieben werden muss. Also, die Endergebnisse:

20904 Punkte in CheckIt, eine Steigerung von 76%, 60-mal schneller als bei IBM PC XT! Die Geschwindigkeit der Gleitkommaberechnungen ist jedoch gesunken - aufgrund der niedrigeren Frequenz des Systembusses.

Das Ergebnis bei Speedsys war jedoch geringer als bei 40 MHz, ohne sich zu verdoppeln. Die Geschwindigkeit des Caches auf dem Chip hat zugenommen, die Geschwindigkeit des Caches auf dem Motherboard und der reguläre RAM sind gesunken. Die Ergebnisse der Messung des Durchsatzes der Grafikkarte und der Festplatte nahmen ab. Am wichtigsten ist, dass das Ergebnis in Doom wie in einer realen Anwendung das gleiche blieb wie im Modus „40 MHz ohne Verdoppelung“ - 10,39 fps gegenüber 10,37.

Ich werde diese Suche vorerst beenden, obwohl es Möglichkeiten gibt, die Produktivität noch weiter zu steigern. Kann ich diesen Prozessor übertakten? Ein Versuch, es mit einer Frequenz von 33 MHz zu starten und die Prozessorfrequenz auf 66 MHz zu verdoppeln, schlug fehl - es wird nicht gestartet. Gemessen an den Bewertungen im Vogons-Forum sind hier maximal 55 Megahertz am Prozessor und 27,5 am Bus möglich. Sie können versuchen, die Einstellungen des Prozessors selbst zu ändern - es gibt ziemlich viele davon, und nicht alle Optimierungen sind standardmäßig aktiviert.

Schließlich können Sie versuchen, entweder ein noch leistungsfähigeres „Upgrade“ oder einen vollwertigen aktiven Adapter zu erhalten, mit dem Sie den „echten“ 486. installieren können. Aber warten Sie, denn mit meinem Adapter kann ich den 486. Prozessor installieren. Die Hauptsache ist, die Leistungsanforderungen zu erfüllen - das Modell muss eine Betriebsspannung von 5 Volt haben. Und natürlich habe ich es versucht, und natürlich hat es bei mir nicht geklappt - der IBM DX2-66-Prozessor aus dem obigen Bild, der auf einem normalen 486. Motherboard getestet wurde, funktionierte auf 386 nicht. Idealerweise sollten Sie nach IBM Prozessoren in der Blue Lightning-Serie suchen, die für 386 Systeme ausgelegt sind. Solche wurden mit Frequenzen bis zu 100 Megahertz hergestellt, sind aber heute eine Sammler-Seltenheit. Zum Schluss in diesem ThreadIm Vogons-Forum können Sie die Benchmarks des 386. PCs mit einem 160-MHz-AMD-Am5x86-Prozessor sehen, der über einen komplexeren (als meinen) 486-HPi-Adapter installiert ist. Dies ist ein sehr schneller 386., aber der gleiche Prozessor mit der gleichen Frequenz, der auf dem normalen 486. Motherboard installiert ist, arbeitet durchschnittlich eineinhalb bis zweimal schneller.

Wie ist übrigens mein franken386 im Vergleich zum realen System auf dem 486. Prozessor? Wenig später werde ich es in der Praxis herausfinden, aber im Moment können Sie sich diese großen kollektiven Tests von 80486 im Vogons-Forum ansehen . Im Speedsys-Test erzielte ein billiger 486SX mit einer Frequenz von 25 Megahertz vergleichbare 9,1 Punkte. Das Ergebnis von 486DX-33 ist 12,5 Punkte.

Preise
Wie viel hat ein solches Upgrade gekostet? Im Juni 1994 listet das PC Magazine die folgenden Preise auf:

145 Dollar (250 US-Dollar inklusive Inflation) für Cyrix oder TI 486DLS-40 sind wahrscheinlich der beste Kauf, 33-50% Leistungsgewinn nach dem einfachsten Upgrade. TI SXL2-50 kostet 299 US-Dollar (515 US-Dollar), und dies ist ein zweifelhafter Kauf: Zwei 486DLC-Preise geben im besten Fall nur 30% des Leistungsgewinns und im Doom 7%. Achten Sie jedoch auf die größte Bandbreite: Ein Upgrade auf den Typ 486 war sogar auf 16-Bit-Systemen mit 80286- oder 386SX-Prozessoren möglich. Es gibt sogar einen IBM BL3 mit einer dreifachen Frequenz von 100 Megahertz und Kosten von 749 US-Dollar (1292 US-Dollar).

Wie gerechtfertigt war es? Ein neuer Computer, der auf einem 80486-Prozessor mit einer Frequenz von 66 Megahertz basiert (25 Punkte in Speedsys, dreimal schneller als mein Computer nach dem Upgrade), kostet 1.300 bis 1600 US-Dollar (2250 bis 2700 US-Dollar), ist jedoch ein System mit einem Gehäuse, einer Tastatur und einem Monitor. Unabhängige Upgrades waren damals weniger verbreitet, aber die obige Anzeige gibt eine ungefähre Vorstellung von dieser Option. Ein Motherboard mit demselben DX2-66 kostet 430 US-Dollar (740 US-Dollar). Höchstwahrscheinlich müssen Sie sowohl Speicher als auch eine VLB-Standard-Grafikkarte kaufen - das gleiche Schicksal hängt irgendwann von der Leistung von 16-Bit-Videos ab und nicht vom Prozessor. Die Schlussfolgerung lautet: Wenn Sie sich 1994 selbst aufgerüstet haben, war dies völlig gerechtfertigt, aber Sie hätten keine Leistung erwarten sollen, die der „echten“ 80486 entspricht. Es ist viel schlimmer, wenn Sie eine solche DLC unter dem Deckmantel (und zu einem Preis) der echten 486 verkauft haben .In ungefähr diesem Szenario wurde mir Celeron 2001 unter dem Deckmantel eines echten Pentium III verkauft. Aber das ist eine ganz andere Geschichte.

Der Final Table mit den Ergebnissen. Verfügbar auf Google Docs hier .

Ergebnisse
Bei dieser zweideutigen (und teuren, angesichts der Kosten einer versiegelten Box mit TI SXL2) Methode hatte ich die Möglichkeit, nicht nur auf dem 386. Computer in Doom zu spielen. Die Vollbildanzeigen sind noch lange nicht ideal, aber wenn Sie das Fenster leicht verkleinern, funktioniert alles einwandfrei. Natürlich habe ich mir eine so typische Sammlerfrage gestellt: Ich hatte gerade die authentische 386. und jetzt ist nicht klar, was, mindestens 486, und warum ist das alles? Wahrscheinlich war es mir wichtig, die Erfahrung des Besitzers eines solchen Systems in den frühen neunziger Jahren zu wiederholen. Ich habe ein sehr ungewöhnliches System, das immer noch mit alter Hardware und Software kompatibel ist. Wenn gewünscht, kann ich es auf 386 oder sogar auf den 286. PC "verlangsamen": Frequenzverdopplung deaktivieren, Cache auf dem Prozessor und Motherboard. Das Vergnügen, alte Drüsen zu spinnen,Außerdem funktionieren sie und sind nicht einmal fehlerhaft - es ist die Kosten wert.

Damit habe ich die Grundkonfiguration meines 386. Computers fertiggestellt. Es stellte sich heraus, dass:

• TI SXL2-50 Prozessor mit 8kB Cache
• Motherboard mit 256 KB Cache (20 ns) und 8 ISA-Erweiterungssteckplätzen
• 16 Megabyte RAM mit Parität (4 Module 4 MB 60 ns)
• Diamond SpeedStar Pro-Grafikkarte mit Cirrus Logic GD5426-Chipsatz und 1 Megabyte Speicher
• WinBond-Multicard mit IDE, FDD-Controllern, zwei seriellen und parallelen Ports
• Festplatte USB-Flash-Laufwerk 256 MB pro IDE-CF-Adapter
• Soundkarte Creative Sound Blaster Pro 2
• HardMPU MIDI Controller und Roland MT32 externer Synthesizer

Der Bau geht weiter!

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/