Antiquités: la mise à niveau impitoyable du 386e ordinateur

Impitoyable et dénué de sens! Dans le processus de construction du 386e ordinateur "à vitesse maximale", je voulais organiser quelque chose comme ça, en plus d'une étude tout à fait logique de toute périphérie. J'ai choisi entre le vissage du refroidissement par eau avec rétro - éclairage et la mise à niveau du processeur, même si j'ai déjà le processeur AMD le plus puissant avec une fréquence de 40 mégahertz. Mais il y avait un moyen de faire du «presque 486e» ordinateur le 386e, et c'était intéressant.

Des kits pour une mise à niveau du système budgétaire utilisant des processeurs de nouvelle génération existent depuis le début de l'ère des ordinateurs compatibles IBM PC. Repasser à cette époque était plus facile, et adapter, par exemple, le 386e processeur de la 286e carte mère n'était pas difficile. La concurrence sur le marché des circuits intégrés était plus forte: outre Intel et AMD, Cyrix, Texas Instruments et IBM étaient présents sur le marché des processeurs. L'industrie ne s'est pas encore complètement débarrassée de l'héritage des premiers jours, lorsque la sortie des processeurs par différentes sociétés selon les spécifications générales était monnaie courante. Mais personne n'a non plus annulé l'ingénierie inverse, à cause de laquelle des spécimens parfois très intéressants ont été obtenus, apparemment compatibles avec les "originaux", mais ayant beaucoup de leurs propres caractéristiques.

En 2020, la mise à niveau de l'ancien système n'a probablement aucun sens, uniquement par curiosité. Il est plus facile de construire un véritable 486ème ordinateur si vous le voulez vraiment. Mais au final, j'ai repris le chemin du propriétaire du 386ème ordinateur, qui veut économiser de l'argent, augmenter la productivité avec peu d'effort. Alors, imaginez-vous à la place d'un riche fan informatique de cette façon en 1994. Vous venez de conclure une transaction réussie en échangeant une voiture à grain contre un garage en banlieue, et contre deux Zaporozhets d'occasion. En les vendant sur le marché automobile, vous obtenez une petite somme en espèces, trop peu pour un nouveau PC basé sur 80486 ou même sur le Pentium. Et je veux enfin jouer normalement dans Doom. Que faire? Je vais te le dire maintenant.

Tous les articles sur le sujet:

0. 1992 dans la presse informatique
1. Considérez la carte mère du 386e ordinateur
2. La référence du 386e processeur et les années 90 fringantes
3. Choix difficile de la carte son pour les jeux DOS
4. Caractéristiques de Sound Blaster Pro 2
5. Roland MT-32, un son alternatif pour les jeux DOS
6. Mise à jour impitoyable du 386ème PC - <- vous êtes ici Le

journal d'un collectionneur de vieux morceaux de fer que je garde dans Telegram .

Mise à niveau de la carte mère impitoyable
Heureusement, je n'ai pas eu à échanger «Zaporozhtsy» sur le marché, et j'ai commencé la mise à niveau de l'ordinateur en remplaçant la carte mère. Permettez-moi de vous rappeler qu'au départ, j'avais cette carte mère pour le 386e processeur:

L'année dernière, dans le processus d'achat de composants, j'ai acheté une autre carte mère "sans garantie de fonctionnement", avec une batterie qui fuit traditionnellement, mais avec 256 kilo-octets de mémoire cache. La carte s'est avérée très opérationnelle et les dommages causés par l'électrolyte étaient minimes. La photo a déjà une nouvelle batterie installée:

Le modèle de carte mère est ISA-386SIQ. Il existe des spécifications sur stason.org qui indiquent que le fabricant de la carte est Asus. Cela n'est indiqué nulle part sur le tableau lui-même. Le BIOS de ce modèle est un peu plus moderne: il existe un utilitaire pour travailler avec un disque dur pour un formatage de bas niveau, mais il n'y a toujours pas de détection automatique des paramètres. Vous pouvez ignorer le test RAM au-dessus de 1 mégaoctet, accélérant ainsi le téléchargement et désactivant le cache. Mais la chose la plus importante: sur cette carte, il y a deux emplacements d'extension huit bits supplémentaires, et au total, vous pouvez y installer huit cartes au lieu de six. L' interface HardMPU MIDI pour le synthétiseur Roland MT-32 sera installée dans l'un des ports huit bits . Au fil du temps, je m'attends à une pénurie de slots, donc une telle extension est très utile.

Lors du remplacement de la carte, il était nécessaire de s'assurer que l'ensemble initial de processeur et coprocesseur AMD Am386DX-40 fonctionne avec les mêmes performances. Pour cela, j'ai utilisé le test de vitesse système de référence ou SpeedSys:

Par rapport aux mesures précédentes, la différence est faible: le nombre de points dans le test du processeur a légèrement diminué (6,85 au lieu de 7,07), mais la vitesse de travail avec la mémoire a sensiblement augmenté de 27 à 31 mégaoctets par seconde lorsque vous travaillez avec la mémoire cache et de 12 à 17 Mo / s pour la mémoire ordinaire. Cela est probablement dû au seul déclassement dans la nouvelle configuration: j'ai réduit la quantité de RAM de 32 à 16 mégaoctets. Même 16 mégaoctets pour un tel système, c'est beaucoup, et 32 ​​ont apporté beaucoup d'inconvénients (longs tests au démarrage, erreurs dans certains anciens programmes et jeux). L'augmentation des performances attendue dans Windows 95 ne s'est pas produite: sur la 386e plate-forme, ce système d'exploitation semble être limité par les capacités du processeur, et non par la quantité de mémoire.

Ajoutez une autre référence: le CheckIt classique, un utilitaire multifonctionnel pour évaluer les paramètres de fonctionnement du système. Il renvoie deux chiffres: les performances pour les opérations entières et pour les calculs à virgule flottante. En d'autres termes, les capacités du processeur central et du coprocesseur 80387 sont testées, ce qui sera utile lors de la prochaine mise à niveau. Dans le même temps, CheckIt compare la puissance de votre système avec l'ordinateur IBM PC XT (1983, processeur Intel 8088 à 4,77 mégahertz). Certes, il s'avère 34 fois plus rapide, mais ce n'est que le début.

Mise à niveau impitoyable du coprocesseur
Pas une mise à niveau obligatoire (il n'y a pas de mises à niveau obligatoires dans cet article), mais après avoir commencé à collecter des morceaux de silicium avec des jambes plaquées or, il était difficile de s'arrêter.

Cyrix FasMath est considéré comme l'un des coprocesseurs les plus rapides pour 386 systèmes. Cela en soi n'est bénéfique que dans un petit nombre de programmes spécialisés, mais lors de la mise à niveau, il s'est avéré que la puce IIT d'origine n'était pas "conviviale" avec les nouveaux processeurs - l'ordinateur n'a tout simplement pas démarré. Tout a bien fonctionné avec FasMath, et si oui, voyons ce que cela nous donne.

Pas tant Gain de performances FPU de 3%. L'avantage de Cyrix FasMath est qu'il fonctionne de manière stable avec des processeurs plus rapides.

Je voulais ajouter un vrai programme aux deux repères synthétiques. Doom est idéalement adapté ici: le jeu fonctionne vraiment bien sur 486 systèmes, sur 386, il ralentit, et il serait logique que les propriétaires d'ordinateurs "obsolètes" passent à "Doom" pour fonctionner. J'ai testé Doom sur les paramètres graphiques "maximum" (en fait, avec une image plein écran, même sans barre de menu). Le résultat de départ pour 386DX-40 est 6,61 ips .

Demi-mesures. Cyrix Cx486DLC-40 ou TI TX486DLC-40

Quelles sont les différences entre les processeurs 80486 et 80386? Les 486th processeurs ont un cache intégré (8 kilo-octets au début, 16 plus tard), l'unité à virgule flottante est intégrée (il n'y a pas besoin de coprocesseur externe, bien que les modèles 486SX sans FPU aient été publiés), un pipeline informatique optimisé qui exécute certains opérations pour moins de mesures, nouvelles instructions. Les premiers processeurs de 1989 avaient une fréquence de 20 mégahertz, en 1991 un processeur avec une fréquence de 50 mégahertz a été publié, après quoi la pratique de doubler, tripler et même quadrupler la fréquence a été introduite. C'était nécessaire, car il est impossible d'augmenter infiniment la fréquence du bus système - déjà à 50 MHz, il y avait des problèmes avec les périphériques sur le bus VLB. Les premiers processeurs 80486DX2 avaient une fréquence de 40 à 66 mégahertz, avec une fréquence de bus système de 20 à 33 mégahertz.La prise a également changé - les 386e processeurs ont 132 pieds, 486 ont 168 pieds (plus tard 169, 237 et 238, selon le modèle).

Mais ce sont les vrais 486. Sortis en 1992, les processeurs Cyrix Cx486DLC étaient, d'une part, le résultat de l'ingénierie inverse en «salle blanche», et d'autre part, ils n'avaient pas toutes les fonctionnalités des processeurs 486 complets. Il y avait un cache sur la puce, mais d'un volume plus petit, seulement 1 Ko. Il n'y avait pas de FPU - ces processeurs nécessitent un coprocesseur externe. Wikipedia décrit ces puces comme «un noyau de 386 avec une mémoire cache et un support pour les instructions de 486». En d'autres termes, vous ne devriez pas attendre de Cx486DLC ou TI 486DLC (ce sont essentiellement les mêmes processeurs avec des étiquettes différentes) avec une fréquence de 40 mégahertz les mêmes performances qu'un 80486 complet avec la même fréquence.

Mais pour le 386e ordinateur, c'est la mise à niveau la plus simple et la plus facile à obtenir: sortez Am386, insérez Cyrix et tout fonctionne. Des problèmes peuvent survenir uniquement avec la mémoire cache: pour certains systèmes, elle doit être «activée» de force par un utilitaire spécial:

Dans mon cas, même un utilitaire n'est pas requis: le cache est activé par défaut. Mais ici, il devient clair que nous commençons à ne pas utiliser les solutions les plus standard. Le BIOS nous dit que certains «80486» sont installés sur la carte mère, même sans indiquer la fréquence. Speedys, qui est capable de déterminer le cache de premier niveau dans le processeur, ne le voit pas dans Cyrix / TI, mais il ne détermine pas correctement la fréquence. L'utilitaire spécialisé CacheCHK ne voit pas le cache, et il est uniquement possible de vérifier l'opérabilité au moyen d'un arrêt forcé et d'une comparaison. Ainsi, les résultats pour 486DLC-40 sans cache:

Augmentation de 21% de la productivité dans CheckIt et 31% dans SpeedSys. Doom a obtenu 7,45 ips, + 12%. Retournez le kilo-octet de cache et voyez s'il y a une différence:

Tout comme ça! Par rapport à la configuration de base, l'augmentation est de 33%, dans SpeedSys - 42%. Dans Doom - 9,64 ips, + 45%. Même les performances des FPU selon CheckIt ont augmenté de 43%. Je m'arrêterais et me calmerais sur cela, mais j'aimerais même un peu plus de puissance. Les «mises à niveau» 386-486 ont été publiées par de nombreuses sociétés, mais le problème est que ces processeurs ne sont pas si faciles à trouver maintenant. Je soupçonne que la mise à niveau de 386 systèmes a rapidement cessé d'être pertinente et que des solutions plus puissantes, bien qu'elles soient disponibles, étaient déjà vendues en très petites quantités.

Mesures complètes. TI 486 SXL2-50
J'ai eu de la chance, j'ai acheté un nouveau kit en boîte pour mettre à niveau le 386e ordinateur. Ce n'était pas bon marché et, comme je l'ai dit plus d'une fois, c'est assez inutile. Mais acheter quelque chose de très ancien dans un état «comme dans un magasin alors» est une joie particulière pour tout collectionneur de vieilles ordures.

À l'intérieur se trouvent des instructions d'installation (avec une erreur à l'endroit le plus important - où il est indiqué comment orienter le processeur par rapport à la carte mère!), Le processeur TI 486 SXL2-50 dans la version PGA168, l'adaptateur PGA168-PGA132, un petit dissipateur de chaleur sur une bande thermique, une disquette avec un pilote et un outil extrêmement utile pour retirer soigneusement les processeurs de la prise.

L'adaptateur s'est avéré être un peu plus compliqué que de simplement connecter une jambe à une autre.

Les processeurs SXL2-50 étaient également disponibles dans une version qui se branche directement sur la 386ème prise, sans adaptateurs, mais encore plus intéressante. Cette mise à niveau a entraîné un nouvel ensemble de problèmes. Le processeur TI utilise le doublage de fréquence - avec 25 mégahertz réguliers, il fonctionne à cinquante. La fréquence du bus système sur ma carte mère est de 40 mégahertz, et il est clair que ce processeur ne fonctionnera pas à 80 MHz avec le double. Comment changer la fréquence sur la carte mère? Maintenant, cela peut être fait directement dans le BIOS, sur de vrais cavaliers 486, mais sur le 386 il n'y a qu'une seule façon: remplacer le générateur de fréquence.

Pendant que je commandais et attendais la livraison d'oscillateurs à cristal appropriés, rien ne m'empêchait d'essayer de faire fonctionner ce processeur à une fréquence de 40 mégahertz sans doubler. Le 486 SXL2 est équipé d'une mémoire cache de 8 kilo-octets, comme dans le cas des «adultes» 80486, qui en soi devrait améliorer les performances.

Contrairement au DLC40 avec un cache de kilo-octets, SpeedSys reconnaît 8 kilo-octets de cache SXL2. La vitesse d'échange de données, cependant, n'est que légèrement plus rapide que la vitesse de travail avec le cache sur la carte mère: 35 mégaoctets par seconde contre 31. Dans Pentium III, le cache de premier niveau intégré est une fois et demie plus rapide. Néanmoins, nous avons une augmentation (par rapport à la base 386DX-40) de 42% selon SpeedSys.

Ainsi, l'adaptateur et le processeur lui-même regardent sur la carte mère. Les longues cartes d'extension de cette conception peuvent buter contre le dissipateur thermique:

+ 51% dans CheckIt. La performance dans Doom a augmenté à 10,37 images par seconde, + 56%. J'ai overclocké mon 386e PC une fois et demie! Revenons à la fréquence du bus système. Pour qu'un processeur de 40 mégahertz fonctionne, un oscillateur à cristal de 80 MHz est requis, respectivement, pour obtenir 25 MHz, j'ai commandé un nouvel oscillateur de 50 MHz. La diminution de la fréquence du bus système est une solution controversée, elle réduit la vitesse de travail avec la RAM et le cache. Le doublement de la fréquence du processeur compensera-t-il cela? Les résultats des tests à un honnête 25 mégahertz ont rendu les performances du système au niveau du 386DX-40 d'origine. Activer le doublage: cela se fait à l'aide de l'utilitaire de console, dont le lancement devra être écrit dans autoexec.bat. Donc, les résultats finaux:

20904 points dans CheckIt, soit une augmentation de 76%, 60 fois plus rapide que IBM PC XT! Mais la vitesse des calculs en virgule flottante a chuté - en raison de la fréquence plus faible du bus système.

Mais le résultat dans SpeedSys était inférieur à 40 MHz sans doubler. La vitesse du cache sur la puce a augmenté, la vitesse du cache sur la carte mère et la RAM régulière a chuté. Les résultats de la mesure du débit de la carte vidéo et du disque dur ont diminué. Plus important encore, le résultat dans Doom, comme dans une application réelle, est resté le même qu'en mode "40 MHz sans doubler" - 10,39 ips contre 10,37.

Je terminerai cette quête pour l'instant, bien qu'il existe des moyens d'augmenter encore plus la productivité. Puis-je overclocker ce processeur? Une tentative de démarrage avec une fréquence de 33 MHz et un doublement de la fréquence du processeur à 66 MHz a échoué - il ne démarre pas. A en juger par les avis sur le forum Vogons, le maximum possible ici est de 55 mégahertz sur le processeur et 27,5 sur le bus. Vous pouvez essayer de modifier les paramètres du processeur lui-même - il y en a beaucoup, et toutes les optimisations ne sont pas activées par défaut.

Enfin, vous pouvez essayer d'obtenir une «mise à niveau» encore plus puissante ou un adaptateur actif à part entière qui vous permet d'installer le «vrai» 486th. Mais attendez, car mon adaptateur me permet d'installer le 486ème processeur. L'essentiel est de se conformer aux exigences de puissance - le modèle doit être avec une tension de fonctionnement de 5 volts. Et bien sûr, j'ai essayé, et bien sûr cela n'a pas fonctionné pour moi - le processeur IBM DX2-66 de l'image ci-dessus, testé sur une carte mère 486th normale, n'a pas fonctionné sur 386. Idéalement, vous devriez rechercher des processeurs IBM de la série Blue Lightning, conçus pour fonctionner sur 386 systèmes. Ceux-ci ont été produits avec des fréquences allant jusqu'à 100 mégahertz, mais sont maintenant une rareté de collectionneur. Enfin, dans ce filsur le forum Vogons, vous pouvez voir les références du 386e PC avec un processeur AMD Am5x86 160 MHz installé via un adaptateur 486HPi plus complexe (que le mien). Il s'agit d'un 386e très rapide, mais le même processeur à la même fréquence, installé dans la carte mère 486e normale, fonctionne en moyenne une fois et demie à deux fois plus vite.

Au fait, comment est mon franken386 par rapport au système réel sur le 486e processeur? Un peu plus tard je le découvrirai en pratique, mais pour l'instant, vous pouvez vous pencher sur ce grand test collectif de 80486 sur le forum Vogons. Dans le test Speedys, un 486SX bon marché avec une fréquence de 25 mégahertz a obtenu un score comparable de 9,1 points. Le résultat de 486DX-33 est de 12,5 points.

Prix
Combien a coûté une telle mise à niveau? En juin 1994, PC Magazine répertorie les prix suivants:

145 dollars (250 $, inflation incluse) pour Cyrix ou TI 486DLS-40 est probablement le meilleur achat, un gain de performances de 33 à 50% après la mise à niveau la plus simple. TI SXL2-50 coûte 299 $ (515 $), et c'est un achat douteux: deux prix 486DLC ne donnent que 30% du gain de performances dans le meilleur des cas et 7% dans Doom. Mais faites attention à la gamme la plus large: la mise à niveau vers le «type 486» était possible même sur les systèmes 16 bits avec processeurs 80286 ou 386SX. Il y a même un IBM BL3 avec une triple fréquence de 100 mégahertz et un coût de 749 $ (1292 $).

Dans quelle mesure était-ce justifié? Un nouvel ordinateur basé sur un processeur 80486 avec une fréquence de 66 mégahertz (25 points dans Speedys, trois fois plus rapide que mon ordinateur après la mise à niveau) coûte 1300-1600 $ (2250-2700 $), mais c'est un système avec un boîtier, un clavier et un moniteur. La mise à niveau indépendante était alors moins courante, mais la publicité ci-dessus donne une idée approximative de cette option. Une carte mère avec le même DX2-66 coûte 430 $ (740 $). Vous devrez probablement acheter à la fois de la mémoire et une carte vidéo standard VLB - le même Doom à un moment donné repose sur les performances de la vidéo 16 bits, et non sur le processeur. La conclusion est la suivante: si vous vous êtes mis à niveau en 1994, cela était complètement justifié, mais vous ne devriez pas vous attendre à des performances égales au «vrai» 80486. C'est bien pire si vous avez vendu un tel DLC sous le couvert (et à un prix) du vrai 486th .Dans à propos de ce scénario, j'ai été vendu Celeron en 2001 sous l'apparence d'un vrai Pentium III. Mais c'est une histoire complètement différente.

Le tableau final avec les résultats. Disponible sur Google Docs ici .

résultats
Dans cette méthode ambiguë (et coûteuse, compte tenu du coût d'une boîte scellée avec TI SXL2), j'ai eu l'occasion de jouer sur le 386e ordinateur de Doom, pas seulement au minimum. Les indicateurs «plein écran» sont encore loin d'être idéaux, mais si vous réduisez légèrement la taille de la fenêtre, alors tout fonctionne bien. Bien sûr, je me suis posé une question de collectionneur si typique: je viens d'avoir l'authentique 386th, et maintenant ce n'est pas clair quoi, certains 486 sont au minimum, et pourquoi tout cela? Il était probablement important pour moi de répéter l'expérience du propriétaire d'un tel système au début des années 90. J'ai un système très non standard, qui est toujours compatible avec les anciens matériels et logiciels. Si vous le souhaitez, je peux "le ralentir" au niveau de 386 ou même du 286ème PC: désactiver le doublage de fréquence, le cache sur le processeur et la carte mère. Le plaisir de faire tourner de vieilles glandes qui,d'ailleurs, ils fonctionnent et ne sont même pas buggy - ça vaut le coût.

Ainsi, j'ai finalisé la configuration de base de mon 386ème ordinateur. Il s'est avéré ceci:

• Processeur TI SXL2-50 avec cache de 8 Ko
• Carte mère avec 256 Ko de cache (20ns) et 8 emplacements d'extension ISA
• 16 mégaoctets de RAM avec parité (4 modules 4 Mo 60ns)
• Carte graphique Diamond SpeedStar Pro avec chipset Cirrus Logic GD5426 et 1 mégaoctet de mémoire
• Multicard WinBond avec contrôleurs IDE, FDD, deux ports série et parallèle
• Disque dur USB flash drive 256 Mo par adaptateur IDE-CF
• Carte son Creative Sound Blaster Pro 2
• Contrôleur MIDI HardMPU et synthétiseur externe Roland MT32

La construction continue!

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