Antiguidades: a atualização implacável do 386º computador

Impiedoso e sem sentido! No processo de construção do 386º computador "na velocidade máxima", eu queria organizar algo assim, além de um estudo completamente lógico de qualquer periferia. Eu escolhi entre enroscar o resfriamento a água com luz de fundo e atualizar o processador, embora eu já possua o processador AMD mais poderoso com uma frequência de 40 megahertz. Mas havia uma maneira de fazer o computador “quase 486º” fora do 386º computador, e isso era interessante.

Existem kits para uma atualização do sistema de orçamento usando processadores de última geração desde o início da era dos computadores compatíveis com IBM PC. O ferro naquela época era mais fácil e adaptar, por exemplo, o 386º processador da 286ª placa-mãe não era difícil. A concorrência no mercado de circuitos integrados era maior: além das atuais Intel e AMD, Cyrix, Texas Instruments e IBM estavam presentes no mercado de processadores. O setor ainda não se livrou completamente do legado dos primeiros dias, quando era comum o lançamento de processadores por diferentes empresas, de acordo com especificações gerais. Mas ninguém cancelou a engenharia reversa também, por causa da qual foram obtidas amostras muito interessantes, aparentemente compatíveis com os "originais", mas com muitas características próprias.

Em 2020, a atualização do sistema antigo provavelmente não faz sentido, apenas por curiosidade. É mais fácil construir um 486º computador real, se você realmente quiser. Mas, no final, repeti o caminho do proprietário do 386º computador, que deseja economizar dinheiro, aumentando a produtividade com pouco esforço. Então, imagine-se no lugar de um rico fã de computadores desse ano em 1994. Você acabou de concluir uma transação bem-sucedida trocando um carro de grãos por uma garagem nos subúrbios e por dois Zaporozhets usados. Ao vendê-los no mercado de automóveis, você recebe uma pequena quantia em dinheiro, muito pouco para um novo PC baseado no 80486 ou mesmo no Pentium. E quero finalmente jogar normalmente no Doom. O que fazer? Eu vou te contar agora.

Todos os artigos sobre o tema:

0. 1992 na impressora para computadores
1. Considere a placa-mãe do 386º computador
2. A referência do 386º processador e os noventa anos 90
3. Escolha difícil da placa de som para jogos do DOS
4. Recursos do Sound Blaster Pro 2
5. Roland MT-32, um som alternativo para jogos do DOS
6. Atualização implacável do 386º PC - <- você está aqui O

diário de um colecionador de velhos pedaços de ferro que guardo no Telegram .

Atualização da placa-mãe impiedosa
Felizmente, não tive que negociar "Zaporozhtsy" no mercado e iniciei a atualização do computador substituindo a placa-mãe. Deixe-me lembrá-lo que, inicialmente, eu tinha essa placa-mãe para o 386º processador:

No ano passado, no processo de compra de componentes, comprei outra placa-mãe “sem garantia de operabilidade”, com uma bateria que vazava tradicionalmente, mas com 256 kilobytes de memória cache. A placa mostrou-se bastante operacional e os danos do eletrólito foram mínimos. A foto já possui uma nova bateria instalada:

O modelo da placa-mãe é ISA-386SIQ. Existem especificações no stason.org que dizem que o fabricante da placa é a Asus. Isso não é indicado em nenhum lugar do próprio quadro. O BIOS deste modelo é um pouco mais moderno: existe um utilitário para trabalhar com um disco rígido para formatação de baixo nível, mas ainda não há detecção automática de parâmetros. Você pode pular o teste de RAM acima de 1 megabyte, acelerando o download e desativando o cache. Mas o mais importante: nesta placa, existem dois slots de expansão adicionais de oito bits e, no total, você pode instalar oito placas nele, em vez de seis. A interface HardMPU MIDI para o sintetizador Roland MT-32 será instalada em uma das portas de oito bits . Com o tempo, espero uma escassez de slots, portanto, essa expansão é muito útil.

Ao substituir a placa, era necessário garantir que o conjunto inicial do processador e coprocessador AMD Am386DX-40 funcionasse com o mesmo desempenho. Para isso, usei o System Speed ​​Test ou SpeedSys de referência:

Comparado com as medições anteriores, a diferença é pequena: o número de pontos no teste do processador diminuiu ligeiramente (6,85 em vez de 7,07), mas a velocidade de trabalhar com memória aumentou visivelmente de 27 para 31 megabytes por segundo ao trabalhar com memória cache e de 12 para 17 MB / s para memória comum. Provavelmente, isso se deve ao único downgrade na nova configuração: reduzi a quantidade de RAM de 32 para 16 megabytes. Até 16 megabytes para esse sistema são muitos e 32 trouxeram muitos inconvenientes (longos testes no momento da inicialização, erros em alguns programas e jogos antigos). O aumento de desempenho esperado no Windows 95 não aconteceu: na plataforma 386, esse sistema operacional parece ser limitado pelos recursos do processador e não pela quantidade de memória.

Adicione mais uma referência: o clássico CheckIt, um utilitário multifuncional para avaliar os parâmetros de operação do sistema. Ele retorna dois dígitos: desempenho para operações inteiras e para cálculos de ponto flutuante. Em outras palavras, os recursos do processador central e do coprocessador 80387 são testados, o que será útil durante a próxima atualização. Ao mesmo tempo, o CheckIt compara a potência do seu sistema com o computador IBM PC XT (1983, processador Intel 8088 a 4,77 megahertz). Embora aconteça 34 vezes mais rápido, mas este é apenas o começo.

Atualização impiedosa do coprocessador
Não apenas uma atualização obrigatória (não há atualizações obrigatórias neste artigo), mas depois que comecei a coletar peças de silicone com pernas banhadas a ouro, era difícil parar.

O Cyrix FasMath é considerado um dos coprocessadores mais rápidos para 386 sistemas. Isso por si só é benéfico em um pequeno número de programas especializados, mas durante a atualização, o chip IIT original não era "amigável" com os novos processadores - o computador simplesmente não inicializou. Tudo funcionou bem com o FasMath e, se assim for, vamos ver o que isso nos dá.

Não muito 3% de ganho no desempenho da FPU. O benefício do Cyrix FasMath é que ele funciona de maneira estável com processadores mais rápidos.

Eu queria adicionar algum programa real aos dois benchmarks sintéticos. Doom é ideal aqui: o jogo realmente funciona bem em 486 sistemas, em 386, diminui a velocidade e seria lógico para os proprietários desses computadores "desatualizados" atualizar para o "Doom" para funcionar. Testei o Doom nas configurações gráficas "máximas" (na verdade, com uma imagem em tela cheia, mesmo sem uma barra de menus). O resultado inicial para 386DX-40 é 6.61fps .

Meias medidas. Cyrix Cx486DLC-40 ou TI TX486DLC-40

Quais são as diferenças entre os processadores 80486 e 80386? Os 486º processadores possuem cache on-board (8 kilobytes no início, 16 depois), a unidade de ponto flutuante é integrada (não há necessidade de um coprocessador externo, embora os modelos 486SX sem FPUs tenham sido lançados), um pipeline de computação otimizado que executa alguns operações para menos medidas, novas instruções. Os primeiros processadores de 1989 tinham uma frequência de 20 megahertz; em 1991, foi lançado um processador com uma frequência de 50 megahertz, após o qual foi introduzida a prática de duplicar, triplicar e até quadruplicar a frequência. Isso foi necessário, pois é impossível aumentar infinitamente a frequência do barramento do sistema - já a 50 MHz havia problemas com os periféricos no barramento VLB. Os primeiros processadores 80486DX2 tinham uma frequência de 40 a 66 megahertz, com uma frequência de barramento do sistema de 20 a 33 megahertz.O soquete também mudou - os 386ª processadores têm 132 pernas, 486 têm 168 pernas (depois 169, 237 e 238, dependendo do modelo).

Mas estes são os verdadeiros 486s. Lançados em 1992, os processadores Cyrix Cx486DLC foram, em primeiro lugar, o resultado da engenharia reversa em “salas limpas” e, em segundo lugar, não possuíam todos os recursos dos 486 processadores completos. Havia um cache no chip, mas com um volume menor, apenas 1 kB. Não havia FPU - esses processadores exigem um coprocessador externo. A Wikipedia descreve esses chips como "um núcleo do 386 com memória cache e suporte para instruções do 486". Em outras palavras, você não deve esperar do Cx486DLC ou TI 486DLC (esses são essencialmente os mesmos processadores com rótulos diferentes) com uma frequência de 40 megahertz o mesmo desempenho que um 80486 completo com a mesma frequência.

Mas para o 386º computador, esta é a atualização mais simples e mais fácil de obter: remova o Am386, insira o Cyrix e tudo funcionará. Os problemas podem surgir apenas com a memória cache: para alguns sistemas, ela deve ser ativada à força por um utilitário especial:

No meu caso, nem mesmo um utilitário é necessário: o cache está ativado por padrão. Mas aqui fica claro que estamos começando a usar as soluções não mais padrão. O BIOS nos diz que alguns “80486” estão instalados na placa-mãe, mesmo sem indicar a frequência. O Speedsys, capaz de determinar o cache de primeiro nível no processador, não o vê no Cyrix / TI, mas não determina corretamente a frequência. O utilitário especializado CacheCHK não vê o cache e só é possível verificar a operabilidade por meio de desligamento e comparação forçados. Portanto, os resultados para 486DLC-40 sem cache:

Aumento de 21% na produtividade no CheckIt e 31% no SpeedSys. Doom obteve 7.45fps, + 12%. Volte o kilobyte de cache e veja se há uma diferença:

Assim como é! Em comparação com a configuração básica, o aumento é de 33%, no SpeedSys - 42%. No Doom - 9,64 fps, + 45%. Até o desempenho da FPU, de acordo com o CheckIt, cresceu 43%. Eu parava e me acalmava com isso, mas gostaria de um pouco mais de energia. As "atualizações" 386-486 foram lançadas por muitas empresas, mas o problema é que esses processadores não são tão fáceis de encontrar agora. Suspeito que a atualização de 386 sistemas tenha deixado de ser relevante rapidamente, e soluções mais poderosas, embora disponíveis, já foram vendidas em quantidades muito pequenas.

Medidas completas. TI 486 SXL2-50
Tive sorte: comprei um novo kit in a box para atualizar o 386º computador. Não foi barato e, como já disse mais de uma vez, é inútil. Mas comprar algo muito antigo em um estado "como numa loja então" é uma alegria especial para qualquer colecionador de lixo velho.

Dentro estão as instruções de instalação (com um erro no local mais importante - onde é indicado como orientar o processador em relação à placa-mãe!), O processador TI 486 SXL2-50 na versão PGA168, o adaptador PGA168-PGA132, um pequeno dissipador de calor em uma fita térmica, um disquete com um driver e uma ferramenta extremamente útil para remova cuidadosamente os processadores do soquete.

O adaptador acabou sendo um pouco mais complicado do que apenas conectar uma perna à outra.

Os processadores SXL2-50 também estavam disponíveis em uma versão que se conecta diretamente ao soquete 386, sem adaptadores, mas ainda mais interessante. Essa atualização trouxe um novo conjunto de problemas. O processador de TI usa duplicação de frequência - com 25 megahertz regulares, ele funciona a cinquenta. A frequência do barramento do sistema na minha placa-mãe é de 40 megahertz, e é claro que este processador não funcionará a 80 MHz com duplicação. Como mudar a frequência na placa mãe? Agora isso pode ser feito diretamente no BIOS, em 486s - jumpers reais, mas no 386th existe apenas uma maneira: substituir o gerador de frequência.

Enquanto pedi e esperei a entrega de osciladores de cristal adequados, nada me impediu de tentar executar este processador a uma frequência de 40 megahertz sem dobrar. O 486 SXL2 está equipado com um cache de 8 kilobytes, como nos "adultos" 80486, que por si só devem fornecer um aumento de desempenho.

Ao contrário do DLC40 com um cache de kilobytes, o Speedsys reconhece 8 kilobytes de cache SXL2. A velocidade da troca de dados, no entanto, é apenas um pouco mais rápida que a velocidade de trabalho com o cache na placa-mãe: 35 megabytes por segundo versus 31. No Pentium III, o cache de primeiro nível interno é uma vez e meia mais rápido. No entanto, temos um aumento (em comparação com a base 386DX-40) em 42%, de acordo com a Speedsys.

Portanto, o adaptador e o próprio processador ficam na placa-mãe. Cartões de expansão longos neste design podem encostar no dissipador de calor:

+ 51% no CheckIt. O desempenho no Doom subiu para 10,37fps, + 56%. Eu fiz um overclock no meu 386º PC uma vez e meia! Vamos voltar à frequência do barramento do sistema. Para que um processador de 40 megahertz funcione, é necessário um oscilador de cristal de 80 MHz, respectivamente, para obter 25 MHz. Pedi um novo oscilador de 50 MHz. Diminuir a frequência do barramento do sistema é uma decisão controversa, pois reduz a velocidade de trabalho com RAM e cache. Dobrar a frequência do processador compensará isso? Os resultados dos testes em 25 megahertz honestos retornaram o desempenho do sistema ao nível do 386DX-40 original. Ative a duplicação: isso é feito usando o utilitário do console, cuja inicialização terá que ser escrita em autoexec.bat. Então, os resultados finais:

20904 pontos no CheckIt, um aumento de 76%, 60 vezes mais rápido que o IBM PC XT! Mas a velocidade dos cálculos de ponto flutuante caiu - devido à menor frequência do barramento do sistema.

Mas o resultado no Speedsys foi menor que em 40 MHz, sem dobrar. A velocidade do cache no chip aumentou, a velocidade do cache na placa-mãe e a RAM regular diminuiu. Os resultados da medição da taxa de transferência da placa de vídeo e do disco rígido diminuíram. Mais importante, o resultado no Doom, como em um aplicativo real, permaneceu o mesmo do modo "40 MHz sem duplicar" - 10,39 fps versus 10,37.

Vou terminar essa busca por enquanto, embora haja maneiras de aumentar ainda mais a produtividade. Posso fazer overclock deste processador? Uma tentativa de iniciá-lo com uma frequência de 33 MHz e uma duplicação da frequência do processador para 66 MHz falharam - ele não inicia. A julgar pelos comentários no fórum Vogons, o máximo possível aqui é de 55 megahertz no processador e 27,5 no barramento. Você pode tentar alterar as configurações do próprio processador - existem muitas delas e nem todas as otimizações são ativadas por padrão.

Finalmente, você pode tentar obter uma "atualização" ainda mais poderosa ou um adaptador ativo completo que permite instalar o 486º "real". Mas espere, porque meu adaptador me permite instalar o 486º processador. O principal é cumprir os requisitos de energia - o modelo deve estar com uma tensão operacional de 5 volts. E é claro que tentei, e é claro, não funcionou para mim - o processador IBM DX2-66 da imagem acima, testado em uma 486ª placa-mãe normal, não funcionou em 386. Idealmente, você deve procurar processadores IBM da série Blue Lightning, projetados para funcionar em 386 sistemas. Tais foram produzidos com frequências de até 100 megahertz, mas agora são uma raridade de colecionador. Finalmente, neste tópicono fórum da Vogons, você pode ver os benchmarks do 386º PC com um processador AMD Am5x86 de 160 MHz instalado através de um adaptador 486HPi mais complexo (que o meu). Este é um 386º muito rápido, mas o mesmo processador na mesma frequência, instalado na 486ª placa-mãe normal, funciona em média uma vez e meia ou duas vezes mais rápido.

A propósito, como meu franken386 é comparado ao sistema real no 486º processador? Um pouco mais tarde vou descobrir na prática, mas, por enquanto, você pode analisar esse grande teste coletivo de 80486 no fórum Vogons. No teste Speedsys, um 486SX barato com uma frequência de 25 megahertz obteve 9,1 pontos comparáveis. O resultado do 486DX-33 é de 12,5 pontos.

Preços
Quanto custou essa atualização? Em junho de 1994, a PC Magazine lista os seguintes preços:

145 dólares (US $ 250 incluindo inflação) para Cyrix ou TI 486DLS-40 é provavelmente a melhor compra, ganho de desempenho de 33 a 50% após a atualização mais simples. A TI SXL2-50 custa US $ 299 (US $ 515), e essa é uma compra duvidosa: dois preços do 486DLC oferecem apenas 30% do ganho de desempenho no melhor cenário e 7% no Doom. Mas preste atenção à faixa mais ampla: a atualização para o "tipo 486" era possível mesmo em sistemas de 16 bits com processadores 80286 ou 386SX. Existe até um IBM BL3 com uma frequência tripla de 100 megahertz e um custo de US $ 749 (US $ 1.292).

Quão justificado foi? Um novo computador baseado em um processador 80486 com uma frequência de 66 megahertz (25 pontos no Speedsys, três vezes mais rápido que o meu computador após a atualização) custa US $ 1.300-1600 (US $ 2250-2700), mas é um sistema com gabinete, teclado e monitor. A atualização independente era menos comum, mas o anúncio acima fornece uma idéia aproximada dessa opção. Uma placa-mãe com o mesmo DX2-66 custa US $ 430 (US $ 740). Provavelmente você precisará comprar memória e uma placa de vídeo padrão VLB - o mesmo Doom em algum momento se baseia no desempenho do vídeo de 16 bits, e não no processador. A conclusão é a seguinte: se você se atualizou em 1994, era bastante justificável, mas não deveria ter um desempenho esperado igual ao 80486 "real". É muito pior se você vendesse um DLC desse tipo sob o pretexto (e a um preço) do 486º real .Nesse cenário, vendi a Celeron em 2001 sob o disfarce de um verdadeiro Pentium III. Mas esta é uma história completamente diferente.

A mesa final com os resultados. Disponível no Google Docs aqui .

achados
Nesse método ambíguo (e caro, considerando o custo de uma caixa selada com TI SXL2), tive a oportunidade de jogar no 386º computador no Doom, não apenas no mínimo. Os indicadores de tela cheia ainda estão longe do ideal, mas se você reduzir um pouco o tamanho da janela, tudo funcionará bem. É claro que me perguntei como um colecionador típico: eu tinha o 386º autêntico, e agora não está claro o que, alguns 486 são no mínimo, e por que isso é tudo? Provavelmente, era importante para mim repetir a experiência do proprietário de um sistema desse tipo no início dos anos 90. Eu tenho um sistema muito fora do padrão, que ainda é compatível com hardware e software antigos. Se desejar, posso "abrandar" para o nível 386 ou até o 286º PC: desativar a duplicação de frequência, armazenar em cache no processador e na placa-mãe. O prazer de girar velhas glândulas que,além disso, eles funcionam e nem são de buggy - vale o custo.

Assim, finalizei a configuração básica do meu 386º computador. Aconteceu o seguinte:

• Processador TI SXL2-50 com cache de 8kB
• Placa-mãe com cache de 256 KB (20ns) e 8 slots de expansão ISA
• 16 megabytes de RAM com paridade (4 módulos 4 MB 60ns)
• Placa gráfica Diamond SpeedStar Pro com chipset Cirrus Logic GD5426 e 1 megabyte de memória
• Multicard WinBond com controladores IDE, FDD, duas portas seriais e paralelas
• Unidade flash USB de disco rígido 256 MB por adaptador IDE-CF
• Placa de som Creative Sound Blaster Pro 2
• Controlador HardMPU MIDI e sintetizador externo Roland MT32

A construção continua!

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