Сколько гигабайт составляет размер адресного пространства для процессора 486
Am486 — это семейство 32-битных микропроцессоров x86 4-го поколения, представленных AMD в 1993 году. Чипы Am486 были совместимы с Intel 80486. Процессоры семейства Am486 являлись функциональными аналогами процессоров 80486 и изначально использовали микрокод процессора Intel 80386 и математического сопроцессора Intel 80287. В некоторых моделях использовался собственный микрокод AMD. [Источник 1]
Содержание
Интерфейс процессоров 486
Процессоры 486 исполняются в корпусах PGA-168, или PGA-169, PQFP, или SQFP. Начиная с процессоров 486 в системных платах PC стали широко применяться ZIF-сокеты (Zero Insert Force Socket) — «разъемы с нулевым усилием вставки», предназначенные для установки процессоров в корпусах PGA со штырьковыми выводами. Унификация расположения выводов процессоров одного класса и наличие конфигурационных переключателей позволяет пользователю заменять старые процессоры на более мощные модификации. Легкость установки требуемого процессора и последующей его замены на более совершенные модели позволяют выполнять эту операцию даже конечным пользователям. Для процессоров 486 стали выпускать системные платы, рассчитанные на различные модификации и тактовые частоты — своеобразный конструктор «собери сам».
Процессоры 486 могут быть установлены и в сокеты 2, 3 или 6, имеющие матрицу 19x19, внешние рады которой не используются процессорами в корпусах PGA-168 и 169. При этом внутренние три ряда контактов по назначению совпадают с разводкой выводов процессора 486, но имеют смещенную нумерацию: ножка А1 корпуса PGA-168 и 169 попадает в гнездо В2 матрицы 19x19. Внешние ряды матрицы используются как дополнительные контакты питания процессоров Pentium OverDrive.
Сокет 3 отличается от сокета 2 возможностью использования питания 3 В. Малораспространенный сокет 6 имеет питание только 3,3 В. Сигналы, специфичные для процессоров с WB-кэшем, теоретически могут присутствовать (или отсутствовать) во всех этих типах сокетов. Вид сокетов представлен на рис. 5 и 6.
Синхронизация процессора осуществляется внешним сигналом CLK, все временные параметры отсчитываются относительно его положительного перепада. Внешняя тактовая частота процессором уже не делится пополам (как у 386-го), а может даже умножаться на коэффициент, который у разных моделей процессоров может принимать значение 1, 2, 2,5 и 3. При этом интерфейс внешней шины процессора всегда работает на внешней частоте (Bus Frequency), а частота тактирования вычислительного ядра (Core Frequency) может повышаться в несколько раз. Стандартными значениями внешней частоты являются 25, 33,33, 40 и 50 МГц. Коэффициент умножения задается уровнем логического сигнала на входе CLKMUL.. Для процессоров Аm5х86 высокий уровень (или неподключенный контакт) задает К=4, низкий — К=3. Для процессоров Intel DX4 и AMD DX4 высокий уровень (или неподключенный контакт) задает К=3, низкий — К=2, для процессоров DX2 низкий уровень задает К=2. Эти сигналы используются только в процессорах DX2 и DX4, и на системной плате обычно имеется джампер (или переключатель), задающий его потенциал. Установкой джампера в соответствующее положение можно выбрать требуемый коэффициент умножения, но, естественно, только в пределах возможностей данного процессора: DX2 не заставить умножать частоту на 3.
Линии А[31:2] идентифицируют адрес с точностью до двойного слова, а в пределах этого слова сигналы ВЕ[0:3] непосредственно указывают, какие байты используются в данном цикле. Линии А[31:4], определяющие адрес строки внутреннего кэша, в циклах аннулирования работают на ввод.
Первые процессоры семейства 486-х в первичном кэше обеспечивали только политику сквозной записи (Write Through). Для них не было необходимости в реализации пакетного режима при записи. Запись внешним контроллером в кэшируемую память приводит только к аннулированию строки кэша, если ячейка, к которой обращается внешний контроллер, представлена и во внутреннем кэше. Для политики обратной записи интерфейс усложняется — необходимо обеспечение возможности выгрузки модифицированных строк кэша в основную память, если к памяти, отображаемой этими строками, обращается внешний контроллер шины. С этими различиями связаны понятия стандартного и расширенного режима шины процессора 486.
Стандартный режим шины предназначен для работы первичного кэша с политикой сквозной записи, что полностью совместимо с интерфейсом первых процессоров 486 с WT-кэшем. Его основные отличия следующие:
Расширенный режим шины предназначен для работы первичного кэша с политикой обратной записи, что полностью совместимо с интерфейсом процессоров 486 с WB-кэшем. Его основные отличия следующие:
Сброс и аппаратные прерывания процессора по интерфейсу аналогичны предыдущим процессорам. Сигналы NMI и INTR высоким уровнем вызывают немаскируемые и маскируемые прерывания. Сигнал RESET сбрасывает процессор в исходное состояние, при его действии никакие другие входные сигналы, включая и HOLD, не воспринимаются. Если во время спада сигнала RESET удерживается высокий уровень на линии AHOLD, процессор выполнит внутренний тест BIST (Built-In Self Test). Дополнительный сигнал SRESET переводит процессор в исходное состояние, но с сохранением состояния кэша, буферов записи, регистров FPU и некоторых бит других регистров.
Процессор 486SX не может работать ни с каким внешним сопроцессором (нет внешнего интерфейса). Как уже было сказано выше, при установке «сопроцессора» 487SX существующий «основной» процессор полностью отключается.
Буфера отложенной записи
Процессор 486 имеет четыре внутренних буфера для операций записи. Если во время внутреннего запроса процессора на запись все буфера свободны и шина не занята, запись выполняется сразу без буферирования. Если шина занята, запрос направляется в буфер, занимая для записи только один внутренний такт, а из буфера данные выгружаются в оперативную память или устройства ввода- вывода по мере освобождения внешней шины. Внешние операции записи из буферов будут производиться в том же порядке, что и поступившие запросы. Однако если при наличии неосвобожденных буферов появится запрос на чтение памяти, он может быть обслужен и раньше, чем удовлетворятся предшествующие ему запросы на запись. Это изменение последовательности может произойти только в том случае, если все запросы записи в буферах связаны с кэш-попаданиями, а запрос на чтение относится к кэш-промаху. Только в этом случае процессор может смело менять порядок операций, но только один раз до тех пор, пока не освободятся все буфера записи. Больше одного раза менять порядок в общем случае нельзя, потому что считанные данные могут заместить модифицированную строку кэша, из которой обновленная информация как раз и ожидает в буфере очереди на запись в основную память. В таком случае вторая попытка изменения последовательности может нарушить целостность данных.
Для операций ввода-вывода изменение порядка невозможно. Чтение ввода- вывода никогда не может обгонять запись в память (иначе отказались бы работать многие периферийные устройства). Одиночные операции вывода не буферируются с тем, чтобы дать устройствам возможность своевременно (для программы) сообщить о своей реакции на запись в порт (вызвать аппаратное прерывание или цикл аннулирования строки). Однако способы введения программной задержки (I/O Bus recovery time) между одиночными операциями вывода для процессора 486 отличаются от предшествующих: здесь команда JMP, ранее безусловно приводящая к генерации внешнего цикла обращения к памяти скорее всего будет обслужена из внутреннего кэша, и желаемой задержки не произойдет. Надежным способом введения внешнего цикла шины между циклами вывода является явная операция чтения некэшируемой области памяти. Эта операция будет выполнена только после завершения предыдущего цикла вывода, а последующая операция вывода начнется только по завершении этого чтения.
Операции блочного вывода, вызванные инструкцией REP OUTS, будут использовать буфера (но их порядок не будет нарушен).
Процессор
Здесь даже думать не нужно было. Intel 486DX2-66 — классика.
Но на всякий случай обзавёлся ещё и AMD DX4-100.
Am486SX
Процессор Am486SX представляет собой процессор Am486DX, не имеющий встроенного математического сопроцессора.
Производился Am486SX по 700-нм техпроцессу и имел напряжение питания 3,3—5 В. Спецификации см. в таблице "Модельный ряд".
Модификации i80486
- DX - начиная с него добавили со-процессор (i80487).
- SX - не содержит встроенный со-процессор.
Микроархитектура i486DX2/DX4
Контроллеры
Массово интегрировать контроллеры портов и дисковых устройство стали только во времена PCI, до этого это были единичные случаи. Потому мультикарта с контроллерами портов, дисководов и жестких дисков была обязательна в каждом системнике.
Выбор тут стоял между ISA и VLB, а так же между IDE и SCSI. ISA IDE штука медленная, VLB SCSI — дорогая.
Потому остановился на VLB IDE. Тем более, что ради этого всё и затевалось — устройства на VLB. Заодно сравню производительность контроллеров ISA и VLB.
Сетевую карту тоже впишу в этот пункт — относительно современный 3Com Etherlink III, даже без BNC-коннектора.
Видеокарта
Фаворитом под VLB считается ET4000 от Tseng Labs, но она и стоит соответственно. Не рассматривал. За ней по скорости идут всякие Cirrus Logic, но тут мне захотелось странного — чтобы при включении компьютера светились разноцветные буковки про Trident. Дань первому 386 и Trident 9000.
Сперва у меня появился сам Trident 9000, который на 486 работает и цветные буковки показывает, но попозже я нашел Trident 9440 в хорошем исполнении — мегабайт памяти и две кроватки под второй мегабайт SOJ'иками, а не DIP'ами. Это для меня было очень удобным вариантом — я смог каннибализировать S3 Trio64V+ и переставить оттуда память на трайдента.
Остатки S3, отдавшей свою память предкам. Кстати, видно, что у PCI-плат микросхемы стали на обратную сторону ставить относительно ISA'шных — если класть микросхемами вверх, то разъём с другой стороны получается.
Положение на рынке и сравнение с конкурентами
На рынке процессоров для персональных компьютеров Am486 присутствовали до выхода процессоров AMD K5 27 марта 1996 года, однако долгое время продолжали использоваться в различных встраиваемых системах, не требующих высокой вычислительной мощности.
Одновременно с Am486 на рынке присутствовали следующие x86-процессоры:
- Intel 80486. Обеспечивал сопоставимую производительность на равных частотах, однако его стоимость была выше, чем у конкурентов. Вплоть до появления 486DX2-66 различий между процессорами i486 и Am486 не было и программно различить их было невозможно.
- Cyrix Cx486SLC. К 486 процессорам отношения не имеет. Быстрая версия 80386, предназначенная для установки в гнездо 386SX. Оснащена быстрым умножителем и кеш-памятью первого уровня объёмом от 1 до 4 Кбайт. Встроенного сопроцессора не имеет. Выпускались так же варианты с удвоением частоты (Cx486SLC2). Основное предназначение — дешёвое обновление старых систем.
- Cyrix Cx486DLC. К 486 процессорам отношения не имеет. Быстрая версия 80386, предназначенная для установки в гнездо 386DX. Оснащена быстрым умножителем и кеш-памятью первого уровня объёмом от 4 до 8 Кб. Встроенного сопроцессора не имеет. Выпускались так же варианты с удвоением (Cx486DLC2) и утроением (Cx486DLC3) частоты. Основное предназначение — дешёвое обновление старых систем.
- Cyrix Cx486DX. Функциональный аналог Intel 80486. Обеспечивал сопоставимую производительность — несколько проигрывал по целочисленным вычислениям, но имел более быстрый сопроцессор.
- TI TI486SLC. Лицензионный клон Cx486SLC.
- TI TI486DLC. Лицензионный клон Cx486DLC.
- TI TI486DX. Лицензионный клон Cx486DX.
- SGS Thompson ST486DX. Лицензионный клон Cx486DX.
- IBM 486BL. Производился по лицензии Intel. Обеспечивал сопоставимую производительность, несмотря на медленную шину. В серии Blue Lightning было довольно много различных процессоров класса 80386 и 80486, базировавшихся на разработках от Intel и Cyrix. К примеру, существовала модель IBM 486BLC3-100, представлявшая собой модификацию Cx486SLC с утроением частоты и кеш-памятью первого уровня 8 Кбайт. Последние процессоры серии Blue Lightning базировались на ядре Cx5x86 (M1sc).
- UMC Green CPU. Обеспечивал сопоставимую производительность на равных частотах, являлся функциональным аналогом Intel 80486, использовал часть микрокода Intel и был запрещён к продаже на территории США.
- Intel Pentium (P5). Обладали большей производительностью на равных частотах. Отличались высоким тепловыделением, нестабильной работой, имели серьёзные ошибки (FDIV bug, F0 0F C7 C8) и были очень дорогими.
- Intel Pentium (P54). Обладали большей производительностью на равных частотах. Процессор Am5x86 с частотой 133 МГц соответствовал процессору Pentium с частотой 75 МГц, а так и не выпущенный Am5x86 160 МГц — Pentium 90 МГц.
- Intel Pentium ODP (OverDrive Processor, P24T). Ядро P54, адаптированное для установки в гнездо Socket 3. Имел удвоенный объём кеш-памяти первого уровня (32 Кб) с прямой записью и набортный стабилизатор питания, позволяющий запитывать процессор от напряжения 5 В. Выпускался с частотами 63 и 83 МГц и использовал внутреннее умножение ×2,5.
- Cyrix 5x86 (M1sc). Обеспечивал несколько более высокую производительность, однако, в отличие от Am5x86, не всегда стабильно работал на некоторых системных платах (обычно более старых)
Корпус
Перебрал несколько вариантов, нашел было красивый внешне, но он оказался страшный внутренне, да и морда тоже при ближайшем рассмотрении не очень выглядела. Потому посмотрел, что предлагается по параметрам «башня, кнопка турбо, индикатор частоты, ключик» и выбрал вот такой:
А вот блок питания я взял ATX. Потому что состояние имевшихся блоков питания АТ меня не порадовало. АТХ же к старой материнке подключается при помощи копеечного переходника.
В общем как-то так. Осталось со всем этим взлететь.
Во второй части будет про сборку, глюки, тесты, установку софта и вероятные перспективы развития.
За последние 10 лет IT-индустрия совершила большой скачек, частоты CPU мерят в гигагерцах, объем RAM в гигабайтах а объем HDD приближается к терабайту. А что-же было 10 лет назад ? Давайте посмотрим !
Сегодняшние герои это:
Процессор Intel 80486 DX4 OverDrive 100МГц с частотой системной шины 33МГц и множителем 3. В названии процессора присутствует "OverDrive", что обозначает повышенную производительность по сравнению с собратьями (сейчас это Extreme Edition), он оснащен собственной, дополнительной, системой питания и радиатором, который очень сильно нагревается в процессе работы:
(кл.
За последние 10 лет IT-индустрия совершила большой скачек, частоты CPU мерят в гигагерцах, объем RAM в гигабайтах а объем HDD приближается к терабайту. А что-же было 10 лет назад ? Давайте посмотрим !
Сегодняшние герои это:
Процессор Intel 80486 DX4 OverDrive 100МГц с частотой системной шины 33МГц и множителем 3. В названии процессора присутствует "OverDrive", что обозначает повышенную производительность по сравнению с собратьями (сейчас это Extreme Edition), он оснащен собственной, дополнительной, системой питания и радиатором, который очень сильно нагревается в процессе работы:
(кликните по картинке для увеличения)
Материнская плата от ASUS для процессоров формата Socket 3 базируется на чипсете SIS 85C496+85C497, оснащена тремя слотами PCI, одним VLB и четырьмя ISA (если VLB-слот занят, то доступно только 3). Как и любая современная плата, она оснащена двумя контроллерами IDE, одним FDD, двумя COM и одним LPT разъемом. Так-же имеется поддержка PS/2. Плата формата Baby-AT, а поэтому все интерфейсы реализуются через брекеты.
Плата имеет два SIMM 72pin для оперативной памяти, в т.ч. EDO:
(кликните по картинке для увеличения)
Все настройки процессора выполняются с помощью перемычек:
(кликните по картинке для увеличения)
Так же с помощью перемычек настраимается объем кэш-памяти L2, которая установлена на плате:
(кликните по картинке для увеличения)
В BIOS платы можно изменить некоторые насторойки памяти:
(кликните по картинке для увеличения)
А вот так определяется процессор:
(кликните по картинке для увеличения)
Хочу заметить, что на плате установлен flash BIOS, т.е. его можно перепрошить ! Это первая мат. плата для 486 с такой возможностью, которую я вижу !
Ну что-же, перейдем к испытаниям.
Самые большие по объему SIMM, которые я у себя нашел, были 8мб. Поэтому у нас только 16мб RAM.
(кликните по картинке для увеличения)
В систему был установлен 10гб HDD , который я подключил к отдельному PCI контроллеру CMD (SiliconImage) 0649 UATA 100. А так-же видеокарта CirrusLogic 5446 2мб и звуковая карта Creative SB AWE32.
Первой ОС, которую я хотел установить, это Windows XP, но установщику не понравилось отсутствие у CPU поддержки двух инструкций.
Был установлен Windows 2000, но скорость его работы оставляла желать лучшего, в результате чего был установлен Windows 98 SE, в котором и производились все тесты.
Первое, что захотелось запустить, это CPU-Z. Но при запуске возникла ошибка:
(кликните по картинке для увеличения)
Та же участь ожидала WinCPUID. Тут я вспомнил про Central Brain Identifier, но он не запустился, сославшись на неблагородное происхождение процессора (не AMD) ) Ради него я установил AMD DX4-100 SV8B, CBI запустился, не выдав никакой полезной информации:
(кликните по картинке для увеличения)
После установки AMD я сразу заметил, что Windows работает намного медленнее,чем с Intel. Скорее всего потому, что AMD не поддерживает режим Virtual Mode (VME), что было установлено с помощью Aida32, а затем SiSoft Sandra 2002.
Давайте посмотрим, что пишет Sandra:
(кликните по картинке для увеличения)
Процессор основан на ядре P24C, имеет 16кб кеш-памяти первого уровня и работает на частоте. 144МГц ?! Мало того, это частота системной шины ! Скорее всего это незнание программой тактового генератора, установленного на материнской плате.
А теперь давайте посмотрим на производительность:
(кликните по картинке для увеличения)
Теперь вы понимаете, насколько быстрый ваш компьютер ?!
Как любому уважающему себя обозревателю хотелось погонять 3DMark. Самый старый, что я нашел, это 2001. При установке выяснилось, что ему требуется DX 8.1, а при установке последнего выяснилось, что ему как минимум требуется Pentium или K6. Не получилось.
Последняя надежда была на GL Excess от ATI, но там возникла ошибка при запуске теста (при создании файла).
В завершении статьи хочу сказать, что после произведенных испытаний, я стал относится к своему ПК как к суперкомпьютеру, на некоторое время )
И в завершение:
Intel 80486 — 32-битный скалярный x86-совместимый микропроцесcор четвёртого поколения, выпущенный 10 апреля 1989 года фирмой Intel. Этот микропроцессор является модернизированной версией микропроцессора 80386. Именно у этого микропроцессора впервые появился встроенный математический сопроцессор (FPU). Имел применение как правило в настольных ПК, в высокопроизводительных рабочих станциях, в серверах и портативных ПК .
Микроархитектура i486SX
- Тактовая частота: 50 - 133 МГц
- Впервые применены рассинхронные шины.
- Процессорная память и тактовая частота существенно увеличились: DX4 - скорость процессора выше в 4 раза DX2 - скорость процессора выше в 2 раза
- CR4
Усовершенствованный Am486
Усовершенствованный Am486, построенный на стандартном ядре AMD 486, включает кэш с обратной записью и расширенные функции управления питанием. Эти характеристики сделали их хорошим выбором для настольных систем с пониженным энергопотреблением и для портативного сегмента рынка. Обладая тактовой частотой до 120 МГц, эти 3-вольтные процессоры предлагают отличное соотношение цена / производительность как для настольных, так и для портативных компьютеров, обеспечивая улучшенные функции управления питанием и обратной записи без дополнительной платы. Усовершенствованные микропроцессоры Am486 обладают улучшенными функциями управления питанием, включая SMM и управление часами. Эти усовершенствования позволяют снизить энергопотребление во время бездействия системы. Функция SMM реализована с помощью стандартного двухконтактного интерфейса. В режиме обратной записи часто используемые данные хранятся в высокоскоростном внутреннем кеше, и к ним осуществляется непрерывный доступ изнутри, пока данные не будут изменены, что повышает производительность ЦП. [Источник 4]
- Enhanced Am486 DX2-66
- Enhanced Am486 DX4-75
- Enhanced Am486 DX2-80
- Enhanced Am486 DX4-100
- Enhanced Am486 DX4-120
Математический сопроцессор
В Intel 486 был использован встроенный математический сопроцессор (англ. Floating Point Unit, FPU). Вообще, это был первый микропроцессор семейства x86 со встроенным FPU. Встроенный FPU был программно совместим с микросхемой Intel 80387 — математическим сопроцессором, применявшимся в системах с процессором 80386. Благодаря использованию встроенного сопроцессора удешевлялась и ускорялась система за счёт уменьшения общего числа контактов и корпусов микросхем.
Пакетный режим передачи данных
На смену конвейерной адресации предыдущих процессоров, начиная с процессора 486, введен режим пакетной передачи (Burst Mode). Этот режим предназначен для быстрых операций со строками кэша. Строка кэша процессора 486 имеет длину 16 байт, следовательно, для ее пересылки требуется четыре 32-разрядных шинных цикла. Поскольку использование кэша предполагает, что строка должна в нем присутствовать целиком, ввели пакетный цикл (Burst Cycle), оптимизированный для операций обмена внутреннего кэша с оперативной памятью. В этом цикле адрес и сигналы идентификации типа шинного цикла выдаются только в первом такте пакета, а в каждом из последующих тактов могут передаваться данные, адрес для которых уже не передается по шине, а вычисляется из первого по правилам, известным и процессору, и внешнему устройству. В пакетный цикл процессор может преобразовать любой внутренний запрос на множественную передачу, но при чтении его размер ограничен одной строкой кэша, а при записи в стандартном режиме шины в пакет может собираться не более 32 бит. Более поздние модели процессоров при работе с WB-кэшем при записи строк в память собирают в пакет четыре 32-битных цикла, но это уже работа в расширенном режиме шины 486-го процессора.
Первый адрес | Второй адрес | Третий адрес | Четвертый адрес |
---|---|---|---|
0 | 4 | 8 | C |
4 | 0 | C | 8 |
8 | C | 0 | 4 |
C | 8 | 4 | 0 |
Приведенный порядок чередования (interleaving) адресов в пакетном цикле характерен для всех процессоров Intel и совместимых с ними, начиная с 486-го. Он оптимизирован для двухбанковой организации памяти, подразумевающей чередование банков, используемых в соседних передачах пакетного цикла. В процессорах с 64-битной шиной данных идея чередования та же, но значение адресов просто удваивается. С точки зрения памяти у каждой микросхемы во время пакетного цикла могут изменяться только два младших бита адреса (независимо от разрядности шины данных процессора). Данный порядок чередования поддерживает любая память с пакетным режимом: динамическая BEDO DRAM, SDRAM и статическая Sync Burst SRAM, РВ SRAM. Процессоры других семейств (например, применяемые в MAC, POWER PC) используют линейный (linear) порядок адресов в пакете. Микросхемы пакетной памяти обычно имеют входной сигнал, задающий порядок адресов для конкретного применения.
Процессор 486 может использовать пакетный цикл для любых передач, если требуемые данные вписываются в принятую структуру пакета. При считывании максимальная длина пакета не может превышать 4x32=128 бит, а при записи в стандартном режиме шины — только 32 бит. Таким образом, при записи в стандартном режиме действительно пакетным может быть только цикл, состоящий из неполноразрядных передач. Если очередная требуемая порция данных не вписывается в правила формирования пакета, она будет передана обычными (не пакетными) шинными циклами.
Судебное разбирательство Intel против AMD
В 1982 году между компаниями Intel и AMD было заключено соглашение, по которому компания AMD получала лицензию на производство процессоров Intel x86, а также полную информацию, необходимую для производства микропроцессоров 8086, 80186 и 80286. В 1987 году компания Intel отказала в передаче инженерной документации по процессорам 80386 и в одностороннем порядке разорвала соглашение 1982 года.
Компания AMD обратилась в арбитражный суд, подтвердивший незаконность действий Intel. Это положило начало серии разбирательств, закончившейся в 1994 году подписанием соглашения, дающего компании AMD право на производство и продажу микропроцессоров, содержащих микрокод 80287, 80386 и 80486. [Источник 5]
Ниже перечислены судебные решения и действия компании AMD, касающиеся производства процессоров семейства Am486.
Борьба на современном рынке х86-совместимых процессоров давно уже ведется исключительно между компаниями Intel и AMD. Но так было не всегда. Еще во времена Pentium III компания VIA конкурировала (хотя и не очень успешно) с двумя гигантами, а во времена первых Pentium и 486х, «зоопарк» х86 процессоров был весьма разнообразным. Многие, наверное, вспомнят имя такой компании, как Cyrix, процессоры которой продавались в том числе и под именами IBM, Texas Instruments и ST Microelectronics. Кто-то, возможно, вспомнит IDT, которая вместе с Cyrix позднее была приобретена компанией VIA, или Rise Technology, с их довольно интересным чипом mp6. Нередко гики из 90х вспоминают и компанию NexGen, чьи разработки легли в основу очень популярного в свое время процессора AMD K6. Но было и еще одно имя, кстати, довольно распространенное в восточной Европе, в том числе и на территории бывшего СССР, которое, тем не менее, вспоминают реже — UMC.
UMC представила клон 486го процессора незадолго до появления первого Pentium от компании Intel в 1993 году. В 1994м компания Intel предъявила иск против UMC за нарушение патентов на 486 процессор, из-за чего продажа процессоров UMC в США была запрещена, о чем наносилась пометка непосредственно на корпус процессора. В итоге, после не слишком продолжительных споров, компания UMC отказалась от дальнейшего производства х86 совместимых процессоров, и процессор U5 в немногочисленных модификациях остался единственным х86 чипом UMC в истории.
Сам по себе процессор был крайне интересен. В отличие от практически неотличимых от Intel 486 по производительности клонов от AMD, и более медленных 486 от Cyrix, процессор UMC работал быстрее 486го от Intel на аналогичной частоте. Согласно Википедии, инженеры UMC сконцентрировались на оптимизации микрокода (хотя я с трудом представляю себе, как можно оптимизировать микрокод настолько сильно, как указано в статье, не трогая сам конвеер. Наверное, были добавлены какие-то новые исполнительные блоки, все же) и добились определенных успехов. Но более интересно то, что компания UMC предоставляла сборщикам «комплексный» продукт. В то время, когда AMD и Cyrix выпускали лишь сами процессоры, а Intel только недавно начала выпускать чипсеты для своих процессоров, компания UMC выпускала практически все, что было необходимо для сборки компьютера.
Как-то давно мне захотелось собрать компьютер UMC. И вот что из этого вышло:
Сам процессор, UMC U5S-SUPER33. Процессор содержит 8 КБ кэша первого уровня и не содержит встроенного блока операций с плавающей точкой, еще не ставшего в те годы стандартом, но уже присутствовавшего в дорогих моделях конкурентов. Процессор без проблем заработал на частоте 40 МГц, еще и при пониженном напряжении, 3.45 Вольт вместо 5 Вольт. Кроме этой версии процессора, существовали и другие: U5SX ничем не отличался от U5S, U5SD имел «распиновку» 486DX, хотя, также как и U5S, не содержал блока операций с плавающей точкой, в отличие от самого 486DX и U5D от UMC. U5SF, U5SLV и U5FLV выпускались в корпусе QFP для несъемного монтажа, последние два официально были рассчитаны на напряжение питания 3,3 В. Говорят, встречаются в природе редкие U486DX2 с умножением частоты шины, однако проверить это утверждение не представляется возможным.
Материнская плата на чипсете UMC UM8498F имеет разъемы для шин ISA и VLB, поддерживает до 128 МБ памяти типа EDO, в то время как остальные чипсеты для 486х процессоров (за исключением поздних ревизий чипсетов SIS для шины PCI) поддерживали только FPM. На плате установлено 256 КБ кэша 2го уровня, набранного также микросхемами UMC. С кэшем история забавная, хотя и довольно типичная для недорогих плат под 3й сокет. В то время микросхемы SRAM, используемые для кэша, были очень дорогими, и нечистые на руку производители продавали платы с «фиктивным» кэшем. На плате устанавливали муляжи микросхем, а БИОС компьютера всегда показывал наличие кэша. Некоторые платы, особенно часто — произведенные компанией PC Chips, — не имели даже дорожек, соединявших кэш с процессором и чипсетом, так что даже доукомплектовать такие платы кэшем было невозможно. Другие же, как и моя, умели работать с кэшем, если он был установлен, но БИОС рапортовал о наличии кэша в любом случае, даже если микросхем не было физически и перемычками на плате было задано 0 КБ кэша.
Видеокарта построена на чипсете UM85C408AF, рапортует о 512 КБ набортной памяти, хотя, судя по распаянным микросхемам DRAM, ее там 768 КБ. Карта рассчитана на шину ISA и является довольно медленной, ее скорости сильно не хватает 486му. При установке более современной карты для шины VLB, например, на чипсете Cirrus Logic 5428, все (игры) работает гораздо веселее, однако, Cirrus Logic — это не UMC. Существуют в природе видеокарты на чипсете UMC для VLB (на чипе UM85C418F), и даже встречаются на ибее, однако просят за них много и нередко они не рабочие. У меня такой карты нет.
Платы для 486 процессора редко имели контроллеры ввода-вывода на борту, и моя плата — не исключение. Поэтому для подключения дисков я использую мультикарту на чипсете UMC UM8672/UM82C863. Эта карта содержит контроллеры всех основных портов (RS232, IEEE 1284, порт для подключения джойстика, а также контроллеры флоппи дисков и 2 порта IDE) и отличается весьма странными задержками в работе. Так, аналогичная карта на чипсете Winbond определяет CD-ROM при загрузке MS DOS примерно за 3 секунды. Этой плате нужно более 10 секунд. В стальном, нареканий к плате нет. Плата рассчитана на подключение к шине VLB и поддерживает 32х битный доступ к диску, но не работу в режиме DMA.
Сетевая плата построена на чипсете UM9003AF. NE2000-совместимая, 10 Мбит, «тонкий» ethernet. Популярный выбор в свое время, да и работает вполне прилично. Есть версии платы для витой пары.
Звуковой платы в компьютере нет. Я нашел упоминание о чипе-синтезаторе UMC, клоне какой-то древней Ямахи, но ни самого чипа, ни даже даташита на него лично не видел. Впрочем, даташиты на чипы UMC, — это отдельная и довольно грустная история.
Чтобы понять, действительно ли UMC U5S был таким быстрым, как о нем говорят, нам нужны конкуренты. К сожалению, конкурентов без блока операций с плавающей точкой у меня не нашлось, поэтому U5S будет бороться против Intel 486DX-50, который будет заторможен до 40 МГц:
В случае с Intel и AMD, наличие математического сопроцессора никак не влияет на производительность целочисленных операций (однако тест SuperPi использовать не удастся, по крайней мере, я не смог отключить сопроцессор под Windows), а вот в случае Cyrix ситуация иная: Cx486S-40 отличается от Cx486DX-40 еще и размером кэша 1го уровня, и вообще, представляет из себя просто «пересокетированный» Cyrix 486DLC, апгрейд-процессор для 386х материнских плат.
Такой 486DLC, тоже на 40 МГц, пусть и под брендом TI, также примет участие в «сражении»:
Однако он будет работать на плате с другим чипсетом, OPTi 495SX. Чипсеты OPTi были очень надежным решением (даже Intel выпускала системные платы с этими чипсетами для OEM), но довольно медленным, так что 486DLC изначально в немного проигрывает, тем более, что в 386 системе управление кэшем построено по-другому: в 386х кэш был один, и расположен на самой плате.
Ну и, для полноты картины, возьмем еще и самый обыкновенный 386й процессор на 40 МГц:
Так можно будет заодно понять, насколько 486DLC оправдывал название «486». В роли «обычного 386го» выступит AMD 386DX-40. Очень популярный был процессор во времена «ранних» 486х. Говорили, что он мог на равных соперничать с 486SX-25, будучи значительно дешевле (значительно дешевле был не только сам чип, но и материнские платы для него). 486го процессора на 25МГц в тесте не будет, но предположим, что с ростом частоты в те стародавние времена, когда множителей частоты в процессорах не было, линейно росла и производительность. Таким образом, если 386й покажет больше 60% от скорости 486, работающих на той же частоте, будем считать, что это говорили правду.
Тестов будет немного, точнее 3. Синтетические бенчмарки открывает тест cachechk, который тестирует объем и скорость кэшей процессора, а также демонстрирует скорость работы с ОЗУ:
Здесь явно видно превосходство процессора UMC над конкурентами. По скорости обмена с любым уровнем памяти он — самый быстрый. Также, это единственный процессор, для которого бенчмарк смог точно определить наличие и скорость кэша 1го уровня. Хотя, возможно, чипсет UMC «подигрывает» процессору UMC. Но это лишь предположение, тем более, что платы на чипсетах UMC во времена 486х все же считались одними их самых быстрых, несмотря на процессор. А процессоры UMC тогда были, все же, в глобальном меньшинстве. Cx486DLC-40 очень неплохо работает с кэшем 2го уровня, расположенным на плате, однако, в паре с чипсетом OPTi, сильно проигрывает «настоящим» 486м в скорости с работой с ОЗУ. А вот его «старший брат» повел себя странно: разница в скоростях работы ОЗУ и кэша 2го уровня настолько низка, что cachechk не «увидел» кэша.
Кроме того, только в U5S есть строка с именем процессора: «UMC UMC UMC».
И да, cachechk определяет частоты всех процессоров верно. Исключения: 486DLC (определено 45 МГц) и U5S (определено 849 МГц).
А закрывает «синтетику» тест 3D bench 1.0c, предшественник 3D Mark, не использующий, однако, не только 3D ускорители, но даже и математический сопроцессор. Только фиксированная точка, только хардкор.
И здесь UMC значительно опережает соперников, хотя в этом тесте уже видно «тормозную» видеокарту. Если ее заменить на нормальную VLB-карту, результат внушительно вырастет даже для 386го процессора (да, поздние платы для 386го поддерживали шину VLB. Вообще, шины адреса и данных у процессоров 386DX и 486 идентичны, и существовали даже «гибридные» платы, куда можно было устанавливать либо 386й, либо 486й процессор, на выбор). 486DLC же здесь все же значительно ближе к 486м процессорам, чем к 386му, проигрывая первым всего около 10%. Скорее всего, похожий результат показал бы и Cx486S-40.
Ну и самое главное, для чего все затевалось — Doom. Использовалась shareware версия игры 1.9. Тест — demo3. Полный экран, но видна нижняя панель. Высокая детализация.
Как мне кажется, тут U5S пал жертвой «родной» видеокарты. Да и вообще, 486й процессор на 40 МГц вполне может играть в Дум. 10 FPS все же — не уровень 486го. И тем не менее, даже тут, пусть и весьма скромную, победу одержал U5S. 486DLC ровно посередине между самым медленным их 486х и самым быстрым (и единственным) из 386х. Конечно, можно поставить нормальную видеокарту и «перетестировать», но… зачем? Ведь тут про UMC, а не про Дум на 486м.
Итак, U5S действительно был интересным процессором. Действительно очень быстрым 486м, и он весьма неплохо подходил для бюджетного компьютера. Отсутствие блока операций с плавающей точкой не имело никакого решающего значения: для домашнего пользователя математический сопроцессор станет важен через 2 года, с выходом игры Quake, для которой скорости любого из протестированных процессоров все равно не хватит (запустится даже на 386м, да, но играть с удовольствием не получится). А те пользователи, для которых математический сопроцессор был важен, во времена распространения U5S уже постепенно переходили на Pentium (да, и тут их ждал сюрприз в виде FDIV BUG).
В общем, было бы грустно без тебя.
Хорошо, что ты был.
386DX-40 же, был вполне себе конкурент для 486SX-25. От 50 до 70% от 486DX-40 он обеспечивал. Ну, а 486DLC, все же, действительно 486й процессор с точки зрения производительности, пусть и самый медленный, и устанавливается в сокет 386го.
В целях борьбы с ностальгией — чтобы она меня больше не грызла, когда припадки наступают — я решил заиметь три ретро-компьютера.
Про первый я уже писал — это ноутбук Compaq на процессоре Pentium. Это универсальная компактная машинка, которая, в принципе, может решать все досовские задачи и начальные под Windows 9x. Если оставлять что-то одно, то я бы им и ограничился. Но мне всё же хотелось собрать ещё парочку.
Одна из них — что-то времён Pentium3 — я как бы начинал собирать, но ушёл в сторону — возникла очень интересная (для меня лично) идея и пентиум3 пока что отложен на полку. Ковыряться с ним можно долго, выбор комплектующих довольно велик.
Второй же компьютер был мне интереснее — это было не повторение старого, а что-то новое — точнее, восполнение пробелов. Хотелось собрать 486. Причём обязательно с шиной VLB. Потому что в своё время я этот этап пропустил и с ISA на 386 сразу прыгнул на PCI старших 486 и пентиумов. Так что усилия было решено приложить в данном направлении.
486 с PCI-шиной я считаю не слишком отличающимся от пентиумов — интегрированные контроллеры, та же самая периферия, разве что процессор поменьше и могут быть вопросы с EDO-памятью. Не интересно. Вот VLB — другое дело. Конечно, говорят, что были ранние пентиумы и поздние 386 с VLB, но даже если и правда, то это тоже для меня не интересно.
Так что собирается 486 компьютер примерно на 1993-1995 год. DOS, Windows 3.xx, возможно — Windows 95 и прочие полуосы, но не в первую очередь.
Я не зациклен на аутентичности, потому если стоит вопрос выбора между «точно как было» и «как оно мне удобнее сегодня» — выбираю второе.
Хотя, конечно, по возможности, стараюсь делать «как было».
Не гонялся за какими-то определёнными железками, у меня были список приоритетов и ограниченный бюджет, потому я смотрел за тем, что пробегает мимо, интересовался ценой и тем, насколько оно высоко в списке приоритетов. Если цена была устраивающая, а положение в списке высокое, то брал. Если что-то не устраивало, то отпускал.
Звуковая карта
Тут мне выбирать не пришлось — у меня есть Sound Blaster AWE32. Конечно, кроме него есть ещё ess1868 и какой-то там моцарт, но смотреть на них при наличии такого красавца?
История
486 появился в 1994 году и стал последним клоном процессора Intel (80486). В связи с юридическими проблемами с Intel, AMD производила модель 486 в двух разных версиях: одну с микрокодом Intel, а вторую с микрокодом AMD. Для модели 486 AMD использовала стратегию, опробованную на процессорах AM386, то есть она заметно повысила тактовую частоту по сравнению с решением Intеl. Самый быстрый чип Intel 80486 достигал 100 МГц, а AMD разгоняла AM486 до 120 МГц.
В 1995 году AMD выпустила версию AMD 5x86. Этот процессор использовал микроархитектуру процессоров AM486 и 80486, но тактовая частота была ещё выше. Розничные модели достигали 133 МГц, а OEM-производители имели доступ к чипам с частотой 150 МГц. Внедрение кэша L1 стало ещё одним заметным изменением линейки процессоров, он помог увеличить производительность по сравнению с более старыми ЦП 80386/AM386. Блок вычислений с плавающей запятой (FPU) был перемещён в корпус ЦП – это также положительно сказалось на производительности. До этого FPU продавались отдельно и соединялись с процессором через системную плату.
В этот период происходило также и бурное развитие программной составляющей, и важным аспектом по выбору той или платформы становилась совместимость. В этот период наборы инструкций все же отличались в деталях, которые могли проявиться в самый неожиданный момент. Именно к концу этого периода диспозиция игроков начала вырисовываться более четко: Intel — подороже и вообще «эталон», а AMD — вечный номер два, который подешевле и, к тому же, не всегда полностью совместим с нужным набором инструкций. [Источник 2]
С появлением первого процессора Intel Pentium компания AMD и другие конкурирующие производители ЦП начали применять систему оценки "P-рейтинг". С помощью этого рейтинга производителям было удобно сравнивать свои процессоры с процессором Pentium Intel и делать соответствующую рекламу. В качестве примера можно взять процессор AMD 5x86 PR 75, который позиционировался как эквивалент ЦП Pentium 75 МГц. [Источник 1]
Дисковые накопители
Дисководы — конечно, правильный 486 должен обладать «косыми флопами» — иметь на борту 5.25" и 3,5". Но 5.25" у меня пока что нет в наличии, а с дискетами мне возиться лениво, потому основным дисководом станет USB-эмулятор. Аппаратный 3.5" пока поживёт в качестве диска В:
Жесткий диск я тоже не хочу — старый, шумный, 500 мегабайт.
Хотя начну с него, но потом возьму карту памяти через переходник — выведу его на морду корпуса, чтобы удобнее было с большим братом обмениваться файлами.
Привод компакт-дисков — для аутентичности нужно что-то в районе 2-6 скоростей, пока в наличии нет. Так что поставлю пока что 24-х, но более-менее похожий на ранние CD-ROM — с выходом на наушники и регулятором громкости.
Модели
Материнская плата
Было несколько попыток обзавестись подходящей платой. В требованиях было 2-3 слота VLB, хотя бы два слота под 72-пиновые симмы, батарейка 2032 или хотя бы неокислившийся бочонок — основная беда старых материнок. Ну и рабочий кэш, про платы с фэйковым кэшом всякое страшное рассказывали. Думал про плату с PCI и VLB — были такие, но это оказались не слишком удачные монстры, потому отказался в пользу чистого VLB.
В итоге остановился на плате Data Expert EXP4045 — устроила по цене, возможностям и внешнему виду. У неё есть вопросы со старшими процессорами на сокет3 — 5x86 и т.п., но они меня не особо интересовали. Напряжение 3.3 вольта есть, 100-120 мегагерц получить можно — мне хватит. Все слоты памяти 72-пиновые — хорошо, 30-пиновая память меня интересует только для AWE32.
Вместо бочки-аккумулятора тут стояла примерно аналогичная батарейка — дохлая уже — её, наверное, заменю на бочку-аккумулятор. Пусть и есть разъём для внешней батарейки.
Модельный ряд Am486
В данной таблице представлен модельный ряд AMD Am486.
Модель | Частота FSB | Тактовая частота | Напряжение ядра CPU | Кеш L1 | Выпущен |
---|---|---|---|---|---|
Am486 DX-25 | 25 МГц | 25 МГц | 5 В | 8 КиБ WT | |
Am486 DX-33 | 33 МГц | 33 МГц | 5 В | 8 КиБ WT | |
Am486 DX-40 | 40 МГц | 40 МГц | 5 В | 8 КиБ WT | Aпр 199 |
Am486 SX-33 | 33 МГц | 33 МГц | 5 В | 8 КиБ WT | |
Am486 SX-40 | 40 МГц | 40 МГц | 5 В | 8 КиБ WT | |
Am486 DE2-66 | 33 МГц | 66 МГц | 3 В | 8 КиБ WT | 1996 |
Am486 DX2-50 | 25 МГц | 50 МГц | 5 В | 8 КиБ WT | Апр 1993 |
Am486 DX2-66 | 33 МГц | 66 МГц | 5/3.3 В | 8 КиБ WT | Сен 1994 |
Am486 DX2-80 | 40 МГц | 80 МГц | 5/3.3 В | 8 КиБ WT | Сен 1994 |
Am486 SX2-50 | 25 МГц | 50 МГц | 5 В | 8 КиБ WT | |
Am486 SX2-66 | 33 МГц | 66 МГц | 5 В | 8 КиБ WT | Сен 1994 |
Am486 DX4-75 | 25 МГц | 75 МГц | 3.3 В | 8 КиБ WT | |
Am486 DX4-100 | 33 МГц | 100 МГц | 3 В | 8 КиБ WT | 1995 |
Am486 DX4-120 | 40 МГц | 120 МГц | 3.3 В | 8 КиБ WT | |
Enhanced Am486 DX2-66 | 33 МГц | 66 МГц | 3.3/3.45 В | 8/16 КиБ WB | |
Enhanced Am486 DX2-80 | 40 МГц | 80 МГц | 3.3/3.45 В | 8 КиБ WB | |
Enhanced Am486 DX4-75 | 25 МГц | 75 МГц | 3.3/3.45 В | 8 КиБ WB | |
Enhanced Am486 DX4-100 | 33 МГц | 100 МГц | 3.3/3.45 В | 8/16 КиБ WB | |
Enhanced Am486 DX4-120 | 40 МГц | 120 МГц | 3.3/3.45 | 8/16 КиБ WB |
Процессоры 486
Процессоры Intel486™ представляют второе поколение 32-разрядных процессоров. Обладая всеми свойствами процессора 386 и обеспечивая полную обратную совместимость с прежними представителями семейства х86, эти процессоры имеют ряд существенных изменений:
- В процессор введен внутренний кэш первого уровня (Internal cache Level 1) и предусмотрены все необходимые средства для построения памяти с двухуровневым кэшированием, допускающей работу и в мультипроцессорных системах.
- Повышена производительность локальной шины — введены пакетные циклы, позволяющие передавать очередное слово данных в каждом такте шины (а не через такт, как в обычном режиме).
- Ведены буферы отложенной записи.
- В архитектуре применено RISC-ядро, позволяющее наиболее часто встречающиеся инструкции выполнять за 1 такт — средняя производительность процессора на той же тактовой частоте по сравнению с 386-м удвоилась.
- В состав процессора введен высокопроизводительный математический сопроцессор FPU (Floating-Point Unit), программно совместимый с сопроцессором 387 (в 486SX сопроцессор отсутствует, в 486SL — имеется в некоторых моделях).
- Увеличена очередь команд до 16 байт.
- Введены новые инструкции (BSWAP, XADD, CMPXCHG, INVLD, WBINVD).
- Добавлена защита страниц памяти от записи на уровне супервизора.
- Введены функции контроля выравнивания операндов.
- Расширены средства тестирования — введены регистры TR3, TR4, TR5 для тестирования внутреннего кэша.
- Введена возможность тестирования процессора извне по интерфейсу JTAG (не у всех моделей).
- Введено умножение тактовой частоты системной платы (внутренняя частота DX2 равна двукратной внешней, в DX4 кратность может быть 2, 2,5 и 3).
Существует несколько разновидностей процессоров Intel486, различающихся наличием сопроцессора, средств энергосбережения, возможностью умножения внешней тактовой частоты, политикой записи внутреннего кэша и напряжением питания:
- Р4 Intel486DX — полный вариант (CPU + FPU), кэш с прямой записью;
- Р23 Intel486SX — вариант без FPU, кэш с прямой записью;
- P23N Intel487SX — аналог процессора 486DX (FPU + CPU), устанавливаемый в гнездо сопроцессора и отключающий «основной» SX-процессор;
- Intel486SL Enhanced — процессор со средствами SMM и возможностью остановки синхронизации (StopClock) для снижения энергопотребления;
- Р24 Intel486DX2 — процессор с удвоением частоты;
- P24D — улучшенный вариант IntelDX2 с WB-кэшем;
- Р24С — IntelDX4 CPU — процессор с утроением частоты (ОЕМ-версия), питание 5 или 3,3 В и могут иметь средства SMM;
- Р24Т — Pentium®OverDrive® (замена для Intel486): по архитектуре — Pentium, по шине — 486-й;
- Р23Т - Intel486 SX (или DX) OverDrive.
Рассмотрим подробнее основные нововведения в архитектуру процессоров, появившиеся в четвертом поколении.
Am5x86
Процессор Am5x86 известен также как Am486X5 и представляет собой Am486DX с увеличенным до 16 Кб кешем первого уровня и внутренним умножением частоты на 4 (за исключением модели Am5x86-P75+ с коэффициентом умножения 3).
Am5x86 работает на частоте 133=33*4 МГц. Благодаря увеличенному объёму кеш-памяти первого уровня Am5x86 значительно прибавил в производительности по сравнению с предшественниками. На частоте 133 МГц Am5x86 по целочисленным вычислениям примерно соответствовал по производительности процессору Pentium, работающему на частоте 75 МГц, поэтому в наименование процессора был впервые добавлен рейтинг производительности (PR). Процессор Am5x86 133 МГц имел маркировку Am5x86-P75.
Благодаря архитектуре, процессоры Am5x86 могли быть использованы для модернизации систем с процессорами 80486. Некоторые компании выпускали наборы для установки Am5x86 в любые системные платы для процессоров 80486.
Процессор Am5x86 содержит 1,6 млн транзисторов и имеет площадь ядра 43 мм². Техпроцесс — 350 нм. В настоящее время модернизированный Am5x86 выпускается в рамках решения для простых встраиваемых систем — Élan SC520.
Блоки и интерфейс процессоров
Оперативная память
«У нас с собой было». Тут я особо не искал ничего, откопал в своих залежах пакетик с симмами — там оказалось два модуля памяти FPM по 32 мегабайта (EDO далеко не все 486 поддерживали). Ещё одна восьмёрка потом приблудилась. В итоге я стал думать, что поставлю минимум 2*32, а при возможности 2*32+8 и получу громадные для 486 72 мегабайта ОЗУ.
Содержание
Технические характеристики
Внутренний кэш
Процессор 486 имеет внутренний первичный кэш (Cache Level 1) размером 8 Кбайт, единый для данных и инструкций. Кэш имеет 4-канальную наборно-ассоциативную архитектуру и работает на уровне физических адресов памяти. Кэш содержит 128 наборов по четыре строки размером по 16 байт каждая.
Строки в кэш-памяти выделяются только при чтении, политика записи первых процессоров 486 — Write Through (сквозная запись) — полностью программно прозрачная; более поздние модификации позволяют переключаться на политику Write Back (обратная запись).
Выбор строки для замещения выполняется на основе анализа бит LRU (Least Recently Used) по алгоритму «псевдо-LRU». Выделение и замещение строк выполняется только для кэш-промахов чтения, при промахах записи заполнение строк не производится.
Кэширование каталогов страниц (TLB) в процессоре 486 отличается от 386- го только улучшением алгоритма замещения — здесь тоже реализован алгоритм псевдо-LRU.
Общая информация
Рисунок 1 - AMD Am486 и разъём Socket 3
Am486 - это процессоры класса 80486, выпущенные AMD в 1990-х годах. Intel опередила AMD на рынке почти на четыре года, но AMD оценила свои 40 МГц 486 по цене Intel или ниже для чипа 33 МГц, предлагая примерно на 20% лучшую производительность по той же цене. Ранние чипы AMD 486 были заменой для своих аналогов Intel, но более поздние 486-разрядные процессоры AMD работали на 3,3 Вольт вместо 5 Вольт Intel, что ограничивало их пригодность в качестве чипов для обновления, пока на рынке не появились сторонние адаптеры напряжения. Хотя Am386 в основном использовался небольшими производителями компьютеров, чипы Am486DX, DX2 и SX2 получили признание среди крупных производителей компьютеров, особенно Acer и Compaq, в 1994 году. Чипы AMD с более высокой тактовой частотой 486 обеспечивают превосходную производительность для многих ранних процессоров Pentium, особенно для продуктов с тактовой частотой 60 и 66 МГц. В то время как эквивалентные чипы Intel 80486DX4 были дорогими и требовали незначительной модификации сокетов, AMD стоил дешево. Чипы Intel DX4 имели вдвое больше кеша чипов AMD, что дало им небольшое преимущество в производительности, но AMD DX4-100 стояли дешевле, чем Intel DX2-66. [Источник 1]
Процессоры семейства Am486 выпускались в двух вариантах корпусов: CPGA (Am486 и Am5x86 для настольных компьютеров) и PQFP (Am486 и Am5x86 для портативных компьютеров). В документации встречаются такие обозначения корпусов, как PDE-208 и CGM-168. Эти обозначения соответствуют корпусам PQFP-208 (см. рисунок 1).
Процессоры Am486 в корпусе CPGA представляют собой керамическую подложку с установленным на её обратной стороне кристаллом, закрытым металлической крышкой и 168 контактами, расположенными в виде матрицы. Ядро располагается в центре между контактами. На гладкой лицевой стороне корпуса процессора, контактирующей с радиатором системы охлаждения всей поверхностью, нанесена маркировка.
Процессоры Am486 (а также Intel 80486, UMC Green CPU и другие совместимые процессоры) предназначены для установки в следующие гнездовые разъёмы:
- Socket 1 (ZIF или LIF, 169 контактов) — процессоры с напряжением питания 5 В и частотой шины 16—33 МГц.
- Socket 2 (ZIF или LIF, 238 контактов) — процессоры с напряжением питания 5 В и частотой шины 25—50 МГц.
- Socket 3 (ZIF или LIF, 237 контактов) — процессоры с напряжением питания 3,3—5 В и частотой шины 25—50 МГц.
Процессоры с пониженным напряжением питания могут быть установлены в разъём, не способный непосредственно работать с такими процессорами. Для этого используются специальные переходники-преобразователи напряжения.
Процессоры Am486 в корпусе PQFP представляют собой квадратный пластиковый корпус с расположенными по краям 208 контактами, предназначены для поверхностного монтажа и распаиваются либо на системной плате, либо на переходнике, позволяющем устанавливать такие процессоры в гнездовые разъёмы.
Am486DX
AMD Am486DX — клон Intel i486DX4, но, наоборот, более совершенный — его частота могла достигать 120 MHz (для i486DX4 предел составлял 100 MHz). Тайваньская UMC переняла у Intel даже маркировку, разве что только маленькую "i" в начале наименования процессора заменила на большую "U". Кстати, это была первая и, наверное, последняя попытка одного из ведущих чипмейкеров заняться выпуском на своих заводах не "сторонних", а самостоятельно разработанных сложных чипов. Видимо (судя по отсутствию продолжения), попытку сочли неудачной.
Процессор Am486DX является функциональным аналогом процессора Intel 80486. Имеет 8 Кб объединённой (для инструкций и данных) кеш-памяти первого уровня. Кеш второго уровня расположен на системной плате в виде микросхем SRAM.
Am486DX содержит 1,25 млн транзисторов и имеет площадь кристалла 89 мм². Как и Intel 80486, Am486DX является полностью 32-битным процессором, содержит пятиступенчатый целочисленный конвейер и имеет встроенный математический сопроцессор, совместимый по командам с Intel 80387. Частота работы ядра Am486DX совпадает с частотой системной шины и составляет 25—40 МГц. Напряжение питания составляет 3,3—5 В. Напряжение цепей ввода-вывода — до 5 В. Процессор производился по 0,7-мкм (700-нм) техпроцессу. [Источник 3]
Существует также несколько модификаций Am486DX (см. таблицу "Модельный ряд").
Читайте также: