Реферат: Процессоры

Предполагается, что процессор фирмы C&T 38600DX полностью совместим с i386DX. В отличие от процессора Am386 фирмы AMD, кото­рый использует микрокод, идентичный микрокоду Intel 386, в процессо­ре 38600DX использован патентно чистый микрокод, для обеспечения полной совместимости в набор команд даже включена недокументирован­ная команда LOADALL386. Некоторые команды выполняются быстрее, чем в i386. C&T также выпустила процессор 38605DX, включающий кэш-память команд на 512 байт, что еще более повысит его производительность. К сожалению, 38605DX выпускается в корпусе PGA (144 вывода) и не мо­жет быть установлен непосредственно в разъем i386DX. При проведении испытаний я заметил, что у 38600DX есть серьезные проблемы коммуни­кации ЦПУ- сопроцессор, и из-за этого скорость выполнения в большин­стве программ операций с плавающей точкой у него падает ниже уровня i386/i387. Эта проблема существует для всех производимых на настоя­щий момент 387- совместимых сопроцессоров (ULSI 83C87, IIT 3C87, Cyrix EMX87, Cyrix 83D87, Cyrix 387+, C&T 38700, Intel 387DX). Мой знакомый по сети тоже проводил такие тесты с 38700DX и пришел к ана­логичным выводам. Он связался с C&T, и ему ответили, что знают об этом. Средняя потребляемая мощность 38600DX 40 МГц - 1650 Мвт, что меньше, чем потребление i386 33 МГц. Текущая цена 38600DX 33 МГц - 80$.

Процессор Cyrix 486DLC - последняя новинка на рынке заме­нителей i386DX. Набор его команд совместим с i486SX, установлена 1 КВ кэш-память и аппаратно реализованный 16х16 бит умножитель. Испол­нительное устройство 486DLC, созданное с использованием некоторых принципов RISC, выполняет большинство команд за один цикл. Аппарат­ный умножитель перемножает 16-разрядные значения за 3 цикла, вместо 12 - 25 циклов у i386DX. Это особенно удобно при вычислении адресов (код, генерируемый некоторыми неоптимизирующими компиляторами, мо­жет содержать много команд MUL для доступа к массивам) и для прог­раммных вычислений с плавающей точкой (напр., при эмуляции сопроцес­сора). Внутренняя кэш-память представляет собой объединенную память команд и данных сквозной записи, и может быть конфигурирована, как память с прямым отображением, или как 2-канальная ассоциативная. Из-за необходимости обеспечения полной совместимости после перезаг­рузки процессора кэш-память отключается, и должна быть включена с по­мощью небольшой программы, предоставляемой фирмой Cyrix. Если кэш-память включена при загрузке, (напр., при "горячей" перезагруз­ке, Ctrl – Alt – Del) , BIOS моего РС (пр- ва AMI) зависает при загрузке, и мне приходится либо выполнять рестарт процессора, либо отключать кэш перед перезагрузкой. Это одна из причин того, что после запуска процессора кэш-память отключается. Я уверен, что в следующих вер­сиях BIOS фирмы AMI это будет учтено и встроенная кэш-память будет поддерживаться. Кэш-память помогает процессору 486DLC преодолеть ог­раничения интерфейса шины 386, хотя процент попаданий составляет не более 50%. Фирма Cyrix предусмотрела некоторые возможности управле­ния кэш-памятью процессора, что, конечно, улучшит связь внешней и внутренней кэш-памяти. Современные системы 386 не воспринимают эти управляющие сигналы, не имеющие значения для i386DX, но в дальней­шем системы, разработанные с учетом этих возможностей 486DLC, могут использовать их. Встроенный кэш 486DLC допускает до 4-х некэшируе­мых областей памяти, что может быть очень полезно в том случае, ес­ли ваша система использует периферийные устройства, отображаемые в память (напр., сопроцессор Weitek). В существующих системах 386 пе­ресылки DMA (напр., SCSI контроллера, платы звука) могут отключить внутренний кэш, так как не существует других способов обеспечить соответствие кэш-памяти и основной памяти, что, конечно, снижает ха­рактеристики 486DLC. Потребляемая мощность 486DLC 40 МГц - 2800 Мвт. Немецкий дистрибьютор продает 486DLC 33 МГц по текущей цене 115$. 486DLC работает далеко не со всеми сопроцессорами и не во всех об­стоятельствах, особенно критичен в этом отношении многозадачный за­щищенный режим (улучшенный режим MS- Windows). При использовании 486DLC совместно с Cyrix EMC87, Cyrix 83D87 (выпуск до августа 1992) и IIT 3C87 машина зависает из-за проблем синхронизации между ЦПУ и сопроцессором при исполнении команд FSAVE и FRSTOR, сохраняющих и восстанавливающих состояние сопроцессора при переключении задач. Лучше всего использовать 486DLC с Cyrix 387+ (распространяется только в Европе) или Cyrix 83D87 выпуска после июля 1992, являющий­ся наиболее мощным сопроцессором среди совместимых сопроцессоров 486DLC. Если у вас уже есть сопроцессор Cyrix 83D87, и вы хотите знать, совместим ли он с 486LCD, я рекомендую вам мою программу COMPTEST, распространяемую как CTEST257.ZIP через анонимные ftp из garbo@uwasa.fi или другие ftp-серверы. Если программа сообщит о соп­роцессоре 387+, то у вас установлен либо 387+, либо аналогичная но­вая версия 83D87 и проблем с совместимостью не будет.

При испытаниях использовалась система:

Аппаратная конфигурация: 33,3/40 МГц системная плата, комплект микросхем Forex, кэш 128 КВ с нулевым состоянием ожидания, прямое отображение, сквозная запись, один буфер записи, 4 байта на строку, 4 цикла задержки при кэш-промахе. 8 МВ основной памяти, среднее сос­тояние ожидания 1,6 цикла. BIOS фирмы AMI. Процессор Cyrix EMC87 в режиме совместимости 387, как матсопроцессор. Этот процессор вместе с Cyrix 83D87/387+ являются самыми быстрыми сопроцессорами для рабо­ты с 386DX/486DLC/38600DX. Жесткий диск Conner 3204F, емкость 203 МВ, интерфейс IDE (пропускная способность по тесту CORETEST 1100 КВ/с, время поиска 16 мс). Плата SVGA (ISA, Diamond SpeedSTAR HiColor), используется ET4000, 1 МВ DRAM, как экранный буфер, графи­ческий ускоритель отключен. Переключатели на видеоплате установлены для наиболее надежной с быстрой работы, с пропускной способностью 6500 байт/мс при 40 МГц и 5400 байт/мс при 33 МГц.

Программная конфигурация: MS-DOS 5.0, MS Windows 3.1, HyperDisk

4.32 в режиме обратной записи, используется 2 МВ расширенной памяти, в качестве менеджера памяти используется 386MAX 6.01. Эта программа также обеспечивает DPMI в некоторых тестах.

Результаты тестов

Для тестов Whetstone, Drhystone, WINTACH, DODUC, LINPACK, LLL и Savage больший показатель означает большую производительность.

Для тестов MAKE RTL, MAKE TRANK и теста String- Test меньший показатель означает большую производительность.

33,3 МГц                          Intel  C&T       Intel       Cyrix       Cyrix

386DX  38600DX RapidCAD 486DLC   486DLC

кэш выкл. кэш вкл. Тесты с целыми числами

Whetstone (kWhet/s)            447     585       563        695          803

Drhystone(C) (Dhry./s)        11688 11819   12357    14150      15488

Drhystone(Pas) (Dhry./s)     10455 10877   10751    12154      13858

String-Test (ms)                    459     453       441        347          327

MAKE RTL (s)                     51,32  47,10    46,34     43,45       39,13

MAKE TRANCK (s)            62,42  55,47    55,37     53,64       46,12

WINTACH                           4,85    4.90      5.49       5.53         6.14

Тесты с плавающей запятой

DODUC (Индекс скорости)        79.0      76.4       150.3       89.4 90.7

LINPACK (Mflops)          0.2808             0.2707   0.4578     0.3158       0.3438

LLL (Mflops)                    0.3352             0.3537   0.6083     0.3816       0.4139

Whetstone (kWhet/s)        2540   2340     3990      2908        3061

Savage (решений/с)          71685 53191   72464    88757      93897

40 МГц                             Intel  C&T       Intel       Cyrix       Cyrix

386DX  38600DX RapidCAD 486DLC   486DLC

Тесты с целыми числами                                      кэш выкл. кэш вкл.

Whetstone (kWhet/s)            536     702       676        835          963

Drhystone(C) (Dhry./s)        14128 14116   14836    16987      18750

Drhystone(Pas) (Dhry./s)     12490 13067   12890    14573      16624

String-Test (ms)                    384     377       368        289          273

MAKE RTL (s)                     43.46  40.11    39.84     37.25       33.54

MAKE TRANCK (s)            53.00  47.59    47.07     45.36       39.00

WINTACH                           5.65    5.73      6.41       6.46         7.23

Тесты с плавающей запятой

DODUC (Индекс скорости)        94.9      77.5       180.3       105.1         106.6

LINPACK (Mflops)          0.3324             0.3260   0.5418     0.3789       0.4131

LLL (Mflops)                    0.4025             0.4204   0.7260     0.4562       0.4956

Whetstone (kWhet/s)        3061   2632     4798      3505        3677

Savage (решений/с)          86083 49587   86957    106762    112360

Среди испытанных процессоров Cyrix 486DLC обладает самой большой производительностью по целым числам. С включенной внутрен­ней кэш-памятью производительность по целым числам на одинаковой так­товой частоте 486DLC на 80% превышает 386DX, среднее увеличение ско­рости работы прикладных программ составляет 35%. При работе с прик­ладными программами, использующими операции как с целыми числами, так и с плавающей точкой, включенный кэш обеспечивает на 5% - 15% более высокие показатели по сравнению с работой без КЭШа. Скорость операций с плавающей точкой по сравнению с i386DX увеличивается на 15% - 30%

Intel RapidCAD при работе вместо i386DX обеспечивает самые высокие характеристики при выполнении операций с плавающей точкой. Прикладные программы, выполняющие интенсивные операции с плавающей точкой, работают быстрее на 60% - 90% по сравнению с i386DX/387DX, отставая от i486DX при той же тактовой частоте по скорости операций с плавающей точкой всего на 25%. Скорость операций с целыми числами увеличивается на 15% - 35% по сравнению с i386DX/i387DX.

Процессор Chips & Technologies 38600DX обладает несколько бо­лее высокими характеристиками при работе с целыми числами, чем i386DX, давая среднее увеличение скорости порядка 10%.

5.2. Результаты тестирования микропроцессоров с помощью па­кета The Speed Test.

Для тестирования различных микропроцессоров иногда приме­няют специальные пакеты программ processor benchmarks. Ниже приведе­ны результаты тестирования процессоров с помощью пакета программ Speed Test, ARA Copyright (C) 1994,95,96 Agababyan Robert Assotiation Used TMi0SDGL(tm)

Pentium iP5-200(3-200), 512K PB                                1318841

Pentium iP5-200(2.5-200), 512K PB                             1309353

Pentium iP5-200(2.5-200)                                              1290780

Pentium iP5-200(3-200)                                                 1290780

Pentium iP5-180, 512K PB                                            1181818

Pentium iP5-180                                                             1151899

Pentium iP55-166, Intel Triton, IWill TSW2                  1109756

Pentium iP5-166, 512K PB                                            1096386

Pentium iP5-166                                                             1076923

Pentium iP5-160, 512K PB                                            1052023

Pentium iP5-160                                                             1040000

Pentium iP5-150, 512K PB                                              983784

Pentium iP5-150                                                              968085

Pentium iP5-133, 512K PB                                              879227

Pentium iP5-133                                                              866667

Pentium iP54-75(1.5-120), Intel Triton                            812500

Pentium iP54-75(2-120), Intel Triton                               812500

Pentium iP54-75(2-120), SiS 501/503                             812500

Pentium iP5-100(2-120), Intel Triton, ASUS P55-TP4        798246

Pentium iP5-120(1.5-120), 512K PB                               798246

Pentium iP5-120, 512K PB                                             787879

Pentium iP5-120(1.5-120)                                               781116

Pentium iP5-120                                                              777778

Cx5x86-M1sc-100(3-150,Opt)                                        771186

Cx5x86-M1sc-100(3-150,Opt)                                        758333

Am5x86-133-X5-P75(4-200)                                          710938

Pentium iP5-100, ALR Revolution                                  679104

Pentium iP5-100, Intel Triton, ASUS P/I-P55TP4XE     669118

Pentium iP5-100, Intel Triton                                          669118

Pentium iP54-75(100), Intel Triton                                  669118

Am5x86-133-X5-P75(3-180), UMC8886BF/8881F        640845

Cx5x86-M1sc-100(3-120,Opt)                                        614865

Pentium iP54-75(90), Intel Triton, ASUSTeK P54-TP4  606667

Cx5x86-M1sc-100(3-120,Opt), SiS 471, GMB-486SG   600660

Am5x86-133-X5-P75(4-160), SiS 471, BTC 4SLD5.1   568750

Am5x86-133-X5-P75(4-160), SiS 496/7, ASUS PVI-SP3   568750

Am5x86-133-X5-P75(4-160), SiS 471                            561730

Am5x86-133-X5-P75(4-160), SiS 496 PCI                     561728

Am5x86-133-X5-P75(4-160)                                          561128

Cx5x86-M1sc-100(3-120), SiS 496/7, ASUS PVI-SP3   548193

Cx5x86-M1sc-100(3-120,Opt), SiS 471, GMB-486SG   535294

i80486DX4-100(120), UMC 8498F                                535294

Am5x86-133-X5-P75(3-150), SiS 471, BTC 4SLD5.1   529070

Cx5x86-M1sc-100(Opt)                                                  511236

Nx586-90(100), NxVL System Logic, Alaris                  505450

Cx5x86-M1sc-100(Opt), SiS 471, GMB-486SG             501377

Am5x86-133-X5-P75, SiS 471, BTC 4SLD5.1               469072

Am5x86-133-X5-P75, SiS 496/7, ASUS PVI-SP3          469072

Cx5x86-M1sc-100, SiS 496/7, ASUS PVI-SP3               455000

i80486DX4-100, UMC 881                                             455000

Nx586-90, NxVL System Logic, Alaris                           455000

Pentium iP5-60(66), PCI58PL                                         450495

Pentium iP5-60(66), SiS 501/502/503, ASUS P5-SP      450495

Cx5x86-M1sc-100, SiS 471, GMB-486SG                     446078

i80486DX2-66(4-100), PC Chips 18                               446078

i80486DX4-100, SiS 82C471, SOYO                             446078

OverDrive iDX4ODPR100 (486DX4-100)                      437500

i80486DX4-100, Compaq ProLinea 4/100                      433333

Am80486DX4-120SV8B, SiS 471, BTC 4SLD5.1         425234

Am80486DX4-120, SiS 471, SOYO                               425234

Pentium iP5-60, Compaq DeskPro XL 560                     406250

Pentium iP5-60, Compaq Proliant                                   406250

Pentium iP54-75(60), Intel Triton                                    406250

Pentium iP5-60, OPTi 596/546/82, Bison III v1.0           406250

Pentium iP5-60, SiS 501/502/503, ASUS P5-SP             406250

Am80486DX2-80(100), UMC 8498F                             352713

Am80486DX4-100, PC Chips 18                                    350000

Am80486DX2-80(100), SiS 471                                     345351

Cx80486DX2-100, Opti VIP                                           344697

i80486DX4-100(75), UMC 881                                      337037

Pentium iP54-75(50), Intel Triton                                    334559

Pentium iP54-75(45), Intel Triton                                    303333

U5-S33(60), UMC 491F                                                  301325

i80486SX2-50(80), SiS 471, S486G                               282609

i80486DX2-S-80, PC Chips 18                                       280864

i80486DX2-80, Symphony Haydn II                              280864

i80486DX2-S-80, UNICHIP U4800VLX, U486 WB      280864

Cx80486DX2-66(80), OPTi 495SLC                              277560

U5-S33(50), SiS 471, AV7541                                        250000

U5-S33(50), SiS 471, SOYO                                           250000

U5-S33(50), UMC 491F                                                  250000

U5-S33F(50), UMC 8498F                                              250000

U5-S33(50)                                                                      246612

U5-S33(50), CONTAQ 82C596A, G486VLI                  245946

U5-S40(50)                                                                      245946

i80486DX2-66, DELL                                                     238196

Am80486DX2-66, Forex 46C421                                   234964

Am80486DX2-66, Bioteq 82C3491                                234536

Am80486DX2-66, OPTi 495SLC                                   234536

i80486DX2-66 &E5, AcerMate 466                                234536

i80486DX2-66, ALI M1429/M1431                                234536

i80486DX2-66, SiS 82C471                                            234536

i80486DX2-66, Symphony, Predator I                           234536

i80486DX2-66, OPTi 82C682, ALR Evolution 4           233333

i80486DX2-66, PC Chips 11&13                                   233333

Am80486DX2-66, IMS 8849                                          232143

i80486DX2-66, Compaq ProLinea MT 4/66                   232143

Am80486DX2-66, UNICHIP U4800VLX, U486 WB     230964

i80486DX2-66, Intel Champion                                      230964

Cx80486DX2-66, UMC 82C491F                                  230964

OverDrive iDX2ODPR66 (486DX2-66)                          230964

Am80486DX2-66, SiS 82C471                                       229798

i80486DX2-66, Symphony Haydn II                              229768

i80486DX2-66, SiS 82C471                                            228643

U5-S33(40), SiS 82C471                                                 200441

U5-S33F(40), UMC 8498F                                              200441

U5-S33(40), Expert 4045                                                194861

i80486DX-50, UMC 82C480                                          176357

i80486DX2-50, Headland HT342/HT321                       176357

i80486SX-50, SiS 82C471                                              176357

Am80486DX-50, UMC 82C491F                                   173004

i80486DX-50                                                                   173004

i80486DX2-50, OPTi 495SLC                                        171053

Cx486S-40(50), UMC 82C491F                                     171053

U5-S33, SiS 82C471                                                       167279

U5-S33, Expert 4045                                                      162645

IBM486SLC2-66, OPTi 495XLC                                    161922

i80486SX-33(40), SiS 82C471                                        140867

i80486SX-33(40), OPTi 82C495SLC                              140867

Am80486DX-40, OPTi 82C495SLC                               140432

i80486SX-33(40) &E5, Forex 521                                  140000

i80486SX-33(40), Forex 521                                           139571

Am80486DX-40, SiS 82C461                                         138931

Cx486DX-40                                                                   135821

Ti486DLC/E-40BGA, PC Chips, M321                          126389

Cx486DLC-40                                                                 126389

Tx486DLC-40, OPTi 495SLC                                         126039

Cx486DLC-40GP, SARC RC4018A4                             123641

IBM 486SLC2-50, WD7600                                            122642

Cx486SLC-40, SARC RC2016A4, M396F                     120053

i80486SX-33, SiS 82C471                                              117571

i80486DX-33, HP Vectra 486/33VL                               116967

i80486DX-33, OPTi 82C498, Simens-Nixdorf PCD-4H 116967

i80486SX-20(33), Symphony                                         116967

i80486DX-33, Intel Champion                                        116667

i80486DX-33, Toshiba T9901C, LapTop                       116667

i80486DX-33, UMC 82C481                                          114035

i80486SX-25, IBM PS/1                                                   88694

i80486SX-25, SiS                                                              87838

i80486SX-25, HiNT CS8005                                            87500

i80486SX-25, HP Vectra 486SX/25VL                             86502

Am80386DX-40, ALI M1429/M1431                               81835

Am80386DX-40, CD-COM, M326                                   81835

Am80386DX-40 WC, SARC                                            81835

Am80386DX-40, UMC 82C491F                                     81688

Am80386DX-40, OPTi 82C391                                        81531

Am80386DX-40, UNICHIP U4800VXL                          81182

Am80386DX-40, PC Chips 5,6                                        80817

Am80386DX-40, UMC 80C481                                       80647

Am80386DX-40, OPTi 495XLC                                       80531

Am80386DX-40, Forex FRX46C402,411                        80247

Am80386SX-40, P9 MXIC                                               73387

i80386DX-33                                                                    68114

Am80386SX-40, M396F                                                   67407

Am80386SX-40, Acer M1217                                          63459

Am80386SX-40, ALI M1217                                            62329

Am80386SX-40, PC Chips 2                                            61905

i80386SX-33, Acer M1217                                               51066

i80386SX-33                                                                     49296

i80386DX-25                                                                    48925

i80386SX-33, HP Vectra 386SX/33N                               48611

Am80386SX-33, Acer M1217                                          47744

80286-25                                                                           45867

80286-20                                                                           38625

Harris 80286-20, UMC 82C208L                                     37387

80286-16, HT12                                                                29111

i80286-12.5                                                                       24125

i80286-12                                                                          22392

i80286-10, IBM PS/2                                                        15545

i80286-10, IBM PS/2 60                                                   15242

i8088-9.54, Commodore PC-20                                          5395

i8088-7.16, Commodore PC-20                                          4011

i8088-4.77, EC-1841                                                          2968

i8088-4.77, Original XT                                                      2697

i8088-4.77, Commodore PC-20                                          2658

6. Сравнительный анализ.

В середины октября 1995 года в г. Сан-Хосе (Калифорния) сос­тоялся очередной Микропроцессорный Форум. В прошлом году на нем де­монстрировались прототипы процессоров IBM Power PC 620, MIPS R10000, SUN UltraSPARC, HP PA-8000 и DEC Alpha 21164.

Из прошлогодних процессоров – дебиторов до рынка дошел только процессор Alpha 21164/300. Его производительность по тесту SPECint92 составила 341 единицу. Пребывая с такой потрясающей производи­тельностью в лидерах гонки на быстродействие процессоров, в ноябре Alpha пропустила вперед компанию Intel с процессором Pentium Pro. Страсти накалились нешуточные и вот на нынешнем форуме Digital сооб­щила, что в декабре приступит к выпуску нового варианта этого про­цессора - Alpha 21164A с тактовой частой 333 МГц, выполненного по технологии 0.35 мкм. Проектируемая производительность 500 по SPECint92.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6