Ретроклокинг: тестируем WinChip, Cyrix, IBM и других представителей Socket 7

Оглавление

• Вступление
• Немного истории
• Тестовый стенд
• Результаты тестов
• Super Pi mod. 1.5XS
• PiFast v.4.1
• wPrime v.1.43
• HWBOT Prime v.0.8.3
• 3DMark 2000 Pro v.1.1
• 3DMark 2001 SE Pro b330
• AIDA64 5.50.3600
• Заключение

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. После знакомства с Суперменом в виде процессора AMD Athlon 64 FX-51 мы вновь вернемся к платформе на Socket 7, благо есть повод.

Из всего разнообразия процессоров на Socket 7 далее будут рассмотрены такие интересные экземпляры CPU как Cyrix, WinChip, IBM, ST и Rise. Данный набор завершает глобальную тему видового разнообразия Socket 7.

Для начала напомним прочие материалы по данной тематике:

• Изучаем разгонный потенциал семи процессоров Intel Pentium MMX;
• Разгоняем Pentium MMX на ядре Tillamook;
• Разгоняем AMD K6;
• World Fastest Intel Pentium MMX.

А теперь кратко расскажем о каждом процессоре.

Немного истории

WinChip или IDT WinChip (Integrated Device Technology), процессор разработанный компанией IDT, а точнее ее подразделением Centaur Technology. Перед инженерами Centaur Technology была поставлена задача сделать недорогой процессор с умеренной производительностью, небольшим тепловыделением и такой же стоимостью проектирования.

У IDT, основанной в 1980 году, был большой опыт в проектировании разнообразных интегральных микросхем и наработки связанные с RISC архитектурой. В результате на свет появился первый процессор IDT WinChip С6. Функциональность в основном соответствовала Intel Pentium, но с точки зрения процессорной архитектуры С6 был ближе к процессорам 4-го поколения (Intel 80486).

Процессоры семейства WinChip представляли собой x86-совместимые процессоры с внутренней RISC-архитектурой, где инструкции x86 выполняются не напрямую, а после преобразования их в простые внутренние микрооперации. Конвейер процессора не был суперскалярным и насчитывал всего 4 ступени. Диапазон тактовых частот начинался с 180 МГц и заканчивался 240 МГц.

Процессор поддерживал набор инструкций MMX, однако позволял исполнять только одну инструкцию за такт в отличие от в Pentium MMX, который мог выполнять сразу две. У процессора так же отсутствовали такие технологии как предсказание ветвлений, внеочередное исполнение и переименование регистров, то есть в технологическом плане он отставал от Intel. Но благодаря упрощению архитектуры процессора и выбору оптимальной компоновки транзисторов, инженерам Centaur Technology удалось заметно сократить площадь ядра процессора, а также снизить тепловыделение.

Рабочее напряжение у него составляло 3.3 В, то есть он мог устанавливаться в самые ранние материнские платы на Socket7, рассчитанные на подачу напряжения на процессор 3,3В. А вот для Pentium MMX уже необходимо было сменить материнскую плату, так как на ядро процессора должно было подаваться 2,8В, а на цепи питания - 3.3В. Но благодаря эксклюзивной компоновки транзисторов процессор оставался холодным и выделял меньше энергии, чем конкуренты. У WinChip С6 были и другие отличительные черты такие как слабый FPU блок но в 2 раза больший по размеру кэш первого уровня по сравнению с Pentium MMX.

Процессор получился неоднозначным, с одной стороны прогрессивный в плане разработки и некоторых характеристик, но заметно уступающий в производительности эталону, в лице Pentium MMX. Но есть и обратная сторона медали – стоимость. 200 мегагерцовый WinChip С6 стоил $135, Pentium MMX с такой же частотой оценивался в $550. Аналог AMD с аналогичной частотой продавался за $350, выходит очень неплохая экономия и как вариант для апгрейда парка старых машин с платами без двойного питания, куда было не установить современные по тем временам CPU.

Спустя год, осенью 1998-го свет увидел следующий процессор IDT – WinChip2. Процессор получился гораздо лучше предшественника. Он получил два блока для инструкций MMX, блок предсказания ветвлений, набор инструкций 3DNow!, конвейерный математический сопроцессор, который давал хорошую прибавку в приложениях использующих FPU, 100 МГц системную шину. Частотный диапазон моделей лежал между 200 и 240 МГц. Процессор по-прежнему мог устанавливаться в старые материнские платы, так как подаваемое напряжение оставалось прежним 3.3В.

Весной 1999 года вышла обновленная ревизия WinChip 2A. WinChip 2A производился по более тонкому тех. процессу 250 нм. и уже имел двойное питание, для апгрейда старых материнских плат он уже не подходил. Зато тактовые частоты подросли вплоть до 300 МГц. На осень 1999 года был запланирован выпуск WinChip 3, но в сентябре Centaur Technology приобрела небезызвестная VIA Technologies, которая затем использовала все наработки Centaur Technology в своих процессорах VIA Cyrix III/С3.

Пожалуй, самым интересным игроком на рынке процессоров в конце 1990-х была американская компания Cyrix Corporation, которая разрабатывала процессоры с аналогичным именем. Говоря о процессорах Cyrix для Socket7, я буду иметь в виду семейство Cyrix MII.

Cyrix MII это последний процессор Cyrix Corporation, призванный конкурировать с Intel Pentium II. Процессор также имеет свои отличительные черты. Маркировка процессоров Cyrix производится не по тактовой частоте, а по «Performance Rating» - индексу соответствия производительности модели конкурента Intel. Процессор имеет кэш-память первого уровня, объем которой составляет 64 Кб, производится по 350 нм. техпроцессу, поддерживает MMX инструкции, но блок FPU процессора обладает очень низкой производительностью, процессор поддерживает современное по тем меркам двойное питание и имеет очень демократичную стоимость.

Но главная отличительная черта Cyrix это частота FSB, которая имеет нестандартные значения 75, 83 МГц. Не каждая материнская плата могла нормально функционировать при FSB = 83 МГц, если плата поддерживала делитель частоты шины PCI в соотношении 1:1 и 1:2 с FSB, то в последнем случае частота PCI равнялась 41,5 МГц и далеко не все PCI устройства могли беспроблемно на ней функционировать. Если материнская плата поддерживала делитель 1:3, то частота шины PCI уже была ниже рекомендованных 33 МГц и равнялась 27,6 МГц, что в конечном итоге негативно сказывалось на производительности.

PК-рейтинг тоже вещь занятная, у меня есть два процессора Cyrix M2 c одинаковым рейтингом «300», но с разными тактовыми частотами и разной частотой FSB. В первом случае это 66 х 3.5 = 231 МГц, во втором 75 х 3 = 225 МГц. Вот такое разнообразие. PR рейтинг семейства M2 начинался с «233» (реальная частота 200 МГц) и заканчивался «400» (реальная частота 285 МГц).

На мой взгляд, процессор с частотой FSB=75 МГц должен разгоняться лучше, однако на практике процессор с FSB=66 МГц показал лучший разгонный потенциал, что еще раз подтверждает факт, что разгон это лотерея.

Хотя Cyrix MII был неплохим процессором и где-то даже революционным, но коммерческого успеха он не получил. Cyrix Corporation не имела своих производственных мощностей и всегда полагалась лишь на свой штат инженеров и никогда не лицензировала ничьих разработок, но зато участвовала в судебных тяжбах с Intel. При производстве своих процессоров она пользовалась услугами ведущих чипмейкеров, таких как Texas Instruments, IBM и SGS-Thomson.

В последующем Cyrix в результате слияния вошла в состав National Semiconductor и тем самым получила доступ к производственным мощностям и активам полупроводникового гиганта. Но успех был недолгим, руководство National Semiconductor не разделило дальнейшую стратегию Cyrix, из нее начали потихоньку уходить инженеры, а спрос на M2 параллельно начал сильно снижался. На волне таких потрясений National Semiconductor избавляется от Cyrix, продав ее VIA Technologies.