Vergleich 486er VLB- vs. PCI-Mainboards

  • Wie angekündigt hier nun ein Vergleich verschiedener, später 486er Mainboards. Zur Auswahl stehen jeweils zwei Vertreter für VESA Local Bus sowie PCI, auf Basis der jeweils jüngsten Chipsatzgeneration (für 486er), mit populären Chipsätzen von OPTI, SIS und UMC. Mich hat hierbei auch interessiert, wie diese "High-End-486er" im Vergleich zu einer populären Pentium Basis aus dem Jahre 1994 abschließen. Ich habe hier bewußt keinen Pentium mit Triton-Basis gewählt.


    Die Kandidaten:


    Hier nur eine kurze Übersicht, ich gehe anderer Stelle noch genauer auf die Boards ein. Alle Boards wurden mit dem aktuellsten, verfügbaren BIOS versehen (BIOS Dateien im Anhang). Wichtig war mir bei der Komponentenauswahl eine einigermaßen zeitkorrekte Einordnung. D.h. die dargestellten Benchmarkergebnisse hätte man so auch 1995 ermitteln können und sie sind z.B. ganz gut mit denen das PC-Mag (die Herausgeber des Winstone) vergleichbar. Ok, 1024kB Cache und 32MB RAM waren schon sehr "üppig" für 1995, der normale 486er hatte 128-256kB Cache und 8-16MB RAM.



    VLB Boards:

    1. ASUS SV2GX4 Rev. 2.1 - SIS 82C471 - 1024kB Cache - SV2G4fix.zip
    2. QDI V4P895P3 V3 - OPTI 82C895 - 256kb Cache - V4P895.zip


    PCI Boards:

    1. Chaintech 486SPM M1.02B - SIS 85C496/497 - 1024kB Cache - 4spm0124.zip
    2. Shuttle HOT433 Rev. 1 - UMC UM8881F - 1024kB Cache - 433AUS2C.zip


    Pentium:

    • intel Premiere II PCI (Plato) - intel Neptun - 10016AX1.ZIP



    Testsetup:


    • CPU: AMD Am5x86 BGC 160MHz
    • CPU: intel Pentium Overdrive P24T SU014 100MHz
    • CPU: intel Pentium P54C SY007 100MHz
    • Grafikkarte VLB: Miro Crystal 20SD VL - S3 864 - 2MB DRAM
    • Grafikkarte PCI: Miro Crystal 20SD PCI - S3 864 - 2MB DRAM
    • IDE-Controller: Winbond 83757F ISA
    • Festplatte: WDAC21000H
    • Festplatte: ST32122A (für Pentium)
    • RAM: Hyundai 36Mx8 1x32MB 60ns FPM
    • RAM: EDO 32Mx8 2x16MB 50ns EDO (für HOT433 und Pentium)
    • Betriebssystem: MS-DOS 6.22 / Win3.11


    Peripherie für die Tests


    Miro Crystal 20SD PCI


    Miro Crystal 20SD VLB




    Benchmarks:


    Speichermessungen (ohne geladenem Speichermanager):

    1. Speedsys - L1 / L2 / RAM - Messung der Transferraten
    2. CTCM V1.4R - MOVSD / LODSD / STOSD (Mode3, Video, 32Bit, Timer1) - Messung der Transferreaten RAM <> Grafikkarte VGA
    3. CTCM V1.6R - MOVSD / LODSD / STOSD Mode 4105 - Messung der Transferreaten RAM <> Grafikkarte XGA mit LFB



    Windows (800x600x8bit):

    1. Winstone 95 Benchmark Suite (Gesamtsystem), ein Testlauf
    2. Wintach (reine Grafikausgabe), gewertet wird der beste Wert aus drei Messungen



    DOS (aus Phils Benchmark-Set)


    1. Superscape 1.0c - Taste 2
    2. Chris3D VGA - Taste 3
    3. Chris3D SVGA - Taste 4
    4. PCPlayer Bench VGA - Taste 5
    5. PCPlayer Bench SVGA - Taste 6
    6. Quake 1.06 - Taste c
    7. Doom - Taste b (angepasst, Vollbild mit HUD)



    ASUS SV2GX4:


    Nach meiner Erfahrung der schnellste Untersatz für einen 486er. Das Board hat den letzten reinen VLB Chipsatz von SIS (82C471) und stammt in dieser Revision aus der zweiten Jahreshäfte von 1995.



    Chipsatz BIOS Settings für diesen Test


    Pros:

    • sauschnell
    • Unterstützung L1WB für 486er
    • Unterstützung 1024kB Cache dual banked
    • Schnellste Timings für RAM (3-2-2-2) und Cache (2-1-1-1) möglich
    • Vielfältige BIOS Tweak Einstellungen
    • Schnelle Anbindung Grafikkarte (transparent Mode VLB)
    • funktionierender PS2-Maus Port


    Cons:

    • 50MHz FSB will in meinem Board nicht posten
    • L1WB für POD mit DMA Problemen
    • kein integrierter Schnittstellencontroller


    Bemerkungen zu diesem Test:


    Die neuste im Netz verfügbare BIOS Version benötigt noch einen Patch (via MODBIN, Reg. 50 und 72), damit der L2 im WB Mode mit dirty TAG läuft. Insgesamt läuft das Board mit den o.g. Komponenten super.



    Speichermessungen:

    1. Speedsys: 141,8 MB/s / 61,7 MB/s / 46,8 MB/s
    2. CTCM 1.4R VGA: 36,1 MB/s / 5,1 MB/s / 30,3 MB/s
    3. CTCM 1.6R XGA: 47,2 MB/s / 9,0 MB/s / 47,2 MB/s


    Windows:

    1. Winstone 95: 153,9 Punkte
    2. Wintach: 101,79 Punkte


    Speedsys SV2GX4




    QDI V4P895P3:


    Ein sehr schönes und stabiles Board für den VLB. Es hat den letzten VLB Chipsatz von OPTI, der auch in dem bekannten Shuttle HOT419 zum Einsatz kommt. Leider unterstützt dieses Board keine 1024kB Cache. Dieses Board stammt aus der zweiten Jahreshäfte des Jahres 1994 und ist damit der Opa dieses Tests.



    Chipsatz BIOS Settings für diesen Test



    Pros:

    • schnell und stabil
    • Unterstützung für alle intel und AMD Sockel3 CPU für L1WB
    • Pentium Overdrive läuft mit L1WB
    • Stabil mit 50MHz FSB (mit schnellem Cache+RAM)


    Cons:

    • nur 256kB Cache dual banked (2-1-1-1 Burst) bzw. 512kB Cache single banked (2-2-2-2 Burst)
    • RAM Burst bei 4-3-3-3 mit 40MHz FSB
    • wenig Tuning im BIOS möglich
    • kein integrierter Schnittstellecontroller
    • kein PS2-Maus Port
    • nur 5V und 3,45V für CPUs


    Bemerkungen zu diesem Test:


    Die DOS-Applikationen, insbesondere PCPBench und Quake, profitieren von 512kB Cache (mit leider langsamen Burst). Die Windows Applikationen sind mit 256kB Cache und schnellem Burst schneller. Für diesen Test habe ich das Board mit 256kB dual banked bestückt. Ein Waitstate (WS) sind bei den niedrigen Takten der 486er Welten in der Transferrate und bremsen den Bus drastisch aus. Ein Bus mit 40MHz ist mit einem WS pro Speicherzelle genauso schnell, wie ein 20MHz Bus ohne WS. Der zusätzliche WS im RAM Timing ist in den Speedsys-Werten gut abzulesen.



    Speichermessungen:

    1. Speedsys: 133,3 MB/s / 53,2 MB/s / 38,4 MB/s
    2. CTCM 1.4R VGA: 28,9 MB/s / 5,0 MB/s / 21,0 MB/s
    3. CTCM 1.6R XGA: 40,2 MB/s / 8,2 MB/s / 40,2 MB/s


    Windows:

    1. Winstone 95: 149,2 Punkte
    2. Wintach: 98,65 Punkte


    Speedsys V4P865P3




    Chaintech 486SPM:


    Dies ist mein erstes und problemlosestes 486er PCI Board. Das BIOS ermöglicht viele Tuning-Optionen und der schnelle SIS 85C496/497 Chipsatz holt das Beste aus der Peripherie heraus. Dieses Board stammt aus der ersten Jahreshäfte von 1995.



    Chipsatz BIOS Settings für diesen Test



    Pros:

    • sehr schnell für ein PCI Board
    • problemlose L1WB Unterstützung
    • Unterstützung 1024kB Cache dual banked
    • Schnellste Timings für RAM (3-2-2-2) und Cache (2-1-1-1) möglich
    • Pentium Overdrive läuft mit L1WB
    • Vielfältige BIOS Tweak Einstellungen
    • integrierter Schnittstellencontroller


    Cons:

    • kein PS2-Maus Port
    • kein 3,6V für CPUs


    Bemerkungen zu diesem Test:


    Läuft problemlos mit aktuellem BIOS. Wird die Festplatte am internen IDE Controller statt am Winbond ISA Controller betrieben, steigt der Winstone95 Wert um 6 Punkte! Der PCI läuft für diesen Test mit FSB Takt bei 40MHz.




    Speichermessungen:

    1. Speedsys: 141,4 MB/s / 61,3 MB/s / 46,2 MB/s
    2. CTCM 1.4R VGA: 28,7 MB/s / 4,3 MB/s / 21,0 MB/s
    3. CTCM 1.6R XGA: 32,0 MB/s / 6,8 MB/s / 32,0 MB/s


    Windows:

    1. Winstone 95: 150,7 Punkte
    2. Wintach: 97,56 Punkte


    Speedsys 486SPM




    Shuttle HOT433


    Ein schöner Vertreter mit dem beliebten UM8881 Chipsatz. Einer der großen Vorteile dieses Boards zu den meisten Konkurenten mit diesem UMC Chipsatz ist die Unterstützung von 1024kB Cache. Es gibt noch die Rev.3, die etwas kleiner ist und die 1024kB Cache nicht unterstützt. Dieses Board stammt aus der zweiten Jahreshäfte von 1995 und ist der jüngste Kandidat dieses Tests.





    Chipsatz BIOS Settings für diesen Test



    Pros:

    • sehr schnell für ein PCI Board
    • Unterstützung 1024kB Cache dual banked
    • Schnellste Timings für Cache (2-1-1-1) möglich
    • integrierter Schnittstellencontroller
    • Pentium Overdrive läuft mit L1WB
    • vielfältige Spannungseinstellungen für CPUs
    • EDO RAM Support (aber ohne Vorteil zu FPM)
    • Herstellersupport auf der Homepage


    Cons:

    • kein funktionierender PS2-Maus Port
    • mäßige Optionsvielfalt zum Tweaken im BIOS
    • Schnellste Timings für RAM (3-2-2-2) bei 40MHz nur mit schnellem EDO RAM (50ns)


    Bemerkungen zu diesem Test:

    Mit Buspark "enable" läuft das Board in Doom etwa 20% schneller sowie in Superscape ca. 10% schneller. Auf die anderen Benchmarks, sowie Windows hat diese Einstellung keinen Effekt. Mit LFB (via S3VBE Treiber) schafft das System nur 7FPS in PCPBench SVGA, statt der 9,6FPS ohne LFB. Die Messungen mit CTCM1.6 bestätigen die Probleme mit dem LFB. Ich vermute hier gibt es ein Adressierungsproblem des Grafikspeichers. Es wäre interessant, ob diese Probleme auch mit anderen UM8881 Boards auftreten. Ansonsten ist die Performance dieses Boards sehr ähnlich zum PCI-Mitbewerber, meist einen Hauch besser. Der PCI läuft für diesen Test mit FSB Takt bei 40MHz.



    Speichermessungen:

    1. Speedsys: 141,0 MB/s / 59,1 MB/s / 45,2 MB/s
    2. CTCM 1.4R VGA: 28,8 MB/s / 3,9 MB/s / 21,0 MB/s
    3. CTCM 1.6R XGA: 19,3 MB/s / 6,5 MB/s / 19,4 MB/s


    Windows:

    1. Winstone 95: 149,4 Punkte
    2. Wintach: 97,72 Punkte


    Speedsys HOT433




    intel Premiere II PCI (Plato):


    Der Klassiker unter den frühen P54 Boards. Varianten dieses Boards wurden in vielen 1994er und frühen 1995er Rechnern von Vobis, Escom und Gateway2000 verbaut. Es ist nicht bekannt für seine Konfigurationsvielfalt, aber es ist grundsolide. Das Layout entspicht fast vollständig dem beliebten Premiere I PCI (Batman) mit intel Merkur Chipsatz. Das liegt unter anderem daran, dass der Neptun im Großen und Ganzen nur eine 3,3V Erweiterung des Merkur ist. Ich liebe den Aufbau, das Layout und die Konzeption des Boards - es ist weniger ein Rennwagen, sondern vielmehr eine Limousine. Dieses Board stammt aus der zweiten Jahreshälfte von 1994.


    Pros:

    • grundsolide und absolut stabil
    • Plug&Play ist vernünftig implementiert, ein Segen für Win95
    • EDO RAM läuft problemlos (als FPM)
    • Pentium MMX Overdrive 166MHz läuft problemlos


    Cons:

    • BIOS erkennt die WDAC21000 nicht, an beiden IDE Ports
    • keine! Möglichkeit zum Tweaken im BIOS
    • scheinbar sehr "konservative" Bursts zum Cache und RAM
    • DeTurbo nur über Tastenkombination, die nicht immer funktioniert ...


    Bemerkungen zu diesem Test:


    Den Speedsys Test habe ich leider versäumt aufzuschreiben. Ich werde ihn nicht mehr nachholen, da ich meinen Lieblingsretro mit diesem Board wieder unfallfrei zurückgebaut habe und kurzfristig nicht nochmal aufmachen werde. Anstelle der WDAC21000 habe ich eine etwas langsamere Segate Medialist genommen, dafür aber am internen PCI Controller angeschlossen. Mit der WD wäre der Winstone ggf. ca. 5 Punkte besser.


    Speichermessungen:

    • CTCM 1.4R VGA: 29,0 MB/s / 4,3 MB/s / 21,1 MB/s
    • CTCM 1.6R XGA: 60,7 MB/s / 7,1 MB/s / 60,7 MB/s


    Windows:

    1. Winstone 95: 143,6 Punkte
    2. Wintach: 90,11 Punkte
  • Windows Benchmarks:


    Die Windows Benchmarks sind ein guter Indikator für die Gesamtperformance der Systeme und wie gut sie ihre Peripherie einbinden. Mit der Möglichkeit Grafiktreiber zu installieren, sind auch hier sämtliche Bremsen gelöst. Der POD befindet sich im SV2GX4 und wird mit L1/L2 in WB/WB betrieben. Hier ist anzumerken, dass der POD mit L1 WB im SV2GX4 DMA Probleme verursacht, die in dieser Testkofiguration aber keine Rolle spielen.



    Zuerst die Einzelwertungen des Winstone95 als anwendungsnaher Test des Gesamtsystems mit Board, CPU, RAM, Grafikkarte und Festplatte. Der Test profitiert sehr stark von einer schnellen Festplatte. Mit einer CF Karte könnte man sicher noch 20 Punkte mehr rausholen (Vermutung).




    Der zweite Windows Test ist WinTach, der sehr stark mit der CPU Geschwindigkeit und den Fähigkeiten der Grafikkarte skaliert. Ausgelegt für 386er in einer Win3.x Umgebung, ist dieser Benchmark frei von Optimierungen für den Pentium.




    Erkenntnisse aus den Windows-Benchmarks

    • Die Gesamtperformance der 486er Systeme ist nahezu gleich - 3% Spanne
    • Für mich die Überraschung: der Pentium 100 liegt im Winstone etwa 4% hinter dem "langsamsten" 486er dieses Tests
    • Den Wintach-Wert sollte man beim Vergleich mit dem Pentium nicht überbewerten, ist aber trotzdem beachtlich




    DOS Benchmarks



    Bei den DOS-Benchmarks habe ich die Messwerte auf den jeweils langsamsten einer Kategorie normiert, womit sich der Abstand der Systeme in den Einzelkategorien gut ablesen lässt. Ich habe hier absichtlich kein Ranking sortiert. Das würde einzelne Kandidaten in der Gesamtwertung ins falsche Licht rücken - hier kann sich jeder selbst eine Meinung bilden, was er gut findet und was nicht.

    Der POD befindet sich im SV2GX4 und wird mit L1/L2 in WB/WB betrieben. Hier ist anzumerken, dass der POD mit L1 WB im SV2GX4 DMA Probleme verursacht, die in dieser Testkofiguration aber keine Rolle spielen.



    Zuerst die reinen Messwerte aus der bekannten Benchmark-Suite von Phil




    Und dann die oben beschriebenen relativen Vergleiche




    Erkenntnisse aus den DOS-Benchmarks

    • Wie bereits zu erwarten, beherrscht das ASUS VLB das gesammte 486er Testfeld
    • Der PCPBench und Quake profitieren sehr vom großen L2 Cache, dennoch kann das VLB-Board von QDI (256kB) mit den PCI Boards (1024kB) gut mithalten
    • Die Transferraten von und zur GraKa sind bei allen Boards für VGA fast identisch, einziger Ausreißer nach oben: ASUS SV2GX4
    • Die Transferraten von und zur GraKa bei XGA (mit LFB) treiben den LocalBus ans Limit - im 486er führen die VLB Systeme mit gutem Abstand vor dem PCI, gegen den Pentium PCI hat kein 486er eine Chance
    • In den Speichermessungen für Cache und RAM (Speedsys) sind die ungünstigeren RAM-Bursts des QDI VLB zu erkennen
    • Die Boards mit den selben Cache- und Speichertimings haben die gleichen Messwerte für Cache und RAM in Speedsys, trotz unterschiedlichem Chipsatz
    • Das Shuttle PCI ist in DOS Benchmarks immer leicht vor dem Chaintech PCI - in den Winstone95 Benchmarks ist es anders herum
    • Der Fehler mit dem LFB kostet dem Shuttle PCI etwa ein FPS im PCPBench SVGA
    • Bis auf FPU lastige Applikationen wie Quake sind die 486er auf Augenhöhe mit dem richtigen Pentium 100
    • Der Pentium Overdrive in der 486er VLB Infrastruktur, analog dem 386er in der 286er Infrastruktur, als Pentium SX betitelt, dominiert den gleich getakteten, echten Pentium in jeder gemessenen Disziplin



    Mein Fazit



    Fürs erste, das ASUS SV2GX4 VLB ist auch in Windows der schnellste Untersatz für einen 486er - Ich würde aber kein Win95 mit diesem Board installieren ... anderes Kapitel. Außerdem performen die beiden Top-PCI Chipsätze von UMC und SIS nahezu identisch, abgesehen von ein paar Ausreißern beim Shuttle HOT433. Auch das QDI mit nur 256kB Cache und schlechterem RAM Timing hält dichten Anschluss zum restlichen Testfeld.


    Die Überraschung ist für mich der Vergleich zum echten Pentium. Mit dem richtigen Unterbau knacken die 486er sogar einen P100, insbesondere in den Produktivbenchmarks von Windows, und dazu benötigt es noch nichtmal 1024kB Cache (siehe Winstone vom QDI VLB).

    Der Pentium hat mit 66MHz zu 40MHz einen deutlich höhren Takt des Datenbusses, der dazu auch noch mit 64Bit doppelt so breit ist wie der des 486er. Zur Ehrenrettung des Pentium muss man aber sagen, dass der Local Bus (PCI) nur mit 33MHz statt den 40MHz der 486er läuft.

    AMD hätte sich mal besser darauf konzentrieren sollen, den 486er auf 200MHz (6x33MHz) zu beschleunigen, als den K5 zu basteln, naja, hinterher ist man immer schlauer ...


    Insgesamt, auch in Ergänzung zu den 486er Grafikkartentests für VLB und PCI, ergibt sich ein überschaubarer, aber eindeutiger Vorteil von VLB gegenüber PCI im 486er. Außerdem lief der PCI um 20% übertaktet (von 33MHz auf 40MHz), woran einige Festplattencontroller bereits scheitern und womit ich persönlich keinen Retrorechner dauerhaft betreiben würde.

    Die Testergebnisse lassen sich aber gut auf schwächere und PCI-normgerecht getakteten CPUs skalieren.





    Schlussbemerkung



    Warum ein Neptun und kein Triton für den Pentium? Der Neptun hat eine Performance, die sich sehr gut im Mittelfeld der 1995 verfügbaren P54 Systeme befindet und ist damit eine gute Repräsentanz für die Jahre 1994/95 - der Hochpunkt der 486er. Der Triton ist mit PB Cache mit Abstand der schnellste Pentium Chipsatz in 95 und spielt mit 10-20% Performance-Plus in einer anderen Liga. Mit Async Cache, also dem, der auf den 486er und dem Neptun Board steckt, läuft der Triton auch nicht schneller als der Neptun.

  • Interessanter Vergleich, danke dafür!

    Dass der Pentium sich nicht so richtig von den 486ern absetzen kann, liegt wohl eher an der Testauswahl. Sobald FPU-lastige Sachen drankommen, also Quake und jegliche Form von 3D-Beschleunigung, ist der Pentium im Vorteil. Versuch mal eine Voodoo-Karte in die 486er einzubauen...

    Interessant wäre noch, wie sich die "1st-Gen" 486-PCI-Boards mit Intels Saturn und Aries im Vergleich zu den fortgeschrittenen Systemen mit UMC, SiS und ALi Chips schlagen. Meine Prognose wäre, dass die Intel-Teile etwas langsamer sein müssten, sowohl im Vergleich zu den VLB-Boards als auch zu den neueren PCI-Boards. Das De-Facto-Referenzboard in Sachen PCI für den 486er war ja mal das Asus PCI/I-486SP3G mit Saturn2-Chipsatz.

  • Sehr gern!


    Ja den Saturn hätte ich gern mit aufgenommen, habe leider keines ;) Der hat glaube ich sogar Memory Interleave. Und dann ist da noch die Frage, ob der noch die 40MHz FSB und PCI verträgt sowie L1/L2 WB mit dem Am5x86.


    Das Setup der Systeme habe ich reproduzierbar dargestellt. Wenn Du ein Saturn Board hast, dass man damit laufen lassen kann, schicke ich Dir gerne leihweise CPU, Grafikkarte und Festplatte zur Ergänzung der Testreihe zu. :)

  • Ich hab ein 486SP3G mit Saturn-II hier und auch ein PVI/I-486AP4. Das SP3G kann aber keine 40MHz Bustakt, nur 25 und 33, da wird das mit dem direkten Vergleich nix. Der PCI-Bus auf den Intel-Boards ist auch etwas...seltsam, weil alt und nur PCI 2.0. Längst nicht alle Karten laufen damit.

    Das AP4 kann 40MHz, hat dazu noch einen VLB-Slot, der aber anscheinend irgendwie am PCI-Bus hängt und nicht umgekehrt. Ob das Teil auch DRAM-Interleave kann, weiß ich nicht, der Aries war wohl die Low-Cost-Variante vom Saturn.

  • So, ich habe interessante Benchmark durchgeführt.



    Basis: Soyo 4SA2 VIP Mainboard, der nicht gute Performance aufweist.

    CPU AMD 5x86 @ 160 Mhz, 256kb L2 Cache 1 Bank, 16MB PS/2 FPM parity.

    CF Karte 512MB MS-DOS 6.22 , ohne S3VBE20, DOSbench-Paket von Phil.

    Einmal editiert, zuletzt von matt ()

  • Hoom


    Klasse Aufstellung der Tests! Vorallem weil mein QDI V4P895P3/SMT Board dabei ist. Allerdings meiner in V4 was aber denke ich kein Einfluss auf tests haben sollte.


    Eine Frage zur Bios Version. Ich habe auf meinem MB folgende Version drauf:



    Ist die identisch mit der von Dir getestete?

Jetzt mitmachen!

Sie haben noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registrieren Sie sich kostenlos und nehmen Sie an unserer Community teil!