In Ergänzung zu meinen Grafikkartentests für VLB und PCI sowie den Systemvergleichen von VLB und PCI kommt hier nun der 486er CPU Vergleich. Es gibt bereits sehr viele Vergleiche, insbesondere der von feipoa bei Vogons ist hier eine Referenz. Diesen fehlt es für meine Verständnisse und die Ableitungen, die ich ziehen möchte, zum einen an Nachvollziehbarkeit und zum anderen an Interpretierbarkeit, da zwischen den Tests die Boards wechseln oder der Local-Bus-Takt (PCI) ab 40 oder 50MHZ FSB halbiert wird.
Als Basis nehme ich ein Board, das sowohl mit allen zu testenden CPUs klar kommt, als auch den Local-Bus synchron zum Frontside-Bus (FSB) steigert – dies geht beim 486er nur mit dem VLB. Die weiteren Komponenten (RAM, IDE-Controller, Festplatte) entsprechen denen der vorherigen Tests. Da ich diese Testreihe vor den anderen Reihen gestartet hatte, verwende ich hier noch eine andere Grafikkarte.
Mit dieser Testreihe möchte ich folgende Fragen beantworten:
- Welches die schnellste CPU mit Serientaktung für den 486er (ggf. nach den Cx5x86 120/133, die nicht an diesem Test teilnehmen)?
- Was bringt größerer L1 Cache?
- Ist der L1 Cache mit Write Back (WB) Strategie wirklich schneller als Write Through (WT)?
- Intel vs. AMD vs. Cyrix?
- Einfluss des FSB und ist der DX/50 wirklich schneller als der DX2/66?
Der Testaufbau:
- Mainboard: QDI V4P895P3 V3.0, 512kB Cache 12ns
- Festplatte: Western Digital WD Caviar 21000 1GB
- IDE Controller: Winbond ISA Multi-I/O Controller
- RAM: 32MB FPM 60ns
- Grafikkarte: Diamond Stealth 64 Video VRAM VLB (S3 968)
Auf der SW-Seite kommt MS-DOS 6.22 als Unterbau zum Einsatz. Gebootet wird dabei bis auf den Logitech Maus-Treiber ohne TSRs sowie ohne Smartdrive mit XMS Speicher (HIMEM.SYS) sowie ohne geladene EMM386.EXE. Vor dem Start der Benchmarksuite von PhilsComputerLab wird der S3VBE20 geladen, sodass die SVGA-Tests mit LFB Unterstützung laufen. Nach den DOS-Tests wird das System im selben Modus neu gebootet und Windows 3.11 gestartet (32bit Dateizugriff aktiviert). Zur Vergleichbarkeit der Tests aus dem PC-Magazine werden alle Windows Tests mit dem Winstone95 in der Auflösung 800x600 mit 256 Farben durchgeführt.
Bei den DOS-Benchmarks wähle ich Benchmarks mit applikativem Inhalt und vermeide (aus meiner Sicht wenig aussagekräftige) synthetische Benchmarks wie Speedsys und Norton. Für die Windows Benchmarks kommt der Winstone95 zur Anwendung - eine wirklich gelungene Benchmark-Suite, die sehr anwendungsnah die Systemperformance (HDD, RAM, CPU, Graka) wiederspiegelt. Die Unterschiede der Windows-Benchmarks sind demnach eine Mischung aus allen Komponenten. Das bedeutet, wenn allein die CPU einen Vorsprung herausarbeitet, dieser hier umso härter verdient ist. In Zahlen bedeutet das, der um 33% höher getaktete Am486DX5 133 schafft im Vergleich zur selben CPU mit 100MHz (ebenfalls 33MHz FSB) nur einen ca. 12% höheren Wert im Winstone95.
Die Benchmarks:
Für DOS aus Phils Benchmark-Set
- Superscape 1.0c - Taste 2
- Chris3D VGA - Taste 3 (benötigt FPU)
- Chris3D SVGA - Taste 4 (benötigt FPU)
- PCPlayer Bench VGA - Taste 5
- PCPlayer Bench SVGA - Taste 6
- Quake 1.06 - Taste c (benötigt FPU)
- Doom - Taste b (angepasst, Vollbild mit HUD)
Für Windows kommt der Winstone95 zum Einsatz
- Business Graphics / Desktop Publishing - Aldus Pagemaker 5.0a / CorelDRAW 5.0 / MS PowerPoint 5.0
- Database - FileMaker Pro 2.12 / MS Access 2.0 / Paradox 4.5 / MS Works 3.0 (20%)
- Spreadsheet - Lotus 1-2-3 R4.01 / MS Excel 5.0 / Quattro Pro 5.0 / MS Works 3.0 (40%)
- Word Processing - Ami Pro 3.01 / MS Word 6.0a / WordPerfect 6.0a / MS Works 3.0 (40%)
Die CPUs (im Test):
- i486 SX/25 SX683 (iSX 25/33)
- i486 DX/50 SX546 (iDX 33/50)
- i486 DX2/66 SX955 (iDX2/66; WT/WB)
- i486 DX4/100 SK096 (iDX4 75/100/120; WT/WB)
- iPODP5V (iP24T 83/100; WT/WB)
- Am486 DX4 120SV8B (DX2 66/80/100; DX4 100/120 8kB; WT/WB)
- Am486 DX5 133V16BGC (DX4 100 16kB; Am5x86 133/150/160; WT/WB)
- Cx486 DX40 (CxDX 40; WT)
- Cx486 DX2-v80GP (CxDX2 66/80; WT)
- Cx486 DX4-100GP (CxDX4 100; WT)
- Cx5x86-100GP (Cx5x86 100; WT/WB) – Register: LSSER=OFF; MEM_BYP=ON; LOOP_EN=ON; DTE_EN=ON; FP_FAST=ON; CWB (nur WB)
Der AMD 120SV8B mit 8kB L1 Cache unterstützt die Multiplikatoren 2x und 3x sowie L1 WT sowie L1 WB, womit hiermit ein großer Teil der AMD CPUs abgebildet werden kann. Beim Cyrix 5x86 habe ich sehr lange und ausführlich getestet, um alle Register, mit denen in diesem System ein stabiler Betrieb sowohl mit L1WT als auch WB möglich ist, zu ermitteln. Der Unterschied zum Setzen der beiden getesteten Modi WT/WB ist lediglich der zusätzliche Parameter CWB für Mode L1WB (Tool: 5x86.exe). Die Cyrix DX/DX2/DX4 können den L1 ebenfalls in WB treiben. Mit dem Tool ctchipz.exe kann ich die nötigen Register setzen und auch zurücklesen und bestätigen. Dies bleibt in diesem Board allerdings ohne jeglichen Effekt – der L1 verharrt laut CTCM im L1WT und die Performance ist identisch.
Die Konfiguration:
Das Board verfügt über 512kB L2 Cache (12ns) in WB mit dirty Bit. Dies Cache-Konfiguration ist nur Single-Banked, d.h. es ist kein entlastender Bank-Interleave möglich. Die stabilen Burst für den Cache ergeben sich mit diesem Board für die verschiedenen FSB Taktraten wie in der unten stehenden Tabelle. Die Maximale Geschwindigkeit für den L2 Cache ist nur bei 25MHz FSB möglich.
Ich habe viele verschiedene 60ns FPM PS2 Module. Keines davon wollte bei meinen kühlen Kellertemperaturen mit dem 50MHz FSB in meinem Board einen 4-3-3-3 Burst stabil erlauben. Ich gehe davon aus, dass nur sehr gut selektierte 50ns Module dazu in der Lage sind – was allerdings bei sommerlichen Temperaturen wieder fraglich sein sollte. Der SIS 471 VLB Chipsatz schafft es, den Hauptspeicher schneller anzusteuern, allerdings möchte mein ASUS SV2GX4 nicht zuverlässig mit 50MHz FSB arbeiten. Der Opti 895 VLB Chipsatz ist nicht der allerschnellste, aber sehr stabil.
Wie auch immer mit 50MHz FSB sind zusätzliche Waitstates auf dem Bus zum RAM und zum Cache nötig, was einen Teil des Geschwindigkeitsvorteils gegenüber 40MHz und 33MHz wieder zunichte macht. Immerhin, die Grafikkarte läuft verlässlich bei 50MHz ohne bremsende Waitstates. Die einzige ISA-Karte im System (bei 50MHz verbietet sich ein VLB Controller) wird in allen Testfällen mit ca. 10MHz am 16Bit Bus betrieben.
| Cache Read | Cache Write | RAM Read | RAM Write | AT Clock |
25MHz FSB | 2-1-1-1 | 0 WS | 3-2-2-2 | 0 WS | FSB/3 |
33MHz FSB | 2-2-2-2 | 0 WS | 3-2-2-2 | 0 WS | FSB/3 |
40MHz FSB | 2-2-2-2 | 0 WS | 4-3-3-3 | 0 WS | FSB/4 |
50MHz FSB | 3-2-2-2 | 1 WS | 5-4-4-4 | 1 WS | FSB/5 |
Testergebnisse:
Zunächst erfolgt für eine faire Sortierung eine Normierung der DOS Einzeltests auf den i486DX/33. Das anschließende Diagramm zeigt die Einzelwerte der Tests. Die Tests des Winstone95 sind bereits normiert.
Einige der späten und schnellen 486er kamen lange lach dem Pentium auf dem Markt. Zum Vergleich habe ich einen Pentium 75MHz, den langsamsten Vertreter seiner Art im Sockel5, in einem damals beliebten intel Plato Board mit Neptun Chipsatz mitlaufen lassen. Die Grafikkarte war ebenfalls eine Diamond Stealth 64 Video VRAM (S3 968), aber als PCI Variante. Ich muss zugeben, das P-Rating des Am5x86 sowie des Cx5x86 ist durchaus gerechtfertigt. Betreibt man den P75 in einem PB-gechachten Triton Board, sieht das natürlich anders aus ...
Die Ergebnisse sprechen für sich, sind aber in der Fülle schwer zu erfassen, daher werde ich im Folgenden einige Auszüge zeigen und erläutern.