”Cyrix Instead” против ”Intel Inside”
Говоря об альтернативах процессорам Intel, чаще всего имеют в виду продукцию компании AMD - второго мирового производителя процессоров для персональных компьютеров. Однако у микропроцессорного гиганта существует еще один конкурент - фирма Cyrix, выпускающая изделия того же назначения. Главное отличие продукции Cyrix - разнообразие и ориентация одновременно на несколько секторов компьютерного рынка: от максимально доступных по цене домашних компьютеров до дорогих высокопроизводительных офисных систем. Компания Cyrix разрабатывает процессоры самостоятельно, но не располагает собственными фабриками по изготовлению микросхем, так что процессоры с ее торговой маркой производят другие фирмы, из которых самая крупная - IBM Microelectronics. Почти все современные процессоры с логотипом “Cyrix” сделаны на фирме IBM. В соответствии с заключенным между двумя фирмами соглашением IBM оставляет себе половину изготовленных процессоров и продает их уже под своим именем. Никакой разницы, помимо надписей на крышках, между процессорами Cyrix и IBM нет.
Кристалл Cyrix 6x86, ранее известный как M1 (Microprocessor-1) был впервые представлен в октябре 1995 г. В то время это был единственный реальный конкурент процессору Intel Pentium - соответствующая продукция AMD появилась несколько позже. Cyrix ориентировала его на рынок высококлассных настольных систем, что, как выяснилось позднее, было ошибкой. Несмотря на то что по производительности 6x86 действительно превосходил Pentium с той же тактовой частотой, заинтересовать крупных производителей персональных компьютеров, таких, как Dell или Gateway, оказалось не так-то просто.
Помимо чисто психологических моментов, связанных с феноменальной “раскрученностью” торговой марки Pentium (убедить рядового пользователя в том, что компьютер без примелькавшегося значка “Intel Inside - Pentium Processor” вполне может удовлетворять его нуждам, - задача не из легких), а также нежелания компаний, имеющих хорошие отношения с Intel, эти отношения портить, используя продукцию конкурирующих с Intel фирм, существовал еще один неприятный фактор: сам по себе процессор 6x86 не был свободен от недостатков. Самой большой проблемой в ранних версиях 6x86 было крайне высокое по тем временам энергопотребление. Это сейчас в порядке вещей, что какой-нибудь K6-233 потребляет около 30 Вт, а у Pentium-II этот показатель еще выше. Полтора года назад далеко не все системные платы выдерживали такие токи, и надежность систем, собранных на основе 6x86, потреблявшего около 25 Вт, была под большим вопросом. Такая неэкономичность приводила также к перегреву самого процессора и системной платы, что усугубляло ситуацию. Причиной этого была большая площадь подложки процессора M1, которая в дополнение к уже упомянутым трудностям вела еще и к высокой себестоимости изделия. Не исключено, что именно это обстоятельство вынудило Cyrix позиционировать свою продукцию как альтернативу наиболее дорогим процессорам Pentium, имевшим примерно ту же производительность (за счет более высокой тактовой частоты), но свободным от указанных недостатков.
Не последнюю роль в неприятии массовым рынком процессора 6x86 сыграло и вполне сознательное пренебрежение фирмой Cyrix хотя бы видимостью программной совместимости с Pentium - с софтверной точки зрения это почти “чистый” процессор 486, хотя и с некоторыми весьма существенными улучшениями, нередко отсутствующими у конкурентов (например, страницы переменного размера). Существуют программы (в основном игровые), которые, определив 6x86 как 486, просто отказываются работать, выдавая сообщение, что им непременно нужен Pentium, несмотря на то что в ряде случаев подобные требования завышены.
На самом деле в микроархитектурном отношении процессор 6x86 - почти безупречное устройство. Достаточно сказать, что при меньшем, чем у Intel Pentium, количестве транзисторов на кристалле он обеспечивает заметно большее число инструкций, в среднем выполняемых за один такт, что и приводит к известному превосходству над Pentium при одинаковых тактовых частотах. Несмотря на большую по сравнению с конкурентами длину конвейера, 6x86 очень неплохо справляется с задачами программной эмуляции, нередко становящимися ахиллесовой пятой процессоров с многоступенчатыми конвейерами. Математический сопроцессор кристалла 6x86 несколько уступает устройству по обработке чисел с плавающей точкой процессора Pentium, однако это обстоятельство имеет значение для очень небольшого числа пользователей ПК. В целом при равной тактовой частоте 6x86 - очень выгодная покупка по сравнению с Pentium, учитывая то, что процессор Intel той же целочисленной производительности будет стоить существенно дороже.
В конце концов, справившись с проблемами избыточного энергопотребления, фирма Cyrix выпустила в начале этого года процессор 6x86L - усовершенствованный вариант “простого” 6x86, ориентировав его на сей раз на рынок недорогих систем. Такое решение было обусловлено не только учетом опыта внедрения первых версий процессора 6x86, но и появлением кристалла, официально именующегося Intel Pentium Processor with MMX technology. Последний, помимо мультимедийных расширений, имеет еще и ряд существенных отличий от “обычного” Pentium, приводящих к более высокой производительности, в том числе и на типичных офисных приложениях, не использующих технологию MMX. С новыми процессорами 6x86 может конкурировать уже только на сравнимых тактовых частотах. Как и Pentium MMX, 6x86L требует двойного питания - 3,3 В для схем ввода-вывода и 2,8 В для микропроцессорного ядра, однако в отличие от первого он не оснащен MMX-расширениями, так что в качестве прямой альтернативы новейшей продукции Intel рассматриваться может не всегда. Тем не менее ввиду интереса значительной части российских покупателей к недорогим системам стоит сравнить производительность процессора Cyrix 6x86 с тактовой частотой 150 МГц, официально именуемого 6x86L-PR200+, с показателями более современных (и соответственно более дорогих) кристаллов.
Поскольку процессоры Cyrix имеют особую организацию потока данных при обмене с кэш-памятью второго уровня (так называемый Linear Burst), полностью скоростные возможности этого кристалла раскрываются только при соответствующей поддержке со стороны микросхем системной платы. Наборы микросхем фирмы Intel не поддерживают Linear Burst, поэтому мы проводили замеры как на плате с набором микросхем Intel 430TX, так и на плате с набором VIA Apollo VP-2, поддерживающим нужный режим.
В конце мая этого года Cyrix выпустила новый процессор, ранее именовавшийся M2 (и поныне распознаваемый под этим именем программами BIOS многих плат), а теперь получивший официальное название 6x86MX. Это более быстродействующее по сравнению с M1 устройство, позиционируемое как прямой конкурент Intel Pentium MMX и даже младшим моделям Pentium II, а также процессору K6 фирмы AMD. 6x86MX поддерживает расширения MMX и подобно 6x86L, Pentium MMX и K6 требует двойного питания. В процессоре 6x86MX были сделаны серьезные улучшения, позволяющие говорить о частичной совместимости даже с кристаллом Pentium Pro, хотя весь набор дополнительных функций, присущих процессорам Intel шестого поколения, реализован не был.
В отличие от K6, позиционируемого как альтернатива процессорам Intel c той же тактовой частотой, 6x86MX, по утверждению фирмы-производителя, способен обеспечить более высокое быстродействие при меньшей тактовой частоте. Как и раньше, используется система P-рейтингов, когда помимо реальной тактовой частоты, а иногда вместо нее, указывается некая условная величина, равная тактовой частоте процессора Intel, обеспечивающего примерно ту же производительность. Эта система P-рейтингов уже была пересмотрена с момента официального выхода процессора 6x86MX. Изначально процессор с тактовой частотой 150 МГц (60x2,5) позиционировался как альтернатива 166-мегагерцевому кристаллу Pentium MMX, 166-мегагерцевый 6x86MX (66x2,5) имел P-рейтинг, равный 200, а вариант 6x86MX с тактовой частотой 187,5 МГц (75x2,5) - 233 (в скобках указаны тактовые частоты шины и коэффициенты внутреннего умножения). Последующие изменения коснулись менее быстродействующих версий. Теперь P-рейтингу, равному 200, соответствует модель с внутренней тактовой частотой 150 МГц, однако работающая не в режиме 60x2,5, а 75x2. P-рейтинг 166 в настоящий момент имеет 133 МГц модель 6x86MX (66x2). Было также повышено рабочее напряжение процессоров - теперь оно составляет не 2,8 В, как было вначале, а 2,9 В, как у процессора K6. По всей видимости, эти меры были направлены на то, чтобы повысить процент выхода годных к эксплуатации изделий.
Пока что довольно трудно найти в Москве самую скоростную версию процессора 6x86MX - c тактовой частотой 187,5 МГц. В данном обзоре мы использовали процессоры с P-рейтингом 200, но уже в современной трактовке: 150 МГц изделия с рабочей частотой шины 75 МГц и коэффициентом умножения 2. Впрочем, как показали испытания, эти экземпляры вполне устойчиво работали и в режиме 66x2,5, демонстрируя несколько более высокие результаты. Разумеется, это наблюдение не стоит рассматривать как практическую рекомендацию по “разгону” процессоров и, в частности, оптимистически распространять на все кристаллы 6x86MX.
Если не считать блока MMX, внутреннее устройство процессора M2 очень близко к M1. Вчетверо увеличен размер кэш-памяти 1-го уровня - теперь он составляет 64 Кб. Усовершенствована схема предсказания переходов. Как показывают результаты чисто процессорных тестов, среднее количество инструкций, выполняемых за один такт при условии почти стопроцентного попадания в кэш-память второго уровня, примерно одинаково для M1 и M2. На реальных задачах M2, конечно, намного быстрее, поскольку процент попаданий в 64-килобайтный кэш гораздо выше, чем в 16-килобайтный с примерно такой же логической организацией. В целом к процессору 6x86MX очень подходит определение “6x86L с большим кэшем и мультимедиа-расширениями” - в гораздо большей степени, чем при сравнении “обыкновенного” процессора Pentium и кристалла Pentium MMX.
Поскольку 6x86MX тоже может работать в режиме Linear Burst, мы, как и при испытании процессора 6x86L, использовали две платы: одну с набором Intel 430 TX, другую - c VIA Apollo VP-2.
Тестирование процессоров 6x86L, 6x86MX и Pentium MMX производилось на следующей установке:
системная плата ASUS TXP4 с 512 Кб кэш-памяти типа Pipeline Burst или FIC PA2007 с 1 Мб кэш-памяти типа Pipeline Burst;
64 Мб памяти SDRAM (2 модуля DIMM по 32 Мб каждый); видеоадаптер Diamond Stealth 3D 3000 с 4 Мбайт видеопамяти VRAM;
накопитель Maxtor 82560A4 для операционной системы Windows NT 4.0 и Fujitsu 1638TAU для операционной системы Windows 95.
Аппаратное кэширование дисковой системы не применялось. Все измерения проводились при разрешении 1024x768 точек, глубине цвета 24 бита и частоте регенерации изображения 75 Гц.
Использовались операционные системы Windows NT 4.0 (Service Pack 3.0) и Windows 95 OSR2.
Результаты, показанные процессорами на различных тестах из наборов WinStone 97 и WinBench 97, приведены в таблицах.
Как видно из полученных значений производительности, процессор 6x86MX оправдывает свой P-рейтинг только в операционной системе Windows 95 и только на приложениях категории Business Applications. Тем пользователям, которые интересуются более “тяжелым” программным обеспечением, стоит отдать предпочтение процессору Intel либо по крайней мере сделать поправку на заявленный P-рейтинг, учитывая, для какой области применения он рассчитывался. С другой стороны, нельзя не отметить, что процессор 6x86MX обеспечивает значительно большую производительность, чем Pentium MMX, если их тактовые частоты одинаковы. Так, уже при частоте 166 МГц 6x86MX лидирует в категории Business Applications не только в OC Windows 95, но и в Windows NT, притом с заметным отрывом. Сравнение показателей, полученных на платах ASUS TXP4 (набор микросхем Intel 430TX) и FIC PA-2007 (набор VIA Apollo VP-2) может показаться странным: несмотря на задействованную поддержку режима Linear Burst, производительность системы на второй плате нередко не только не лучше, но даже хуже. Причина этой аномалии объясняется тем, что при частоте системной шины 75 МГц нам пришлось деактивировать некоторые оптимизационные настройки набора микросхем, иначе наблюдалась нестабильность под управлением ОС Windows NT. Эта особенность не является общей для всех плат с данным набором микросхем, а оценочные испытания в ОС Linux, где указанный эффект не наблюдался, показали, что производительность при включении Linear Burst возрастала примерно на 3%, и там FIC PA-2007 была вне всякого сомнения самой быстрой платой для процессора 6x86MX из числа когда-либо нами виденных.
Общее впечатление от показателей производительности процессора 6x86MX в операционной системе Linux следующее: при включении его с частотой 150 МГц процессор Cyrix слегка не дотягивает до заявленного P-рейтинга, а при частоте 166 МГц - опережает Pentium MMX-200 на целочисленных операциях. В этом плане показательны времена, затраченные на сборку ядра ОС Linux. При 150 МГц на выполнение этой задачи 6x86MX затратил 254 секунды, а при 166 МГц - 234 секунды. У процессора Pentium MMX на это ушло 248 секунд.
Что же касается процессора 6x86L, то при прямом сравнении с Pentium MMX-200 он, безусловно, проигрывает. В этом нет ничего удивительного - ведь 6x86L-PR200+ позиционируется как конкурент традиционному Pentium-200, тогда как известно, что Pentium MMX даже при тактовой частоте 166 МГц заметно опережает Pentium-200 на большинстве современных офисных приложений. Интересна здесь не столько скорость сама по себе, а соотношение цена/производительность. Стоимость процессора 6x86L-PR200+ сегодня составляет менее $75. Это гораздо меньше цен на Intel Pentium MMX, AMD K6, Cyrix 6x86MX, в том числе и на менее скоростные их модификации, чем те, что использовались нами для сравнения (например, Pentium MMX-166 и 6x86MX PR166). При этом разница в производительности итоговых систем составляет не более 15%, а чаще и того меньше. Таким образом, у покупателя появляется реальный выбор: либо приобретать сравнительно мощный процессор прямо сейчас, либо остановиться пока на дешевом, но вполне надежном 6x86L, сэкономив при этом более $100 и немного проиграв в итоговой производительности. Впоследствии, когда цены на скоростные модели упадут до уровня сегодняшних 6x86L, а поддержка MMX станет непременным требованием, можно будет заменить старый процессор на более мощный.
В то время как 6x86MX ориентирован на рынок систем среднего класса, существует еще одна, пока малоосвоенная компьютерными фирмами область - персональные компьютеры домашнего применения. Определяющим фактором здесь является цена, поскольку даже на благополучном Западе средний обыватель, не связанный по роду занятий с компьютерной техникой, едва ли с готовностью выложит $2000 за полноценную мультимедиа-систему. Снижением цен на сам процессор большого прогресса не добиться: стоимость последнего и так занимает не более 15 - 25% от стоимости разумно сбалансированной конфигурации (с учетом цены монитора). В этих условиях фирмой Cyrix было предложено решение, заключающееся в реализации функций видеоадаптера и аудиовозможностей на самом кристалле центрального процессора. Себестоимость процессора при этом поднимается незначительно, тогда как исключение затрат на приобретение видео- и звуковой платы приводит к существенной экономии. Процессор, разработанный инженерами Cyrix в соответствии с этой идеологией, получил название MediaGX. В основе MediaGX - процессор Cyrix 5x86, или M1sc, представляющий собой упрощенный вариант “настоящего” M1 (6x86). Его производительность находится примерно посередине между процессорами Pentium и 486 с той же тактовой частотой. Сейчас доступны модели с тактовыми частотами 166 и 180 МГц. В ближайшее время готовится выход 200 МГц процессора MediaGX. Более существенно то, что после заключения в конце июля соглашения о покупке фирмы Cyrix компанией National Semiconductor развитию линии MediaGX придается первоочередное значение. В настоящее время ведется работа по замене ядра процессора MediaGX с устаревшего M1sc на M2 с полной поддержкой мультимедиа-расширений MMX. В этой связи интерес таких фирм, как Compaq, к технологии MediaGX выглядит отнюдь не случайным.
Процессор MediaGX выпускается интегрированным в системную плату, и замена его в большинстве случаев невозможна. В качестве образца для тестирования нами была выбрана плата P5GX-LG фирмы Elitegroup Computer Systems с установленным на ней кристаллом MediaGX с тактовой частотой 166 МГц. Поскольку объективное сравнение в данном случае невозможно (нельзя сравнивать результаты, полученные с помощью встроенного адаптера, с показателями системы традиционной конфигурации), мы просто приводим результаты тестов WinStone 97 и WinBench 97. Быстродействие рассмотренной нами системы находится на уровне среднего компьютера с процессором Pentium-100, при том, что покупка последнего обойдется долларов на 50 дороже.
Выражаем особую признательность фирме “Пирит” (095/115-7101) за предоставленное оборудование для тестирования и Interplay-Russia (095/724-8841) за образец системной платы на основе MediaGX. 4
Тестовая лаборатория PC Week/RE
