Erster Blick auf das Kühlsystem der ACA1240/1260

Fortschritte in Details, aber keine großen Ankündigungen.

Wir arbeiten dran - ich fürchte aber, dass wir nicht viel mehr zeigen können als letztes Jahr, weil wir "nur" Probleme "unter der Haube" gelöst haben. Zuletzt beispielsweise das Startverhalten bei kaltem Computer: Wir hatten immer mit extrem langen Standzeiten und hohen Taktfrequenzen getestet, aber nur extrem selten mit kaltem Rechner, weil die Testrechner immer über Nacht an waren um Instabilitäten zu finden.

Das macht echt total stolz wenn man wochenlang keinen Absturz provozieren kann - aber wenn dann nach ein paar Tagen Ruhe der Rechner einfach nicht zuverlässig startet, kratzt man sich am Kopf Das war ne harte Nuss, besonders weil man immer Testrechner und Turbokarte ganz abkühlen lassen muss, bis man den Fehler wieder nachstellen kann.

Ich werd' auf jeden Fall mindestens eine Karte mitbringen, auf der wir was zeigen können. Welche Geschwindigkeit und welche CPU, das kann ich noch nicht sagen. Ich habe kommende Woche noch eine Auslieferung für eine Auftragsarbeit, kann also selbst nur wenig beitragen.

Jens

Wir haben naben neben der Kühlung noch ein Ass im Ärmel, das das Übertaktungsfenster grundsätzlich erweitert. Ohne die richtigen Softwaretools werden wir aber diese Möglichkeiten noch nicht ausschöpfen. Erst die Arbeit, dann das Vergnügen

Du musst immer im Hinterkopf behalten, dass die technischen Daten der ACA1240/1260 noch nicht veröffentlicht sind. Ich würde nicht jahrelang Entwicklung bezahlen, wenn da nicht das eine oder andere Feature drin wäre, das eine echte Neuerung im Vergleich zu anderen 68040/68060-basierten Karten drin wäre. Wir haben aber immer noch eine Menge zu tun, und werden immer nur das veröffentlichen, das zu 100% verifiziert ist. Selbst die Betatester werden nicht alles wissen.

Jens

Wir versuchen erstmal weiter, den 68040 attraktiver zu machen. 68060 ist so unanständig teuer geworden...

Jens

Quote from neocdtv-guest

D.h. LC060 werden eher nicht eingesetzt?

Doch, haben wir auch - sogar welche, die offiziell 75MHz können. Die könnten attraktiv sein für Leute, die schon einen 060 von einer anderen Karte "gerettet" haben, denn da ist nach dem CPU-Tausch nichts in Sachen Lizenzen zu machen.

Quote from neocdtv-guest

Hmm wie kann man den 040 atraktiver machen?

Mehr Speed! Die Mac-Overclocker betreiben die 68040 in den alten Apple-Rechnern teilweise mit mehr als 50MHz. Wäre doch gelacht, wenn wir das nicht auch können!

Jens

Soo.. die letzten zwei Tage haben wir intensiv an der ACA1240/1260 gearbeitet. Leider ist es beim 68040-40 nicht wirklich von Erfolg gekrönt gewesen, denn der geht schon in die Knie, wenn man ihm 42MHz gibt. Ich habe extra eine Maske mit 0,65µ-Maske ausgesucht, aber auch eine V-Version mit 0,5µ-Maske versucht, die jedoch noch schlechter abgeschnitten hat.

Interessanter wurde es beim 68060-Rev.6. Da haben wir uns in 10MHz-Schritten nach oben gearbeitet, und 100MHz stabil ans Laufen bekommen. Leider ist schon bei 105MHz Schluss: Bei dem Tempo stürzt der Rechner ab, sobald Setpatch aufgerufen wird. Vermutlich kann die MMU einfach nicht so schnell - am Speicher liegt's nicht, denn den können wir mit dem 68040/40-Core bis 120MHz laufen lassen (3-facher CPU Takt für sehr kurze first-access-penalty).

Hier ein paar Screenshots von Performance-Messtools und ein AIBB-Modul. Achtung: Das ist noch nicht zuende optimiert! Es ist gut möglich, dass wir noch einen Wait state beim Ram-Zugriff 'rausholen können, dann wird der Speicher nochmal ein gutes Stück schneller. Es sieht aber so aus, als würden wir mit mehr als 80MB/s Lese-Performance schon an der Spitze dessen liegen, was es bislang für den Amiga gegeben hat.

Jens

Quote from rolle

hast du auch einen bustest der ACA1240/40?

Ist in post#4 dieses Threads. Der Shot ist zwar schon was älter, aber an der Fastmem-Geschwingigkeit hat sich kaum was verändert. Lediglich Chipmem-Lesen ist etwas schneller geworden. Ich kann nächste Woche nochmal einen 040 auf eine Karte stecken und aktuelle Tests machen.

Quote from rolle

Die 50MHz werden schon noch erklommen.
Es gab ja einige 50MHz Karten direkt für den CPU-Sockel für den Mac und im Amiga liefen die ja auch teilweise.
Da habt bestimmt nur etwas übersehen.

Nein, es war ziemlich eindeutig, dass diese CPU nicht mehr kann. Möglicherweise findet man 0,65µ-Masken die mehr als 40MHz können, aber Du musst Dir auch immer vor Augen halten, dass wir mit dem Speicherinterface etwas machen, was noch nie zuvor (auch nicht bei Apple) gemacht wurde: einen echten x-1-1-1 Burst, also mit jeder BCLK ein Langwort in den Prozessor übertragen. Die Speicher waren damals einfach nicht schnell genug. Natürlich könnten wir versuchen, das Speicherinterface zu bremsen, aber ob man dann etwas gewinnt, steht auf einem anderen Blatt: Eine CPU führt Code aus, der üblicherweise im Speicher liegt. Für jedes Kommando muss also ein Speicherzugriff gemacht werden. Ergo kann eine CPU immer nur so schnell sein, wie der Speicher an dem sie angeschlossen ist. An der Stelle kann man verdammt viel Performance liegen lassen, wenn man Fehler macht. Anders herum kann man massiv gewinnen, wenn man noch einen wait state heraus optimiert.

Siehe bereits gezeigte Performance:

ACA1240-40 erreicht über 30.000 Sysinfo-Dhrystones

ACA1234-40 erreicht knapp die Performance einer B1230-IV, welche 50MHz getaktet war

Beide holen diese Geschwindigkeit aus dem Speicher. Wenn wir also Benchmarks finden, die gleichermaßen auf einem schnellen Apple wie auf dem Amiga laufen, könnten wir vergleichen was ein 50MHz-Mac im Vergleich zur ACA1240-40 leistet.

Ich vermute, dass wir beim Übertakten des 68040 an eine ähnliche Grenze stoßen, wie schon damals bei den QFP-68030 Prozessoren: Die liefen immer problemlos auf 40MHz in den alten Designs mit 72-poligen SIMM-Steckplätzen. Als ich dann aber die ACA1231 gebaut habe, die bei knapp 42MHz lief, musste die CPU gekühlt werden, sonst war's instabil (wenn sich jemand dran erinnert oder es sogar miterlebt hat: Wir haben den ersten Kunden den Kühlkörper nachgeschickt). Das war nötig, weil die CPUs mit dem schnellen Speicher einfach viel mehr zu tun hatten und entsprechend mehr Wärme produziert haben. Das Gleiche wird höchst wahrscheinlich mit den 68040 passieren, die bei 40MHz problemlos mit dem schnellen Speicher laufen, und bei 42MHz einknicken.

Jens

Ich hab' nochmal geschaut, was für Prozessoren genau in den Apples waren: Meist waren das 68LC040, also ohne FPU, aber mit MMU. Laut dieser Übersicht sind da nur ganz wenige dabei, die schneller als 40MHz können, aber sie machen jenseits von 40MHz alle Probleme, hauptsächlich mit der Seriellen.

Ich frage mich, ob das MacOS überhaupt die MMU aktiviert? Das scheint die Schwachstelle zu sein, die MMU ist wohl das Erste, was bei höheren Frequenzen Ärger macht. Es könnte also sein, dass wir für noch höhere Frequenzen auf die MMU verzichten müssen, dafür aber die TTR nutzen können (die jedoch nur eine Granularität von 16MByte haben). Größtes "Problem" wäre dann, dass Caches im Kickstart nicht aktiviert wären, aber seit OS3.2 kann man das Kickstart ja einfach so ins Ram legen - das werden wir aber erst verfolgen, wenn ein paar Karten im Feld sind, und sich Langeweile breit macht

Jens

Quote from rolle

Auch die Geschichte mit large und small buffer erzeugt auch nicht wenig Stellschrauben die zwischen Erfolg und Scheitern entscheiden.

Das ist ein wertvoller Hinweis - bisher hatten wir immer "large buffers" eingestellt, damit die Adressen möglichst früh gültig sind. Es wäre aber nicht das erste Mal, dass die Stromaufnahme eines Chips dadurch so groß wird, dass er einfach abstürzt weil andere Teile dadurch nicht mehr richtig versorgt werden (hatten wir bei den Cyclone-II basierten Flickerfixern).

Glücklicherweise können wir die buffer sizes komplett in Software festlegen, also auch im Feld ändern, falls nötig. Es kann sein, dass die Apples die Buffers immer "klein" gesetzt haben, damit der Prozessor weniger Wärme produziert. Bei 25MHz holt man ohnehin durch die stärkeren Treiber nichts raus - die 40ns-Granularität auf dem Bus macht nahezu jede Anstrengung kaputt, irgendwo Zeit zu gewinnen.

Aktuell machen wir beim 40MHz 68040 einen 3-1-1-1 Zugriff. Der Burst ist also nach 6 Clocks=150ns gelaufen. Für die Übertaktung haben wir den Speichertakt zunächst von 120MHz auf 80MHz runter gesetzt, was dann auf 4-1-1-1 reduziert, aber Luft für höheren Takt macht. Trotzdem hat's schon mit 84MHz Speichertakt und 42MHz CPU-Takt nicht mehr funktioniert, obwohl sämtliche Setup- und Hold-Zeiten dicke eingehalten sind. Die Performance auf dem Bus ist sogar geringer, denn 7 Clocks bei 42MHz sind 166,67ns.

An die Adress- und Datentreiber haben wir überhaupt nicht gedacht - es gibt also wirklich noch einen Pfad, den wir noch nicht versucht haben.

Jens

Quote from rolle

Aus einem burst read mit 4-2-2-2 wird dann ein 8-4-4-4 bei 50MHz?

Ja, das wird so sein, wenn der Beschleuniger keinen eigenen Speicher hat. Gerade das ist aber was man sich wünscht, denn wie schon so oft hier geschrieben holt eine CPU egal welcher Bauart, seine Performance immer nur aus dem Ram. Schau' Dir die komischen 060-Adapter für die A3640 an; deren Performance ist echt unterirdisch.

Jens