Обзор процессора IDT Winchip 2 266

Когда в 1997 году никому неизвестная фирма IDT заявила, что будет делать свой x86 процессор, поверить в это было практически невозможно. Казалось, что попытка четверых "Кулибиных", собравшихся на кухне и решивших сделать такую сложную микросхему с нуля обречена на провал. После того, как стали известны первые детали об их тогда еще будущем продукте, процессоре C6, сомнения только усилились. Инженеры тогда решили сделать процессор Pentium-класса, базируюсь на 486 архитектуре. Все было упрощено до предела - ни суперскалярных конвейеров, ни внеочередного выполнения, ни виртуального исполнения, ни переименования регистров, ни перенаправляющих буферов. В нём даже не было механизма предсказания переходов! Зато было достигнуто то, что процессор получился дешевым, с малым выделением тепла и с малым размером ядра.

Все это здорово, но пользователи все же обращали внимание не на размер ядра, а на производительность. А с ней у IDT C6 было далеко не так хорошо. То есть конкурировать с другими процессорами C6 мог только по целочисленной арифметике, арифметический сопроцессор же, впрочем, как и блок MMX, показывали производительность примерно вдвое меньше интеловских конкурентов. На все это наложилась бездарная рекламная политика IDT, и в результате C6 так и не стал хитом продаж.

Однако, следует отметить еще пару моментов, по которым IDT C6 "сделал" всех. Во-первых, это - обратная совместимость. Начиная с Intel Pentium MMX и AMD K6, Socket-7 процессоры стали использовать пониженное напряжение ядра - 2.8-2.9В, в отличии от обычного Pentium, который требовал 3.3-3.5В. Соответственно, если вы пожелали бы сделать апгрейд со старого Pentium на какой-то другой новый Socket-7 процессор, то столкнулись бы с необходимостью покупки новой материнской платы. Далее, переход к 100-мегагерцовой системной шине у старших моделей AMD K6 и K6-2 снова потребовал бы новую системную плату. В результате, обещанной совместимости не получалось. Здесь-то и нашел свое место IDT C6, или Winchip, как его назвали впоследствии. Этот процессор работал на старом напряжении ядра 3.3-3.5В и использовал 66-мегагерцовую FSB. То есть, пользователи, не желающие менять системную плату, легко могли сделать апгрейд с использованием IDT Winchip. Вторым сильным моментом IDT Winchip являеется то, что при своем малом энергопотреблении нагрев этого процессора при работе гораздо меньше конкурирующих продуктов, что позволяет его использовать и в ноутбуках. Правда, по описанным выше причинам, широкого применения в них он все же не нашел.

Используя весь свой приобретенный на процессорном рынке опыт, IDT решила усовершенствовать свой Winchip и не так давно выпустила следующую модель своего детища - Winchip 2. Что же он из себя представляет? Вот спецификация этого процессора, ориентированного на самый нижний сегмент рынка:

• Устанавливается в разъем Socket7, с которым совместим электрически и физически
• Программно совместим с семейством Intel Pentium и всеми x86 приложениями
• Совместим с технологией MMX
• L1-кэш 64 Кбайта - по 32 Кбайта на код и данные
• Два суперскалярных блока MMX
• Системная шина 66 и 100 МГц
• Небольшой размер ядра - 58 кв.мм при технологии 0.25 мкм. Выпускаются также версии чипа и по 0.35 мкм технологии.
• Блок 3DNow!. Имеется 2 конвейера, оперирующие с двумя парами вещественных чисел одинарной точности
• 3DNow! поддерживается в DirectX 6.0 и выше
• Выпускаются следующие модели - 225 МГц (75-мегагерцовая шина), 233 МГц (100-мегагерцовая шина), 240 МГц (60-мегагерцовая шина), 250 МГц (83 и 100-мегагерцовая шина), 266 МГц (66 и 100-мегагерцовая шина), 300 МГц (75 и 100-мегагерцовая шина)
• Напряжение ядра - 3.3 или 3.5В в зависимости от партии

Ну что ж, пора остановиться на изменениях по сравнению с Winchip конкретнее. Итак, во-первых, в Winchip 2 сопроцессор стал конвейерным. Это очень важно для увеличения производительности кристалла в играх, использующих FPU одновременно с целочисленными инструкциями, как например в Quake2. IDT во внедрении этой технологии опередил даже AMD, не реализовавшую конвейерный FPU даже в своем K6-3. Во-вторых, в новом Winchip 2 добавлен еще один (второй по счету) конвейер MMX, а следовательно и удвоилась производительность этого блока. На самом деле, это не очень логичная инновация, так как MMX-инструкции использует крайне малое число реальных программ. Ну и в-третьих, IDT лицензировал у AMD их технологию 3DNow!, позволяющую при определенной поддержке со стороны приложений получить немалый прирост быстродействия при расчете 3D-сцен. 3DNow!, а не SSE от Intel было выбрано IDT для встраивания в свой процессор неспроста - к настоящему моменту число приложений, поддерживающих 3DNow! все же больше, так как эта технология появилась на рынке значительно раньше. Видимо, IDT надеется, что эта пропорция в числе приложений с поддержкой 3DNow! и SSE в дальнейшем сохранится. Ну и наконец, расширена линейка частот процессоров и в некоторых моделях добавлена поддержка 100-мегагерцовой системной шины.

То есть, и новая модель IDT Winchip 2 остается лучшим вариантом для апгрейда на старых системных платах, как с имеющейся 100-мегагерцовой системной шиной, так и без нее. Напряжение ядра осталось неизменным, а следовательно для того, чтобы запустить IDT Winchip 2 на любой Soсket-7 системной плате, достаточно только обновить BIOS. Воистину, замечательная находка для апгрейда с минимальным вложением средств!

На настоящий момент существует две ревизии Winchip 2. Отличаются они тем, что более новая ревизия A поддерживает и дробные коэффициенты умножения. Ранняя ревизия этого процессора, как впрочем, и оригинальный Winchip могут умножать частоту FSB только на целые коэффициенты. Теперь же стали доступны не только все обычные множители, но и два очень интересных числа 2.33х и 2.66х, которые генерируются внутри процессора и устанавливаются на материнской плате как 5х и 5.5х. Они могут применяться, например, совместно со 100-мегагерцовой системной шиной.

Для маркировки своих 100-мегагерцовых процессоров IDT использует PR-рейтинг, подобный Cyrix. В частности, 266-й процессор, который тестировали мы, работал на реальной частоте 233 МГц (2.33х100 МГц). Для оценки этого рейтинга IDT использует сравнение производительности с процессорами AMD K6-2 по тестам ZD Winstone 99 и ZD 3DWinbench 99.

Вот, пожалуй и все, что можно сказать об IDT Winchip 2. Пора перейти к тестам. Мы будем использовать в наших бенчмарках 100-мегагерцовый IDT Winchip 2 266 и AMD K6-2 266. Для сравнения был протестирован и Intel Celeron 266 МГц. В остальном, было использовано следующее оборудование:

• системные платы Chaintech 6BTM и Chaintech 5AGM2;
• видеокарта ASUS V3400TNT (на чипсете Nvidia Riva TNT) с драйверами Detonator;
• 3D ускоритель Creative 3D Blaster Voodoo2;
• звуковая карта на чипе Ensoniq ES1370;
• жесткий диск IBM Titan DTTA 371010;
• 128 Мбайт SEC PC-100 SDRAM;
• операционная система Windows98;
• во всех 3D-тестах было установлено разрешение 800x600x16.

Первым делом мы проверили производительность IDT Winchip 2 по тесту Winstone 99, который позволяет оценить быстродействие процессора в офисных приложениях:

Как того и следовало ожидать, AMD K6-2 266 и IDT Winchip 2 266 показывают тут практически одинаковые результаты. Это и не мудрено - PR равный 266 дан IDT Winchip 2 базируясь именно на этом тесте. Да и раньше Winchip по целым числам показывал неплохие результаты. Правда, теперь они у Winchip 2 где-то на 10% выше, чем у Winchip.

Посмотрим теперь на результаты по CPUMark 99:

Этот тест показывает производительность целочисленной арифметики и скорость работы подсистемы памяти. То, чторезультат получился ниже, чем у AMD K6-2 говорит скорее всего о том, что в части взаимодействия с памятью Winchip 2 есть куда совершенствовать.

Посмотрим на FPU:

Как был сопроцессор у IDT Winchip слабый, так им и остался у Winchip 2. Правда, полученный результат еще не говорит о том, что в реальных приложениях ситуация будет такой же. Дело в том, что хоть FPU работает у Winchip 2 и не быстро, зато одновременно с выполнением целочисленных операций, чего нет у AMD K6-2, в котором сопроцессор неконвейерный. Ниже, мы увидим, как это отражается на реальных приложениях. Кстати, результат Intel Celeron 266, приведенный здесь для сравнения, ясно дает понять, как далеко продвинулся Intel в совершенствовании своего арифметического сопроцессора. Мягко говоря, конкурентам такое и не снилось. Но посмотрим на результаты процессоров в Quake2 - игровом приложении, как раз использующем конвейерность сопроцессора:

Поддержка 3DNow! здесь, естественно, была отключена для того, чтобы сосредоточиться именно на использовании FPU. В результате мы видим, что несмотря на значительное отставание в скорости "чистого" арифметического сопроцессора IDT Winchip 2 показывает результат, близкий AMD K6-2 именно благодаря конвейерности своего сопроцессора. Так что pipelined FPU - это круто.

Теперь обратим взор на блок ММХ, производительность которого в IDT Winchip 2 удвоена по сравнению с предшественником IDT Winchip. Для тестирования производительности этого блока мы использовали Intel Media Benchmark - тест, выполняющий декомпрессию MPEG-1, обработку изображения различными фильтрами и построение 3D-сцены при помощи MMX-инструкций. Вот результаты:

Прямо скажем, результаты не выдающиеся. Блок MMX у IDT Winchip 2 работает плохо. Правда, хорошим утешением для IDT может являться то, что приложений, использующих MMX-команды крайне мало и их число вряд ли вырастет сильно. MMX - это целочисленные SIMD инструкции, а разработчики гораздо охотнее используют арифметику с плавающей точкой, предоставляемую 3DNow!. Так что более интересен вопрос о качестве реализации в Winchip 2 технологии 3DNow!. Посмотрим, что говорит нам на этот счет CPU 3DMark:

Да, и здесь у IDT Winchip 2 не все так хорошо, как хотелось бы. Превосходство при включенном 3DNow! AMD K6-2 почти в полтора раза говорит о многом. В реальных же приложениях, которы е используют 3DNow!, например в Quake2, работающем через 3dfx OpenGL miniport результат получается такой:

Как и следовало ожидать, IDT Winchip 2 в этом случае сильно отстает. Но тем не менее, его результат не многим хуже, чем у интеловского Celeron, который ни про какие 3DNow! слыхом не слыхивал.

Ну и в заключении, посмотрим на производительность процессора в Unreal - популярной игре, сильно загружающей весь процессор.

Результат не блестящий, но играть можно. Однако же, стоимость IDT Winchip 2 примерно совпадает с ценой AMD K6-2 той же частоты, потому с точки зрения производительности наиболее оптимальным выбором становится последний.

Теперь пара слов о разгоне. То, что IDT Winchip 2 при работе остается практически холодным наводит на мысль, что он должен хорошо работать на повышенных частотах. Однако не тут то было! Добиться от этого процессора более высоких результатов таким популярным методом не удалось. При минимальном повышении частоты выше номинальной наблюдается нестабильность в работе. К сожалению, надежды оверклокеров не оправдались.

Выводы

Подобьем бабки. Если смотреть объективно, то ни по каким тестам IDT Winchip 2 не превосходит AMD K6-2, стоимость которого не намного выше. То есть, если выбирать просто лучший Socket-7 процессор, то это - AMD K6-2 или К6-3. Однако, не следует забывать два основных преимущества Winchip 2. Первое - наличие очень дешевых младших моделей. В том самом нижнем сегменте рынка, откуда AMD уже ушла, IDT может чувствовать себя полноправным хозяином. И второе - беспрепятственный апгрейд, не требующих замену старых системных плат, не поддерживающих двойной вольтаж CPU и 100-мегагерцовую системную шину. То есть, своим целям IDT Winchip 2 полностью удовлетворяет. В дальнейшем же, IDT планирует еще несколько увеличить производительность своих процессоров на тех же тактовых частотах, удвоив размер L1-кеша.

Но главный вывод - маленькая компания IDT доказала миру, что такое сложное устройство, как микропроцессор может быть разработано не только мощными корпорациями, но и небольшими коллективами грамотных специалистов. Надеюсь, этот тезис подтвердит еще раз и компания Rise.