Der große 486DLC/SLC/SXL/DRx2 + BlueLightning Sammelthread

[FGB]

Liebe Gemeinde,
da hier die Zahl der aktiven Mitglieder wächst, die ein 486 DLC System ihr Eigen nennen oder sich zumindest stark dafür interessieren, kam mir die Idee, einen Sammelthread dafür ins Leben zu rufen, damit Erfahrungen und Konfigurationsfragen nicht übers ganze Forum verstreut diskutiert werden müssen.

Dieser Thread soll eine zentrale Anlaufstelle für diese kleinen, besonderen CPUs sein, auch Benchmarkergebnisse und Tweaks sollen hier ihren Platz finden.

Zunächst jedoch eine kurze Einführung zum Thema:

Der Cyrix 486DLC, der Cyrix 486SLC sowie der IBM Blue Lightning (SLC + DLC) und ihre Variationen sind allesamt Prozessoren für die 386er Plattform, die sich jedoch in zwei wesentlichen Merkmalen von 386ern unterscheiden:

Zum einen beherrschen diese CPUs den 486er Befehlssatz, zum anderen bieten diese CPUs im Gegensatz zu sämtlichen 386er CPUs einen internen Cache, was einen deutlichen Geschwindigkeitszuwachs von bis zu mehr als 100% mit sich bringt. Einen Koprozessor bieten diese CPUs nicht, die CPUs arbeiten jedoch problemlos mit FPUs der 387er Reihe zusammen, Ausnahmen sind frühe Cyrix Fasmath FPUs.

Die DLC / SLC CPUs gab es im Retail- sowie im OEM Markt als Upgradeware, oft jedoch wurden die CPUs auf Motherboards mit angepasstem BIOS verkauft und am Markt gegen die teureren 486er Einsteigersysteme positioniert.
Damit die CPUs auf "normalen" 386er Boards ihre Vorteile ausspielen können, wird ein Programm benötigt, das den Cache aktiviert und diverse andere Feinheiten des Prozessors einstellt. Wenn die optimale Konfiguration einmal ermittelt ist, ist der Betrieb meist vollkommen problemlos, die Kompatibilität mit diversen, auch ältesten Full-AT Boards ist vergleichsweise sehr gut. Hat Mensch ein Board mit bereits angepasstem BIOS, wird keine Zusatzsoftware benötigt.

Weitere Informationen zum DLC, auch zur relativen Leistung im Vergleich zum 386er gibt es hier (in Englisch): http://www.textfiles.com/computers/cpucmp14.txt

Es gibt diverse Variationen dieser CPUs:

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- Cyrix 486DLC: Der "klassische DLC", maximal 40MHz, als Ersatz für einen 386er DX Prozessor, 32-Bit intern und extern, wurde auch von Ti unter Lizenz gefertigt -> Ti 486DLC/E. 1KB L1 Cache.
- Cyrix 486SLC: Eine SMD (Auflötversion) für 386SX Boards, maximal 33MHz, intern 32-Bit, extern 16-Bit, wurde ebenfalls von Ti in Lizenz gefertigt -> Ti 486SLC/E. 1KB L1 Cache
- Ti 486SXL: Aufgebohrte Version des DLC mit 8KB L1 Cache
- Ti 486SXLC: Variante des SLC mit 8KB L1 Cache 
- IBM Blue Lightning DLC: Eigenentwicklung von IBM, SMD Version mit 386DX Motherboards, intern und extern 32-Bit, 16KB Write-Back L1 Cache
- IBM Blue Lightning SLC: Variante für 386SX Motherboards, 32-Bit intern, 16-Bit extern, 16KB Write-Back L1 Cache

Darüber hinaus gibt es auch CPUs mit internem Taktmultiplikator. Die Bezeichnungen hierfür lauten:

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- Cyrix 486 DRx2 von 32 - 66MHz (für 386DX Boards), 1KB L1 Cache
- Cyrix 486 SRx2 von 32 - 66MHz (für 386SX Boards), 1KB L1 Cache
- Ti 486SXL2 mit 50MHz (reine OEM Variante für 386DX Boards, Multi 1 per default), 8KB L1 Cache
- Ti 486SXLC2 mit 50MHz (reine OEM Variante für 386SX Boards, Multi 1 per default), 8KB L1 Cache
- IBM Blue Lightnung DLC2 und DLC3 (für 386DX Boards) mit Takt Verzwei- oder Verdreifachung bis 100MHz, 16KB Write-Back L1 Cache
- IBM Blue Lightning SLC2 und SLC3 (für 386SX Boards) mit Takt Verzwei- oder Verdreifachung bis 100MHz, 16KB Write-Back L1 Cache

Es existieren auch andere Varianten auf Upgradekits von Evergreen oder Kingston.

Hier ein Bild vom Inhalt der Retail-Version des Cyrix 486DRx2 33/66:

Cyrix 486DRx2 , 66MHz, 1KB L1 Cache

drx2.jpg (68.66 KiB) 8171 mal betrachtet

Speziell zum DRx2 muss gesagt werden, dass diese CPUs zu ihrer Marktzeit teurer waren als "echte" 486er. Trotzdem lohnte es sich in der Kosten-/Nutzenrechnung für diejenige Kundschaft, die z.B. Ende der 80er Jahre Tausende (!) von Mark oder Dollar für ihr Fullsize AT-Motherboard z.B. mit 386DX-25MHz ausgegeben hatten. Gerade diese Kunden konnten dann ihre betagte aber wohlbekannte Plattform weiterbetreiben, ohne das Herzstück, also das Motherboard, anzutasten. Texas Instruments brachte auch vom DRx2 eine eigene Variante mit 8 statt 1KB L1 Cache heraus und nannte diese SXL2.

Zur Performance:

Im Verhältnis zu ihren jeweiligen 386er Pendants sind alle dieser Exoten vergleichsweise schnell.

Die IBM Blue Lightning CPUs sind am schnellsten, wurden jedoch zu 90% in IBM eigenen Rechnern verbaut, etwa in PS/1, PS/2 und PS/1000 Serien. Die CPUs sind von der Rohleistung den "richtigen" 486er CPUs pro Takt nahezu ebenbürtig. Meist konnte Mensch bei den IBM Systemen jedoch keinen Koprozessor nachrüsten. Die restlichen 10% der Blue Lightnings gibt es auf IBM Lizenzboards und in Upgradekits.

Die Texas Instruments SXL-Versionen sind etwas schneller als die normalen DLC-Varianten, da hier 8KB L1 Cache (statt 1KB) verbaut ist. Ein SXL ist mit 40MHz mindestens gleichauf mit einem "echten" 486er mit 33MHz. Noch schneller waren nur die Varianten mit Clockdoubler, die seltenen SXL2 CPUs. Maximaltakt ist hier 50MHz. Der Multiplikator lässt sich bei SXL2 CPUs per Software Ein- und Abschalten, die CPU startet beim Kaltstart immer mit Multi 1, was die CPU sehr flexibel auf allen 386DX Boards macht (aus 386DX 20MHz wird ein SXL2 40MHz, aus einem 386DX 25MHz wird ein SXL2 50MHz und aus einem 386DX 40MHz wird ein SXL2 mit 40MHz bei Multi1 usw.)

Am häufigsten trifft Mensch heutzutage auf den "klassischen" DLC in der 33 oder 40MHz Variante mit 1KB L1 Cache. Diese CPU kann sich bereits signifikant von einem 386DX absetzen und liegt mit 40MHz nicht ganz auf dem Niveau eines "echten" 486ers mit 33MHz.

Ein wenig anders sieht es bei den SLC-Varianten für 386SX Boards aus (außer beim Blue Lighning SLC):
Diese CPUs leiden schon relativ stark unter der externen 16-Bit Anbindung und müssen dazu noch meist auf cachelosen Boards ihre Arbeit tun. Trotzdem erreicht ein SLC 33MHz die Performance eines 386 DX40 und übertrifft diese in CPU-intensiven Benchmarks sogar teils deutlich. Der größte Vorteil der SLC CPUs war die kostengünstigere Produktion der Motherboards, die aufgrund des nur 16-Bit breiten externen Buses deutlich weniger komplex waren. So konnte der SLC gegenüber der 386SX Plattform enorm an Performance zulegen. Natürlich gab es aber auch Händler, die tief in die Marketingtrickkiste gegriffen haben und die SLCs als Alternative zum 486er angeboten haben - dem Anspruch konnten die kleinen SLCs natürlich nicht gerecht werden.

Vielfalt:

Der Markt hat viele teils exotische Blüten getrieben und neben ISA-Boards auch Boards mit VLB-Schnittstellen hervorgebracht; es gibt sogar Varianten mit IBM BlueLightning SLC-CPUs (16-Bit extern) und VLB-Slots, die eigentlich eine vom 486er bekannte 32-Bit breite Local Bus Erweiterung ist und direkt am Prozessor angebunden ist.
Das verrückte ist, dass selbst ein SLC von einer VLB Karte mess- und spürbaren Nutzen ziehen kann.

Einige dieser Boards möchte ich vorstellen:

M396F mit Ti 486SLC 33MHz (1KB L1) + FPU

m396f.jpg (143.11 KiB) 8186 mal betrachtet

Shuttle HOT-317 mit Ti 486SXL 40MHz (8KB L1) + FPU

hot317.jpg (171.79 KiB) 8186 mal betrachtet

Dataexpert 495SLC mit Cyrix 486DLC 40MHz (1KB L1) + FPU

495slc.jpg (114.45 KiB) 8186 mal betrachtet

IBM Lizenzboard mit BlueLighnung SLC2 50MHz (16KB L1) + FPU

ibmslc2.jpg (123.47 KiB) 8186 mal betrachtet

Da ich jetzt mit relativ vielen Begriffen jongliert habe, möchte ich noch auf zwei offensichtliche Verwechslungsgefahren hinweisen: Der IBM BlueLightning DLC und SLC hat mit dem BlueLightning für 486er Boards nichts zu tun. Ebenfalls verwendet der BlueLighning eine andere (effizientere) Architektur als ein Cyrix DLC oder SLC.

Fürs Benchmarken nutze ich folgende Programme:

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- Doom Shareware 1.9 - Demo3, Ansicht Fullscreen -1 (Also so, dass Mensch die Statusanzeige und die Visage sieht)
- 3DBench 1.0 (nicht 1.0C aufgrund der ungenauen Skalierung auf Systemen unter 100frames / Sekunde
- PCPBench (Schalter "/vgamode" für den typischen 320x200 Modus)
- NSSI (crasht auf manchen Systemen)
- Speedsys 4.78 (crasht auf manchen Systemen, nicht geeignet zur Bestimmung der CPU und Grafikkartengeschwindigkeit, zeigt bei Cyrix DLC / SLC den L1 Cache nicht an)

Gerne benche ich euch ein beliebiges Board mit beliebiger Grafikkarte.

Dieses Posting wird bei Bedarf erweitert und editiert, ich erhebe keinen Anspruch auf Richtigkeit oder Vollständigkeit meiner Angaben, kann gut sein, dass bei den Bezeichnungen auch mal was schiefgegangen ist - dann bitte ich freundlich um Korrekturhinweise.

Viele Grüße
Fabian

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//Errata:

Danke an matze79 für den Hinweis, dass es den DRx2 / SRx2 auch bereits als 16/32 Variante gab!

[FGB]

- Reserviert für spätere Ergänzung -

[CrazySheriff]

Ein schönes Thema, gute Idee Ich habe folgendes Bundle:



Ein FX-3000 Rev. 1.0 (unbekannter Hersteller, Komboboard 386/486) mit TI486DLC/E-40BGA & IIT 4C87DLC-40.

[nicetux]

Das finde ich ist eine tolle Idee Fabian, dass du das alles angefangenen hast zusammen zu tragen. Diese Prozessorgruppe ist eine Welt für sich.

Die Kombiantion ti486DLC + IIT4C87DLC40 habe ich auch in einem anderen System am Laufen - bestiefelt mit Win95A

Das Dataexpert 495SLC ist ein hübsches Mainboard,würde mir auch gefallen .

[FGB]

@Crazysherrif: Danke für die Blumen
Magst du das Board mal durch ein paar Benchmarks jagen? Hast du ne Tseng ET4000 oder eine WD90C31 Grafikkarte? Würd mich sehr interessieren, was du maximal erreichst.

@nicetux: Danke! Jo, wurd auch mal Zeit, dass wir die Infos irgendwo übersichtlich bereitstellen. Schau mal genau auf die TI CPU auf dem HOT-317. Das ist ein SXL, der hat 8mal so viel L1 Cache
Das Dataexpert ist wirklich klasse, nimmt auch 486er CPUs auf. Leider läuft es nicht (noch nicht ?!) mit SXL-CPUs zusammen, aber man kann nicht alles haben

[philscomputerlab]

Ich habe nur den 486DLC und eine Seite auf meiner Homepage. Die Benchmarks sind mit L1 Cache und ohne L1 Cache und 386DX-40 zum Vergleich.

Die chips sind sehr cool, aber nicht billig. Da ist es oft einfacher gleich ein 486er bundle zu ergattern.

[matze79]

Tja da hat IBM sich damals was nettes ausgedacht um ihre PS/2 Systeme Baugruppen noch mal ordentlich zu Boosten ohne gleich ein neues Mainboard + Chipset zu produzieren :D

Die 386SLC und 486SLC sind echt wahnsinnig schnell (IBM)

Edit:
Der TI486SXL mit 8Kb L1 wurde übrigens auch für den 486 Sockel gefertigt.
Gibts eigentlich signifikante Unterschiede zwischen beiden in einen ISA System ?
Da die ja beide den selben CPU Kern beinhalten.

Leider kann ich aus irgendeinen Grund kein Foto hochladen...

[FGB]

@Phil: Ja klar, die Chips sind heute etwas teurer als 486er. Wenn es nur um die Performance geht, braucht man einen DLC nicht kaufen. Heute sind die DLCs und deren Derivate ja eher was für Leute, die Exoten wie diese mögen und zu schätzen wissen.

@matze: Ja, du hast Recht. IBM hat damals fast alles richtig gemacht. Nur wäre bei manchen Boards nen FPU-Sockel schon nett gewesen. Zum SXL.. ich kann nicht sagen, ob das die gleiche Architektur war. Oft kann man lesen, dass die CPU auch im 168-Pin (also für 486er Boards) gefertigt wurde. Ob das der einzige Unterschied ist? Müsste man benchen, ich hab leider keine 168-Pin SXL CPU. Vielleicht ist der 168-pin SXL ja auch eine "richtige" 486 CPU, die nur noch einen Taktzyklus pro Operation braucht und nicht derer zwei. Die dürfte dann schneller sein als der 132-Pin SXL für den 386 Sockel.

[matze79]

Dafür würde sich ein OPTI495 Mainboard mit 486 und 386 Sockel anbieten.
Der TI486SXL taugt manchmal in der Bucht auf, Häufiger als die 386er Version.
Leider hab ich kein OPTI495 Board und auch nur die Ti Version vom DLC mit 1Kb Cache.

[elianda]

Ich habe meinen DLC-40 auf diesem Board laufen mit IIT 4C87 FPU.
http://mail.lipsia.de/~enigma/neu/pics/ ... 86dx40.jpg

Das Board supported die CPU nicht von der Hardware her und man muss 'Flush before DMA' aktivieren.
Mich wuerde schon interessieren, ob man einen messbaren Performanceunterschied hat, wenn man ein Board nutzt was das DMA<->Cache Handling vom Chipset beherrscht.
(BARB disabled)
Hat jemand zufaellig so ein System laufen?

Man merkt schon, dass er einen 486DX-33 nicht ganz erreicht, z.B. bei Doom ist nur auf Low Detail halbwegs fluessig.

[matze79]

Du kannst die Performance verbessern wenn du den DRAM Refresh so weit absenkst wie Möglich.
Dafür gibts ein DOS Utility, weiss den Namen grad nicht. dramspeed oder so.

Der DRx2 hat dieses Problem nicht und beinhaltet zusätzliche Logik.
DR steht für Direct Replacement :)
Für den DLC gibt es wohl einen Taktdoubler Zwischensockel, den glaube ich FGB in seinen Besitz hat der diese Logik enthält. (Hast du doch?)

Der DRx2 macht bei mir Doom auf fullscreen (Mit Bar) bei LowDetail flüssig 25Mhz FSB und 50Mhz Clock.
(Allerdings nur mit Pipelining!) Zumindest ist das mein Eindruck :)
Müsste ein DLC nicht schneller sein durch den Vorteil das er 40Mhz Bus besitzt ?

Kannst du mal Timedemo ohne Sound laufen lassen ?
doom -timedemo demo3 -nosound

DRx2 50: 2134 gametics in 7918 realtics / demo3 / Setting high / fullscreen -1 / Realmode Launch (No EMM386)
DRx2 50: 2134 gametics in 8447 realtics " " (EMM386 enabled)

Das Board hat übrigens keinen L2 Cache, OPTI 25Mhz Chipsatz, trägt 8x1Mb SIPP,
die 486DRx2 25/50, einen Intel 387DX 25-33Mhz.
eine CirrusLogic Cheetah 1Mb,
die abgespeckte AWE32 ( Soundblaster 32 mit 2Mb ),
MITSUMI FX002 mit Properitären Controller (2x Speed),
4GB Quantum HDD, und ein 3,5" Floppy
Sowie DOS 6.22.
Wenn ich mal ein Mainboard mit Cache finde was halbwegs gut ist sollte da noch einiges rauszuholen sein.

Den SRx2 gibts auch als SRX2-16/32 :)

[FGB]

@elianda: Ich habe Boards, die den DLC nativ unterstützen. Ich könnte dort testweise den "Cyrix Cache" deaktivieren und stattdessen die Software verwenden, allerdings weiß ich nicht, ob durchs deaktivieren des Cache im BIOS gleichzeitig auch biosseitig von "flush" auf "barb" umgestellt wird. Müsste ich testen, würde Sinn machen. Ich weiß ferner auch nicht, ob die BIOS-Implementierung sämtliche DLC-Optimierungen enthalten, oder nur der Cache aktiviert wird, mit schnellerem "flush" refresh.

@matze: Den Zwischensockel habe ich von einem SXL. Ich weiß bisher nicht, ob die Logik auch für einen DLC geeignet ist.
Hmm... der Vergleich 50MHz bei 25MHz Bustakt vs. 40MHz bei 40MHz Bustakt klingt nach dem Vergleich DX-50 vs. DX2-66. Müsste man ausprobieren. Ich hab jedenfalls das Gefühl, dass mein SXL-40 nicht weit von meinem DRx2 66 entfernt ist. Der Bustakt macht sich schon stark bemerkbar.

@Bench: Wechen Chip hat denn deine Cirruskarte? Vielleicht habe ich eine ähnliche und kann mal gegenbenchen mit einem DLC-40 oder SXL-40.

[matze79]

Cirrus Logic GD5424/22 mit 1Mb, CL24 Truecolor DAC.

Hast du ein Board ohne L2 zum Vergleich ? um halbwegs faire Bedingung zu Schaffen ?

Edit:
Stimmt es das die IBM SLC CPUs in allen Varianten nur 16Mb RAM Cachen mit dem L1 ?

[FGB]

Ich habe kein cacheloses DX Board. Das Problem mit Cacheboards ist, dass mit dem deaktivieren des Boardcaches gleichzeitig auch Waitstates eingepflegt werden, die dann deutlich auf die Speicherperformance drücken. D.h. ein cacheloses DX Board hat einen besseren Speicherdurchsatz als ein Cacheboard mit deaktiviertem Cache.

Von daher kann ich faire Bedingungen bei einem Bench dieser Art nicht schaffen.

[matze79]

Trotzdem Benchen, wäre ja Möglich gewesen :)