Отечественные компьютеры: быстродействие

[hobot]

напишет для ДВК-3 Оптимизированный Компиллятор Бейсика

Почему не ДВК-4 ?
Для такой разработки ИМХО: очень пригодились бы исходники RSX-BASICа -
http://zx-pk.ru/showthread.php?t=168...l=1#post839754 - последний раз
обсуждался по приведённой ссылке и далее по теме.

[Advertiser]

[andy7109]

На МС1201.02 целесообразно отделить тактирование ВП1-013 от тактирования ВМ2.
На ВП1-013 максимально-допустимая частота при +5.05 в. - не более 7 мгц, стойкий отказ - при 8 мгц ( большая часть из партии БИС ).
Если сам процессор не имеет точек - группа "А", то его можно подразогнать до 12 точно, по др. данным - и до 14 мгц.
На вход ВМ2А необходимо подавать с делителя на 2 - например, 531ТМ2, 531ТВ9 и т.п. Использование ИС серии 155 нежелательно.
Без использования предварительного делителя частоты процессора рекордные результаты тестирования точно не будут достигнуты.

Правильно ли я понимаю, что для того чтобы получить МС1201.02 работающую на (внутренней) частоте процессора 7 Мгц нужно подать на процессор 14 Мгц, которые в свою очередь должны быть получены путем деления пополам 28 Мгц с тактового генератора?
А если нужна частота больше 7 Мгц, то тактировать ВП1-13 отдельно? И при этом заменить всю 155 серию на плате.
Кстати, на что менять - 531, 555, 1533 ?

В ДВК ставили конденсаторы ( на тактовый привод ), что бы при прогреве в жарком цеху снижать быстродействие, до 5% и более. Теплоотвод типа слишком сложно было приделывать.

Действительно, отмечено, что холодная плата дает лучшие результаты в тестах, чем поработавшая некоторое время.
А потом и осциллографом увидел, как тактовая частота практически на глазах уменьшается.

[vladtru]

Новые данные насчёт торможений и «эффективных» тактовых частот.
Протестировал на эмуляторе БК-0010 Бейсик ДВК НЦ – жутко тормозной интерпретатор размером 8 Кбайт, использовавшийся иногда на БК (с загрузкой в ОЗУ с магнитофона) и первых ДВК (в ПЗУ). Получилось, что его средние показатели в 2.45 раза хуже, чем на ДВК-2 с платой МС1201.02-07 (К1801ВМ2 на внешней частоте 7,36 МГц), причём на ДВК Бейсик запускался в ПЗУ, а на БК – в ОЗУ. Ну вот, делим 7,36 / 2,45, получаем ровно 3 МГц – ровнёхонько тактовая частота БК-0010. Отсюда сразу вытекает предположение – МС1201.02-07 работает примерно с такими же задержками, как и БК-0010, т.е. процессор ВМ2 на этой плате тормозится также, грубо говоря, на 1/3 (хотя это зависит от конкретной программы, реальное среднее торможение может быть и меньше – скажем, порядка 20%, во всяком случае, в статье Ю.Зальцмана было написано, что программы в ПЗУ БК выполняются на 10-30% быстрее, чем в ОЗУ), причём даже при исполнении программы в ПЗУ! Действительно, тесты, проводившиеся по инициативе Patrona, показали, насколько я понял, что у плат на базе ВМ2 тоже есть заметное торможение (в частности, как и у БК, самые быстрые команды выполняются в ОЗУ за 12 тактов внешней частоты). При этом, поскольку результаты тестов ВМ1-ВМ8 на всех 3-х платах ДВК с ВМ2 практически одинаково пропорциональны тактовым частотам, степень торможения процессора на всех трёх платах почти одинаковая.

Самое интересное, что, судя по результатам Бейсика ДВК НЦ, УКНЦ работает в 2,1 раза быстрее БК-0010 (причём, скорее всего, даже без использования специфических команд ВМ2) – и это преимущество намного больше, чем на основе результатов похожих вильнюсских Бейсиков (там среднее преимущество УКНЦ над БК в простых тестах – не более 20%!). Причём для тестирования БК использовался один и тот же эмулятор EMU 1.01. Это очень странно и пока для меня необъяснимо. Разве что можно предположить 3 причины:

1) Может быть, всё же 9-килобайтный вильнюсский Бейсик-87 на БК использует более эффективные алгоритмы, чем 27-30-килобайтный вильнюсский Бейсик на УКНЦ. Но это было бы очень странно и нелогично, учитывая и втрое больший объём, и более позднюю разработку Бейсика УКНЦ, а также одного разработчика (Вильнюсский ГУ), одинаковые принципы работы и совершенно одинаковую точность вычислений.
2) Естественно, другая возможная причина расхождения данных этих двух Бейсиков – тестирование на ДВК в ПЗУ, а на БК – в ОЗУ. Если предположить, что торможение у ДВК при исполнении программы в ОЗУ сильнее, чем в ПЗУ (что логично), то расхождение в тестах и должно быть. Вот только торможение в ОЗУ относительно ПЗУ тогда получается примерно 2,1/1,2=1,75 раза! А общее торможение ВМ2 в ОЗУ ДВК относительно «идеальных условий» - примерно 2,55 раза!
3) Наконец, можно даже предположить что на УКНЦ в вильнюсском Бейсике процессор работает со значительно большим торможением, чем в Бейсике-11 – например, если одновременно с выполнением программы на вильнюсском Бейсике зачем-то активно работает с памятью периферийный процессор или видеоконтроллер, а у Бейсика-11 - нет. Кто его знает – архитектура сложная, теоретически вполне возможны и какие-то подобные эффекты.

В общем, если рассматривать сугубо приблизительно, получается примерно такая картина «эффективных» тактовых частот при работе программ в ОЗУ (показывающих степень торможения процессора относительно «идеального» случая его работы без задержек со стороны памяти и контроллеров):

«Оптимистичная» (на основе результатов тестов Бейсика ДВК НЦ, без учёта различий между ОЗУ и ПЗУ для ДВК):

БК-0010 (3 МГц) – 2,4 МГц (3 – 20%)
УКНЦ (8 МГц) – 5 МГц (2,4х2,1)
МС1201.02-1 (6.38 МГц) – 5,1 МГц (5,9х6,38/7,36)
МС1201.02-7 (7.36 МГц) – 5,9 МГц (2,4х2,45)
МС1201.02-11 (5.77 МГц) – 4,6 МГц (5,9х6,38/7,36)
МС1201.01-07 (3.98 МГц) – 3,13 МГц (5,9х(3,98/3,68)х100/204, см. https://docs.google.com/spreadsheets...it?usp=sharing)
МС1201.03 (5.063 МГц) – 3,46 МГц ((5,9/2)х(5,063/3,68)*(174/204), см. https://docs.google.com/spreadsheets...t?usp=sharing; также предполагается, что скорость ВМ3 и ВМ2 на одинаковой внутренней частоте при отсутствии торможений должна быть одинаковой)

«Пессимистичная» (на основе результатов одинаковых по точности вычислений версий вильнюсского Бейсика на БК и УКНЦ):

БК-0010 (3 МГц) – 2,4 МГц (3 – 20%)
УКНЦ (8 МГц) – 2,9 МГц (2,4х1,2)
МС1201.02-1 (6.38 МГц) – 2,9 МГц (=УКНЦ по результатам Бейсика-11)
МС1201.02-7 (7.36 МГц) – 3,35 МГц (2,9х7,36/6,38)
МС1201.02-11 (5.77 МГц) – 2,6 МГц (2,9х5,77/6,38)
МС1201.01-07 (3.98 МГц) – 1,77 МГц (2,9х(3,98/3,19)х100/204, см. https://docs.google.com/spreadsheets...it?usp=sharing)
МС1201.03 (5.063 МГц) – 1,96 МГц ((2,9/2)х(5,063/3,19)*(174/204), см. https://docs.google.com/spreadsheets...t?usp=sharing; также предполагается, что скорость ВМ3 и ВМ2 на одинаковой внутренней частоте одинаковая).

Все «эффективные частоты» в этих табличках, конечно, прямо зависят от выбора частоты у БК-0010 – если принять её, скажем, 2 МГц вместо 2.4, то все остальные тоже пропорционально понизятся.

Видно, что второй вариант малоправдоподобный: по нему, например, эффективная частота и скорость работы БК-0010 почти равна МС1201.02-11 на ВМ2 и заметно выше, чем у ДВК-1 на ВМ1 с частотой 4 МГц. А у платы с ВМ3 эффективная частота всего 2 МГц (при номинальной 5 МГц).

А первый вариант, видимо, завышенный, поскольку основан на скорости работы Бейсика ДВК НЦ в ПЗУ (в ОЗУ скорость должна быть ниже).

Не помнит ли кто-нибудь, какова разница в скорости выполнения программ в ОЗУ и ПЗУ на ДВК с процессором ВМ2?

[b2m]

Причём для тестирования БК использовался один и тот же эмулятор EMU 1.01.

Я бы на стал полагаться на результаты моего эмулятора. Если для КР580ВМ80А растактовки команд давно известны, то вот для остальных процессоров я гарантий никаких не дам.

[MM]

Правильно ли я понимаю, что для того чтобы получить МС1201.02 работающую на (внутренней) частоте процессора 7 Мгц нужно подать на процессор 14 Мгц, которые в свою очередь должны быть получены путем деления пополам 28 Мгц с тактового генератора?
А если нужна частота больше 7 Мгц, то тактировать ВП1-13 отдельно? И при этом заменить всю 155 серию на плате.
Кстати, на что менять - 531, 555, 1533 ?

Менять на плате МС1201.01 ничего не нужно - только добавить кварц с ИС 531ЛН1 и 531ТМ2 - схему включения кварца можно позаимствовать с Э3 блока ВМ3А в соответствующей ветке на этом форуме. Резисторы - 620 и 330 ом, конденсаторы - 30 и 43 пф. Схему включения ТМ2 можно взять от туда же - точно так же, как ТМ2 включена на предлагаемой схеме. Номиналы генератора предусматриваю разброс частот кварца от 20 мгц до 30 мгц включительно. Экспериментальная граничная частота 531ЛН1 - в районе 31.3 мгц - т.е. на 32 мгц она уже фактически молчит, а на 30.8 мгц - работает.
Можно ТМ2 сменять на ТВ9 ( с др. схемой включения, как в БК0010 без "-01" ) или даже 531ИЕ17 - это было бы самое универсальное решение - частоты /2, /4, /8, /16. Предполагаемая граничная частота 531ИЕ17 - 32 мгц ( по ТУ - 22.5 мгц )
*
Почему такие низкие частоты использовали в серийных М-ЭВМ ДВК - так и качество серийных БИС процессоров было весьма скромное, и в том числе для возможности устанавливать группы "Б" - т.е. для дешевизны. Более того, после 1991 г. процессоры перестали разбирать на группы - все маркировали как "А", лично подтвержаю это для 1801ВМ3А.
*
Для разгона 1801ВМ2А абсолютно необходим теплоотвод, например оп П-1 ( и напильник для приделывания теплоотвода ). Если на процессоре есть отметки о провале цеховых испытаний на группу "А" ( точка ) - то разгон свыше 10 мгц нецелесообразен.

[vladtru]

Я бы на стал полагаться на результаты моего эмулятора. Если для КР580ВМ80А растактовки команд давно известны, то вот для остальных процессоров я гарантий никаких не дам.

Спасибо за отличный эмулятор!
Конечно, трудно сделать точную скорость при таком количестве поддерживаемых ПК, но для основных ПК вам это, можно сказать, удалось!

Скорость БК, судя по имеющимся отдельным результатам, эмулируется очень хорошо. При работе в ПЗУ эмулятор, видимо, несколько медленнее (возможно, процентов на 15), а при работе программы в ОЗУ - видимо, чуть быстрее. Но в целом, насколько я понимаю, всё близко к оригиналу. Хотя, конечно, хотелось бы опираться на результаты с реальных ПК - но, увы, полного набора тестов ВМ1-ВМ8 для БК пока никто не сделал... Причём выполнить их желательно не только на Бейсике в ПЗУ, но и в ОЗУ (Бейсик-87 (http://r-games.net/engine/download.php?id=942) или Бейсик ДВК НЦ, но Бейсик-87 нааамного быстрее), т.к. скорость работы программ в ПЗУ и в ОЗУ у БК заметно отличается.

[DDp]

Результаты для Апогея (+файлы)

---

Были ошибки в результатах BM8M для Микроши (лишняя минута;) Oбновил файл.

[vladtru]

Результаты для Апогея (+файлы)

Спасибо, Микрошу в таблице исправил, Апогей добавил. Теперь у нас хорошая подборка результатов для РК-совместимых. Но тут же возник аналогичный вопрос по Львову ПК-01 - у него разница между ВМ8 и ВМ8М слишком мала, может быть туда тоже вкралась лишняя минута?

PS. В общем-то, это можно легко проверить на эмуляторе (но с учётом того, что EMU 1.01 даёт для Львова скорость примерно на 2/3 выше реальной).

Текущие результаты тестов ВМ1-ВМ8М (на 17-11-2015):

https://docs.google.com/spreadsheets...it?usp=sharing

Если не работает сортировка по столбцам, нажмите в верхнем горизонтальном меню Данные -> Фильтры… -> Фильтр 1.

[DDp]

между ВМ8 и ВМ8М слишком мала, может быть туда тоже вкралась лишняя минута?

Перепроверил, да!
Правильно: 77,4

[andy7109]

Продолжу тему тактовых частот старых компьютеров.
Задался я целью определить тактовую частоту М6 и как обычно нигде нет никакого упоминания, но мы к этому привычные, поэтому берем осциллограф, становимся на 1 или 2 ногу микросборки МК1 и видим там интересную картину.
В пульте, когда нет нагрузки на процессор, я там увидел 3,234 Мгц. Но стоило начать грузить RT11, как частота стала скакать в нижнюю сторону, частотомер показывал мгновенные частоты вплоть до 1.5 Мгц!
И выглядело это не как уменьшение частоты, т.е. растягивание интервалов между тактами, а как пропадание отдельных тактов. И чем больше нагрузка, тем больше тактов пропадает.
Vslav упоминал эту особенность М6 выше, но интересно было понаблюдать за этим явлением в живую

В таблицу я занес максимальное измеренное значение тактовой частоты и добавил еще тест М8М.