Alles zu AMD´s 5X86


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Übersicht

Was ist denn nun der AMD 5X86 ? Ein Pentium oder ein 486er ??

Welche Voraussetzungen muß mein Motherboard erfüllen ?
Was muß ich alles für die Umrüstung kaufen ?
Wie muß ich mein Motherboard jumpern ?
Was bringt mir "write back" ?
Was bringt mir eine Übertaktung ?
Welche Leistung kann ich erwarten ?
Benchmarkprogramme, um den Erfolg auch zu testen.
Immer noch Probleme??


Pentium oder 486 ? Was ist denn nun der 5X86 ???

Ganz klare Sache: Der AMD 5X86 ist ein reiner 486er.
Er paßt in 486er Motherboards, ist intern wie ein 486er aufgebaut und läuft auch im Volksmund unter der Bezeichnung AMD 486DX4-133.
Im Gegensatz zum "echten" DX4 von I.... (der Name geht mir einfach nicht über die Finger...) ist der 5X86 jedoch ein Takt-Vervierfacher.
D.h. der 5X86 läuft intern mit dem 4fachen des externen (Motherboard-) Taktes, bei 133MHz intern bedeutet dies also 33MHz extern. Hier paßt also auch endlich die Bezeichnung "DX4". Ein weiterer Grund für die überlegene Leistung (in 486er Maßstäben gemessen, ich weiß, Pentium-Freaks lachen darüber, aber dafür lachen wir ja auch über Pentium-Bugs...) ist der interne 16KByte-Cache (bei anderen 486ern meist 8KByte), der jetzt auch endlich "write back" unterstützt.


Was brauche ich für ein Motherboard ?

Langsam wirds kompliziert:

Kriegsentscheidend ist, daß das Motherboard eine Prozessor-Spannungsversorgung von 3,45 Volt oder alternativ 3,3 Volt unterstützt.

Ist dies nicht der Fall, gibt es zwei Möglichkeiten: Eine billige, dafür nicht mit 100%iger Garantie erfolgreiche und eine teure (viel zu teure...), dafür aber bestimmt erfolgreiche Methode. Die teure gibts bei EVERGREEN technologies, heißt 486 UPGRADE und kostet 299 Mark, womit sich diese Sache wohl erledigt hat, denn für diesen Betrag kann man sich auch einen 6x86 200+ mit Motherboard kaufen (z.B. bei SNOGARD Computer GmbH).

Die billige Variante ist ein Prozessor-Adapter von 5 Volt auf 3 Volt. So'n Ding kostet bei Schiwi 39 Mark, jedoch ist der Erfolg nicht garantiert, denn wenn das Motherboard schon keine 3 Volt unterstützt, dann "kennt" das BIOS des Rechners auch maximal noch 486DX2-Prozessoren und könnte somit durch den viel schnelleren 5X86 "irritiert" werden, da der Rechner beim Booten einen Timing-Test des Prozessors durchführt um dessen Geschwindigkeit bestimmen zu können. Führt dieser Timing-Test zu unplausiblen Werten (die Antwort des Prozessors kommt früher als erlaubt), könnte dies sogar dazu führen, daß der Computer nicht mehr bootet. Die harmlose Variante ist, daß die Geschwindigkeitsanzeige beim Booten schlichtweg falsch ist (was allerdings für den weiteren Betrieb egal wäre).

 Welche Spannungen das Motherboard unterstützt, erfährt man aus dem Handbuch. Steht da nichts über unterschiedliche Prozessor-Spannungen drin, so unterstützt das Board nur 5 Volt-Prozessoren, also Vorsicht.

Fast genauso wichtig (was die zu erreichende Geschwindigkeit anbelangt) ist die Möglichkeit, den Prozessor auf 4-fachen Takt einstellen zu können. Näheres dazu gibts im Kapitel Jumperung.


Wieviel Geld muß ich meinem Händler in den Rachen werfen,
damit ich vor dem Computer nicht mehr einschlafe ?

Man braucht:
ca. 105,- Prozessor AMD 5X86
ca. 6,- CPU-Kühler für 486-Prozessoren mit Lüfter
ca. 7,- Wärmeleitpaste für CPU-Kühler (sonst kann man sich den Kühlkörper gleich schenken)
eventuell ca. 40,- Adapter 5 Volt auf 3 Volt
eventuell ca. 2,- Y-Kabel für die Stromversorgung des Lüfters
120,- bis 150,- Gesamtaufwand

Wie muß ich mein Board jumpern ?

Jetzt wird es richtig kompliziert:

 

Zuerst muß die Versorgungsspannung richtig eingestellt werden.


Hierzu gemäß Handbuch die Jumper für 3,45 Volt (optimal) bzw. falls diese Möglichkeit nicht besteht, für 3,3 Volt konfigurieren. Gibt es keine Jumper für die Versorgungsspannung, so braucht man den oben erwähnten Adapter von 5 Volt auf 3 Volt, der evtl. noch auf 3,45 Volt oder 3,3 Volt eingestellt werden muß.

 

Nun ist der CPU-Typ dran.


Steht im Handbuch schon etwas von einem 5X86, dann ist jawohl alles klar, und das Lesen dieser Seite erübrigt sich. Ansonsten ist der 5X86 pinkompatibel zum I.... 486DX4 mit write-back-cache, so daß bei vorhandensein dieser Konfiguration diese auch das Optimum darstellt.
Gibt es im Handbuch auch diese Möglichkeit nicht, so empfiehlt AMD, das Board für einen normalen I.... 486DX4 zu konfigurieren. Das kann man machen, meine Erfahrung ist jedoch, daß man mit der Konfiguration als AMD 486DX2 (3,45 V) mehr Erfolg hat. Try it !
Gibt es im Handbuch keinen DX4, so konfiguriert man das Board in jedem Fall für einen AMD 486DX2.
Gibt es auch keinen DX2, so braucht man den oben erwähnten Adapter und muß diesen entsprechend konfigurieren.

 

Jetzt geht es an die Taktvervielfachung.


Ist im Handbuch eine Möglichkeit beschrieben, eine Taktvervierfachung einzustellen, so wählt man natürlich diese.
Existiert diese Möglichkeit nicht, so ist die Konfiguration als Taktverdoppler angesagt.
Dies liegt daran, daß der Pin eines DX4-Prozessors, an dem ihm mitgeteilt wird, wie er mit dem externen Takt umzugehen hat, traditionell nur zwei Schaltzustände kennt: Entweder er liegt auf Masse (das ist dann die Taktverdopplung) oder er liegt auf Betriebsspannungspotential (das ist die Taktverdreifachung).
Der AMD 5X86 sieht dies etwas anders: Liegt an dem sog. CLKMUL-Pin Betriebsspannung an, so verdreifacht er den Takt, bei Masse wird der Takt vervierfacht.

 

Zu guter letzt muß noch der Prozessortakt eingestellt werden.


Hier gibt es tausend Möglichkeiten:

 AMD empfiehlt natürlich den Betrieb mit 33 MHz. Das ist auch in jedem Fall unproblematisch.

 Man kann den Takt natürlich auch auf 40 MHz einstellen. Dies ist zum einen empfehlenswert, wenn man den Prozessor nicht zum 4fach-takten überreden kann, damit man dann wenigstens einen internen Takt von 120 MHz behält (dies macht übrigens was die Geschwindigkeit anbelangt gegenüber 133 MHz so gut wie nichts aus). Zum anderen kann man damit natürlich auch den Prozessor auf einen Arbeitstakt von 160 MHz bringen (mit erheblichen Performance-Gewinnen). Mehr hierzu steht im Kapitel Übertaktung.
Problematisch werden die 40 MHz jedoch bei Rechnern mit PCI-Bus. Dieser wird nämlich laut Spezifikation nur mit maximal 33 MHz betrieben. Das Motherboard wird also entweder den Bustakt auf 20 MHz halbieren (mit erheblichen Performance-Einbußen) oder es kümmert sich nicht darum, was dann aber zu Fehlfunktionen von PCI-Karten führen kann (und wird...).
Auf VL-Bus-Rechnern sind 40 MHz im allgemeinen unproblematisch, da der VL-Bus auch für 40 MHz zugelassen ist. Dummerweise ist bei 40 MHz aber laut Spezifikation nur eine VL-Karte erlaubt. Hat man also einen VL-Controller und eine VL-Grafikkarte, so kann das zu Problemen führen (wird es aber nicht...). Gibt es Probleme, so kann man sich noch damit behelfen, daß man per Motherboard-Jumperung oder per BIOS-Setup für den VL-Bus sogenannte Waitstates einlegt, was dann natürlich (minimalen) Performanceverlust nach sich zieht.

 Nicht empfehlen würde ich einen Takt von 50 MHz. Es ist absolut illusorisch, wenn man meint, man könnte dadurch einen 200 MHz 486er bekommen, da der Prozessor entweder so schlau ist und seine Arbeit vor seinem Ableben einstellt, oder aber das letztere bevorzugt (was die Performance gegen Null gehen läßt).
Auch bei 3fachem Takt sind 50 MHz nicht zu empfehlen, denn:
Der PCI-Bus teilt die 50 MHz nur mit viel Glück auf 25 MHz. Das wäre dann noch o.k., denn die Performance-Verluste ließen sich so in Grenzen halten, und 150 MHz wären für den Prozessor auch in Ordnung (siehe Übertaktung). Meistens kümmert sich der PCI-Bus jedoch nicht um den Takt, und 50 MHz sind für jede PCI-Karte zu viel. Außerdem könnten dann die PCI-Bridges auf dem Motherboard zu allem Überfluß auch noch "Herdplatte spielen".
Beim VL-Bus ist es wie bei Radio Eriwan: Man darf ihn zwar mit 50 MHz betreiben, doch dann darf keine Karte drinstecken (ein Dank an das VESA-Kommitee, das sich anscheinend um ein Aussterben der Ironie gesorgt hat).
Meiner Erfahrung nach funktionieren auch die meisten VL-Karten nicht mit 50 MHz (selbst dann nicht, wenn sie extra einen Jumper für diesen Bustakt haben (vielleicht schaltet dieser Jumper ja auch die Karte ab, das wäre dann bestimmt eine Idee des VESA-Kommitees gewesen...)).

 Ist im Handbuch übrigens keine Jumperung für 4fach-Takt angegeben, so muß man natürlich erst einmal probieren, welche Taktvervielfachung der Prozessor tatsächlich macht. Sollte der Prozessor hierbei beharrlich eine 3fach-Taktung bevorzugen, so kann man mit einem Multimeter bewaffnet noch einen letzten Versuch starten, der allerdings ein wenig Bastelei erfordert: das Feintuning.
Einen Versuch ist es auf jeden Fall wert, denn mit 4fach-Taktung ist der Prozessor doch um einiges schneller als mit 3fach-Taktung !!


What the f... is write-back ?!?

Write-back ist eine Betriebsart des Cache-Speichers.
In diesem Falle der Prozessoraufrüstung geht es dabei um den internen Speicher des Prozessors. Im write-back-Betrieb werden Daten, die in den Speicher geschrieben werden sollen, zunächst lediglich in den internen Cache-Speicher geschrieben. Da dieser wesentlich schneller ist als der externe Cache (auf dem Board) und erst recht schneller als der "langsame" RAM, ist dies natürlich die schnellste Möglichkeit. Der Schaltungsaufwand steigt jedoch, da ein Extra-Speicher (Tag-RAM) sich merken muß, welche Speicherzellen, die im Cache geändert wurden, im RAM noch nicht geändert sind.

 In der einfacheren write-through-Betriebsart wird immer der Cache UND der "nächstlangsamere" Speicher geändert. Arbeitet z.B. der Prozessor im write-through-Betrieb, der externe Cache jedoch im write-back-Betrieb, so wird immer jeweils der interne UND der externe Cache geändert, nicht jedoch der RAM. Arbeiten beide Caches im write-through-Betrieb, so muß bei jedem Speicher-Schreibzugriff der interne Cache, der externe Cache UND der RAM geändert werden.
Logisch ist, daß der ganze Ablauf um so langsamer wird, je mehr Caches mit write-through arbeiten.

 Man sollte das ganze jedoch nicht überbewerten, die Performance-Verluste von write-through gegenüber write-back sind je nach Anwendung sehr verschieden.
Auf der reinen Prozessor-Ebene ist write-through im Floating-Point-Bereich ca. 6% und im Integer-Bereich um satte 25% langsamer. Das ist jedoch kein Grund zur Panik, denn bei realen Anwendungen macht das vielleicht 5% - 6% aus. Also nicht traurig sein, wenn das Board kein write-back beim internen Cache unterstützt.
Für diejenigen, die auf diese 5% - 6% nicht verzichten können (/wollen) gibt es natürlich meine Feintuning-Ecke.


Übertaktung

Nach meiner Erfahrung verträgt der 5X86 eine leichte Übertaktung von 150 MHz oder 160 MHz gut.
Natürlich gibt es aber auch Prozessoren, deren Toleranzen in der Produktion dermaßen ausgereizt wurden, daß bei 133 MHz definitiv das Ende der Fahnenstange erreicht ist. Und natürlich gibt es auch Motherboards, die sich mit 133 MHz noch gerade so anfreunden können, mit 160 MHz aber nicht mehr. Dann hat man eben Pech gehabt.
Selbstverständlich wird ein höher getakteter Prozessor auch wärmer. Man sollte sich also darum kümmern, daß der Prozessorlüfter nicht durch irgendwelche Flachbandkabel direkt verdeckt wird, sonst wird's warm...
In der Presse gibt es immer wieder Berichte, in denen darauf hingewiesen wird, man solle sich um Gotteswillen beim 5X86 nur auf ADZ-Prozessoren einlassen (die C'T ist da sehr groß drin). Das ADZ ist hierbei ein Teil der Prozessorbezeichnung, der die maximal zulässige Gehäusetemperatur bezeichnet. Diese liegt beim ADZ bei 85°C, beim ADY (gibt´s eh nicht mehr) bei 65°C und beim ADW bei 55°C.
Meine Erfahrung ist, daß speziell die ADZ-Prozessoren bei Übertaktung den Dienst schneller versagen als die ADW's.
Mit der Temperatur hatte ich dagegen noch nie Probleme, da der Prozessor sowieso auch bei voller Auslastung selbst im Hochsommer dank seines geringen Stromverbrauchs bei intaktem Lüfter nicht einmal Handwarm wird.
In meinem Rechner z.B. werkelt bereits seit 1½ Jahren ein 5X86-ADW ohne Probleme mit 160 MHz.
Also BITTE nicht die Pferde scheu machen mit dieser AD-sonstwas-Geschichte.


Welche Leistung bringt das ganze ?

Ich kann im Moment leider nur aktuelle Angaben zu meiner Konfiguration machen:
Bei mir arbeitet ein AMD 5X86-ADW mit 160 MHz im write-back-Modus auf einem PW4T-Vesa-Local-Bus-Board (von ABit) mit UMC-Chipsatz.

 
Vergleich mit anderen Systemen:
Prozessor Chipsatz Dhrystone =MIPS Whetstone =MFLOPS
486 DX2-66 UMC 24180 65 9344 16
Pentium 75 Triton 50220 135 25112 43
5X86-160 write through UMC 59148 159 25696 44
Pentium 90 Triton 61380 165 30368 52
Pentium 100 Triton 68076 183 33872 58
5X86-160 write back UMC 79236 213 27448 47
Pentium 120 Triton 81840 220 40296 69
Dhrystone bzw. MIPS ist hierbei eine Integer-Leistungsangabe, während Whetstone bzw. MFLOPS die Floating-Point-Leistung angibt. Größere Werte bedeuten höhere Leistung.

 Man sieht hier deutlich, daß sich der 5X86 im write-through-modus geschwindigkeitsmäßig im Bereich zwischen P75 und P90 bewegt.
Im write-back-modus hängt er im Integer-Bereich sogar einen P100 ab, insgesamt ist er knapp schneller als ein P90.


Wo gibt es Benchmarkprogramme ?

Die meiner Meinung nach besten Benchmarkprogramme sind zum einen SiSoft Sandra (falls diese Download-Adresse nicht funktioniert, probiert es doch mal in Chemnitz) und zum anderen WinTune (mittlerweile in der aktuellen Version WinTune '98).
Beide Programme laufen unter Windows 95/98 und testen eigentlich so ziemlich alles, auch die Prozessor-Leistung. Bei ungewöhnlichen Resultaten gibt WinTune auch Tips zur Problembehebung.


Alles gemacht und immer noch Probleme?

Falls Du alles wie beschrieben durchgeackert hast (möglichst auch die Feintuning-Seite) und irgendetwas immer noch nicht funktioniert, fülle bitte meinen Problem-Report aus.


!! Wichtiger Hinweis !!

 Der Autor dieser Seiten gibt keine Gewähr auf Richtigkeit der Angaben.
Für eventuelle Schäden oder Folgeschäden durch befolgen der Tips wird nicht gehaftet.

Falls jemand weitere Hilfe braucht oder sonst irgendetwas loswerden möchte,
möge er mir schreiben:
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