PowerPC Amiga procesorske kartice

Amige na 240 MHz

Inovacije i kompromisi odlike su kojima bi se najbolje mogla opisati nova PowerUP dual processing tehnologija koja u Amige integrira PowerPC procesor i standardne PCI grafičke čipove


    Iako su prve PPC kartice za A3000/4000 u prodaji od polovice zadnjeg kvartala 97-e, tek je započetom proizvodnjom istih kartica za A1200 počela masovnija realizacija PowerUP projekta koji je Phase 5 Digital Products započeo prije približno dvije godine. Svih ovih godina razni su proizvođači Amiga hardvera postavili nepisane standarde što je dovelo do toga da danas Gateway 2000 kao vlasnik Amige najavljuje novu verziju Amiga OS-a (OS3.5) koja službeno podržava Phase 5 PowerPC kartice!

Multiprocessing na djelu!

    Sama kartica doživjela je brojne promjene i odgode krajnje realizacije što je jedna od negativnih karakteristika Phase 5 tako da svaku najavu isporuka proizvoda ove tvrtke treba uzeti sa tolerancijom od najmanje 2 do 6 mjeseci nakon "službene najave". Nedosljednost u poštivanju rokova na sreću, nema nikakve veze sa kvalitetom proizvoda jer je PowerUP koncept izveden vrlo kvalitetno.
    PowerUP kartice se umeću u direktni CPU slot preko kojeg je moguće pristupiti ili zamijeniti skoro sve ostale dijelove Amige i koji se pokazao kao presudni faktor zašto Amige još uvijek mogu odolijevati zubu vremena. Pomoću PowerUP kartice Amiga dobiva novu glavnu sabirnicu na koju je direktno (DMA) priključen novi grafički slot (radi istom brzinom kao i glavna sabirnica). Kako bi se iskoristila veća brzina sabirnice memorijski su utori također na kartici, dok je u većini modela integriran SCSI. PowerUP kartice imaju dva procesora različitih arhitektura (Motorola RISC PowerPC i CISC 680X0) koji su uredno posloženi jedan pored drugog kao da je to sasvim uobičajna stvar! Neznamo niti za jedan primjer ovakve hibridne arhitekture tako da je ovaj slučaj pomalo ekskluzivan jer oba procesora zajedno egzistiraju na istoj sabirnici i pojedinačno imaju na raspolaganju sve dijelove Amige. Nakon umetanja PowerUP kartice virtualno se isključuju pojedini dijelovi Amige i zamjenjuju novima tako da PowerUP pojednostavljeno Amigu vidi kao I/O konzolu. Ako se na novi grafički slot priključi grafička kartica zamjenjuju se i legendardni specijalni grafički čipovi, dok je pristup Amiga OS ROM čipu ubrzan zbog relociranja u RAM. Grafičke kartice CyberVisionPPC (već u prodaji) i BVisionPPC koje se umeću u grafički slot temelje se na PERMEDIA 2 grafičkom procesoru sa 4-8 MB grafičke memorije (SGRAM s prijenosom od oko 800 MB/s). Kako sve nebi bilo savršeno, svim PowerUP modelima nedostaje L2 cache memorija koja može značajno utjecati na perfomanse procesora. Kao razlog takvoj odluci Phase 5 navodi hardverske i softverske prepreke, kao i povećanu cijenu kartice uz objašnjenje da citiramo "brza interna arhitektura PowerUP kartica eliminira najveći dio gubitka perfomansi uzorkovanih nedostatkom L2 cache memorije". Ipak, taj problem je uz povećanu cijenu kartica hardverski bilo moguće riješiti jer PPC 603e djelomično, a 604e potpuno podržava multiprocessing.

PowerUP hardver

    Trenutno su u prodaji dostupne PowerUP kartice Blizzard 603e (A1200) i CYBERSTORM PPC (A3000/4000), dok su inačice za A1500/2000 Blizzard PPC 603e najvjerojatnije otkazane. Posebnu pažnju privlače Blizzard 603e kartice koje su posudile neka Pentiumu II slična rješenja u svrhu što boljeg hlađenja u ekstremnim uvjetima skučenog A1200 kučišta, tako da je PPC 603e procesor solidno opremljen sa 32 kB (16 kB podaci, 16 kB instrukcije) L1 cache memorije smješten u crnoj kutijici (hladnjak) koja nakon instalacije gleda prema dolje, dok u kartici postoji rupa (!?) kroz koju CPU ventilator smješten na gornjem dijelu kartice hladi sve zajedno. Domišljatosti nikad dosta, pa su na gornjoj strani kartice smješteni utori za memoriju i grafički slot tako da je kartica izvedena sa dvostranom štampom. Grafički slot je značajan jer do sada nije postojao dovoljno jednostavan način za dodavanje eksterne grafičke kartice u A1200.
    Za razliku od Blizzarda na kojima je doslovno iskorišten svaki centimetar prostora, CYBERSTORM PPC kartice odišu jednostavnošću i razlikuju se jedino po Ultra-Wide SCSI-u, četiri utora za memoriju i hladnjakom ispod kojeg se krije 604e procesor sa ukupno čak 64 kB (32+32) L1 cache memorije. Sve u svemu, CYBERSTORM PPC Commodoreovi inženjeri nisu pri dizajniranju Amiga bili kratkovidni, ali ipak nisu prije mnogo godina niti sanjali da će netko u Amigin direktni CPU slot umetati ovakve "monstruozne kartice" koje eto više liče na minijaturne matične ploče i na koje se povrh svega može umetnuti još jedna grafička kartica!

PowerPC kernel

    Amiga ne prepoznaje PPC dok se ne aktivira PPC kernel čiji je osnovni dio sistemska datoteka ppc.library. PPC podsustav izveden je bez ikakvog modificiranja Amiga OS-a (dalje u tekstu AOS). Svaka od kartica posjeduje 680X0 procesor zbog kompatibilnosti sa postojećim aplikacijama i samim AOS-om. U praksi gotovo cijeli AOS i dalje radi sa 68k procesorom koji komunicira i upošljava PPC procesor kada to ima smisla ili je situacija obratna tako da je komunikacija među procesorima dvosmjerna. Oba procesora mogu raditi istodobno i automatski preuzimaju sve osobine OS-a tako da se u jednom PPC ili 68k procesu mogu stvarati dodatni podprocesi. Kompaktnost AOS-a omogućava zanemarivo mali utjecaj na smanjenje perfomansi zbog činjenice da isti i dalje radi na 68k procesoru. Ono što utječe na perfomanse je CPU context switching time (vrijeme prebacivanja procesa na drugi CPU) koji je izuzetno optimiziran, ali prečesti i loše poredani 68k OS pozivi u programu mogu usporiti izvršavanje, za što se brinu do sada dostupni PowerPC kompajleri (SAS C, GNU C i StormC). Na taj način svaki program ima 68k i PPC (UNIX ELF format) dio, tako da se kompajliranje postojećih programa na PPC može izvesti uz male modifikacije. Svako prebacivanje na drugi procesor u programskom kodu bi u slučaju PowerUP kartice sa L2 cache memorijom značilo poništavanje i kopiranje sadržaja iste u RAM što značajno smanjuje ili eliminira dobitak koji se ostvaruje postojanjem takve brze drugostupanjske međumemorije. Paralelni rad oba procesora u kojem 68k opslužuje sistemske pozive, dok se PPC u ovoj fazi razvoja PowerUP koncepta upotrebljava isključivo za računski zahtjevne zadatke značajno umanjuje nedostatak L2 cachea i ubrzava rad u cjelini, uz dodatak dinamičke raspodjele propusta glavne sabirnice među procesorima.

Ništa bez PPC aplikacija...

    Iako je Phase 5 uložio puno truda u podršku softverskim proizvođačima broj PPC aplikacija je tek nedavno počeo poprimati značajne razmjere. Postupak je tim brži jer nije potrebno prevoditi cjelokupnu aplikaciju, nego samo neke njene dijelove tako da je većina modularnih aplikacija (posebno grafičkih) dobila svoje PPC plug-in module (Personal Paint, ArtEffect, SuperView, Art Studio, Reflections, Wildfire, TurboPrint i dr.). Također su dostupni svi računski intenzivni programi poput MPEG video i audio playera kao i LHA, LZX, ZIP i drugih arhivera. Pojavom JPEG, PNG i sličnih PPC datatypeova (dio AOS-a koji se brine o prepoznavanju različitih formata datoteka) praktično svaki program već sada može iskoristiti brzinu PPC procesora. PowerUP Linux prvi je native PPC OS koji radi na PowerUP karticama, dok posebnu pažnju privlače skore PPC verzije Fusiona (PowerMac emulator) i Pentium emulatora (PC-Task i PCX). Moramo napomenuti da je trenutno Ultra-Wide SCSI sistemski softver koji se dobiva uz PowerUP CYBERSTORM kartice pun bugova i stvara nebrojene probleme. Trenutno dostupne igre za PPC kartice su Doom, Quake i Descent koji rade fantastičnom brzinom, dok se očekuje čitav niz nadolazećih izdanja

Amige na 350 MHz?

    Pravi testovi brzine PowerUP kartica tek slijede i za sada su pod znakom pitanja budući da kratki računski zahtjevni zadaci pokazuju očekivane rezultate, dok prave usporedbe sa drugim PPC i Pentium sustavima treba izvršiti na jednom izvornom PPC OS-u poput Linuxa. U odnosu na postojeće Amige PowerUP povećava perfomanse u rasponu od 10 do 20 puta pri čemu su posebno povoljne kartice za A1200 na 160 MHz (oko 649 DM) i 200 MHz (oko 849 DM). Phase 5 budućnost ove tehnologije vidi prije svega u ugrađenoj emulaciji 68k procesora (kada takva PPC emulacija bude brža od najbržeg 68060/50 MHz procesora što će ukloniti problem nedostatka L2 cache memorije) i sustavima sa više procesora. Ipak, uzevši u obzir veličinu kompanije i dosadašnja iskustva s istom realno je reči kako se tek u 1999-oj mogu očekivati nove verzije PowerUP kartica temeljene na najbržim 603e i 604e, kao i nove kartice sa G3 generacijom PPC procesora.*



                                                                                                          Domagoj Ožanić
                                                                                                (doozanic@public.srce.hr)