Articolo pubblicato sul n. 108 di MCmicrocomputer (Edizioni Technimedia Srl - Roma) nel giugno 1991

MCmicrocomputer


Processori:
AMD vs Intel
La compatibilitÓ scende un gradino

di Andrea de Prisco

Bene, sono proprio contento. Una volta tanto non parleremo della tastiera, del video, degli slot disponibili di un computer in prova, ma del suo cuore: il processore. L'idea nasce dai recenti fatti accaduti negli ultimi mesi negli states e precisamente riguardo la causa tra Intel e AMD per il processore 386 attualmente costruito da entrambe le case.

Non trattandosi pero' di una vera e propria clonatura (nessuno sarebbe poi cosi' matto da tentare una strada simile) la causa riguarda essenzialmente il nome del prodotto: per Intel il "marchio" 386 e' suo Copertina del numero di MCmicrocomputer contenente l'articoloe non vuole che altri produttori di chip utilizzino lo stesso nome per altri processori. Non sappiamo come andra' a finire (Intel sconfitta in prima battuta ha tutte le intenzioni di continuare la sua battaglia negli appelli successivi) ma per il momento abbiamo la possibilita' di provare su strada uno di questi chip incriminati, a confronto-scontro diretto con l'originale 386 di mamma Intel.

Per rendere quanto piu' equo possibile il confronto, abbiamo utilizzato due macchine identiche messe a disposizione dalla Unibit di Roma. Sono due DS333 modello 90, con 64K di cache, VGA, controller per HD, 4 mega di ram. E per essere proprio sicuri che non vi fosse nessuna differenza tra le schede non ci siamo "semplicemente fidati" ma abbiamo anche scambiato tra loro i processori delle due macchine ed eseguito cosi' nuovamente la serie di test. Andiamo, dunque, ad incominciare...

 

Benchmark come bugia

 

C'e' un famoso detto "commercial-informatico" che suona pressappoco cosi': i benchmark non dicono bugie ma i bugiardi usano i benchmark. Chi ha seguito qualche anno fa la serie di Appunti di Informatica intitolata "MIPS" ricordera' (spero) tutti i miei affanni per cercare di spiegare che una cosa sono le chiacchiere, un'altra sono "i fatti" riguardo la velocita' di elaborazione di un sistema di calcolo.

E' facile affermare: "il nostro extra-ultra-strafigo-computer lavora a 200 MIPS" un po' meno spiegare (lealmente) cosa si intende in quel momento per 200 MIPS. Intanto c'e' da capire se quel valore e' "di picco" oppure e' un valor medio. Nel primo caso, capirete, ha ben poco significato: a cosa serve un processore che esegue "col turbo" le operazioni nulle (NOP) e poi si pianta alla prima moltiplicazione o divisione a piu' di 8 bit ? E se invece si tratta di valore medio, come e' stabilita questa media ? Una media non pesata tra i tempi di esecuzione di tutte le istruzioni eseguibili da quel processore ha lo stesso valore del caso di prima: il dato e' assolutamente non significativo. Una media pesata sulla frequenza delle istruzioni nei programmi, per cosi' dire, generici gia' si avvicina maggiormente ad un valore equo di performance di quel sistema. L'importante e' non barare sulle proprie carte: ogni processore, per quanto general purpose, ha sempre e comunque una determinata aspirazione intrinseca. Se il processore ha una struttura vettoriale sara' indicato per calcoli matriciali: inutile cercare di farlo correre su applicazioni non (altrettanto) vettoriali: rischieremmo di avere performance tipiche di processori dal costo decine se non centinaia di volte inferiori.

Per non parlare poi del raffronto tra processori diversi utilizzando come unita' di misura il MIPS. Nulla di piu' sbagliato: e' come stabilire la velocita' di un veicolo utilizzando come parametro solo i giri del motore. Se un processore corre a 7 MIPS ed un altro a 10, se i due processori non sono tra loro compatibili (non utilizzano, cioe', lo stesso linguaggio macchina e quindi lo stesso set di istruzioni) non siamo sicuri che il secondo sia effettivamente piu' veloce del primo. E' gia': come noto MIPS sta per "Milioni di Istruzioni Per Secondo" e naturalmente le istruzioni sono quelle del processore che stiamo provando. Se due processori differenti hanno istruzioni molto diverse tra loro, ad esempio uno e' un RISC e l'altro e' un CISC, non e' detto che 10 MIPS del primo siano effettivamente piu' dei 7 MIPS del secondo. E' noto, infatti, che i processori RISC hanno prevalentemente istruzioni semplici eseguibili in un solo ciclo di clock; i CISC hanno invece istruzioni piu' complesse (quindi piu' potenti) eseguibili pero' in un numero di cicli di clock piu' elevato: alla fine, cio' che conta, e' il comportamento della macchina davanti all'applicazione, non al benchmark nudo e crudo che puo' lasciare spesso insoddisfatti.

 

Famiglie di processori

 

Il discorso e' completamente diverso quando i processori appartengono alla stessa famiglia: essendo il linguaggio macchina identico, il MIPS all'interno di quella famiglia assume magicamente un valore assoluto. Un processore da 14 MIPS va esattamente al doppio di uno a 7 MIPS purche', lo ripetiamo, le istruzioni del primo siano uguali a quelle del secondo. Naturalmente poi succede che questo valore di velocita' non dipende solo dalla frequenza di clock del processore stesso ma da altri parametri come la velocita' delle memorie utilizzate e non ultima l'implementazione del processore. Un caso tipico e' proprio quello del 486 nei confronti del 386: a parte il coprocessore matematico e la cache interna (il primo eliminato nel 486SX) il 486 non e' altro che un'ottima reimplementazione del 386 effettuata da Intel alcuni anni dopo la prima. Con nuove tecnologie, con le nuove esperienze maturate nel corso degli anni il tutto utilizzato per produrre non un nuovo processore ma solo una nuova implementazione. Tanto nuova e innovativa da avere del predecessore solo identico aspetto comportamentale e nient'altro. Il 486 va a piu' del doppio della velocita' del 386 grazie alla nuova implementazione del chip, per alcuni versi piu' simile, tecnologicamente parlando, a quella di un RISC che a quella di un CISC quale sicuramente e' l'architettura 80x86. Molte istruzioni che prima richiedevano alcuni cicli di clock, nel 486 sono state implementate in modo da impegnare il processore per un solo ciclo. L'effetto e' dunque quello di avere velocita' di elaborazione elevatissime senza per questo aumentare a dismisura la frequenza di clock del processore. Con il vantaggio, tra l'altro, di non essere costretti ad utilizzare ram altrettanto veloci (e costose) per stare dietro al processore che chiede dati alla memoria alla sua frequenza di clock anche se poi impegna alcuni cicli per eseguire le singole istruzioni.

Inoltre una scheda col clock piu' basso e' anche meno soggetta a difficolta' costruttive proprie delle frequenze piu' alte. Si corrono meno pericoli, per citarne una, che piste adiacenti possano mutuamente influenzarsi a causa dell'elevata frequenza dei segnali trasmessi e della capacita' esistente tra le piste non piu' tollerabile a frequenze tanto alte.

 

Veniamo al dunque

 

La stiamo tirando tanto per le lunghe per un motivo semplicissimo: sapevamo, e speriamo che lo stesso sia valso anche per voi, che i risultati di questo test non avrebbero mostrato nulla di sconvolgente. AMD 386 e Intel 386 sono, fondamentalmente, lo stesso processore: i tecnici della AMD hanno dapprima ricostruito una simulazione logica del 386 e dopo averla testata funzionante l'hanno integrata su singolo chip. Non si tratta quindi di una copia ma fondamentalmente di una reimplementazione "senza tanti sforzi". Il risultato e' un hardware diverso sul quale gira esattamente lo stesso microcodice Intel: questo ci assicura compatibilita' al 100% anche se, giustamente, la cosa non deve essere stata molto gradita al fabbricante originario.

Per questo motivo non ci siamo spinti piu' di tanto nei benchmark. Per prima cosa abbiamo interrogato il System Information di Peter Norton, che fornisce un unico indice di performanche mostrando come riferimenti "fissi" le velocita' tipiche di un vecchio XT, un altrettanto anziano AT ad 8 MHz e un ottimo Compaq 386/33: per tutt'e due i computer il risultato e' stato di 35.4, addirittura meglio del Compaq.

Per il secondo test abbiamo utilizzato il Performance Analyzer di Richard Johnson: questo benchmark oltre a fornire un risultato globale indica anche i risultati parziali dichiarando via via i vari test svolti, come la scrittura registro registro, memoria memoria, memoria registro ecc. ecc.

Infine, sempre perche' fidarsi e' bene (dei benchmark) non fidarsi e' (MOLTO) meglio, abbiamo lanciato anche il benchmark di Corrado Giustozzi che esplora la macchina secondo vari aspetti: calcoli interi, in virgola mobile, ricorsione, velocita' video ecc. Anche in questo caso i due processori si comportano in maniera pressoche' identica.

 

Concludendo

 

I due chip, come anticipato nell'introduzione, sono tra loro pin compatibili: e' in questo modo possibile per il costruttore di mother board non prevedere sin dall'inizio il chip da utilizzare cosi' come utilizzare l'uno o l'altro a seconda degli approvigionamenti, della disponibilita' e, perche' no, del prezzo (sara' battaglia anche in questo...).

Sul piano dei vari "386-contro-386" la partita sara' si' dura ma comunque poco interessante sotto il profilo tecnologico se prendiamo in considerazione chip, per cosi' dire, "normali". Diverso sara' invece il discorso dei nuovi processori tanto da parte AMD quanto da parte Intel. La prima sta per fornire la versione a 40 MHz della famiglia a basso consumo denominata DXL. Questi chip hanno l'importante caratteristica di essere "full-CMOS": consumano molto meno dei corrispondenti Intel (disponibili, quest'ultimi, sino a 33 MHz) ed hanno la capacita' di funzionare, si fa per dire, anche a 0 MHz. In questo stato il chip assorbe solo un milliamper di corrente, dorme, ed e' pronto a ripartire appena qualcuno riaumenta la frequenza di clock: presto anche i notebook saranno full 32 bit!

Intel, dal canto suo, ha il suo asso nella manica proprio con il 486SX: cinque o sei anni di tecnologia in piu' si vedono, e il nuovo chip Intel (che ha un prezzo dichiarato inferiore di quello del 386-33) sapra' sicuramente farsi strada senza troppe preoccupazioni.

Dal lato "bassi consumi" Intel ha pronto anche il 386 SL a 20 MHz. Denominato dalla casa madre "Microprocessor SuperSet" in due soli chip VLSI implementa le funzioni svolte da ben undici componenti di un sistema standard SX (bus a 16 bit, ahime'). Quindi bassi consumi ma anche ridottissima occupazione di spazio che, come noto, in un notebook non e' mai tanto.

Insomma la partita si fara' sicuramente interessante: basta solo attendere queste nuove macchine che non tarderanno certo ad arrivare e stare a guardare. Sara' l'utente, come al solito, che scegliera'.


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