Obligement - L'Amiga au maximum

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Actualité : Les cartes PowerUP de Phase 5 : scandale ou merveille ?
(Article écrit par Brice Fromentin et extrait d'Amiga News - mars 1998)


Dans un article du numéro de décembre titré "Les cartes PowerUP seraient de la poudre aux yeux", le journal Dream a parlé du "scandale" des cartes PowerUP de Phase 5. En fait, cet article était une reprise du premier message de Haage & Partner ayant lancé leur dispute avec Phase 5, et déjà publié dans notre numéro de novembre.

Nous avons trouvé intéressant de demander à Wolf Dietrich, directeur de Phase 5, des réponses directes aux accusations appuyées par l'article de Dream. Après tout, il n'y a pas mille façons de mettre à jour son Amiga, et l'efficacité des cartes PowerUP nous concerne tous. Voici donc ses réponses, avec quelques commentaires supplémentaires signés par notre analyste système à nous, Brice Fromentin. En fin d'article, Wolf Dietrich répond aussi à une déclaration de Dave Haynie qui dit que Linux tournera beaucoup moins vite sur PowerUP que sur son futur ordinateur le PIOS One.

Réponses de Wolf Dietrich

Dream : Un vrai scandale, deux ans de retard, très cher et probablement inutilisable dans l'avenir.

Wolf Dietrich : En fait, nous n'avons eu qu'un an de retard par rapport à la première annonce de 1995. Mais tout le monde sait qu'entre-temps nous avons dû faire évoluer le concept et l'avons réalisé dans un marché difficile et sans AT perdu dans les limbes. Effectivement, peu de logiciels sont actuellement disponibles mais ceux qui sont disponibles montrent les hautes performances et la validité du concept PowerUP. Notre page www.phase5.de/products/statement/pupliste.html donne des liens intéressants à ce sujet.

Dream : Toute l'histoire a été révélée par H&P. Les circuits construits de façon à ce que le PowerPC ne puisse fonctionner seul, il ne peut que se comporter comme un coprocesseur du 68060. Ensuite, le logiciel est si mal conçu qu'il perd 90 ms à chaque fois qu'un échange de données a lieu entre les deux processeurs.

Wolf Dietrich : Ce sont simplement de fausses affirmations. Les circuits sont entièrement multiprocesseurs et parallèles, et si nous installions un programme de démarrage en code PowerPC, le 68060 serait inutile. La carte est donc prête pour un OS natif PowerPC, bien que nous n'en voyons aucun disponible dans un avenir proche.

(Brice Fromentin : même Haage le reconnaissait, et j'avoue que je n'y vois rien contre seulement, y a-t-il des caches sur lesdits processeurs et, si oui, un moyen de gérer leur cohérence en cas de changement significatif pour les deux processeurs ?)

La deuxième affirmation est un pur non-sens. Le changement de contexte qui se produit lorsque le contrôle passe du 68k au PowerPC, nécessite beaucoup moins de temps (de l'ordre de la milliseconde en fait). Mais, et c'est le plus important, le logiciel n'a pas besoin d'effectuer un changement de contexte pour échanger des données. Tout spécialement, pour retourner un résultat de fonction, le développeur peut utiliser notre système de messages qui permet d'échanger un message de 20 à 30 octets en moins de 50 microsecondes et un retour sans données en moins de 7 microsecondes. Ce mécanisme a été créé pour permettre des communications rapides entre différents processus utilisant les deux processeurs. Ce mécanisme est prévu pour gérer plus de deux processeurs.

(Brice Fromentin : Phase 5 explique enfin les délais de communication. Je pense que les développeurs n'ont pas considéré cet avis parce que le "multithreading" (multiples fils d'exécution) sur Amiga n'est pas chose courante. Il s'agit donc d'une erreur de compréhension entre Haage & Partner et Phase 5. L'un choisit la programmation à la mode Amiga (Haage), et Phase 5 introduit la gestion multiprocesseur avec les gains et pertes de ce dernier. Les deux solutions sont viables en fonction de la modélisation appliquée sur le programme (DOpus sera mieux avec PowerUP, il utilise beaucoup le multithreading, mais beaucoup d'autres programmes ne le font pas).

Dream : Tout est de la faute du format ELF...

Wolf Dietrich : Cela n'a aucun sens, car le format de l'exécutable n'a rien à voir avec le reste. Le fait de diviser les programmes n'est pas un désavantage ainsi que le démontrent de nombreux programmes modernes utilisant les notions objets et sont constitués de nombreux modules.

(Brice Fromentin : le choix d'ELF ou pas est un faux problème actuellement, il semble évident que Phase 5 oriente les développeurs vers leur A\Box. En ce qui concerne l'Amiga, il "suffit" de modifier LoadSeg et ce dernier chargera n'importe quel type de format d'exécutable. Sans compter que l'on pourrait créer une SuperClass "exécutable" dans les datatypes pour parer à ce problème de format et utiliser la méthode DTM_TRIGGER avec EXE_RUN par exemple).

Dream : Avec WarpUp, le temps d'attente est réduit à 50 microsecondes, car la bibliothèque WarpUp simule le fonctionnement sur un seul processeur. Un tel logiciel peut fonctionner sur une autre machine purement PowerPC.

Wolf Dietrich : Le temps de 50 microsecondes n'est pas conforme à mes informations ; demandez SVP confirmation à Haage & Partner. Le principal inconvénient est que le WarpUP fait croire au logiciel qu'il fonctionne sur un seul processeur perdant ainsi toute possibilité de traitement parallèle. Cette approche n'est pas orientée vers l'avenir et limite fortement le développement. En fait, Haage & Partner n'a pas compris les fonctionnalités d'un environnement multiprocesseur et leur noyau manque totalement d'un tel support.

(Brice Fromentin : il est dommage que les utilisateurs n'aient pas été au courant de ceci pendant leur dispute. On aurait pu mieux comprendre le pourquoi de leur problème. Chacun ayant employé des méthodes plus commerciales que techniques).

Dream : Rien ne prouve que l'Amiga du futur utilisera un PowerPC. Programmer en PowerPC natif est donc risqué. Par ailleurs, le concept de WarpUP interdira l'utilisation des nouveaux pilotes CyberGraphX (notamment de CyberGL) avec les nouveaux logiciels utilisant WarpUP.

Wolf Dietrich : Rien ne prouve actuellement qu'il y aura un futur Amiga. Il y aura de toute façon PowerUP pour les Amiga actuels et il sera soutenu au-delà de l'an 2000 par nous et de nombreux fournisseurs de logiciels. Il est exact que WarpUP est incompatible avec PowerUP puisque la compatibilité PowerUP signifie compatibilité matérielle et logicielle. Les principaux développeurs utiliseront notre logiciel et WarpUP nous semble un produit inutile et sans avenir. Par ailleurs, cela n'a rien à voir avec les produits PowerUP eux-mêmes.

Dream : Les cartes 68060 n'ont jamais été si nécessaires.

Wolf Dietrich : Pour toutes les applications gourmandes en calcul, le PowerPC peut amener un grand progrès. Nous recommandons aujourd'hui le couple 68040/PowerPC, l'utilisateur aura de hautes performances et une ouverture vers le futur. L'augmentation du nombre de cartes installées et le potentiel du marché amèneront un nombre croissant d'applications pour PowerUP. J'espère que ma réponse sera suffisante si vous avez d'autres questions, n'hésitez pas à m'en faire part.

Linux sera-t-il plus lent sur PowerUP que sur PIOS ?

Voici un commentaire d'un message de Dave Haynie posté sur la liste de diffusion de PIOS le 10 février 1998.

Dave Haynie : Linux n'existe pas encore sur PowerUP, mais il sera beaucoup plus lent que sur notre système, même s'il sera un peu plus rapide que sur m68k.

Wolf Dietrich (le 11/02/98) : Linux est en cours de portage sur PowerUP, et il tourne, bien que non public. Nous avons aidé le groupe qui porte Linux sur PowerPC en lui fournissant gratuitement les cartes et une assistance technique. C'est une affirmation gratuite de Dave Haynie que Linux sera plus lent sur PowerUP que sur PIOS. L'affirmation qu'il sera peut-être un peu plus rapide que sur 68k est un non-sens, nous avons déjà prouvé que des applications PowerUP peuvent être 10 et même 20 fois plus rapides qu'avec un 68060 à 50 MHz. Il est raisonnable de penser que Linux sur PowerUP sera plusieurs fois plus rapide que sur un 68060. Les cartes PowerUP travaillent avec une vitesse de bus de 66 MHz et un "burst cycle" très rapide. De cela, résulte une vitesse de lecture d'environ 200 Mo/s, ce qui est considérablement plus rapide que la vitesse de transfert du contrôleur mémoire MPC106 de Motorola utilisé par PIOS. Une fois la carte PowerUP équipée d'une carte vidéo CyberVisionPPC, qui élimine le dernier goulot d'étranglement, les performances du sous-système PowerUP ne sont plus limitées par l'architecture relativement lente de l'Amiga. Les arguments de Dave Haynie sont donc incorrects. Il faut attendre et voir quel système se comportera le mieux avec des applications réelles.

Dave Haynie : Nous serons beaucoup plus rapides que les autres sauf les PC, et même un peu plus rapides qu'un PC. Plus tard, nous aurons des modules deux ou quatre processeurs pour aller encore plus vite. Oui, certains PC haut de gamme pour amateurs peuvent recevoir un deuxième processeur, mais aucun système de ce niveau ne peut en recevoir plus. Notez bien que je dis nous aurons, et non nous pourrons.

Wolf Dietrich : Nous avons aussi des cartes multiprocesseur en prévision, nous verrons alors qui sera capable de concevoir la meilleure architecture. La course est lancée et nous ne craignons pas la concurrence.

Dave Haynie : PIOS n'est pas stupide, nous savons que vous avez besoin de logiciels. C'est une pratique courante de fournir un paquet logiciel avec chaque système, nous allons le faire. Nous avons un partenariat pour des produits de Beat-Ware (www.beatware.com) et peut-être d'autres avant le lancement. Ainsi, quand vous l'aurez, vous pourrez réellement faire quelque chose avec votre PIOS One : tableur, traitement de texte, dessin, messagerie, navigateur, développement en C++, etc.

Wolf Dietrich : Remarque : avons-nous besoin d'une nouvelle machine pour cela ? Ce sont des applications que j'utilise parfaitement avec un 68040 ou 68060. C'est aussi beaucoup moins que ce que j'ai aujourd'hui sur mon Amiga PowerUP.

Dave Haynie : (à propos d'UAE ?) La version sous Windows est dès à présent un peu plus rapide qu'un A1200, et l'OS n'a été que légèrement adapté "à la main". C'est aussi une autre direction que PIOS étudie, quelles sont les limites d'une émulation ? Quand vous pensez au PowerPC lui-même, il délivre une puissance environ 8 à 10 fois supérieure au meilleur 68k pour le même prix. Cela laisse une marge intéressante, surtout si l'architecture système est plus performante que celle de l'Amiga dans des proportions équivalentes.

Wolf Dietrich : Autre remarque : Le PowerPC ne peut être plus rapide qu'un 68k que s'il est intégré dans une architecture elle-même plus rapide que celle de l'Amiga ; il n'y a donc pas d'amélioration supplémentaire due à l'architecture comme Dave voudrait le faire croire. Et quand il considère UAE comme une possibilité (il est peut-être un peu plus rapide qu'un A1200 sur un Pentium très rapide, il est quand même 15 à 20 fois moins rapide qu'un Amiga 68060), il doit plaisanter...

Dave Haynie : Dès que vous arrêtez les petits tests de performance qui tiennent dans le cache et commencez à faire tourner de vrais tests, vous voyez que le PowerUP est une machine lente pour un PowerPC, pour les nombreuses mêmes raisons qu'un Amiga 68040 ou 68060 de style A4000 n'est pas très rapide pour un 68040/68060. Même les cartes tierces ne sont pas de grosses bêtes. Demandez-leur : quelle est la vitesse du bus local ? Quelle est la vitesse du cache de niveau 2 ? (quel cache 2). Quelle est la vitesse du bus vidéo ?

Wolf Dietrich : L'affirmation de Dave Haynie que "PowerUP est une machine PowerPC lente" est tout simplement fausse. Il ferait mieux d'arrêter ses comparaisons fausses avec la mauvaise architecture du A4000, dont il est en partie responsable (voir ci-dessous). Nous pouvons dire que nos cartes 68060 (ainsi que la plupart de celles de nos concurrents) sont réellement des 68060 rapides (idem pour le 68040). La seule mauvaise architecture était celle de l'A4000 de base. Ainsi que je l'ai déjà dit, notre bus local est beaucoup plus rapide que celui du MPC106 utilisé par PIOS. Un test sur la vitesse d'accès à la mémoire ne nous effraie pas, il montrerait la supériorité du sous-système mémoire qui est très important pour toute application traitant de grandes quantités de données. Le bus vidéo est lui aussi très rapide avec une vitesse de 80 à 100 Mo/s.

Dave Haynie : J'ai conçu une grande partie de l'architecture sur laquelle le PowerUP s'appuie, je sais de quoi je parle. L'architecture des A3000 était bonne pour 1989/1990, c'est probablement le projet de chez Commodore dont je suis le plus fier. Mais il est très loin derrière ce qui est possible aujourd'hui.

Wolf Dietrich : Désolé, j'ai des doutes. L'architecture des A3000/A4000 souffre de graves déficiences, qui n'étaient pas dues à la technologie alors disponible. Et Commodore avait en 1992 des ressources supérieures à celles de PIOS aujourd'hui.

Dave Haynie : Malheureusement, nous n'avons pas eu les ressources pour réaliser un circuit central performant.

Wolf Dietrich : Je pense que les ressources étaient là, mais pas la compétence...

Dave Haynie : Celui utilisé actuellement par PIOS est un circuit central performant (en fait circuit central et accès mémoire), il possède 300 picots pour un bus de 64 bits.

Wolf Dietrich : Ouah ! C'est super ! C'est le contrôleur de système MPC106 de Motorola, et ce n'est qu'un produit standard. De notre point de vue, la performance mémoire est médiocre. Une autre remarque personnelle : comme le montrent mes affirmations, je n'ai pas beaucoup d'estime concernant la valeur technique de Dave Haynie ou ses connaissances en général. Il a été en partie responsable des erreurs de conception des dernières machines de Commodore, et toutes les dernières machines étaient médiocres d'un point de vue architecture et performances. Un circuit comme le SuperBuster, qui est à peu près 10 fois moins complexe que nos circuits actuels, avec énormément de bogues et ayant dû subir les révisions 7, puis 9, 10 et 11, n'a pas de quoi vous rendre fier. Vous pourriez aussi vous demander pourquoi PIOS travaille depuis 18 mois sur une architecture qui n'est faite que de circuits standards... En résumé, je rejette les commentaires de Dave car je crois qu'il n'a pas la compétence pour juger la qualité de notre matériel. Je recommande d'attendre et de voir quelles performances atteignent le PIOS One, et, jusque-là, de considérer ces affirmations comme non prouvées et émises par un concurrent visant à promouvoir ses propres produits.

Enfin, quelques commentaires de notre traducteur, Jean-Paul Pozzi

L'article de Dream était très provocateur et reprenait en grande partie les arguments de Haage & Partner plus quelques pointes contre Phase 5 et les multiples reports de la disponibilité des cartes PowerUP. Cet article n'apportait aucun fait nouveau. Par contre, la réponse de Wolf Dietrich est ici positive car elle semble démontrer une bonne connaissance des problèmes de développement et des techniques des logiciels d'aujourd'hui (objet, multiprocesseur en parallèle).

Certaines affirmations m'avaient étonné, 90 ms pour un changement de contexte me semblait un chiffre énorme ! Une machine à 200 MHz exécute presque 20 000 000 de cycles dans ce laps de temps, soit pour un RISC de 10 à 20 millions d'instructions ! Le chiffre d'une milliseconde, bien qu'élevé semble plus raisonnable (il faut bien gérer les caches et leur cohérence !).

Phase 5 pousse résolument à une philosophie multiprocesseur, c'est un moyen d'augmenter les performances, mais peu de systèmes gèrent correctement le multiprocesseur en mono-utilisateur (cela n'est pas le cas en multiutilisateurs comme le prouvent beaucoup de gros serveurs Unix). Les compilateurs capables de générer un code parallèle adapté à un processeur ne sont pas légion !

En ce qui concerne Linux sur PowerPC, je n'ai pas pu avoir un début de test, le développeur principal de la version PowerPC de Linux m'a dit qu'il faudrait encore une quinzaine de jours pour qu'il soit assez stable pour un test de performance... à suivre... le résultat sera intéressant.

Annexe : D. Haynie répond à W. Dietrich (mars 1998)

Résumé d'un message de Dave Haynie (PIOS) en réponse aux remarques de Wolf Dietrich (Phase 5) présentées le mois dernier.

Les points principaux du texte original sont présentés entre [].

[A propos de la vitesse relative des cartes PowerPC de Phase 5 et de PIOS] : WD devrait mieux se faire conseiller par sont état major technique. Je peux donner quelques chiffres réels. Le MPC106 peut gérer divers types de mémoire et optimiser les accès (Mode page) les vitesses vont de 170 Mo/s avec des mémoires classiques et 406 Mo/s avec le cache de niveau 2. Les dernières versions de MPC106 gèrent un bus à 100 MHz et nous irons vers cette vitesse lorsque le reste des circuits le permettra. Toute machine récente est plus rapide qu'un Amiga. Ce que WD a dit c'est que le PowerUP est une nouvelle machine utilisant l'Amiga comme entrée/sortie. Mais cela ne peut sauver le 68k : le PowerPC est beaucoup plus rapide. Il est admis que le PowerPC est de 10 à 20 fois plus rapide (même avec une architecture lente) que les 68k. Il est par ailleurs prouvé qu'un bon émulateur peut permettre d'atteindre 10% de la vitesse de l'original. Apple a d'ailleurs obtenu des performances analogues à un 68040 sur un PowerPC 603 à 133 MHz. Nous sommes donc persuadés de parvenir à une émulation décente de l'Amiga. Le véritable intérêt est d'obtenir des performances meilleures, car si vous avez un Amiga, un nouveau système n'est intéressant que s'il est plus rapide.

[A propos d'UAE] : Des Pentium moyens atteignent les performances d'un A3000 sur la plupart des applications en émulation complète, l'utilisation de RTG permet d'atteindre les performances des 68040. Les PowerPC iront encore au-delà.

[A propos de cache de niveau 2 : L2] : WD ignore la question et répond par une attaque personnelle dénigrant la machine dont il prétend améliorer les performances. La carte Commodore 68040 originale n'a jamais été produite, les gestionnaires l'ont annulée, c'est un fait admis. Son architecture avec 128 ko de cache et le mode Burst était trop cher. L'A3640 était une carte construite pour être la moins chère possible et était destinée à une machine d'environ 1000 $ (l'A2200, également connue en tant qu'A1000jr), et l'A4000, construit en un temps record, en a été équipé. D'autres circuits (bridge) pourtant prêts n'ont jamais été utilisés. Mais c'étaient les derniers jours de Commodore.

[La vitesse du bus graphique est de 80 à 100 Mo/s] : Le MPC106 permet d'atteindre 116 Mo/s sur un bus PCI ce qui est honorable pour un circuit de cette classe. Mais ce qui n'est pas dit par WD c'est que la vitesse brute est insuffisante pour fabriquer un système performant. Le MPC106, lui, gère au mieux les conflits et priorités d'accès entre les circuits graphiques et le processeur, ce qui est un plus pour le fonctionnement d'un système dans le monde réel, il assure par ailleurs la cohérence des caches du PowerPC (L1 interne et L2 externe).

[Mise en cause de la qualité de la conception de l'A3000] : La conception de l'A3000 a été limitée par la technologie disponible à l'époque, il ne souffrait d'aucun bogue majeur mais de bogues mineurs comme tout système existant. L'A4000 a malheureusement dû utiliser la même technologie (ce n'était pas notre volonté) ce qui en limite les performances. PIOS ne subit pas de décision arbitraire des gestionnaires et la technologie courante est d'un niveau que des petites sociétés (PIOS ou Phase 5) ne peuvent atteindre par un développement spécifique.

Wolf Dietrich, étiez-vous chez Commodore en 1989/1990 ? Vos attaques personnelles ne sont destinées qu'à masquer les vrais problèmes et quoi que vous puissiez faire, vos cartes doivent supporter de perdre du temps sur le bus local à 25 MHz du A3000.

Remarques personnelles du traducteur, Jean-Paul Pozzi

Linux sur PowerPC semble effectivement beaucoup plus rapide qu'en 68k. Compilation du noyau :

PowerPC 604e 150 MHz, 32 Mo de mémoire 60 ns, bus 50 MHz, IDE standard, disque 1 Go ancien : 15 mn 30 s.
Pentium MMX 66 MHz 32 Mo de mémoire SDRAM 12 ns, bus 66 MHz, Fast IDE, disque récent de 2 Go : 11 mn (source : liste de diffusion Linuxm68k).
Sur mon 68040/40 MHz avec 32 Mo de mémoire et un SCSI rapide, la compilation demande beaucoup plus d'une heure (deux heures environ).


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