Obligement - L'Amiga au maximum

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Matériel : Sam440ep
(Article écrit par David Brunet - octobre 2008, mis à jour en décembre 2011)


La Sam440ep est une carte mère à base de PowerPC 440ep et construite par la société italienne ACube Systems.

Sam440ep

Historique

ACube Systems est une société italienne créée au début de l'année 2007. Elle est le fruit de la fusion de trois entreprises : Alternative Holding Group, Soft 3 et Virtual Works. Le but de cette création fut de soutenir l'Amiga par diverses façons : développement logiciel (comme STFax 2007), réparations matérielles et construction d'une nouvelle machine destinée au monde Amiga.

Le projet de carte mère débuta avant la mise en place de la société, en février 2006. Un premier prototype fut montré lors du salon italien Pianeta Amiga en septembre 2006. Ensuite, le 1er avril 2007, ACube annonça la disponibilité de la carte mère Sam440ep pour les clients industriels. Depuis cette date, quelques systèmes d'exploitation ont été portés dessus (voir section "Systèmes d'exploitation" plus bas). Mais il fallut attendre le 17 septembre 2008 et l'annonce commune entre ACube et Hyperion Entertainment pour voir enfin une gestion d'AmigaOS 4.

ACube Systems a produit des Sam440ep jusqu'à fin 2009. Début 2010, la société indiqua que la production pouvait être relancée si 30 à 50 commandes étaient faîtes. Mais ce chiffre n'a jamais été atteint et aucune nouvelle Sam440ep n'a été construite. ACube s'est focalisé sur ses nouveaux produits comme la Sam440ep-Flex et la Sam460ex.

Pour l'anecdote concernant son nom, sachez que les premiers tests furent effectués sur la carte d'évaluation 440ep de chez AMCC (dont le nom de code était "Yosemite"). Ainsi, la carte d'ACube fut baptisée en l'honneur du héros de cartoon Yosemite Sam.

Yosemite Sam Carte Yosemite
Yosemite Sam et la carte d'évaluation 440ep d'AMCC

Caractéristiques techniques

La carte Sam440ep est compacte et modulaire. Elle est au facteur de forme Mini-ITX (170x170 mm) et contient un grand nombre de composants montés sur ses deux côtés. Elle dispose d'avantages intéressants comme une faible consommation électrique, un refroidissement passif, une certaine évolutivité, quatre sorties vidéo possibles (VGA, DVI, TV (S-Video), LVDS) ou encore trois sources de démarrage possibles (SATA, USB, réseau).

Sam440ep

Sam440ep

Son coeur est un PowerPC 440ep. C'est un System On Chip (SoC), ou "système sur puce" en français, produit par AMCC sous licence IBM. Ce SoC intègre donc, en plus du processeur, d'autres puces et contrôleurs (USB 1.1 et 2.0, PCI, Ethernet 10/100 Mb/s, IIC, SPI, Nand, SDRAM DDR...). Cela permet de réaliser un système complet sans perdre de temps en développement et débogage. Cela économise aussi de la place sur la carte (moins de composants, pas de couple northbridge/southbridge) et sur le prix, bien que la Sam440ep, comme vous pouvez le voir dans la section "Prix", est assez chère.

PowerPC 440ep La puce PowerPC 440ep est un processeur 32 bits superscalaire de la famille des PowerPC, génération G2 (603...). Il dispose d'un FPU double précision, d'un bus de 100/133 MHz mais est dépourvu d'unité AltiVec et de cache L2. Sa puissance théorique est de 1334 Dhrystones MIPS pour la version à 667 MHz. La puce est gravée en 0,13 µm et réalisée en technologie CMOS. Le PowerPC 440ep a une taille de 35x35 mm et est au format PBGA avec 456 broches. Sa fréquence peut varier de 333 à 667 MHz pour une consommation électrique modeste (3 Watts à 533 MHz) ce qui fait qu'il ne nécessite pas de système de refroidissement actif. Le contrôleur mémoire intégré au PowerPC 440ep peut gérer jusqu'à 1 Go de mémoire et des bancs mémoire jusqu'à 512 Mo. Comme la Sam440ep ne présente qu'un banc, la mémoire maximale sur la carte est de 512 Mo.

Technologiquement, la Sam440ep dispose de ports plus modernes que sur les autres cartes "Amiga NG" comme l'USB 2.0 et le Serial-ATA. Elle offre aussi des éléments inédits comme un port ccTalk (utilisé pour les transactions monétaires) et un FPGA (Field Programmable Gate Array, réseau de portes programmables) permettant d'étendre les possibilités de la carte en y ajoutant de nouvelles fonctionnalités. Cependant, aucune application n'a encore émergé de ce côté.

Du côté du processeur graphique, la Sam440ep dispose d'une Radeon Mobility 9000 (alias M9). Cette puce de chez ATI a été introduite durant l'été 2002 et est basée sur le moteur graphique RV250. Comme pour le PowerPC 440ep, il s'agit d'une puce destinée au marché de l'embarqué avec une consommation électrique relativement faible (une Sam440ep à 667 MHz et utilisant la puce 3D consomme environ 25 Watts). La Radeon Mobilty 9000 a 64 Mo de mémoire DDR en 128 bits, une fréquence interne de 250 MHz, une mémoire à 200 MHz et un RAMDAC à 400 MHz. Elle peut afficher des résolutions jusqu'en 2048x1536 (QXGA) en 2D et 3D. Il est possible d'ajouter une carte graphique sur port PCI mais la puce Radeon M9 ne peut être désactivée.

Concernant le PCI, le connecteur PCI de la Sam440ep n'accepte que des cartes 3,3 Volts (et non les cartes 5 Volts qui risquent donc d'endommager votre ordinateur). Les cartes 3,3 Volts sont reconnaissables à leur encoche qui se trouve sur la partie avant du brochage. Les cartes 5 Volts ont l'encoche dans la partie arrière. Les cartes PCI compatibles 3,3 et 5 Volts sont cependant gérées.

Liste des caractéristiques :
  • Format Mini-ITX (170x170 mm).
  • Processeur PowerPC 440ep SoC de chez AMCC (fréquence de 533, 600 ou 667 MHz).
    • Contrôleur de mémoire DDR 266.
    • Contrôleur PCI.
    • Contrôleur de mémoires Flash.
    • Contrôleur USB 1.1 hôte et USB 2.0 périphérique.
    • Deux ports Ethernet 10/100 Mbit/s.
    • Un port série (gestion jusqu'à quatre).
    • Deux interfaces I2C (Inter Integrated Circuit).
    • Interface SPI (Serial Peripheral Interface).
    • Un port GPIO 64 broches (General Purpose Input/Output).
  • 512 Mo de mémoire DDR 266 soudée (ou banc mémoire DDR DIMM 100 ; maximum 512 Mo).
  • Contrôleur USB 2.0 OHCI/EHCI NPX.
  • Audio 5.1 Cirrus Logic CS4281 et codec Realtek ALC655.
  • Quatre ports Serial ATA Silicon Image.
  • Puce graphique ATI Radeon Mobility 9000 avec 64 Mo de mémoire (bus PCI 66 MHz).
  • FPGA Lattice XP avec connecteur E/S 80 broches.
  • Port PCI 2.2 (32 bits, 33 MHz, 3,3 V).
  • Port Mini PCI optionnel (32 bits, 33 MHz).
  • Pont PCI à PCI Pericom 8150B.
  • Port JTAG (Joint Test Action Group).
  • Sortie DVI.
  • Sortie S-Video.
  • Sortie VGA.
  • Sortie LVDS (Low-Voltage Differential Signaling)
  • Horloge RTC avec batterie.
  • Firmware U-Boot 1.3.1.
Schéma de la carte mère

Schéma  
Schéma

J1 : connecteur d'alimentation ATX.
J2 : panneau de connecteurs pour le boîtier.
J4 : connecteur d'extension pour le FPGA.
J7 : GPIO.
J8 : JTAG (processeur).
J9 : JTAG (FPGA).
J10 : bus I2C.
J11 : bus SPI/I2C.
J12 : port d'extension audio.
J13 : sortie audio Jack.
J14 : entrée audio CD/DVD.
J15 : ports Ethernet.
J16 : port série.
J17 : port USB interne (OHCI).
J18 : port USB externe (EHCI/OHCI).
J19 : port USB interne (EHCI/OHCI).
J20 : port SATA (disque dur).
J21 : port SATA.
J22 : port SATA.
J23 : port SATA (CD/DVD).
JR1 : sortie S-Video.
J24 : sortie DVI.
J25 : sortie VGA.
J26 : sortie LVDS.

La carte Sam440ep est livrée avec un câble SATA, un adaptateur DVI->VGA et un manuel papier.

Il existe différentes versions de la Sam440ep : les versions à 400, 533 et 667 MHz et celles avec ou sans banc mémoire. Mieux, sur le site d'ACube, on peut lire que des configurations personnalisées sont possibles (ajout ou suppression de différents éléments : connecteur ccTalk, connecteurs SATA, sortie VGA, sortie DVI, sortie LVDS, port SmartMedia). Enfin, la carte a eu une petite soeur en avril 2009, au facteur de forme FlexATX, nommée simplement Sam440ep-Flex.

Firmware

La Sam440ep est livrée avec le firmware Das U-Boot version 1.3.1. Son nom est généralement raccourci à "U-Boot". Il s'agit d'un firmware (logiciel d'amorce) libre et gratuit sous licence GPL. L'origine d'U-Boot vient du projet "8xxROM" de Magnus Damm en 2000. Le projet fut alors rebaptisé en "PPCBoot" lors de sa mise en place sur SourceForge. Puis, grâce à un développement permanent, il devint un firmware multiprocesseur et il changea une nouvelle fois de nom. Actuellement, U-Boot est développé par Wolfgang Denk et de nombreux contributeurs. Outre le PowerPC, U-Boot est adapté aux processeurs ARM (720, 920, 925, 926...), XScale, ColdFire, MIPS, x86, NIOS, Microblaze, Atmel (AT91RM9200, AVR32 AP...) ou encore Samsung (S3C44B0, S3C24X0...). Le rôle d'U-Boot est d'initialiser le matériel et de lancer le processus de démarrage du système que vous voulez. Il peut amorcer un système depuis l'IDE, le SCSI, le PCMCIA ou bien une carte CompactFlash.

La version 1.3.1 d'U-Boot a une petite limitation : pour utiliser un clavier USB sous U-Boot, il faut le brancher le port USB externe (celui du haut uniquement). La version 1.2.0 avait un problème de gestion du DVI. Il fallait donc utiliser un moniteur avec entrée VGA ou bien connecter l'adaptateur DVI->VGA fourni.

Des mises à jour d'U-Boot sont disponibles sur le site d'ACube Systems : version du 26 janvier 2008, version du 23 juillet 2008 et version du 16 décembre 2010.

Pour connaître la version d'U-Boot de votre machine, tapez "version" à l'invite de commande. Si vous souhaitez mettre à jour U-Boot, téléchargez et gravez l'ISO de la mise à jour et démarrez sur le CD (choisissez le lecteur de CD dans U-Boot en tant que périphérique d'amorce). Ensuite, le CD s'amorce (équivalent de la commande "boota"), un menu apparaît qui permet de choisir la mise à jour en fonction de la version de U-Boot déjà présente.

Pour activer le DMA sur les Sam440ep, il faut taper les commandes suivantes dans U-Boot :

sete sii3114ide_xfer G00G sete sii3114ide_conf 1002 save

"sete" sert à spécifier une variable, "sii3114ide_xfer" sert à spécifier les taux de transferts utilisés sur chaque unité Serial ATA (d'où les quatre lettres/chiffres après) et "sii3114ide_conf" sert à spécifier ce qui est branché (1 pour un disque dur, 2 pour lecteur optique et 0 pour rien).

Systèmes d'exploitation

Les systèmes d'exploitation suivants sont disponibles ou en cours de développement :
AROS
AROS

AmigaOS 4.1
AmigaOS 4.1

Fedora
Fedora 9

Performances et compatibilité

Les performances ont été testées sur AmigaOS 4.1. Les distributions de Linux disponibles sont trop lourdes pour être utilisables quotidiennement. Il faudrait par exemple utiliser un bureau plus léger que Gnome pour que la Sam440ep puisse un peu respirer sur Linux.

Concernant la vitesse d'AmigaOS 4.1 sur cette machine, la sensation de vélocité est toujours présente. Les activités liées au Workbench (lancement de programmes, ouverture de fenêtres...) ne permettent pas de se distinguer d'un MicroA1 à base de G3 à 800 MHz. Mais toutes les autres tâches se révèlent un cran en dessous des autres machines compatibles AmigaOS 4.x. Le processeur PowerPC est d'une génération "G2" et cela se sent, ce n'est pas une bête de course. E-UAE, en version SDL donne du fil à retordre à la Sam440ep : c'est bien difficile de le lancer d'une manière fluide, à moins de désactiver le son. L'environnement AmiCygnix est bien trop lent également. Par contre, la 3D n'est pas si mauvaise que ça : la puce intégrée Radeon Mobilty 9000 semble fonctionner un peu mieux que si elle était sur une carte fille PCI ou AGP. Le portage de Quake 3 (celui de Capehill) tourne plutôt correctement quand on sélectionne un niveau de détail bas. Quake 2 (celui de Hyperion), quant à lui, fonctionne bien en rendu logiciel en 640x480 mais est trop lent en 1024x768. Les résultats moyens en terme de 3D sont cependant à mettre sur le dos des pilotes 3D d'AmigaOS 4 qui restent bien modestes. ACube a publié quelques correctifs pour accélérer le port PCI (un bogue ralentit l'écriture dans le cache mémoire L1). Cela semble bien fonctionner car une amélioration sensible peut être visualiser avec des outils de tests de performance comme RageMem.

Par contre, là où la Sam440ep est très forte est évidemment lors de l'accès et l'utilisation du disque dur : le Serial ATA 150 donne un gain de vitesse non négligeable. Par exemple, la copie d'un gros fichier entre deux partitions SFS sur un disque dur récent donne un taux de transfert de 24,4 Mo/s. Le chiffre passe à 20,0 Mo/s sur un disque dur plus ancien et en 2,5 pouces. Par comparaison, un Pegasos II (G4 à 1 GHz, ATA 100), toujours sur AmigaOS 4.1 avec partitions SFS, tourne autour des 18-20 Mo/s pour ce genre de test.

Concernant le démarrage, la Sam440ep charge AmigaOS 4.1 en 34 secondes. Un redémarrage à chaud ne prend que 15 secondes voire moins si le système ne cherche pas localiser le réseau. Depuis la mise à jour 1.3.1a d'U-Boot, ces temps sont encore meilleurs en théorie.

Le réseau, via les ports Ethernet sont bien mieux gérés que celui de l'AmigaOne par exemple. Selon Mehdi Boulahia, les débits atteignent régulièrement les 8 à 9 Mo/s en local, là où l'AmigaOne plafonne au mieux à 4 Mo/s.

Pour optimiser les performances de la Sam440ep, ACube a, par la suite, fourni divers outils. Il y a par exemple un outil permettant d'accélérer le port PCI des cartes Sam440ep et Sam440ep-Flex. Ce correctif accélère tous les périphériques PCI de 15 à 30%. L'amélioration se fait à la fois en lecture et en écriture. Autre outil, Sam440_setup : ici, ce sont les performances côté processeur qui sont améliorées. Avec Blender, il y a un gain de 10-20%. Enfin, HyperClock permet de modifier la fréquence du bus système et du processeur. A noter que les fréquences sont modifiées temporairement et reviendront à la normale après un redémarrage matériel.

Côté compatibilité, la Sam440ep fut distribuée avec une version bêta d'AmigaOS 4.1. Divers soucis de stabilité pouvaient être mentionnés, notamment pour l'USB. La version suivante, AmigaOS 4.1 Update 1, sortie le 14 janvier 2010, a résolu quelques problèmes au niveau du noyau rendant cette carte plus stable. En outre, la Sam440ep dispose d'un processeur légèrement différent des PowerPC G3 ou G4. Cela peut entraîner des incompatibilités, par exemple pour WOSemu, l'émulateur WarpOS pour AmigaOS 4.x. Et pour les développeurs, il faut mettre à jour le SDK pour prendre en compte processeur PowerPC 440ep.

En bref, ne soyez pas trop exigent avec cette machine qui se révèle véloce pour une utilisation basique d'AmigaOS 4.1 mais trop restrictive pour les applications 3D ou à l'émulation intensive par exemple.

Prix

Voici un éventail de prix pour la Sam440ep en carte seule (667 MHz, 512 Mo de mémoire, Radeon M9 et son 5.1 intégré) et en configuration complète (fin 2008). D'autres configurations "sur-mesure" sont possibles sur simple demande chez la plupart des revendeurs.

Chez ACube (
www.acube-systems.biz/)
  • Sam440ep, carte mère seule : 465,00 euros HT.
  • Sam440ep avec graveur DVD-RW SATA, Disque dur 80 Go SATA, souris Logitech Optical Mouse, boîtier Psile (Noir ou Blanc) : 771,00 euros HT.
  • Sam440ep avec graveur DVD-RW SATA, Disque dur 80 Go SATA, souris Logitech Optical Mouse, boîtier Nexus Avance P002 : 596,00 euros HT.
  • Sam440ep avec graveur DVD-RW SATA, Disque dur 80 Go SATA, souris Logitech Optical Mouse, boîtier GA630iBK : 656,00 euros HT.
Chez IMM Informatique (www.informatique-imm.lu/)
  • Sam440ep, carte mère seule : 585,00 euros TTC.
  • Configuration "Sam High Storage Complète" avec boîtier Uranus GA610 Black, disque dur de 500 Go, graveur DVD, AmigaOS en version 4.1 : 930 euros TTC.
  • Configuration "Sam Mini Complète" avec boîtier Mapower KC3000, disque dur 160 Go SATA 2,5", graveur DVD fin SATA, AmigaOS 4.1 : 975 euros TTC.
Chez Relec (www.relec.ch/)
  • Sam440ep, carte mère seule : 925 CHF HT.
  • Configuration "The Red One" avec boîtier The Red One (et sa valise de protection/transport), combo lecteur DVD/graveur CDRW, disque dur 160 Go SATA 2,5", clavier et souris Logitech : 1310 CHF HT.
Conclusion

La Sam440ep est une carte de grande qualité et dotée de nombreux atouts pour séduire le marché industriel. Elle est peu de consommatrice d'énergie, elle n'a pas besoin de ventilateur (silencieuse) et est de petite taille. La présence du SATA et de l'USB 2.0 en standard est une première pour une machine Amiga et c'est certainement, du côté technique, ses points forts. Par contre, le processeur un peu faiblard et surtout le prix élevé pourrait toutefois repousser certains potentiels acheteurs. En effet, la Sam440ep n'est pas une bête de course, sa puissance brute la place plusieurs crans derrière les AmigaOne XE G4 sortis il y a pourtant des années.

Les utilisateurs d'AmigaOS 4 espéraient depuis de nombreux mois que la Sam440ep puisse accueillir ce système d'exploitation. C'est maintenant chose faite. AROS est aussi disponible pour la machine mais dommage que la gestion de MorphOS soit pour le moment impossible car cela aurait peut-être un point de réconciliation du monde Amiga.

Nom : Sam440ep.
Constructeur : ACube.
Genre : carte mère.
Date : 2007.
Prix : 465 euros HT (carte mère).


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