Obligement - L'Amiga au maximum

Lundi 20 novembre 2017 - 01:08  

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Matériel : Zeus 040
(Article écrit par Olivier Jeannet et extrait d'Amiga News - juin 1993)


Voici qui va réjouir tous ceux qui veulent visualiser de grosses animations chargées directement depuis le disque, qui se servent intensément de la mémoire virtuelle (par exemple avec GigaMem), ceux qui utilisent un studio numérique multipiste, bref, tous ceux qui ont besoin d'un disque vraiment rapide.

Le SCSI-2 arrive, notamment par le biais de la carte accélératrice Zeus 040 (de Progressive Peripherals & Software) pour A2000, qui comporte un 68040 à 33 MHz et justement un contrôleur SCSI-2. La carte testée comportait 16 Mo de mémoire 32 bits et était reliée à un disque dur SCSI-2 de 1 Go fraîchement défragmenté.

Dans la mesure où la carte accélératrice en elle-même est la version pour A2000 de la PPS 040 pour A500 que nous avons testée dans le numéro de mars dernier, nous ne vous donnerons ici qu'un aperçu rapide de cet aspect pour nous consacrer essentiellement au contrôleur SCSI-2.

Zeus 040

Mémoire

La carte Zeus 040 dispose aussi de 16 emplacements mémoire SIMM (pour un maximum de 64 Mo). Elle gère les barrettes de 1 à 4 Mo 60/80 ns. Les barrettes doivent être placées par groupe de quatre. Toute la mémoire n'est pas AutoConfig, voir la doc pour plus de détail.

La carte a trois bancs de cavaliers (A, B et C). Voici la configuration du banc B :

Mémoire 1 Mo 4 Mo Banc 0 Banc 1 Banc 2 Banc 3 Cavaliers
4 Mo 4 - 1 Mo x 8 - - - :||:
8 Mo 8 - 1 Mo x 8 1 Mo X 8 - - |:|:
12 Mo 12 - 1 Mo x 8 1 Mo x 8 1 Mo x 8 - ::|:
16 Mo 16 - 1 Mo x 8 1 Mo x 8 1 Mo x 8 1 Mo x 8 ||::
16 Mo - 4 4 Mo x 8 - - - |||:
20 Mo 4 4 1 Mo x 8 4 Mo x 8 - - :||:
24 Mo 8 4 1 Mo x 8 1 Mo x 8 4 Mo x 8 - |:|:
28 Mo 12 4 1 Mo x 8 1 Mo x 8 1 Mo x 8 4 Mo x 8 ::|:
32 Mo - 8 4 Mo x 8 4 Mo x 8 - - |||:
36 Mo 4 8 1 Mo x 8 4 Mo x 8 4 Mo x 8 4 Mo x 8 :||:
40 Mo 8 8 1 Mo x 8 1 Mo x 8 4 Mo x 8 4 Mo x 8 |:|::
48 Mo - 12 4 Mo x 8 4 Mo x 8 4 Mo x 8 - |||::
52 Mo 4 12 1 Mo x 8 4 Mo x 8 4 Mo x 8 4 Mo x 8 :||::
64 Mo - 16 4 Mo x 8 4 Mo x 8 4 Mo x 8 4 Mo x 8 |||::

Facteur d'accélération

SysInfo 3.15, qui indique l'accélération par rapport aux autres configurations, révèle des performances assez voisines de celles des autres cartes 68040 à 33 MHz, soit un facteur d'environ 34 par rapport à un A2000 standard, ce qui est bien agréable !

Comparaison de SysInfo 3.15 avec d'autres modèles :
  • A500 512 ko ou A600 avec 1 Mo : 45,39.
  • B2000, A2000, A1000 oo A500 avec mémoire Fast : 34,35.
  • A1200 avec 68EC020 à 14 MHz : 18,83.
  • A2500 avec A2620/68020 14 MHz : 11,67.
  • A3000 avec 68030/25 MHz : 5,18.
  • A4000 avec 68040/25 MHz : 1,31.
Autres informations données par SysInfo 3.15 :
  • MIPS processeur : 25,06.
  • MFLOPS coprocesseur : 6,37.
  • Vitesse mémoire Chip par rapport à un A600 : 2,50.
  • Dhrystones par seconde : 24 013.
  • Fréquence horloge processeur en MHz : 35,60.
La norme SCSI-2

La norme SCSI concerne un grand nombre de périphériques, à la différence de l'IDE (disques, dérouleurs de bandes, disques opto-magnétiques, etc.) ; on la rencontre souvent dans le milieu des stations de travail. Les contrôleurs, qui peuvent piloter un certain nombre de périphériques, sont généralement dotés d'une certaine intelligence, qui décharge au maximum le processeur principal pour les opérations de transfert.

Le SCSI-2 apporte, par rapport au SCSI, des commandes supplémentaires, une synchronisation plus élevée ce qui autorise de hauts débits fiables, et surtout un bus de données sur 32 bits, qui permet déjà de doubler la vitesse de transfert.

Bien que la version 2 soit compatible avec la précédente, il est évidemment peu utile de connecter un contrôleur SCSI-2 à un disque SCSI (ou l'inverse), car l'accélération apportée doit être assez faible. Inutile donc de jeter votre ancien contrôleur pour un plus récent, si vous ne mettez pas à niveau en même temps vos disques. Par contre, pour un premier équipement, vous pouvez toujours préparer une future extension en vous munissant d'un contrôleur puissant...

Attention cependant : une simple carte SCSI-2 dans un port Zorro II d'un A2000 (limité a 2 Mo/s) est loin de donner sa mesure, son intérêt est donc limité. Il faut un port Zorro III (A3000 ou A4000, 8 Mo/s), ou comme ici un port processeur (puisque la carte Zeus est avant tout une carte accélératrice !) pour que cela vaille vraiment la peine de passer au SCSI-2.

Le contrôleur Zeus

Le contrôleur SCSI-2 de la carte Zeus 040 est basé sur la puce 53C710. La carte a un connecteur 50 broches interne et un connecteur 25 broches (DB25) externe. Il y a des supports de montage pour attacher un disque dur 3,5" à l'arrière de la carte.

SCSI-2/SysInfo

Passons maintenant aux performances du SCSI-2 de la carte de PPS. SysInfo comporte un test de rapidité de lecture de disque, mesurée en octets par seconde. Il faut savoir que ce test donne toujours des valeurs assez élevées, nettement plus que celles de DiskSpeed ou que celles dont on a l'impression à l'usage (je me demande bien quelles sont les opérations que fait ce test, vu les chiffres obtenus, et en comparaison d'autres tests).

SysInfo donne 570 ko/s pour un A590 (disque dur de 20 Mo pour A500), 1200 ko/s pour un A3000, et 3600 ko/s pour la carte SCSI-2 associée au disque de 1 Go. On a donc à première vue une accélération d'un facteur 3 par rapport à un contrôleur SCSI classique valable.

SCSI-2/DiskSpeed

Voyons les résultats donnés par DiskSpeed 4.1, qui sont effectivement inférieurs à ceux de SysInfo pour la lecture (c'est pourquoi il faut bien entendu utiliser le même programme pour comparer une grandeur quelconque sur plusieurs matériels...). Les performances données par DiskSpeed dépendent beaucoup de la taille du tampon utilisé : la vitesse de transfert augmente avec sa taille, en principe, puisque les coûts de traitement par bloc s'effacent progressivement devant le coût du transfert brut.

MKSoft DiskSpeed 4.1 Copyright © 1989-91 MKSoft Development
-----------------------------------------------------------
CPU: 68040 OS Version: 37.175 Normal Video DMA
Device: DH1: Buffers: 30

CPU Speed Rating: 4135

Testing directory manipulation speed.
File Create:          29 files/sec         CPU Available: 0%
File Open:            96 files/sec            "      "
Directory Scan:      414 files/sec            "      "
File Delete:         353 files/sec            "      "

Seek/Read:           111 seeks/sec            "      "

Testing with a 512 byte. MEMF_FAST, LONG-aligned butter.
Create file:       44682 bytes/sec            "      "
Write to file:     45377 bytes/sec            "      "
Read from file:   191720 bytes/sec            "      "

Testing with a 4096 byte. MEMF_FAST, LONG-aligned buffer.
Create file:      284387 bytes/sec            "      "
Write to file:    323260 bytes/sec            "      "
Read from file:  1038336 bytes/sec            "      "

Testing with a 32768 byte. MEMF_FAST, LONG-aligned buffer.
Create file:      684032 bytes/sec            "      "
Write to file:    963044 bytes/sec
Read from file:  1321356 bytes/sec            "      "

Testing with a 262144 byte. MEMF_FAST, LONG-aligned buffer.
Create file:     1139756 bytes/sec            "      "
Write to file:   2094533 bytes/sec            "      "
Read from file:  2362532 bytes/sec            "      "

Average CPU Available: 0% | CPU Availability index: 0

Il y a tout de suite un chiffre qui frappe : quelle que soit l'opération effectuée sur le disque, le processeur ne dispose d'aucun temps libre : on a l'impression d'être en monotâche pendant les opérations de transfert (pas vraiment pourtant, car la souris continue à bouger comme il faut). Sans vouloir tirer de conclusions hâtives, cela donne l'impression que le processeur (ici le 68040) est largement sollicité par le transfert, et qu'il n'y a pas de DMA disque (rappelons que pour un contrôleur classique, on obtient des pourcentages de disponibilité processeur de 50% et plus). Ce problème serait en train d'être corrigé par PPS ; il n'est pas bloquant en soi (après tout l'IDE consomme aussi du processeur), mais on est en droit d'attendre du SCSI qu'il laisse tourner les tâches !

En ce qui concerne les performances générales ; elles sont excellentes : parcours de répertoires, ouverture de fichiers, parcours de fichiers et lecture (seek/read), on en a presque trop ! Pour les vitesses de transfert, on obtient un maximum de 2360 ko/s en lecture (Read from file) et 1130 ko/s en écriture (Create file), ce qui est déjà beaucoup, et correspond également à environ 3 fois celles d'un A3000. Le chiffre "Write to file" concerne l'écriture dans un fichier déjà existant, et est plus proche des performances en lecture.

SCSI-2/mon propre test

L'inconvénient de ces tests de rapidité est qu'on ne sait pas toujours ce que le programme teste effectivement, ni la nature des opérations effectuées. J'ai donc fait mon propre programme de test de rapidité de transfert. Écrit en C, il ouvre un fichier, y écrit un certain nombre de fois un tampon mémoire, le referme, puis le réouvre pour y lire le même nombre de fois un tampon de même taille. Les instructions utilisées sont celles de la dos.library : Open, Close, Read, Write. Le tampon est alloué une fois pour toutes avec AllocMem. Je voulais pouvoir tester le transfert de gros blocs (plus d'un Mo), puis de nombreux blocs à la suite, comme cela doit se passer quand on utilise la mémoire virtuelle. J'ai testé le transfert de 8 Mo de données (8 388 608 octets pour être précis, soit 2 puissance 23) par bloc allant de 32 ko à 8 Mo.

Une petite explication au sujet de ce nombre bizarre de 8 388 608 : comparez donc, pour voir, la lecture (et l'écriture) d'un fichier par bloc soit de 4096, soit de 4097 octets. Et bien, dans le second cas cela prendra plus du triple de temps, tout ça pour un octet de plus par bloc ! En effet, le transfert est le plus rapide quand la taille du tampon est multiple de 512, car cela correspond à la taille d'un bloc sur disque, et tout coïncide alors parfaitement. Prendre une taille égale à une puissance de 2 suffisante (comme le fait DiskSpeed) assure donc d'avoir des valeurs optimales. Paradoxalement, la vitesse maximale en lecture (2450 ko/s) est atteinte assez vite, et pour des blocs pas très gros, 32 ko.

Test sur...
Écriture
Lecture
256 blocs de 32 768 octets 11,32 secondes
(vitesse 741 000 cps)
3,42 secondes
(vitesse 2 452 800 cps)
128 blocs de 65 536 octets 8,18 secondes
(vitesse 1 025 500 cps)
3,42 secondes
(vitesse 2 452 800 cps)
32 blocs de 262 144 octets 6,82 secondes
(vitesse 1 230 000 cps)
3,48 secondes
(vitesse 2 410 500 cps)
8 blocs de 1 048 576 octets 6,36 secondes
(vitesse 1 318 950 cps)
3,86 secondes
(vitesse 2 173 200 cps)
2 blocs de 4 194 304 octets 6,60 secondes
(vitesse 1 271 000 cps)
3,96 secondes
(vitesse 2 118 300 cps)
1 bloc de 8 388 608 octets 6,58 secondes
(vitesse 1 274 850 cps)
3,94 secondes
(vitesse 2 129 050 cps)

En écriture, on passe par un maximum à 1310 ko/s vers 1 Mo. Il s'agit donc de vitesses soutenues, puisque l'opération dure plusieurs secondes et comporte plusieurs ordres de transfert. Il est à noter que ces chiffres ne sont pas très différents de ceux de DiskSpeed (2360 ko/s et 1130 ko/s).

Avec ces trois tests, on a maintenant une idée assez précise des performances réelles du transfert, et de la performance de la carte SCSI-2 (avec le disque utilisé).

Utilisation

Voyons à présent ce que permet cette carte qu'on ne pouvait pas faire auparavant, à cause du manque de rapidité des disques existants. Avec un disque classique, débitant dans les 800 ko/s en régime soutenu, on peut lire quatre pistes audio 16 bits à 44,1 kHz (soit deux pistes stéréo en qualité CD), car cela ne demande que 4x2x44,1=353 ko/s, mais cela devient très juste avec huit pistes (706 ko/s). Avec un SCSI-2 à 2400 ko/s, on pourra prendre de l'avance sur la lecture des blocs, voire accéder au disque en même temps pour d'autres tâches (méfiance toutefois : il faut plus de temps pour satisfaire deux lectures simultanées, car la tête doit faire des aller-retours. Pour la même raison, il faut défragmenter de temps en temps le disque...).

Pour de l'animation non compressée chargée au fur et à mesure depuis le disque, 800 ko/s autorisent par exemple des images en 200x200 en 256 couleurs à 20 images/s (juste 800 ko/s), ou du HAM en 200x200 à 25 images/s, ou du HAM8 320x200 à seulement 12,5 images/s, ou (pourquoi pas) du 24 bits à 12,5 images/s (si l'on peut transférer au même rythme sur la carte graphique) avec une résolution d'à peine 145x145.

Grâce au disque SCSI-2 à 2400 ko/s, on peut soit tripler la vitesse d'animation, soit augmenter la résolution de 75% dans chaque sens (x et y). Du HAM8 non compressé passe donc à 320x300 à 25 images/s, ou à 640x300 à 12,5 images/s, ce qui commence à être pas mal.

Dans le cas d'une animation stockée sous forme compressée, on peut accroître le débit effectif (en admettant, comme pour les transmissions par modem, que le temps de compression est bien inférieur au temps de transfert qu'il permet d'économiser). On doit pouvoir atteindre ainsi des vitesses de 25 images/s pour de plus hautes résolutions, et avec plus de couleurs.

Il est évident que les grosses animations ont de toutes façons besoin d'être compressées, car le gigaoctet de disque dont nous disposions lors du test aurait été tout juste suffisant pour en stocker une petite en 24 bits pleine résolution non compressée...

Conclusion

Cette carte n'offre pas encore les performances maximales qu'on peut atteindre du standard SCSI-2. Celui-ci permet théoriquement de multiplier environ par 8 les vitesses de transfert, et la future carte contrôleur SCSI-2 de Commodore est annoncée entre 8 et 10 Mo/s (il faudra bien sûr vérifier quelles en sont les performances réelles...). En attendant, la carte Zeus 040 est pour l'instant la seule à offrir le SCSI-2 avec de tels taux de transferts, triples du SCSI. Accessoirement (!), elle comporte un 68040 à 33 MHz, qui est également ce qui se trouve de plus puissant sur Amiga actuellement.

Nous remercions MAD chez qui nous avons fait ce test, sur une configuration de démonstration de la carte Xanadu ADC-16, qui doit fortement apprécier un disque aussi rapide.

Nom : Zeus 040.
Constructeur : Progressive Peripherals & Software.
Genre : carte accélératrice.
Date : 1992.
Prix : 7400 FF (68040/28 MHz, sans mémoire), 9700 FF (68040/33 MHz, sans mémoire).


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