Ностальгия по Cyrix MediaGX: на что был способен первый в мире APU из 1997 года

Не так давно я знакомил вас с весьма незаурядным процессором образца 1997 года — Cyrix MediaGX. На первый взгляд перед нами типичный бюджетный кристалл без каких-либо изысков, однако на практике это был прародитель всех современных APU. Устройство объединяло в себе вычислительное ядро, графический контроллер, системную память и даже линии PCI! Тем не менее, в прошлой публикации мы лишь вскользь коснулись этого чипа, оставив за кадром реальные тесты производительности — пришло время исправить это упущение.

В сегодняшнем материале мы не только попытаемся оживить материнскую плату с оригинальным MediaGX, но и проследим его эволюцию после поглощения компании корпорацией AMD на примере классического тонкого клиента, а также выясним, каким образом эта архитектура смогла дотянуть до 2020 года. Заинтригованы? Тогда добро пожаловать под кат!

❯ Предисловие

Процессоры от Cyrix всегда вызывали у меня искренний восторг. Инженеры компании смело штурмовали рынок, выпуская для старых разъемов новые, весьма шустрые чипы, которые зачастую успешно конкурировали с более дорогими решениями от Intel. Несмотря на мелкие шероховатости в аппаратной части, эти процессоры пользовались огромным спросом и способствовали серьезному удешевлению домашних ПК в середине девяностых.

И тем не менее, последний полноценный проект компании — MediaGX, а также его идейный наследник в лице AMD Geode, почему-то незаслуженно обделены вниманием энтузиастов. И совершенно напрасно: разработчики опередили вектор развития десктопных архитектур более чем на десятилетие. Во многом именно поэтому основанный на том же ядре 5×86 (родом из 1995 года) Geode продержался на конвейере вплоть до 2020 года…

Разумеется, современному пользователю, заставшему эпоху после 2010 года, такое восхищение может показаться наивным. Подумаешь, графическое ядро, контроллер памяти и шина внутри процессора — сегодня это абсолютная норма. Но чтобы оценить масштаб технологического прорыва MediaGX в 1997 году, достаточно взглянуть на принципиальную схему типового ноутбука той эпохи на базе Pentium III:

Для функционирования системы на логике Intel требовалось задействовать целый арсенал микросхем: центральный процессор, северный и южный мосты, дискретный видеочип (например, двумерный NeoMagic или трехмерный ATI 3D Rage), RAMDAC, мультиконтроллер, тактовый генератор (PLL) для шин процессора и периферии, силовой ШИМ-контроллер питания, а также отдельные аудиокодек, сетевой адаптер с PHY-уровнем и опциональный контроллер LVDS. И это лишь базовый перечень компонентов — в реальности обвязка была еще сложнее. На фоне классических десктопных платформ того времени (хотя стоит вспомнить ранний Intel 386EX, интегрировавший половину логики IBM PC, но все же нуждавшийся в северном мосте) архитектура MediaGX выглядела революционно, сокращая число ключевых микросхем всего до пяти:

• Центральный чип. Вбирал в себя графический адаптер уровня VGA, контроллер шины PCI, контроллер памяти SDRAM и собственный тактовый генератор. В основе лежало вполне бодрое ядро 5×86 с поддержкой инструкций MMX и сносным (хотя и не игровым) модулем FPU.

• Системный хаб. Объединял функции RAMDAC для вывода изображения на дисплеи, аудиопорт AC97, контроллеры шин ISA, USB, IDE и даже аппаратный декодер MPEG1.

• Мультиконтроллер. Курировал вопросы энергосбережения, обработку сигналов клавиатуры и интерфейс LPC.

• Аудиоподсистема на базе кодека AC-97 в комплекте с усилителем.

• Сетевой контроллер со встроенным PHY-модулем.

На выходе получалась готовая аппаратная платформа: помимо подсистемы питания, плашек ОЗУ и жесткого диска, больше не требовалось ничего. И если полноценные лэптопы на Pentium III стоили от 2000 долларов и выше, то

Тем не менее, на рынке настольных ПК MediaGX не прижился из-за ряда архитектурных недочетов и более скромной производительности на фоне тех же Pentium III. Платформа не имела поддержки слотов AGP, что закрывало любые перспективы для трехмерных игр (а программный рендеринг задыхался из-за слабого FPU, в то время как PCI-ускорители оставляли желать лучшего). Даже попытка запустить классические двухмерные игры с прямым доступом к графике порой наталкивалась на несовместимость с фирменным драйвером DD MediaGX.

Зато в сфере промышленного оборудования и встраиваемых систем эти процессоры пришлись ко двору.

А также знаменитый стодолларовый ноутбук OLPC XO-1, созданный для развивающихся стран.

Признаюсь честно, мне давно хотелось лично протестировать железо на базе MediaGX и Geode, и недавно такая возможность наконец представилась…

❯ Тонкий клиент

Моим первым знакомством с этой технологией стал терминал Compaq T30, приобретенный в 2023 году за символические 500 рублей на местной барахолке. Аппарат сошел с конвейера в 2002 году, базировался на процессоре National Semiconductor Geode GX1 (функциональном аналоге оригинального чипа) и эксплуатировался как минимум до конца десятилетия, после чего отправился на покой. Устройство сразу подкупило своими скромными габаритами и предельно простой конструкцией корпуса.

По сути своей тонкий клиент представляет собой полноценный x86-совместимый компьютер, хотя и функционирующий под управлением специализированных ОС. Вместо привычного десктопного софта здесь обычно трудятся легковесные дистрибутивы Linux или Windows CE (привет из мира карманных ПК начала нулевых) с кастомной оболочкой, ограничивающей доступ к системе. При этом набор интерфейсов впечатляет: даже в младшей модели T30 нашлось место для четырех портов USB, PS/2, COM-порта (например, для подключения сенсорных панелей), LPT, VGA, сетевого разъема RJ-45 и стандартных аудиовыходов. Роль слотов расширения здесь выполняют разъемы PC-Card, спрятанные на передней панели.

Процесс разборки элементарен: сдвигаем верхнюю пластиковую крышку, откручиваем пару крепежных винтов — и компактная системная плата оказывается перед нами. Справа красуется лицензионная наклейка Windows CE 4.0 .Net.

Внутреннее убранство поражает лаконичностью. Сразу привлекает внимание крупный чип с маркировкой Geode CS5530A от National Semiconductor, выступающий в роли системного хаба (наследник Cx5520). Концептуально отличий от предшественника минимум: те же функции ISA-логики, контроллера USB, системных таймеров и графического интерфейса.

По соседству распаяно 64 МБ оперативной памяти стандарта SDRAM. По меркам 2002 года объем весьма приличный: для ресурсоемкой Windows XP маловато, но Windows 98 чувствовала себя превосходно, да и многие домашние машины в то время оснащались ровно таким же объемом ОЗУ.

В качестве накопителя используется скромный NAND-модуль на 32 МБ. Для сравнения: коммуникаторы HTC на той же Windows CE комплектовались более емкой NOR-памятью (около 64 МБ). Зато полноценный твердотельный накопитель!

Рядом с флеш-памятью расположился стандартный интерфейсный разъем IDE, хотя здесь есть свои подводные камни.

На обратной стороне платы обнаружился мультиконтроллер авторства все той же National Semiconductor…

…и сам процессор. По сути, это прямой потомок MediaGX, способный функционировать на слегка повышенной частоте (до 333 МГц против 300 МГц) и переведенный на более тонкий 180-нанометровый техпроцесс. Он по-прежнему хорош, прямо как его прославленный предок 🙂

Питается устройство от стандартного двенадцативольтового адаптера питания для ноутбуков. Однако здесь кроется подвох: инженеры Compaq снабдили T30 урезанной версией BIOS, в которой полностью заблокирована возможность загрузки с IDE-устройств и вырезаны настройки меню, оставив лишь опцию старта с встроенной NAND-памяти. Итогом становится необходимость искать программатор, микросхему BIOS и перешивать её дампом от старшей модификации.

Штатная прошивка не умеет ничего, кроме установления сеанса удаленного рабочего стола RDP. Ни файлового менеджера, ни простейшего текстового редактора — абсолютная пустота. Ситуация сильно напоминает концепцию терминалов Sun Ray, где потенциал мощного кремния (SPARC) скован жесткими рамками закрытого софта 🙁

❯ Планшет

Помимо модели T30, в моем распоряжении оказался промышленный планшетный компьютер DT366 выпуска 2005 года. Данный девайс работает на базе более свежего процессора Geode GX2 с тактовой частотой 400 МГц, оснащен твердотельным накопителем DiskOnChip IDE емкостью 512 МБ (снова SSD!) и внушительными 256 МБ оперативной памяти. Аппарат штатно функционировал под управлением Windows XP Embedded либо Windows CE. Внушительно.

Один из моих подписчиков уже успел установить сюда полноценную Windows XP, предварительно отключив все визуальные украшательства для повышения быстродействия. Однако даже несмотря на наличие накопителя типа SSD, загрузка системы занимает около трех минут. В чем же кроется причина?

В поисках ответа я запустил диагностическую утилиту AIDA64. В разделе видеоадаптера царила пустота, а диагностика DirectX рапортовала об использовании стандартного базового драйвера vga.sys. Сводка по процессору ограничивалась упоминанием 32 КБ кэша L1, поддержкой инструкций MMX и, к моему удивлению, набором команд 3DNow!

Возможно, бенчмарки прольют свет на источник лагов? В конце концов, чип должен выступать как минимум на уровне систем с Pentium II… Тест CPU Queen отправляет нашего подопечного в самый хвост таблицы с результатом в 255 баллов. Процессор превосходит AMD K5 166 и старый Pentium 166, но уступает безкэшевому Celeron на ядре Covington! Чего уж говорить, он выдает вдвое меньше очков, чем VIA C3 из аналогичных тонких клиентов!

В тесте ZLib процессор держится увереннее, по-прежнему опережая Pentium 166 и K5 166, но проигрывая процессору Celeron без кэша второго уровня. Оригинальный же MediaGX остается на самом дне с производительностью на уровне Pentium 133.

А вот в дисциплине FPU процессор MediaGX проявляет себя во всей красе. Помните, в первой части я упоминал, что Cyrix прославилась своими независимыми сопроцессорами для систем 386/486, превосходившими аналоги от Intel и AMD? При разработке микроархитектуры 5×86 инженеры Cyrix забросили оптимизацию блока FPU, скатившись в тестах на самые задворки — результаты оказались ниже, чем у Pentium 66! Так что да, для игр с программным рендерингом MediaGX не годился категорически из-за чудовищно медленной работы с плавающей запятой. Даже дискретная видеокарта не спасла бы ситуацию, ведь аппаратных блоков расчета трансформации и освещения (T&L) тогда еще просто не существовало…

❯ Заключение

…и тем не менее, как кремний из 1997 года, проигрывавший оппонентам по всем статьям чистой производительности, смог продержаться на рынке целых 23 года практически в неизменном виде? Ответ кроется в специфике промышленной автоматизации: в станках и терминалах мощные FPU, высокие частоты ядра и сложные SIMD-инструкции попросту не востребованы. Именно поэтому AMD продолжала выпуск этих кристаллов вплоть до 2020 года, развивая линейку параллельно с родственными семействами GXm (на базе ядер Jaguar) и LX (на базе архитектуры Athlon).

К слову, мне было бы крайне интересно поковыряться с чем-нибудь еще из мира редких терминалов и процессоров AMD. Если у вас пылятся интересные тонкие клиенты, старые ноутбуки на необычном железе или компоненты эпохи Socket 462 / 939 — пишите в личные сообщения, с удовольствием подготовю новый материал!

Надеюсь, эта история оказалась вам по душе. Подписывайтесь на блог, чтобы не пропустить свежие статьи каждую неделю! А если вас увлекает тематика восстановления, модификации и программирования для старых устройств — заглядывайте в мой Telegram-канал ‭«Клуб фанатов балдежа‭», где публикуются закулисье работы над материалами, анонсы и полезные заметки. Видеоролики (не всегда повторяющие текстовые обзоры) можно найти на моем YouTube-канале.“»

Если вы хотите безвозмездно передать в дар какое-нибудь интересное железо и увидеть про него статью — смело пишите мне в Telegram. Меня искренне привлекают самые разные гаджеты: от игровых приставок, смартфонов и карманных компьютеров до раритетной компьютерной техники и ноутбуков. Кто знает, может быть героем следующего материала станет лэптоп родом из девяностых?:-)

Все предоставленные устройства остаются в моей коллекции и не участвуют в распродажах. В планах создание полноценного интерактивного музея, где каждый экспонат будет сопровождаться QR-кодом со ссылкой на мою статью. Кто знает, возможно, на следующей неделе я подробно разберу девайс из вашей собственной юности?:)

Кстати, в моем арсенале имеется консоль GameBoy Advance SP (модификация AGS-101), для которой очень хочется написать собственную игру. К сожалению, экземпляр пострадал от попадания воды и кофе. Быть может, у кого-то завалялся убитый донор, откуда можно выпаять контроллер питания?

Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud — в нашем Telegram‑канале ↩

 

Источник