Apresentando o AMD K5 (Parte 1 – Benchmarks)

Após a pausa para o feriado onde é lembrado o verdadeiro golpe militar brasileiro, retomo as atividades. O K5 foi o primeiro processador x86 completamente desenvolvido pela AMD, portanto confira aqui as suas características técnicas e como ele se saiu nos benchmarks!


O contexto histórico

Dos processadores 8086/8088 até o 80486, todos os chips fabricados pela AMD eram baseados nos projetos da própria Intel, seja via acordo de licenciamento ou mesmo por engenharia reversa. Foi somente em meados da década de 1990, quando a partir do Pentium a Intel decidiu não mais licenciar o projeto dos seus processadores, que a AMD foi à luta e desenvolveu um projeto próprio de processador x86. Sem falar que, ao contrário do que acontecia até o 80486, o nome Pentium era registrado e assim fazer engenharia reversa dele certamente renderia um processo bilionário.

Esta decisão da Intel varreu do mapa muitos outros fabricantes de processadores x86, tais como a Siemens, Harris, UMC, Texas Instruments e até a própria IBM. A Cyrix chegou a desenvolver alguns projetos próprios como o MII, mas também não durou muito tempo no mercado – confira aqui um pouco da sua história.

Características técnicas e montagem

Amplamente conhecido como o “Pentium da AMD”, o K5 trazia na sua arquitetura elementos que o aproximavam muito mais do Pentium Pro do que propriamente do Pentium clássico, tais como a capacidade de execução fora de ordem das suas unidades de inteiros. Ele é baseado no chip RISC AMD 29000 e traz um decodificador de instruções x86, sendo desta forma um processador híbrido CISC/RISC.


As principais características técnicas do K5 PR166 são as seguintes:

  • Frequência interna de 116,7 MHz e externa de 66 MHz;
  • Cache L1 de 8 KB para dados e 16 KB para instruções;
  • Barramento frontal de 64 bits;
  • Tensão de alimentação de 3,52 V;
  • Litografia de 0,35 mícron;
  • Soquete 7;
  • Introdução do conceito PR (Performance Rating), um índice criado pela AMD de equivalência de performance em relação ao Pentium. Ou seja, teoricamente o K5 PR166 teria performance similar à de um Pentium de 166 MHz.


Para montar um sistema com o K5 PR166 é necessário ter atenção na tensão de alimentação e no multiplicador. A tensão de 3,52 V é bastante exótica e é difícil achar alguma placa-mãe que forneça esta tensão, assim é melhor configurar a placa para 3,50 V - esta é a máxima tensão suportada pela placa-mãe utilizada neste ensaio, a Asus P5S-B. O restante da configuração é o mesmo do projeto Rebuild #2.

Quanto ao multiplicador, internamente o K5 PR166 utiliza o índice de 1,75, sendo que a placa-mãe deve ser configurada para o índice 2,5.

O AMD K5 PR166 instalado na Asus P5S-B

Mesmo em processadores antigos não dispenso a pasta térmica

Cooler instalado

O sumário do POST

Benchmarks

A partir desta postagem farei a demonstração dos resultados em uma tabela, tendo em vista a dificuldade de se obter imagens de qualidade fotografando a tela do monitor. Infelizmente a minha placa de captura AverMedia não se dá muito bem com fontes de sinal analógicas, com falhas de sincronização constantes.

Claro que você poderá sempre abrir a página de benchmarks clássicos para ver como o K5 saiu-se contra os seus concorrentes, mais notadamente o Pentium de 133 MHz. Comentarei aqui os aspectos mais significativos mostrados pelos benchmarks, cujos resultados foram os seguintes:

Teste Resultado
Norton System Info 6.01 CPU (Score) 463,6
Norton System Info 6.01 Disk (Score) -
Norton System Info 6.01 System (Score) -
3DBench 1.0 (FPS) 11,1
3DBench 1.0c (FPS) 110,4
SpeedSYS 4.78 CPU (Score) 122,89
Chris´s 3D (Score) 147,6
PC-Config 8.20 CPU (Score) 27
Doom - Demo 2 – 320 X 240 (FPS) 89,5
Doom II - Demo 2 – 320 X 240 (FPS) 100,0
Super PI 1M (Segundos) 1256
Quake - Demo 2 – 320 X 240 (FPS) 20,6
GLQuake - Demo 2 – 640 X 480 (FPS) 23,7
3DMark 99 Max (Score) 618
3DMark 99 Max CPU (Score) 864
3DMark 2000 Pro (Score) -
Sandra 99 CPU (MIPS) 354
Sandra 99 FPU (MFLOPS) 64
Sandra 99 Memory Bandwidth (MB/s) 69
Sandra 99 Drive Benchmark (Score) -
Quake II OpenGL - Demo 2 – 640 X 480 (FPS) 16,6
Quake III OpenGL - Demo 2 – 640 X 480 (FPS) -
Unreal Tournament 99 - City intro – 640 X 480 (FPS) -

De um modo geral, mesmo com uma frequência cerca de 17 MHz menor, o K5 teve o mesmo nível de desempenho do Pentium de 133 MHz, em muitos casos indo até melhor (ficou 18% à frente no SpeedSYS por exemplo). Isto mostra o refinamento da sua arquitetura, ao menos em inteiros.

O problema foi nas aplicações mais dependentes da unidade de ponto flutuante, onde ficou visível a deficiência do projeto da AMD nesta unidade que perduraria até os K6. Os principais exemplos foram no Super PI (-12% em relação ao Pentium 133), Quake (-20%), Quake II (-14%) e o Sandra 99 FPU (incríveis 57% a menos).

Informações do sistema exibidas pelo SpeedSYS

Por fim, em inteiros o K5 demonstrou ter um projeto muito elegante, visivelmente superior ao projeto do Pentium clássico e bem próximo ao do Pentium Pro inclusive no desempenho. Sem falar que custava consideravelmente menos do que um Pentium clássico de frequência equivalente na época.

O K5 não fez muito sucesso por dois motivos: em menor escala pelo seu coprocessador aritmético (somente no Athlon a AMD resolveria este problema), que afastou gamers e utilizadores de softwares que fazem uso intensivo desta unidade, porém o principal motivo foi que o seu lançamento ocorreu apenas no início de 1997, quando a Intel já tinha o Pentium MMX e o Pentium II estava no forno. Se o K5 houvesse sido lançado um ano antes, certamente teria feito muito mais sucesso.

Comentários

  1. Ficaria interessante testar o OS/2 Warp 4 nesta plataforma :)

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    1. Tenho planos para montar um PC com o OS/2, só não sei quando vou poder... rsrsrs

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    2. Ando testando o Warp 4 no VirtualBox, rapaz, nunca vi um SO com boot tão lento rs. Mas a estabilidade do mesmo é merecedora de aplausos. Em minha opinião faltou muito polimento por parte da IBM para ficar em pé de igualdade com o Windows 95 na parte de interface.

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    3. Show, também tenho o Warp 4 no VirtualBox. Eu acho muito bacana testar sistemas operacionais alternativos em máquinas virtuais, mas em um PC real é bem mais legal. Quem sabe futuramente eu consiga.

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    4. Sobre sistemas não linux, há um bom tempo atras, testei o Haiku no meu antigo pentium 3. Ele é baseado no Be os e ainda não era utilizavel mas apenas para teste. O que impressionava era sua leveza. Preciso testá-lo novamente, pois parece que já está funcional.
      Tem também o Reactos, open source compativel com aplicativos windows, além de varios outros. Quando tiver tempo, quero tambem testá-los em hardware antigo.

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    5. Sinto falta de realizar estes testes em hardwares antigos :( infelizmente minha última placa funcional (uma famigerada M598) voltou para o inferno de qual nunca deveria ter saído faz algum tempo, rs. Estou procurando uma substituta, mas o orçamento anda bem curto, além da falta de tempo pra experimentos :(

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    6. Nem fala!!!
      Ta dificil achar essas placas. Eu tenho duas soquet 7 funcionais e duas 486. Tenho outra soquet 7 que vou ver se consigo consertar.
      Meu sonho agora é comprar uma 286. No ebay tá uns duzentos dolares, pra mim está caro.

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    7. De fato os preços de hardware antigo subiram assustadoramente no mundo todo. Lá por 2013 eu comprava peças antigas praticamente pagando apenas o frete, mesmo aqui no Brasil. E hoje vejam alguns exemplos da loucura que está:

      https://www.michaelrigo.com/2018/02/retrohue.html

      Quase todos os componentes que eu mostro no blog eu tenho guardado há muito tempo, sejam de compras antigas ou mesmo dos muitos anos em que eu trabalhava com manutenção de PCs.

      PS: eu também tenho o Haiku e o ReactOS no VirtualBox. :-)

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    8. Eu tive a sorte de ganhar de uma pessoa que provavelmente ia jogar no lixo!
      E fico feliz por ter duas placas de video isa funcionando e algumas memorias pra 286 e duas sound blasters isa, alem de algumas placas de video trident, alem de outros componentes.

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    9. Ah sim, há as almas caridosas também! Felizmente eu recebi doações muito boas, cujos agradecimentos eu faço em uma página específica:

      https://www.michaelrigo.com/p/agradecimentos-especiais.html

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  2. Eu era um colecionador da revista PCs, e lembro-me que era varias vezes citado o problema de ponto flutuante.

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    1. Eu também colecionava a PCs! :-)

      https://www.michaelrigo.com/2015/03/relembrando-lendaria-revista-pcs.html

      O grande problema da unidade aritmética da AMD até os K6 é que ela podia executar apenas uma operação por ciclo, enquanto que desde o Pentium clássico a unidade da Intel já tinha dupla canalização.

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