2009年12月11日
やっとFM-TOWNSでクリスタルマークが動く・・・そして以後のパソコンの進化
私は、i386等の32ビットCPUが主流になっていても、ずっと古い8ビットパソコンを使っていました(苦笑)
しかし、やはりWindowsが(といってもWindows3.1だけど)動くパソコンとなれば32ビットのCPUが搭載されたパソコン・・
それで、Windows3.1が動くパソコンで型落ちでもいいからと安価に販売されていたFM-TOWNSを購入しました・・なお、後にWindows95を入れたので、下のFM-TOWNSのクリスタルマークの計測結果はWindows95での値です。
FM-TOWNSは独自規格のパソコンだっただけに、Windows95上では、Windows95対応のソフトは動きましたが、セキュリティソフトやシステムに関わるようなソフトは動きませんでした・・そして、クリスタルマークも途中でエラーになりWindows95ごとフリーズしてしまうので計測結果がよく分かりませんでした・・
しかし、OpenGL関係のファイルを入れたら動く場合があると聞いたので、それを入れて計測してみました・・DirectXの描画能力を計測するテストは動かなかったけど、最後まで動きました。
しかし、やはりWindowsが(といってもWindows3.1だけど)動くパソコンとなれば32ビットのCPUが搭載されたパソコン・・
それで、Windows3.1が動くパソコンで型落ちでもいいからと安価に販売されていたFM-TOWNSを購入しました・・なお、後にWindows95を入れたので、下のFM-TOWNSのクリスタルマークの計測結果はWindows95での値です。
FM-TOWNSは独自規格のパソコンだっただけに、Windows95上では、Windows95対応のソフトは動きましたが、セキュリティソフトやシステムに関わるようなソフトは動きませんでした・・そして、クリスタルマークも途中でエラーになりWindows95ごとフリーズしてしまうので計測結果がよく分かりませんでした・・
しかし、OpenGL関係のファイルを入れたら動く場合があると聞いたので、それを入れて計測してみました・・DirectXの描画能力を計測するテストは動かなかったけど、最後まで動きました。
これが計測結果・・・
総合点でわずか650ポイント程度です。
最近のPCだと10万ポイントくらい稼ぐ物が多いと聞いているので、その性能の差はものすごく大きいと感じます。
このFM-TOWNSは1994年発売の物・・当初はi486SXの33MHzが搭載されていました・・i486はインテルのパソコン用CPUとしては初めてキャッシュメモリを搭載(といっても容量は8KB)・・その上、高速化技術としてパイプラインを導入し、i386の高速版といった感じのCPUです。
この頃は、メーカーが高速化のためのCPUを販売しており(オーバードライブプロセッサ等と呼ばれていました)・・CPUを変更することが認められていました・・33MHz動作の486には66MHz動作のi486DX2や100MHz動作にしてキャッシュメモリを16KBに増やしたi486DX4(後に単にDX4と呼ぶようになったようです)を搭載できるようになっていました・・
当然、33MHzの物を66MHzの物に変更すれば、大幅に速くなります・・ただ、メモリなどの速度は同じままなので、2倍にはならず60%〜70%の速度アップができました・・
私は、メーカーが販売していたインテル製の486系CPUではなく、486系CPUで最速と言われた、AMD製のAm5x86-P75を搭載しました・・動作周波数は133MHz、キャッシュメモリも16KBとなっており、インテルのDX4より速く・・486とは構造が違う当時の最新のCPUであったペンティアムの75MHz相当の速度が出るとAMDが宣伝していた物です。
しかし、その最速の486系CPUでも、この程度のポイントしか稼げませんでした。
家で次に古いのは日立製のフローラ・・液晶一体型のデスクトップパソコンです・・1997年頃発売で、最初からWindows95が入っていた物です。
CPUはペンティアムを改良したMMXペンティアム166MHzが搭載されていましたが・・これをAMD製のK6-2 450MHzを搭載して、システムバスの関係上400MHz動作させる改造を施してあります。
全体のスコアは5000ポイント程度と、FM-TOWNSより大幅に高性能であることが分かります。
ちなみに、当初はWindows95でしたが、今はWindows2000が入っています。このパソコンは間もなく現役から退く予定です。
K6-2は本来は100MHzのシステムバスで動かすものですが、マザーボードのシステムバスの速度が66MHzだったので、本来の450MHz動作ができず400MHzとなっています・・そのため、K6-2本来の性能は出し切っていません。
K6-2はキャッシュメモリを64KB搭載し(MMXペンティアムの2倍)、メモリから読み込んだ命令を独自のRISC風命令に変換して実行するというペンティアム2と同様の技術が使われています・・まだ、同時に2つのパイプラインを動かせる構造としており、MMX命令の他にAMDの独自拡張の命令3D Nowが搭載されていました・・
二次キャッシュメモリはCPUではなくマザーボードに搭載されていました。
非常に安価なCPUだったので、高価格路線で販売していたインテルのペンティアム2を高価格帯のパソコンに・・K6-2を普及価格帯のパソコンに搭載するメーカーが急に増えました・・
そこで、インテルも安価なCPUを急遽発売します・・それがセレロンです・・当初はペンティアム2の二次キャッシュメモリを省略した物を出しましたが・・これが、想定外に性能ダウンしたので、やはり、急遽、ペンティアム2より二次キャッシュメモリを減らして128KBとした上で、CPUと一体化しました・・つまり、二次キャッシュもCPUの動作クロックで作動するので、CPUの動作クロックの半分の速度で作動するペンティアム2とどちらが速いか?といった話もよくありました。
その、二次キャッシュメモリ128KBを一体化したセレロンが搭載されたパソコンでクリスタルマークの点数を調べてみました・・
CPUの動作クロックは433MHzなので、上のK6-2と少ししか違いませんが・・ポイントは大きく違います・・9000ポイントに近い値となっています。
CPUだけで見れば、ALUの項目・・整数演算のポイントは、K6-2でも、近い値を出していますが、FPUの項目・・浮動小数点演算のポイントはK6-2と大きな差を出しています。
当時、大半のソフトウェアが整数演算の速度に左右されていたのでK6-2は浮動小数点演算の能力を少しおさえめにして、安価にするように設計してあったのです。
また、ハードディスクのポイントが大きく違います・・これは上のパソコンではバスマスタ転送ができず、PIO転送しかできない・・つまり、上のパソコンではハードディスクへのアクセスが生じたらCPUが制御しないといけませんが、このパソコンでは、CPUではなく、チップセットなどが制御しており、高速で転送ができます。
なお、このパソコンは間もなく発売から11年になります、当初はWindows98SEが搭載されていましたが、現在Windows XP SP3を搭載しています。今でも現役です。
433MHzでは、メモリ増設だけでは、とても実用になる速度にはなりません・・それで、設定をチューニングした上で、ハードディスクをより高速な物に変更しています。
ペンティアム2の後にペンティアム2を改良したペンティアム3が登場します・・
二次キャッシュメモリは256KBですが、CPUの動作クロックと同じ速度で動作します。また、MMX命令だけでなくSSE命令が追加されました・・これらを使うと効率的に演算できるので、SSE命令に対応させたソフトは高速で実行できました・・
このパソコンの場合はペンティアム3の800MHzが搭載されています・・クリスタルマークのポイントは1万2500ポイント程度と、さらにアップしています。
ちなみに、このPCも発売から8年経過しており、当初はWindows Meでしたが、現在はWindows XP SP3となり、現役です。
さて、Windows XPが登場する直前くらいに、それまでのペンティアム2〜ペンティアム3とは全く構造が異なるCPUが登場します。
パイプラインをより深くし、高い動作周波数で作動させることができる・・演算部分は、CPU全体より2倍の動作周波数で動かすというペンティアム4です・・
ペンティアム4もキャッシュメモリを半分にして安価にしたセレロンを用意しました。
Windows XPが出て間もない頃に発売されたパソコンでのクリスタルマークの値・・
初代ペンティアム4をもとに二次キャッシュを半分の128KBにしたセレロンが搭載されており、動作周波数は1.7GHzです・・メモリをフル搭載の1GBにすると、Windows XPもストレス無く動きます。
ペンティアム4はその後何度か改良されますが・・当初は5GHzくらいを目指していたものの、消費電力の急速な増大という問題に直面し4GHzの直前で路線変更・・そう、今、多くのパソコンに搭載されているマルチコアCPUの路線に変わることになります。
補足・・上の記事のパソコンは家族や親戚の物も含みます・・全部がけんさんのパソコンではありません。
総合点でわずか650ポイント程度です。
最近のPCだと10万ポイントくらい稼ぐ物が多いと聞いているので、その性能の差はものすごく大きいと感じます。
このFM-TOWNSは1994年発売の物・・当初はi486SXの33MHzが搭載されていました・・i486はインテルのパソコン用CPUとしては初めてキャッシュメモリを搭載(といっても容量は8KB)・・その上、高速化技術としてパイプラインを導入し、i386の高速版といった感じのCPUです。
この頃は、メーカーが高速化のためのCPUを販売しており(オーバードライブプロセッサ等と呼ばれていました)・・CPUを変更することが認められていました・・33MHz動作の486には66MHz動作のi486DX2や100MHz動作にしてキャッシュメモリを16KBに増やしたi486DX4(後に単にDX4と呼ぶようになったようです)を搭載できるようになっていました・・
当然、33MHzの物を66MHzの物に変更すれば、大幅に速くなります・・ただ、メモリなどの速度は同じままなので、2倍にはならず60%〜70%の速度アップができました・・
私は、メーカーが販売していたインテル製の486系CPUではなく、486系CPUで最速と言われた、AMD製のAm5x86-P75を搭載しました・・動作周波数は133MHz、キャッシュメモリも16KBとなっており、インテルのDX4より速く・・486とは構造が違う当時の最新のCPUであったペンティアムの75MHz相当の速度が出るとAMDが宣伝していた物です。
しかし、その最速の486系CPUでも、この程度のポイントしか稼げませんでした。
家で次に古いのは日立製のフローラ・・液晶一体型のデスクトップパソコンです・・1997年頃発売で、最初からWindows95が入っていた物です。
CPUはペンティアムを改良したMMXペンティアム166MHzが搭載されていましたが・・これをAMD製のK6-2 450MHzを搭載して、システムバスの関係上400MHz動作させる改造を施してあります。
全体のスコアは5000ポイント程度と、FM-TOWNSより大幅に高性能であることが分かります。
ちなみに、当初はWindows95でしたが、今はWindows2000が入っています。このパソコンは間もなく現役から退く予定です。
K6-2は本来は100MHzのシステムバスで動かすものですが、マザーボードのシステムバスの速度が66MHzだったので、本来の450MHz動作ができず400MHzとなっています・・そのため、K6-2本来の性能は出し切っていません。
K6-2はキャッシュメモリを64KB搭載し(MMXペンティアムの2倍)、メモリから読み込んだ命令を独自のRISC風命令に変換して実行するというペンティアム2と同様の技術が使われています・・まだ、同時に2つのパイプラインを動かせる構造としており、MMX命令の他にAMDの独自拡張の命令3D Nowが搭載されていました・・
二次キャッシュメモリはCPUではなくマザーボードに搭載されていました。
非常に安価なCPUだったので、高価格路線で販売していたインテルのペンティアム2を高価格帯のパソコンに・・K6-2を普及価格帯のパソコンに搭載するメーカーが急に増えました・・
そこで、インテルも安価なCPUを急遽発売します・・それがセレロンです・・当初はペンティアム2の二次キャッシュメモリを省略した物を出しましたが・・これが、想定外に性能ダウンしたので、やはり、急遽、ペンティアム2より二次キャッシュメモリを減らして128KBとした上で、CPUと一体化しました・・つまり、二次キャッシュもCPUの動作クロックで作動するので、CPUの動作クロックの半分の速度で作動するペンティアム2とどちらが速いか?といった話もよくありました。
その、二次キャッシュメモリ128KBを一体化したセレロンが搭載されたパソコンでクリスタルマークの点数を調べてみました・・
CPUの動作クロックは433MHzなので、上のK6-2と少ししか違いませんが・・ポイントは大きく違います・・9000ポイントに近い値となっています。
CPUだけで見れば、ALUの項目・・整数演算のポイントは、K6-2でも、近い値を出していますが、FPUの項目・・浮動小数点演算のポイントはK6-2と大きな差を出しています。
当時、大半のソフトウェアが整数演算の速度に左右されていたのでK6-2は浮動小数点演算の能力を少しおさえめにして、安価にするように設計してあったのです。
また、ハードディスクのポイントが大きく違います・・これは上のパソコンではバスマスタ転送ができず、PIO転送しかできない・・つまり、上のパソコンではハードディスクへのアクセスが生じたらCPUが制御しないといけませんが、このパソコンでは、CPUではなく、チップセットなどが制御しており、高速で転送ができます。
なお、このパソコンは間もなく発売から11年になります、当初はWindows98SEが搭載されていましたが、現在Windows XP SP3を搭載しています。今でも現役です。
433MHzでは、メモリ増設だけでは、とても実用になる速度にはなりません・・それで、設定をチューニングした上で、ハードディスクをより高速な物に変更しています。
ペンティアム2の後にペンティアム2を改良したペンティアム3が登場します・・
二次キャッシュメモリは256KBですが、CPUの動作クロックと同じ速度で動作します。また、MMX命令だけでなくSSE命令が追加されました・・これらを使うと効率的に演算できるので、SSE命令に対応させたソフトは高速で実行できました・・
このパソコンの場合はペンティアム3の800MHzが搭載されています・・クリスタルマークのポイントは1万2500ポイント程度と、さらにアップしています。
ちなみに、このPCも発売から8年経過しており、当初はWindows Meでしたが、現在はWindows XP SP3となり、現役です。
さて、Windows XPが登場する直前くらいに、それまでのペンティアム2〜ペンティアム3とは全く構造が異なるCPUが登場します。
パイプラインをより深くし、高い動作周波数で作動させることができる・・演算部分は、CPU全体より2倍の動作周波数で動かすというペンティアム4です・・
ペンティアム4もキャッシュメモリを半分にして安価にしたセレロンを用意しました。
Windows XPが出て間もない頃に発売されたパソコンでのクリスタルマークの値・・
初代ペンティアム4をもとに二次キャッシュを半分の128KBにしたセレロンが搭載されており、動作周波数は1.7GHzです・・メモリをフル搭載の1GBにすると、Windows XPもストレス無く動きます。
ペンティアム4はその後何度か改良されますが・・当初は5GHzくらいを目指していたものの、消費電力の急速な増大という問題に直面し4GHzの直前で路線変更・・そう、今、多くのパソコンに搭載されているマルチコアCPUの路線に変わることになります。
補足・・上の記事のパソコンは家族や親戚の物も含みます・・全部がけんさんのパソコンではありません。