home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Shareware Grab Bag / Shareware Grab Bag.iso / 007 / necinfo.vq0 / necinfo.v20
Text File  |  1985-11-05  |  13KB  |  342 lines
  1. Update B, 10/16/85            NEC V20/V30 Overview
  2. NECV20B.ALL
  3.  
  4.  
  5. (Please upload this file to other systems.  It is a summary of what most
  6. people are trying to find out about the NEC V20/V30 chips)
  7.  
  8.  
  9. This file is a collection of information on the CMOS NEC V20 and V30
  10. microprocessors.  The V20 reblaces the 8088 from Intel, the V30
  11. replaces the 8086.
  12.  
  13. Topics covered are:
  14.  
  15.      General features of interest to PC owners.
  16.  
  17.      Some technical features of the chip.
  18.  
  19.      Extracts of other writeups on the chip.
  20.  
  21.      Summary of incompatibilties.
  22.  
  23.  
  24. General Chip Discussion
  25.  
  26.  
  27.  
  28. The PC Speedup kit will increase the throughput of your PC by
  29. 10% to 40%, depending on the application.  You can install the
  30. kit yourself.
  31.  
  32. The heart of the PC Speedup Kit is the new NEC V20 or V30 micro-
  33. processor.  The V20 directly replaces the 8088 microprocessor, while
  34. the V30 directly replaces the 8086 that powers some PCs.
  35. The NEC chips perfectly emulate all of the functions of the older 8088
  36. microprocessors, but they do things faster.  How can that be possible?
  37. The NEC chips were designed recently, taking advantage of later
  38. technology.  More complex computing structures could be squeezed into
  39. the same package, allowing certain microprocessor tasks to take place
  40. more efficiently.  This allows the V20/V30 to outperform the 8088/8086,
  41. all the while making your computer think it is still running an 8088 or
  42. 8086 chip.
  43.  
  44. After much testing it has been determined that all software will
  45. run with this chip, meaning no compatibility is lost.  It has
  46. also been determined that all software runs faster.  The speedup
  47. varies with each application, but no speedup was less than 7%,
  48. and some were as high as 100%.
  49.  
  50. As an added bonus, the NEC chips are a member of a class of chips that
  51. use much less power and produce much less heat in operation.  The
  52. heat load and power useage in your PC will be slightly reduced
  53. through the use of the NEC chip.
  54.  
  55. Speedup examples:
  56.  
  57.      +  A 640k PC will "warmup" in 50 seconds vs 75 seconds with
  58.         an unenhanced PC.
  59.  
  60.      +  Norton's Speed Index utility indicates a speed factor of 1.7
  61.         compared to 1.0 for the standard PC.
  62.  
  63.      +  Most memory intensive programs show a 15% to 20%
  64.         improvement in execution times.
  65.  
  66.      +  PTIMER.COM, a "clock speed checker" runs in 3.35 with
  67.         the V20, in 10 seconds with the 8088.
  68.  
  69.  
  70.  
  71. Special note: The NEC V-Series processors very closely duplicate
  72. Intel products.  Intel is currently in court with NEC over this close
  73. emulation of their products.  As a top NEC distributor said "You
  74. never know when the supply will dry up.  The courts may decide you
  75. cannot get this chip in the future."
  76.  
  77.               (End of General Chip Information)
  78.                -------------------------------
  79.  
  80. Technical PC Speedup Kit Information
  81.  
  82.  
  83. In general terms, NEC achieves a performance improvement by
  84. reducing the number of CPU cycles needed to execute certain
  85. instructions.  Thus, the same clock speed will yield more
  86. processing power, since the V20/V30 uses fewer clock cycles to do
  87. certain portions of its work.
  88.  
  89. 8087 - The V20/V30 is 100% compatible with the Intel 8087 math
  90. coprocessor.
  91.  
  92.  
  93.      +  Dedicated effective address calculation hardware
  94.         requires 2 clock cycles vs 5-12 for the older processors
  95.  
  96.      +  Pin compatible with 8088/8086
  97.  
  98.      +  Superset of 8086/8088 instruction set
  99.  
  100.      +  Low power CMOS, requires only 15% the power used by
  101.         the NMOS chip it replaces
  102.  
  103.      +  Dual internal bus vs single internal bus
  104.  
  105.      +  Pre-fetch pointer vs none in 8088/8086, speeds up calls,
  106.         returns and jumps
  107.  
  108.      +  Dedicated math section with new 16 bit temporary
  109.         registers, speeds up math 60% to 100%
  110.  
  111.      +  Enhanced instruction set with 101 instructions,
  112.         giving 15-20 new instructions
  113.  
  114.      +  Emulates the 8080 if required
  115.  
  116.      +  Very low power standby mode, <50mw, as used in portable
  117.         laptop computers
  118.  
  119.  
  120.                  (End of Technical Summary)
  121.                ------------------------------
  122.  
  123. The following extracts were taken from electronic BBS systems.
  124. -------------------------------------------
  125.  
  126.  
  127.    Times to recalculate  AFTER first CALC after loading file
  128.       but with new values in input cells
  129.  
  130.    PC    17   SEC WITH 123 VER 1A & SYMPHONY VER 1.0; INTEL 8088
  131.    PC    13.5 SEC WITH 123 VER 1A & SYMPHONY VER 1.0; NEC V20 8088
  132.    XT    21   SEC WITH SYMPHONY VER 1.1 ;INTEL 8088; NO 8087
  133.    PC     3   SEC WITH SYMPHONY VER 1.1; INTEL 8088; WITH 8087
  134.    PC    2.25 SEC WITH SYMPHONY VER 1.1; NEC V20 8088; WITH 8087
  135.  
  136.          Above done on a worksheet with three columns of 182 @PMT formulas
  137.          each, referencing a loan ammount in the first cell of each column.
  138.                    @PMT uses an exponet in it's formula, shows worth of 8087
  139.  
  140. -------------------------------------------
  141. The following note appeared recently on USENet (net.micro).  It seems
  142. to be the best summary so far of the NEC V20/30 - iAPX86/88 controversy.
  143. I'm posting it in it's entirety:
  144.  
  145. -----------------------------------------------------------------------
  146.  
  147. From: tweten@AMES-NAS.ARPA (Dave Tweten)
  148. Subject: Re: NEC V20 ---> 8088
  149. Date-Received: 16 Sep 85 08:45:42 GMT
  150.  
  151. I recently bought an NEC V20 and installed it in my Z-151, which I am
  152. using to write this message.  When I pried the 8088 out from next to my
  153. 8087, I noticed that it too had been a NEC part.  Contrary to earlier
  154. comments in this forum about NEC 8088s not working with 8087s, it had
  155. worked flawlessly with my 8087 for the previous year.
  156.  
  157. Preliminary experience is that the V20 speeds up some programs
  158. noticably, and has no effect on others.  That is to be expected.  If a
  159. program is 8087 limited or I/O limited, speeding up the 8088 will do no
  160. good.  It has worked at least as well as the 8088 for any program I
  161. have tried.
  162.  
  163. The only "negative" effect of the V20 is it causes Zenith's disk-based
  164. diagnostics for CPU-board crystal frequency, and for floppy-disk driver
  165. crystal frequency to fail.  I presume the tests compare crystal cycles
  166. against a wait-loop counter.  Since the NEC V20 "waits faster" the
  167. tests fail.  Sorry, no time yet to do benchmarks.
  168.  
  169. (note on this:  The above problem is encountered only when running
  170.  the Zenith diagnostics programs.  That portion of the diagnostics
  171.  is not typical of other software.  The function served by that
  172.  portion of the Zenith diagnostic system is better served by
  173.  external test equipment containing its own "unbiased" timer.
  174.                                       ......Bob Mahoney)
  175.  
  176.         From: Charles R. LaBrec <crl@Newton.Purdue.EDU>
  177.  
  178.         I haven't really heard many specifics of the NEC V20.  Is it
  179.         really a case of design stealing or just a case of duplicating
  180.         the 8088 instruction set?  Would someone care to enlighten me?
  181.  
  182. I don't presume to be an engineering law expert, but by no strech of my
  183. imagination can I conceive to the V20 being an 8088 carbon copy, either
  184. legal or illegal.  The following information was gleened from Intel's
  185. "iAPX 88 BOOK" and from the NEC document titled "V20, uPD70108,
  186. HIGH-PERFORMANCE 16-BIT MICROPROCESSOR, PRELIMINARY INFORMATION", dated
  187. May 1985.
  188.  
  189.   .  The time for a register-to-register ADD is quoted as three clocks
  190.      for the 8088, two clocks for the V20.  NEC's literature claims
  191.      that is due to dual 16-bit on-chip busses for the V20, as opposed
  192.      to a single bus in the 8088.  That supposedly permits two-cycle
  193.      register-register instructions (get both operands, return result),
  194.      where the 8088 uses three (get one operand, get the other, return
  195.      the result).  A quick scan through the respective instruction
  196.      timing charts indicates that the relationship holds for all
  197.      trivial two-register instructions (this obviously doesn't apply to
  198.      multiply and divide).
  199.  
  200.      Intel's register-register 16-bit operand, 32-bit result multiply
  201.      is quoted at 118-113 clocks.  NEC's is quoted as 41-47.  The
  202.      equivalent divide times are 165-184 cycles for Intel and 38-43 for
  203.      NEC.  Yes, I too noticed that NEC claims to divide faster than they
  204.      multiply, and I can't explain it either.
  205.  
  206.   .  NEC claims to use a separate address resolution unit on the chip,
  207.      instead of using the arithmetic unit.  Their effective address
  208.      calculation time is two cycles for any mode.  Intel's ranges from
  209.      5 to 12, depending on mode.
  210.  
  211.   .  The NEC chip has an expanded instruction set.  By my estimation,
  212.      it includes all the 80186 set plus several more.  It has bit-field
  213.      insert and extract (perhaps useful in low level graphics?).  It
  214.      can test and manipulate individual bits in memory.  It has packed
  215.      decimal string add, subtract and compare.  It has a BCD digit
  216.      rotate instruction.  Those are the highlights (as I see them);
  217.      there are several more instructions I haven't mentioned.  There is
  218.      also a complete 8080 emulation mode which interests me not at
  219.      all.
  220.  
  221. In summary, it appears to me that if the V20 is a "pirate" 8088, then
  222. the Z-80 was a "pirate" 8080.  Is our chauvinism showing?
  223.  
  224.                   ------------------------------------
  225.  
  226. ANOTHER EXTRACT
  227.  
  228. 18:33:11  9/17/1985
  229. NEC V20 CPU chip
  230. Triple 8088 speed.
  231.  
  232. The NEC V20 CPU chip is an 8088 CPU chip replacement.  Speed improvements
  233. of 10-40% have been claimed for the chip.
  234.  
  235. It may be that these percentage increases in speed understate the actual
  236. improvement attributable to the chip alone, since they may include
  237. disk operations or other operations that are not CPU-intensive.
  238.  
  239. The program CPU.COM tests the speed of a CPU with minimal RAM access
  240. and no disk I/O.  The speed of the CPU is almost TRIPLE the speed
  241. of the native Intel 8088:
  242.  
  243.  
  244.      -------------------
  245.      C>cpu
  246.      CLOCK SPEED CHECKER (minimal RAM access), please wait...
  247.      Execution time should be 10.00 secs if 4.77 Mhz clock & no WAITs on RAM access
  248.      Actual execution time here was 03.35 seconds
  249.      Effective clock speed = >.23 Mhz
  250.  
  251.      C>
  252.      -------------------
  253.  
  254. The above effective clock speed of ">.23 Mhz" is 14.23 Mhz.  Evidentally
  255. the program CPU.COM did not anticipate double-digit clock rates.
  256.  
  257. The above test was performed on an IBM Portable PC.
  258.  
  259.  
  260. Zider Brothers, San Francisco.
  261.  
  262.  
  263. 17:17:40  9/23/1985
  264. NEC V20 CPU chip
  265. PPC 70% speed improvement.
  266.  
  267. Further to the earlier note on the NEC V20 chip.  Tested with the
  268. system speed test SI in the Norton Utilities Version 3.0 on an IBM
  269. Portable PC.  Factor of 1.7 times the PC:
  270.  
  271.      ------------------------
  272.      C>si
  273.  
  274.      SI-System Information, Version 3.00, (C) Copyright 1984, Peter Norton
  275.  
  276.      IBM/PC
  277.      Built-in BIOS programs dated Monday, November 8, 1982
  278.      Operating under DOS 2.00
  279.      4 logical disk drives, A: through D:
  280.      The operating system reports 512K of memory
  281.      A test of random access memory (RAM) finds:
  282.        512K from hex paragraph 0000 to 8000
  283.         32K from hex paragraph B800 to C000
  284.      (some may be phantom memory)
  285.      BIOS signature found at hex paragraph C800
  286.      Programs are loaded at hex paragraph 1AF2
  287.      following 110,368 bytes of system memory
  288.  
  289.      Computing performance index relative to IBM/PC: 1.7
  290.  
  291.      C>
  292.      -----------------------------------
  293.  
  294. Zider Brothers, San Francisco.
  295.  
  296. 17:21:44  9/23/1985
  297. NEC V20 CPU chip - Pfaster286
  298. Incompatible with Pfaster286 board.
  299.  
  300.  
  301. According to a telcon with Phoenix Software Associates, the NEC V20 chip
  302. is incompatible with their Pfaster286 coprocessor board.
  303.  
  304. The Pfaster286 software uses the PUSHA (Push All) instruction to determine
  305. if the chip in use is the 80286 or the 8088.  The 8088 gives an error if
  306. this instruction is attempted.  But the NEC V20 has implemented this
  307. instruction (80186 instruction set) and gives no error.  A revision
  308. to the software (or hardware?) will be coming Real Soon Now.
  309.  
  310. Zider Brothers, San Francisco.
  311.  
  312. ==========================================================
  313.  
  314.                   (End of Special Extracts)
  315.                -------------------------------
  316.  
  317. Incompatibilities:
  318.  
  319. After marketing and selling the NEC V-Series processors throughout
  320. the US, the following incompatibilities have been encountered.
  321. This section will be updated as more information arrives:
  322.  
  323.  
  324. - Phoenix Software Associates Pfaster286 coprocessor board has a
  325.   software problem, they will fix it soon.
  326.  
  327. - Panasonic Personal Computers Senior Partner.  Problem with the
  328.   8253 interupt timer.  Panasonic is working on a fix so their
  329.   computers can work with the V-Series.
  330.  
  331. - Potential problem with Clipper DB III compiler.  This is a really
  332.   obscure one, you may never run into it even if you use Clipper.
  333.  
  334. Note: The above problems will never be encountered by 99.9% of
  335. the PC users who install the NEC chip.  These are the ONLY problems
  336. encountered to date.
  337.  
  338.  
  339.               (End of Incompatibility Section)
  340.               --------------------------------
  341.  
  342.