home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Shareware Grab Bag / Shareware Grab Bag.iso / 090 / cmpq386.arc / COMPAQ.386
Encoding:
Text File  |  1986-09-12  |  16.0 KB  |  368 lines

  1. TITLE: Product Preview: Compaq's Deskpro 386
  2.  
  3.  
  4.                    The Compaq Deskpro 386
  5.  
  6. A high-performance PC AT-compatible system based on Intel's 80386
  7.  
  8.                  by Dennis Allen & Tom Thompson
  9.  
  10. About a year ago, Intel began selling samples of its latest-
  11. generation microprocessor, the 80386 (see the November 1985 BYTE,
  12. page 9). After much anticipation this processor has finally made
  13. its way into the design of several new microcomputer systems.
  14. Compaq, the Houston-based manufacturer widely known for its IBM-
  15. compatible computers, has introduced one of the first such
  16. systems, the Compaq Deskpro 386. The new Compaq machine was
  17. designed to be compatible with 80286-based systems, such as the
  18.  
  19. IBM PC AT, yet take advantage of the 80386's processing power for
  20. better performance. Like the PC AT, the Deskpro 386 was also
  21. designed to run much of the existing software written for the
  22. older 8086/8088 Intel microprocessors.
  23.  
  24.  
  25. System Description
  26.  
  27. From the outside, the Deskpro 386 is spartan in design. The
  28. system is housed in an IBM PC AT-style box with indicator lights,
  29. a security key, and space for up to four half-height disk drives
  30. or other storage devices. The back panel of the system unit has a
  31. 9-pin serial port and a 25-pin parallel printer port.  The system
  32. comes with your choice of a standard 84-key PC keyboard or the
  33. Compaq Enhanced Keyboard, an IBM RT PC-style 101-key keyboard.
  34.    The standard configuration, called the Model 40, sells for
  35. $6499 and includes 1 megabyte of RAM, a 1.2-megabyte floppy disk
  36. drive, and a 40-megabyte hard disk. Compaq also offers a system
  37. configured with a 130-megabyte hard disk (instead of the 40-
  38. megabyte hard disk) called the Model 130, which sells for $8799.
  39.  
  40.    Because no production machines were available at press time,
  41. we examined a preproduction Model 40 that had an additional
  42. megabyte of RAM (for a total of 2 megabytes), 360K floppy disk
  43. drive, 40-megabyte tape cartridge unit, and  color graphics
  44. adapter. The system used MS-DOS 3.1.
  45.    Inside the machine is a 192-watt power supply, a fan, and a
  46. single motherboard. The motherboard contains a real-time clock
  47. with  battery backup, seven expansion slots, the CPU, and a 32-
  48. bit slot occupied by the System Memory Board.  Four of the
  49. expansion slots are full-size 8-/16-bit slots, and three are 8-
  50. bit slots, two of which are full size and one half size.
  51. Compaq's multipurpose disk controller, which is included with the
  52. base system, occupies one of the full-size 8-/16-bit expansion
  53. slots.  The disk controller supports two 1.2-megabyte floppy disk
  54. drives, a 40-megabyte hard disk, and either a second 40-megabyte
  55. hard disk or a 40-megabyte tape backup unit.  The Model 130
  56. requires an additional drive controller in one of the full-size
  57. 8-/16-bit expansion slots for the 130-megabyte hard disk.
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.  
  71.  
  72.  
  73. Unleashing the 80386
  74.  
  75. The CPU is a version B1 80386 microprocessor running at 16 MHz.
  76. The 80386 has built-in memory management and supports a numeric
  77. coprocessor, but the motherboard has a socket for only a 4- or 8-
  78. MHz 80287 -- not an 80387. The 80386 uses two separate 32-bit
  79. buses for addressing and data. The processor can dynamically size
  80. its data bus to handle 32-bit or 16-bit data bus operations.
  81.  
  82. Also, the address bus can be pipelined: that is, the processor
  83. can perform address decoding for the next bus operation during
  84. the previous bus cycle, allowing for overlap of bus activity.
  85.    To tap the performance potential of the 80386, Compaq designed
  86. a high bandwidth CPU bus and memory bus. The CPU bus is a 32-bit
  87. non-multiplexed address and data bus. This bus provides signals
  88. for interfacing to both the 32-bit memory bus and the 8-/16-bit
  89. expansion bus. In the event of bus contention between the memory
  90. bus and the expansion bus, the memory bus has priority. The
  91. expansion bus is electrically compatible with existing plug-in
  92. cards for the  PC AT. However, we did not test any plug-in cards
  93. in the system.
  94.    The memory bus provides the bandwidth necessary to take
  95. advantage of the 80386's speed and bus pipelining. It uses a
  96. paged memory architecture to improve access times. The memory bus
  97. does not include I/O status or control signals, and it is not
  98. intended to be used as a general-purpose bus. The maximum
  99. physical memory this bus can address is 16 megabytes.  However,
  100. using Compaq options, you can expand the system only to 10
  101. megabytes of RAM on the 32-bit bus.
  102.  
  103.  
  104.  
  105. Faster Memory
  106.  
  107. Naturally, a faster memory bus requires faster memory. For this,
  108. the System Memory Board is equipped with 36 256K-bit static-
  109. column RAM chips soldered directly to the board, for a total of 1
  110. megabyte of memory with 4 bits for parity. Using this arrangement
  111. with 100-nanosecond RAM reduces the number of wait states
  112. required for memory access in the paged mode to nearly 0. Memory
  113. cells within the same physical page can be rapidly accessed by
  114. keeping the row address of the RAM constant while modifying the
  115. column address.  For such consecutive memory fetches within a
  116. page, access times can be as low 50 nanoseconds. During nonpaged
  117. operations, access times are about 100 nanoseconds. A PC AT, on
  118. the other hand, is equipped with 150-ns RAM.
  119.    The System Memory Board has sockets for another megabyte of
  120. RAM chips, which cost $549. Additional memory must be added in 1-
  121. megabyte increments. When upgrading memory, you must change a set
  122. of 9-pin jumpers on the memory board. You can also set the
  123.  
  124. jumpers to reduce the 640K-byte base memory of the system to 512K
  125. or 256K.
  126.    A special expansion board can be piggybacked on the System
  127. Memory Board to bring the total memory to 4 megabytes using 256K-
  128. bit chips. Compaq also offers a piggyback board with 4 megabytes
  129.  
  130.  
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.  
  137.  
  138.  
  139.  
  140.  
  141. of RAM using 1-megabit chips for $2999. This board has sockets
  142. for another 4 megabytes of RAM ($2699), again using the 1-megabit
  143. chips. A fully populated System Memory Board (2 megabytes) and
  144.  
  145. expansion board using 1-megabit chips (8 megabytes) give you a
  146. total of 10 megabytes of 32-bit high-speed memory. You could also
  147. use two 16-bit boards configured with 2 megabytes each to bring
  148. the Deskpro 386 to a maximum of 14 megabytes using Compaq
  149. options. In doing so, however, you would lose the speed advantage
  150. of the 32-bit memory bus.
  151.  
  152.  
  153. The Virtual Machine
  154.  
  155. An important feature of the 80386 CPU is its virtual mode. This
  156. mode, combined with memory paging, allows a real mode environment
  157. (64K-byte segments, 1 megabyte of physical address space, no
  158. memory protection) to be emulated anywhere within the 80386's
  159. physical address space of 4 gigabytes. The virtual mode also
  160. features I/O protection so that the host operating system can
  161. imitate various I/O ports. Compaq claims to have successfully
  162. "virtualized" an 8086 machine in the Deskpro 386.  In other
  163. words, MS-DOS programs should run on the Deskpro 386 with little
  164. or no modification. More importantly, ill-behaved programs --
  165.  
  166. that is, programs that read or write directly to hardware I/O
  167. ports rather than using DOS functions -- should operate properly.
  168.    To access memory beyond the 640K of base memory under MS-DOS
  169. control, the Deskpro 386 uses a proprietary software driver
  170. called the Compaq Extended Memory Manager (CEMM). The CEMM takes
  171. advantage of the 80386's memory paging features to emulate the
  172. Lotus-Intel-Microsoft (LIM) expanded memory specifications in the
  173. Deskpro 386's 32-bit memory system.  In effect, it virtualizes an
  174. Intel AboveBoard.  You can install the CEMM and define the memory
  175. size (up to the 8-megabyte LIM limit) using the MS-DOS
  176. configuration file, CONFIG.SYS.  Using the CEMM with the Deskpro
  177. 386's 32-bit memory should result in favorable speeds compared to
  178. using the LIM specifications with a 16-bit memory board.
  179.  
  180. This virtual machine arrangement promises to resolve possible
  181. software compatibility problems with existing 8086/8088 and 80286
  182. real mode programs, at least in the single-user mode. In fact,
  183. the 80386's virtual mode will allow copies of different operating
  184. systems to execute real mode applications concurrently with
  185. memory protection and privilege control. But, for now at least,
  186.  
  187. Compaq does not support host software that allows different
  188. operating systems to run concurrently.
  189.  
  190.  
  191. System Speed Control
  192.  
  193. Another obstacle to software compatibility are programs using
  194. time-dependent code that relies on the computer system to be
  195. operating at a particular speed. Copy-protection schemes and
  196. certain program displays (typically games) fall in this category.
  197. Compaq's answer to this problem is the Deskpro 386's simulated
  198. System Speed Control.
  199.    The speed control is accomplished by lengthening the refresh
  200. cycles on the system bus, effectively slowing the CPU. However,
  201. lengthening of the refresh cycles is done in a way that does not
  202. interfere with direct memory access transfers or the bus
  203. bandwidth. The Deskpro 386 normally operates in an automatic mode
  204. where the CPU speed is reduced to 8 MHz -- essentially mimicking
  205. a PC AT -- each time a program accesses a floppy disk drive. The
  206. system resumes its high-speed operation as soon as the disk I/O
  207.  
  208. is finished.
  209. Performance is not degraded, since the system must wait on the
  210. slower disk drive.
  211.    An MS-DOS command, MODE, allows you to manually select a
  212. system speed. You can select 4-MHz 8088, 6- or 8-MHz 80286, or
  213. 16-MHz 80386 system speeds using this command. The speed remains
  214. the same (even through a keyboard reboot) until you alter the
  215. setting, or a power-on reset occurs.
  216.  
  217.  
  218. Fast Disk Drives
  219.  
  220. To complement the Deskpro 386's data processing performance,
  221. Compaq selected high-speed disk drives for the system.  The 40-
  222. megabyte hard disk has an average access time of under 30
  223. milliseconds, and the 130-megabyte hard disk's average access
  224. time is under 25 milliseconds.  In contrast, the PC AT's 20-
  225. megabyte hard disk has an average access time of 40 milliseconds.
  226. Data transfer rates are 5 megabits per second (same as the PC
  227. AT's 20-megabyte hard disk), and 10 megabits per second,
  228.  
  229. respectively.
  230.    For hard disk backups, the 40-megabyte tape drive has a
  231. transfer rate of 500 kilobits per second, which is about twice
  232. the speed of the drive previously offered for the Deskpro line of
  233. computers. The tape drive uses a new DC2000 tape cartridge,
  234. unlike its predecessors, which used the DC1000. However, the
  235. Deskpro 386 can read, but not write to, the older tape
  236. cartridges.
  237.  
  238.  
  239. Display Adapters
  240.  
  241. The system we examined was equipped with Compaq's new Enhanced
  242. Color Graphics Board ($599), which also made use of the system's
  243. virtual mode. The graphics board provides 640 by 350 resolution
  244. with 16 simultaneous colors, and it is also compatible with IBM's
  245. EGA. Although the graphics board has only an 8-bit data path, the
  246. system cleverly relocates the board's ROM to the 32-bit RAM area.
  247. As a result, Compaq claims, graphics execution speed is increased
  248. by about four times.  (The system also relocates the contents of
  249.  
  250. its 16-bit ROMs to the 32-bit RAM area for speed improvement.)
  251. To go with the color board, Compaq offers a 13-inch RGB color
  252. monitor for $799.
  253.    In a departure from previous Compaq systems, the Deskpro 386
  254. does not include a monochrome display controller. Instead, the
  255. company sells its Video Display Controller Board separately for
  256. $199. It provides the same video control as that found in other
  257. Compaq systems and is compatible with IBM's Color Graphics
  258. Adapter. The controller board can be used with either an RGB
  259. monitor (such as Compaq's), a composite color monitor, or
  260. Compaq's Dual-Mode Monitor, a monochrome monitor that sells for
  261. $255.
  262.  
  263.  
  264. Compatibility and Performance
  265.  
  266. The 80386 CPU is object-compatible with 8086/8088 and 80286 code.
  267. To examine how well Compaq implemented this capability, we first
  268. ran several programs that we considered thorough in their use of
  269. memory and I/O operations.  The BASICA on the machine accepted
  270.  
  271. and ran the IBM PC tokenized versions of two BYTE benchmark
  272. programs (SIEVE and CALC) without problems. The programs
  273. conveniently provided us with a performance estimate.
  274.    The results of these preliminary benchmarks are impressive
  275. when compared to a 6-MHz PC AT.  Generally, the Deskpro 386 ran
  276. about three to four times faster.  We also compared the Deskpro
  277. 386's times to those of a PC AT specially equipped with 100-ns
  278. memory running at 11.5 MHz, and the Deskpro 386 was about twice
  279. as fast.
  280.    Next, we compiled several small C programs with Manx's Aztec
  281. C, version 3.20C, using the small memory model. We used the two
  282. floppy disk drives to compile and link the programs without any
  283. problems.  Not only did these programs run flawlessly; they ran
  284. quicker than we had ever seen before.
  285.    We then ran two programs that are considered ill-behaved in
  286. their use of DOS: the XyWrite editor, version 3.05, with
  287. SideKick, version 1.52A, resident. The XyWrite editor responded
  288. correctly to the cursor and function keys, and SideKick responded
  289. properly when invoked.
  290.  
  291.  
  292.    Admittedly, these tests were less than comprehensive.  But
  293. they do indicate a high level of software compatibility.
  294.    Unfortunately, the only operating system offered for the
  295. Deskpro 386 at press time was MS-DOS. Only a true 32-bit
  296. operating system could push the machine to its limits. Compaq did
  297. say that it would offer Microsoft's XENIX System V/386 during the
  298. first quarter of 1987. [And Microsoft said a software-development
  299. toolkit for XENIX 386 is ready now.] According to Compaq, the new
  300. XENIX will be demand paged and allow multitasking operations. We
  301. did not, however, see even a preliminary version of the package.
  302.  
  303.  
  304.  
  305.  
  306.  
  307.  
  308.  
  309.  
  310.  
  311.  
  312.  
  313.  
  314.  
  315.  
  316.  
  317. For a Select Few
  318.  
  319. A number of folks might benefit from using the Deskpro 386.
  320. First, there are those who need the raw processing power to run
  321. very large spreadsheets or simulations. The linear address space
  322. provided by the 80386 combined with the Deskpro 386's processing
  323. speeds not only make such work possible but also bearable. And
  324. large complicated programs, such as expert systems, should run
  325. with respectable performance on this machine.  There are also
  326. software developers who need a high-performance machine to
  327. shorten their development cycle.  Here, the fast storage devices
  328. are particularly helpful.  Moreover, the system's 80386 CPU
  329. allows developers to begin writing the next generation of
  330. software.  And for others, the large storage capacity of the
  331. Model 130 and its claimed compatibility with networking software
  332. should make it a high-powered file server.
  333.  
  334.    But like any new system, the Deskpro 386 is not without some
  335. disappointments.  Although CAD and desktop publishing are likely
  336. candidates for development on the machine, with no I/O signals on
  337. the memory bus and the CPU's 32-bit bandwidth to peripherals
  338. effectively halved by the expansion bus, we don't see the Deskpro
  339. 386 as a serious threat in the high-speed graphics workstation
  340. arena.  Also, the Deskpro 386 seems like overkill in single-user
  341. mode. Certainly, a multitasking 32-bit operating system would put
  342. the system to fuller use.
  343.    Surely, more powerful 32-bit peripherals and operating systems
  344. are coming for the 80386-based systems.  For now, the Deskpro 386
  345. appears to be a well-engineered bridge to a new generation of
  346. those machines.
  347.  
  348.  
  349.  
  350. [Dennis Allen and Tom Thompson are technical editors at BYTE.]
  351. its predecessors, which used the DC1000. However, the
  352. Deskpro 386 can read, but not write to, the older tape
  353. cartridges.
  354.  
  355.  
  356. Display Adapters
  357.  
  358. The system we examined was equipped with Compaq's new Enhanced
  359. Color Graphics Board ($599), which also made use of the system's
  360. virtual mode. The graphics board provides 640 by 350 resolution
  361. with 16 simultaneous colors, and it is also compatible with IBM's
  362. EGA. Although the graphics board has only an 8-bit data path, the
  363. system cleverly relocates the board's ROM to the 32-bit RAM area.
  364. As a result, Compaq claims, graphics execution speed is increased
  365. by about four times.  (The system also relocates the contents of
  366.  
  367. its 16-bit ROMs to the 32-bit RAM area for speed improvement.)
  368. To go with the color board, Compaq offers a 13-