Leserartikel intels i740, Timna und AIMM

Dieser Leserartikel ist als Update zu @SV3N Artikel intels erste dedizierte GPU und als Ersatz für den heute nicht erscheinenden Retro Artikel gedacht.

Behandelt wird:
  1. i740
  2. der Timna Celeron
  3. AIMM

i740

Long, long time ago, I can’t still remember
Früh versuchte sich ein Technologie Konzern an einem Grafikchip.
Doch dieser Konzern war noch nicht Intel.


Der Ursprung

Ursprünglich startete das Projekt bei GE Aerospace und sollte in deren Simulatoren eingesetzt werden, aber nicht für moderne Systeme aus den 90ern, sondern um die Astronauten für das Apollo Programm am Boden zu trainieren.
Lange ist es her, denn Flüge fanden bis 1972 statt und erste Computergrafiken in Simulatoren wurden Anfang der 1970er genutzt. Erste Erfahrungen sammelten die Entwickler also mit dem Visual Docking Simulator der Mond Missionen, welches das erste vollfarbige Computergenerierte System der Welt war. Doch bis zum i740 war es noch ein weiter Weg.

Die Beteiligten

Als GE sich Gesund schrumpfte, landete die Aerospace Abteilung bei der späteren Lockheed Martin. Diese gründete im Januar 1995 ihr Entwicklerstudio Real3D, das den zivilen Bereich mit Grafikkarten abdecken sollte. Erste Erfolge ließen nicht lange auf sich warten und Sie belieferten Sega mit Technik, für mehr als 200.000 Arcade Systeme.
Zusammen mit Intel und Chips & Technologies begann die Entwicklung eines Grafikchips, der speziell für AGP Systeme gedacht war, Codename: Auburn.
Für den 2D Teil war C&T zuständig und Real3D steuerte den 3D Teil bei.

Infos zu C&T

Chips & Technologies war kein unbekannter auf dem Markt. Sie entwarfen nicht nur einen 386 kompatible CPU, sondern waren auch die Erfinder der Wingine Frame Buffer Karte, eine beliebte Erweiterung bei Usern des NeXTSTep OS, sofern Intel CPUs verbaut waren.
Und auch Apple nutzte in Notebooks Chips von C&T.

Intels Ziele

Wenn Sie auch in Santa Clara (Hauptsitz von Intel und Teil des Silicon Valley) erst einmal nur Ihre Technik des AGP Steckplatzes voran bringen wollten, konnten sich die Medien vorstellen, das Intel im Grafikbereich Marktführer wird, jedoch wurde das Projekt von der Gegenwart technisch überholt. Während die finanziellen Mittel weniger das Problem waren, taten sich andere auf.

intel i740 Gigabyte kryzs.png

Foto @kryzs

Die Technik

Intel nutzte auch hier ein etwas ungewöhnliches Setup: der RAM der CPU wurde an die Grafikkarte ausgeliehen und diese beiden waren durch den AGP 2x Steckplatz verbunden, der 533MB/s erlaubte.
Die Entwickler hofften, dadurch weniger teuren Speicher verbauen zu müssen. Und weil damals die CPUs noch die Geometrie Daten verarbeiteten, sparten sie sich den andauernden Austausch zwischen Grafikkarte -> Northbridge -> RAM -> Northbridge -> CPU und zurück. Der Grafik RAM diente ausschließlich als Display Frame Buffer und der Hauptspeicher des PCs als Texture Buffer, wobei immer nur die zur Rasterisierung notwendigen Texturen aufgerufen wurden und der Rest im Hauptspeicher verblieb.
So konnte ein Pentium II 266MHz bis zu 700.000 Dreiecke/s verarbeiten, wobei der Grafikchip für Szenen mit 7.500 Dreiecken bei 30FPS ausgelegt war. 1/3 der CPU Leistung wurde also für Dreiecks-Setup und Geometrieberechnungen benötigt, Vorteil war eben, das die Daten der Texturen schon im Hauptspeicher lagen

Der Tiefe Fall von Auburn

Die Werbung klang dann auch wie der Griff nach den Sternen, trotz weniger RAM wollte Intel die Voodoo 2 schlagen, die es zwar mit 8-12MB gab aber auf 800x600 begrenzt war (SLI = 1024*768). Und hier sollte die Auburn einfach vorbeiziehen.
Was sich Anfangs gut anhörte, war jedoch ein größeres Hindernis, schließlich brauchte der i740 dadurch nur 8MB günstigeren Onboard Speicher . Da die Texturen Größe immer weiter zunahm und Multi Texturing aufkam (siehe z.B. Riva TNT von Nvidia) wurde der AGP Bus zum Flaschenhals. Egal wie Sie es drehten und wendeten, Sie kamen nicht in Reichweite der Speicherbandbreiten aktueller 3D Beschleuniger.
Schließlich reduzierte dieses Verfahren auch noch die Bandbreite zwischen CPU und RAM unnötig.
Zum Vergleich mal die Speicherbandbreiten, die 1998 üblich waren:

Speicherbandbreiten 1998_1.jpg


Das Ende

Bei voller Auslastung des AGP Buses, wäre die CPU noch nicht am langen Arm verhungert, aber schließlich mussten ja auch noch andere Dinge berechnet werden als nur die Grafikdaten.
In Tests zwischen i740 mit AGP (533 MB/s) und PCI (133 MB/s)Steckplatz zeigte sich der Vorteil des ausgelagerten Texture Buffers. Selbst bei einer höheren Speichermenge war die PCI Variante langsamer. Beide werden jedoch von Nvidia’s TNT und 3dfx's Voodoo 2 problemlos geschlagen.
Nach diesem kurzen Intermezzo zog Intel die Reißleine und begrub das Thema diskrete Grafikkarte für zwei Jahrzehnte. Wobei Sie sich das Know-how von Chips & Technologies sicherten, indem die Firma 1997 übernommen wurde, ein Jahr vor dem Debut des Auburn.

Eine spezielle Real3D Variante

Von dieser Firma gab es noch eine PCI Variante (Web Archiv), die eine Besonderheit aufwies: SD RAM. Während die normalen PCI Varianten bis 12MB Grafikram nutzten, verbaute Real3D hier 4MB SG RAM und bis zu 8 oder 16 MB SD RAM.

DSC05297.jpg

Foto @kryzs

Der Fall von Real3D

Und auch Real3D wurde nach der Ausgliederung aus dem Lookheed Martin Konzern an Intel verkauft, wobei es hier zu mehreren Klagen zwischen verschiedenen Firmen kam.
So verklagte 3dfx Real3D (Intel kaufte diese Klage praktisch ein). Sie entzogen sich dem Verfahren, indem die gesamte Technik zurück an 3dfx verkauft wurde.
ATi übernahm ein Teil der Real3D Mitarbeiter und Patente, dadurch gerieten Sie mit nVidia in Rechtsstreitigkeiten, da diese SGIs Grafikentwicklungsressourcen aufgekauft hatten, zu denen wiederum 10% an Real3D gehörten. 2001 schlossen die beiden Kontrahenten eine gegenseitige Lizenzvereinbarung und auch dieser Streit war damit beigelegt.


Ein Teil der Technik floss noch in den i752/754 (Nachfolger des i740) und den Timna (Benannt nach dem Timna Tal in Israel) Celeron ein, gerade letzterer erlitt ein noch schlimmeres Schicksal als der i740.

Gainward hat mindestens eine kleine Charge von 50 Karten mit i752 Chip gefertigt, welche in einer PR Aktion verschenkt wurden. Damit ruhten Intels Grafikkartenpläne bis zum Jahr 2020, in dem die Xe Grafikkarten vorgestellt wurden.

Technische Daten:

intel i740 i752_1.jpg



Intels Timna

War das der erste x86 SoC?

Ende der 90er Jahre wuchs der PC-Markt weiter rasant, ebenso wie das Internet. Um Online gehen zu können oder Word Dateien zu bearbeiten brauchte es jedoch keinen teuren Pentium oder Athlon, gepaart mit einer Geforce Grafikkarte.
Hierfür wollten Sie bei Intel einen kostengünstigen Chip einsetzen. Um Produktionskosten und die Komplexität zu senken, entwarfen die Designer einen Celeron mit integrierter Grafikeinheit namens Capitola, was der Codname für ein Grafikkern auf Basis des i752/i754, und Northbridge Funktionen, sowie MTH (Memory Translation Hub). Doch genau dieser sollte zum größten Problem werden.

intel Timna DIE.JPG


Intels Design Team in Haifa, Israel, leistete ganze Arbeit und senkte die benötigte Core Fläche des Timna im Vergleich zum Katmai Kern um 70%. Dies wurde u.a. durch einen besseren Herstellungsprozess ermöglicht und trotz des integrierten L2 Caches von 128 kB, der Katmai hatte hier schlicht keinen.

Wo lag das Problem

Das Design stand, Motherboards konnten in Produktion gehen, Kunden gab es. Nur eines fehlte, günstiger Arbeitsspeicher. Wieso Arbeitsspeicher? SD RAM war doch keine teure Angelegenheit und für dieses Projekt hätte 133MHz RAM ausgereicht. Nein, Intel hatte voll auf Rambus RAM gesetzt, der zwar ein einfacheres Board Layout ermöglichte (es wurden z.B. nur 1x16Bit Datenleitungen benötigt) aber einfach nicht im Preis fallen wollte.

Karre RD RAM P iii.jpeg

Bild @Karre (Pentium !!! mit RD RAM)

Fehler im MTH

So blieb nur eine Möglichkeit, ein Brückenchip einzusetzen um, die RDRAM-Version mit SDRAM kompatibel zu machen, es sollte der MTH (Memory Translation Hub) des i820 werden. , um die alte SD-Variante dann zu nutzen. Doch dieser war von Fehlern geplagt und musste überarbeitet werden, was die Einführung immer weiter verzögerte. Und zwar so weit, dass das ganze Konzept, inklusive Grafikkarte immer mehr veraltete und die OEMs lieber auf einzelne Baugruppen setzten.


Timna-2-1.jpg


Gespart hätte man an Wafer-Fläche, ca. 15% gegenüber einem i810 Chipsatz + Celeron DIE und auch die TDP wäre um 25% geringer ausgefallen.

Jedoch schlief die Konkurrenz nicht, wobei gerade der AMD Duron keine schwache Alternative war.

Technische Daten im Vergleich:

intel Celeron Timna_1.jpg


Die technischen Daten sind beim Timna mit RDRAM angegeben, um die Überlegenheit bei der Speicherbandbreite aufzuzeigen.

Am 29.09.2000 zog Intel dann den Stecker und beerdigte das Projekt endgültig, eventuell ist mit dem Timna auch ein herovrragender Notebook Chip verloren gegangen. Der Nachfolger MPT wurde ebenso gestrichen, aber hier sind die verlässlichen Daten noch rarer gesät, als beim Celeron.

Hier ist ein AMD C-50 Dual Core, mit 2x1 GHz und ebenfalls integrierter Grafik. Während beim Timna der CPU-Teil die meiste DIE Fläche benötigte, kehrte sich das Verhältnis später stark um.

So benötigten die beiden Kerne mit großem L2 Cache zusammen weniger Fläche als der GPU Part.

AMD C-50.jpg


Wer hatte nun den ersten SoC?

Und zur Eingangsfrage: nein, diese CPU war nicht der erste x86 SoC, diese Ehre gebührt den Cyrix Media GX Chips von 1997.
Trotzdem zeigte sie die Marschrichtung Intels auf, denn heute ist es Standard, das eine integrierte GPU verbaut ist, auch wenn diese mittlerweile mehr Funktionen anbieten als Anno 1999.


AIMM – AGP Inline Memory Modul

Pentium 3 i815 RAM AGP AIMM (8-001).JPG


Hinter dieser kryptischen Bezeichnung verbirgt sich einfach ein Speichermodul, welches in den AGP Steckplatz eingesetzt wird. Es erweitert damit den Mainboard eigenen Speicher um 4MB und war für die Intel 815 Chipsätze gedacht. Angebunden war der Speicher mit AGP 2x bei 3,3V oder AGP 4x bei 1,5V, jeweils 533 oder 1066 MB/s, während die AIMM eigenen Module mit 133 MHz liefen, was bei 64 Bit Speicherinterface genau 1066 MB/s ergab.

Der Grafikchip im Solano (i815) ist ein Nachfolger des i752 Grafikkernes und unterstützte die Pentium II und III Prozessoren.

ASUS CUSL2 AGP AIMM (4-1-1).jpg

Foto @kryzs , Bearbeitung @andi_sco

Wofür wird es benötigt

Der Zusatzspeicher wird genutzt, um die Z-Buffer Daten zu speichern. So kommen sich die ganzen Speicherzugriffe von CPU und GPU weniger in die Quere. Intel und TwinMOS sprechen von einer 30% oder 20% höheren Leistung bei 3D Grafiken.
Max. konnte der Grafikchip 8MB System RAM + die 4MB des Modules nutzen, ohne AIMM waren es 10MB des Hauptspeichers.
Der Grafikchip war schon für einfache Aufgaben zu langsam, so dass sich dieses Modul ebenfalls nicht durchsetzen konnte.

Wie war die Leistung

Laut dem User kryzs liefert der i752 als OnBoard Grafikkarte, ohne AIMM, 42,4 FPS und mit AIMM 56,2 FPS in der Quake 1 Time Demo.

Das Voodoo 2 System vom User karre schafft 86,6 FPS.

Beides mit 12MB V-RAM, mit einer Auflösung von 640*480 und 16 Bit Farbtiefe.

(Testsystem kryzs: Asus CUL2-M, i752, Pentium III E 850 MHz, 512MB Infineon RAM, AIMM Modul mit CL3 [es gab noch CL2]

Testsystem karre: Abit Bh6, Pentium II 400 MHz, 512MB RAM)


Leserartikel: Quake I Benchmark Thread


AGP AIMM BIOS.jpeg

Bild @kryzs
Alles was Display Cache … heißt, gehört zu dem AIMM



Community Feedback:

Wie sieht die Community die Technik hinter dem AIMM, interessanter Ansatz, selbst heute oder von Anfang an als Reinfall geplant?

Hätte der Timna seinen Platz gefunden, wenn Intel von Anfang an auf SD RAM gesetzt hätte oder war er 10 Jahre zu früh? Wie wären die ersten Eee PCs von Asus, als gedanklicher Nachfolger des Timna, mit dieser Technik gewesen, nochmals sparsamer und mit über 3 Stunden an Laufzeit?

Asus Eee PC in Schweden.JPG


Der Autor dieses Artikels nutzte den Eee PC 900 mit Celeron M353 und einer SuperTalent SSD, anstelle der HDD. Dadurch waren Laufzeiten von 3-4h möglich, eine iGPU hätte hier definitiv eine weitere Senkung der Temperatur und des Stromverbrauchs bedeutet.
Gerade die Temperatur war ein Problem, sobald der Lüfter auf 100% eingestellt war, sank nicht nur die Grad Zahl, sondern stieg im Gegenzug auch die Laufzeit des Systems.



Ein Dank geht an die User, die im Quake I Benchmark Thread Ihre Retro Systeme immer wieder testen und die Ergebnisse teilen.
 
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vascos

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Danke für deine Zeit und Arbeit.
schöner Artikel.
 
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Holzinternet

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Klasse Lektüre ! Sehr viel Arbeit und Herzblut. Vielen Dank.

Hat Spaß gemacht das zu lesen.

Gruß
Holzinternet
 
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SVΞN

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Sehr schöner Leserartikel. Danke fürs Einspringen @andi_sco. Hat Spaß gemacht zu lesen.

Schönen Sonntag euch allen.

Liebe Grüße
Sven
 
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kryzs

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Sehr schöner Artikel 🥰 Danke dafür 👌

@SV3N, wäre das nicht was für die Startseite?
 
Zuletzt bearbeitet: (Vorwärts immer, rückwärts nimmer ^^)
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Bodennebel

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Zitat von andi_sco:
Wie sieht die Community die Technik hinter dem AIMM, interessanter Ansatz, selbst heute oder von Anfang an als Reinfall geplant?
Erst mal: schöner Artikel. 👍

Ich denke, da war damals noch viel "Neuland" und man hat einfach experimentiert bzw. versucht im Rahmen der technischen Möglichkeiten einen optimalen Ansatz zu finden. Ist ja ein ähnlich wie bei 3dfx; als die 3D-Beschleunigung in die eigentlichen GPUs integriert wurde, waren die Zusatzkarten schnell weg vom Fenster.
 
Zuletzt bearbeitet: (Typo)
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andi_sco

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Jupp, da gab es ja einiges, was sich erstmal gut anhörte und dann wieder in der Versenkung verschwand.

Muss da gerade auch an die RAM Disk für den PCI Steckplatz denken.
Oder Rambus auf Grafikkarten.
 

konkretor

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So ne Gigabyte Karte hab ich neulich bei Ebay entedeckt aber der Preis war brutal hoch, paar hundert Dollar



Timna auf den habe ich immer gewartet, schade das Intel den nie gebracht hat.

Danke für den schönen Artikel, hat spaß gemacht zu lesen
 
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lord_mogul

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Zitat von andi_sco:
Jupp, da gab es ja einiges, was sich erstmal gut anhörte und dann wieder in der Versenkung verschwand.

Muss da gerade auch an die RAM Disk für den PCI Steckplatz denken.
Oder Rambus auf Grafikkarten.
Nicht nur die alten RAM-Karten für ISA sondern auch x87 FPUs, L2 Cache, TMUs (bei den orignalen Voodoo saß das noch in nem Extrachip). Gab ne menge Zeug das heutzutage integriert ist, aber als Zusatzteil anfing.
Aber Tinma mit nativem SDRAM-Controller und eventuell in richtung Verbrauch ähnlich wie die Atom wäre schon interessant gewesen für nen super sparsamen Laptop mit ewig langer Akkulaufzeit.
 
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andi_sco

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andi_sco

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Ein Test zur i740 von PhilsComputerLab:

@kryzs : nu zeig mal deine kleine Sammlung👍🏾
 
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kryzs

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Die 3. Erwerbsregel der Ferengi besagt:
"Gib nie mehr für einen Erwerb aus, als absolut nötig!"
😆
multipliziert man das ganze mit 11 erhält man:

33x Intel`s i740
DSC05749.jpeg
DSC05746.jpeg

  1. Joymedia Apollo 7400 AGP 8MB SD​
  2. Sparkle SP-740M 8MB SD​
  3. QDI Amazing I AGP 4MB SG​
  4. ARISTO i740 AGP 8MB SD​
  5. AQA 740 ATG7400A-30 AGP 8MB SG​
  6. Acorp AGP MVGA-i740AG 8MB SG​
  7. Shuttle Spacewalker HOT-158 AGP 8MB SD​
  8. Diamond Stealth II G460 AGP 8MB SD​
  9. ARISTO i740 AGP 8MB SG​
  10. AQA 740 ATG7401A-30 AGP 8MB SD​
  11. Acorp AGP ST-i740 8MB SD​
  12. EONtronics Picasso 740 AGP 8MB SD​
  13. AOpen (Acer) 3D Navigator AGP 8MB SD​
  14. Axle Intel AGP 740 8MB SD​
  15. Sector International i740 AGP 8MB SD​
  16. Metasonic AGP-740D 8MB SD​
  17. Palit Daytona 740 AGP 8MB SD​
  18. ASUS AGP-V2740TV 8MB SD​
  19. Intel Express 3D AGP 4MB SG​
  20. Real3D Starfighter PCI 16MB SD/SG​
  21. ExpertColor DIT5740-8D AGP 8MB SD​
  22. Hercules Terminator 2X/i AGP 8MB SD​
  23. Intel Express 3D AGP 8MB SD​
  24. Gigabyte Predator i740 AGP 8MB SD​
  25. Real3D Starfighter AGP 8MB SD​
  26. ASUS AGP-V2740 8MB SD​
  27. Gainward CardExpert 740 AGP 8MB SD​
  28. PowerColor C740 AGP SDRAM 8MB SD​
  29. Atrend Speedy 3DIO740 AGP 8MB SD​
  30. HIS 740 AGP 8MB SG​
  31. Super Stream i740 AGP 8MB SG​
  32. Gainward AccuX 740 AGP 8MB SG​
  33. Super Stream 740 VT AGP SD​

34. (unterwegs Protac VideoExcel AG240G AGP 8MB SG) -> #22
35. Palit Daytona i740 AGP 8MB SG
36. Abit G740B AGP 8MB SD

Die Liste stimmt nicht mit dem Bild überein, hab sie jetzt nur schnell kopiert, Bilder sind auch nicht wirklich schön hoffe es reicht für die Schnelle, wenn ich mal etwas mehr Zeit habe mache ich mal bessere. 😊
 
Zuletzt bearbeitet: (Korrektur)
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kryzs

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Zitat von Karre:
Gibt es Performanceunterschiede zwischen den Modellen? Oder welche mit 4 oder 16MB RAM?
Das konnte ich tatsächlich noch nicht herausfinden, da ich die 16MB Version mitten im Hausbau bekommen habe, sollte das "Büro" "jemals" fertig werden kann ich es gerne nachreichen, wird aber noch etwas dauern, was ich aber sagen kann, das es unterschiede jenach Treiber / BIOS Version gibt und ob SG oder SDRAM auf der Karte ist, fast jeder Hersteller hatte eine SG und eine SDRAM Version.
 
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Karre

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Mh. Muss glatt mal schauen, welchen RAM mein Exemplar hat.
Das das BIOS bei den alten Karten extremere Rollen spielt, ist mir bekannt. Aber zu den wenigstens gibt es die passenden Tools gleich mit. Und eh ich was auslöten muss hinterher, weil der Chip nicht gesockelt ist ^^...

Ich hab zwei Rendition v2100 das v2200 Bios verpasst und meine 5700 das 5700xt Bios, reicht an gefahrenzulagen :D
 
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