home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ RBBS in a Box Volume 1 #3.1 / RBBSIABOX31.cdr / d86v / crystal.inf < prev    next >
Text File  |  1986-01-05  |  13KB  |  233 lines

  1. Subject: Some Speedup info from Compuserve IBM PRO SIG
  2. Date: Thu, 23 Jan 86 22:47:15 -0500
  3. From: Dave Farber <farber@huey.udel.EDU>
  4.  
  5.                                January 22, 1986
  6.  
  7. This file was created in response to a request to make a reference guide for
  8. speeding up the IBM PC-AT available in the CompuServe IBM SIG data libraries.
  9. It contains information gathered from a number of IBM PC-AT users, companies,
  10. and my own experiences.
  11.  
  12. When the PC-AT was released, the fact that IBM had chosen to socket the clock
  13. crystal was greeted with much interest and speculation, and it's this ability
  14. to remove the crystal that is the key factor in speeding up the AT. The crystal
  15. is contained in a 1/2x3/8" silver housing that plugs into its socket located
  16. near the 80286 chip, behind the center opening for the hard disk. The crystal
  17. can be removed easily by inserting a small nonmagnetic screwdriver or table
  18. knife between the crystal and socket, and pushing the crystal toward the AT's
  19. red power switch, then lifting it up and out of the retaining clip. A faster
  20. crystal can then be insterted to increase the operating speed of the 80286 CPU
  21. chip which is driven at 1/2 the crystal speed. WARNING: Changing the crystal
  22. may void the warranty so save the original crystal to reinstall if your system
  23. needs servicing.
  24.  
  25.                           CRYSTAL SPEED-UP PRODUCTS
  26.  
  27. Crystals:
  28.         The AT comes with a 12 mhz thick lead crystal, giving a 6 mhz CPU
  29.         speed, but research done by ARIEL shows that (providing the new
  30.         speed limiting ROM isn't installed) 99% of ATs will run with 16
  31.         mhz, 85% with 18 mhz, and 68% with 20 mhz crystals. Two types of
  32.         replacement crystals are available:
  33.                 1) Crystals with thin wire leads:
  34.                    These crystals are very cheap and readily available, but
  35.                    the lead wires are very thin, so may have to be bent double
  36.                    to make good contact in the AT's crystal socket. These
  37.                    crystals are better used for making speed switches, than
  38.                    for use on the AT's motherboard. [ Herm Fischer discovered
  39.            that the gold pins from an RS232 connector can be soldered
  40.            to thin lead crystals providing a better fit. -wab]
  41.                 2) Crystals with thick leads:
  42.            These crystals are more expensive, but properly fit the AT's
  43.            crystal socket. ARIEL emphasizes the importance of using
  44.            high quality, military grade thick lead crystals (which they
  45.            sell) in the AT, and their claims may be valid as Peter
  46.            Norton reported having problems with some cheap thin lead
  47.            crystals which resolved when he switched to quality thick
  48.            lead crystals, but I have used cheap thin lead crystals from
  49.            B.G. Micro without problems, and found them to work well in
  50.            homebrew speed switches.
  51.  
  52. Speed Switches:
  53.         Some cases have been reported of software that won't install (probably
  54.         due to the copy-protection) or run (due to certain types of timing
  55.         loops) with the faster crystals installed, and speeded-up ATs will not
  56.         work with some local area networks. To work around these problems, one
  57.         can use a speed switch to switch back and forth between several speeds,
  58.         using a slower speed for speed limited software ar LAN use, and faster
  59.         speeds for number crunching, etc.. A homebrew speed switch can easily
  60.         be made for < $10, using 2 crystals and a small DPDT switch connected
  61.         to 2 wires that plug into the crystal socket (I have used one for
  62.         months without problems), or a variety of commercial products are
  63.         available, most of which consist of a switch and 2 to 5 crystals
  64.         mounted on an expansion slot cover bracket (this prevents the slot from
  65.         being used by any expansion boards) and connected to 2 wires plugged
  66.         into the crystal socket.
  67.  
  68.                              VARIABLE OSCILLATORS
  69.  
  70. Another approach to increasing the AT's clock speed is to use a variable
  71. oscillator instead of replacements crystals. BGI is currently offering such a
  72. product.
  73.  
  74.                                FAST MEMORY CHIPS
  75.  
  76. When operating the AT at faster speeds, faster RAM chips may be required. In
  77. some cases, faster RAMs are required on memory expansion boards, than on the AT
  78. motherboard itself (This seems to be especially true of paged memory boards).
  79. On the AT motherboard, 150ns chips generally work well at CPU speeds of 8 mhz,
  80. and some users have found them adequate at CPU speeds as high as 10 mhz, though
  81. one supplier of fast RAMs claimed that 150ns chips used in a 10 mhz AT would
  82. get flaky from heat degeneration after 8 - 9 months of use. Basic guidelines
  83. for motherboard RAMs would be for CPU speeds < 9mhz, use 150ns; for 9 - 10 mhz,
  84. use 120ns; > 10 mhz, use 100ns. These same guidelines will also hold true for
  85. some of the extended memory boards (such as the AST Advantage), but others may
  86. require 120ns or 100ns only, or may not work at all at high speeds. The ability
  87. of paged memory boards (such as the Rampage AT) to function at > 6mhz has been
  88. erratic to date, and they may not work at all at high speeds, though the makers
  89. of these boards are trying to solve these problems. In contrast, there have
  90. been reports of AST Advantage boards working at CPU speeds of 12 mhz or
  91. greater.
  92.  
  93. [I spoke with Chris Symes of Tall Tree. They use 150 ns chips exclusively.
  94. Their memory boards run reliably at 18.7 Mhz. Tall Tree boards provide a memory
  95. paging scheme which can be used to expand PC memory beyond 640K or the boards
  96. can be used as straight AT memory bypassing the paging hardware. The paging
  97. hardware does not slow access time.  They reccommend not using crystals faster
  98. than 18Mhz and insist you should have no problems at this rate.
  99.  
  100. Crystals faster than 18 Mhz won't help on a standard AT anyway. The 80286 has a
  101. few bytes of on board cache. Usually memory fetches will overlap with
  102. computation. At speeds greater than 18 Mhz calculations proceed faster than the
  103. AT can fetch memory. The processor will get memory bound and insert processor
  104. wait states in order to wait for memory. Peter Norton's speed test will still
  105. falsely show improvement as his loop of multiply divide pairs has a higher
  106. ratio of compute-load per byte of instruction than most programs.  My
  107. conclusion is that unless one designs an AT clone from scratch to run with a 20
  108. Mhz crystal, don't try speeding up your AT past 18 Mhz -wab]
  109.  
  110.                                     802886s
  111.  
  112. Many, if not most ATs are shipped with 80286s rated at 6 mhz, and though they
  113. usually work fine at 8 mhz, for those wanting to run the AT at 10 mhz or more,
  114. the 80286-6 may have to be pulled from its socket and replaced with a faster
  115. chip. There are 10, 12, 14, and 16 mhz 80286s available, though the supporting
  116. chips may not be able to handle speeds > 12mhz. Reportedly, old ATs with the
  117. orange motherboard may need to have some of the chips unsoldered and replaced
  118. with faster chips before they can function at high speeds. AT users who want to
  119. run at very high speeds can send their motherboard to BGI for any necessary
  120. modifications and testing. It's believed that IBM will release a more expensive
  121. 8 mhz AT this year.
  122.  
  123.                                     80287s
  124.  
  125. In the AT, the 80287 math coprocessor is normally driven at 1/3 the crystal
  126. speed, which is normally 4 mhz. The standard 4 mhz 80287s may not work with
  127. crystals faster than 16 mhz. There are 8, 10, and 12 mhz 80287s available for
  128. use in speeded-up ATs, though even with a 20 mhz crystal, the 80287 would be
  129. driven at < 7 mhz, so for maximum speed, small boards are available that plug
  130. into the 80287 socket and drive the 80287 at 8 mhz.
  131.  
  132.                                     80386s
  133.  
  134. Intel has been demonstrating an AT with a small board that holds an 80386 and
  135. plugs into the 80286 socket, turning the AT into a limited 80386 machine.
  136. Another company has a similar product but has chosen mot to market it. Several
  137. companies have 80386 products for the AT in Beta test, so it's likely that
  138. 80386 products will be released this year for the AT, similar to the 80286
  139. products already being sold for the PC and XT. BGI will be offering an 80386
  140. motherboard for the AT, probably in March.
  141.  
  142.                                  NEC CPU CHIPS
  143.  
  144. It has been rumored for several months that NEC will be releasing another one
  145. of their V series chips called the V-60, which will be a faster 80286 clone.
  146. Dvorak reports that it will have a built-in math coprocessor. If they achieve
  147. true 80286 compatibility, putting one in an AT with a fast crystal could be
  148. interesting.
  149.  
  150.                                SOFTWARE PATCHES
  151.  
  152. Floppy Drive:
  153.         Some AT users have experienced "Disk Read Error" type messages when
  154.         accessing the floppy drive at CPU speeds > 8 mhz due to timeout errors.
  155.         Patches are available to prevent this. A public domain version is
  156.         available in the CompuServe IBM SIG data libraries, and several
  157.         companies offer commercial versions that also speed-up the keyboard.
  158.  
  159.                                   NEW AT ROM:
  160.  
  161. The new AT ROM being installed in ATs having IBM's new 30 MB hard disk, has a
  162. timing routine that prevents the system from operating at speeds > 6 mhz.
  163. Currently, I know of only 4 ways users wanting to speed up these ATs can deal
  164. with this problem:
  165.         PROM Blasters: Use one to copy and/or patch a ROM.
  166.         ROM Patch: Send your motherboard to BGI and get the ROM patched as part
  167.                    of their motherboard upgrade package.
  168.         PHOENIX ROM: Buy the Phoenix ROM for the AT and turn your AT into an
  169.                      AT clone with the compatibility of a Compaq 286. (You
  170.                      must use the Compaq GW BASIC).
  171.         Circuit Boards: The AT-2 board from AMS defeats the ROM timing routine.
  172. The best solution is to refuse to accept an AT with the new ROM from your
  173. dealer, thus casting a vote with your buying power against what appears to be a
  174. marketing move by IBM prior to the release of a faster, more expensive version
  175. of the AT.
  176.  
  177.                            PRODUCTS AND SUPPLIERS
  178.  
  179. The product discriptions here consist of information supplied by the
  180. manufacturer or distributor which is subject to change, so check with the
  181. company for the latest info.
  182.  
  183. AMS (818-810-8443):
  184.         High quality thick lead crystals
  185.         AT-1 Board: Lets you switch manually between 3 speeds. Has a system
  186.                     reboot button. Occupies an expansion slot.
  187.         AT-2 Board: Same as AT-1, but lets you change speed from the keyboard
  188.                     and defeats the timing routine in the new AT ROM.
  189. ARIEL (201-788-2788):
  190.         High quality thick lead crystals
  191.         Fast 80286s
  192.         Floppy drive timeout and keyboard speedup patches
  193.         Beta testing 80386 product, and board to defeat the timing routine in
  194.                 the new AT ROM
  195. BGI (215-538-3900):
  196.         100ns RAMs
  197.         80286s: 10, 12, 14, and 16 mhz
  198.         80287s: 8, 10, and 12 mhz
  199.         Variable Oscillator Board: Lets you select CPU speeds up to 12 mhz
  200.                 using DIP switches. Are working on a software driver to allow
  201.                 speed switching from the keyboard. Will hold an 80287 and drive
  202.                 it at up to 12 mhz.
  203.         Fast RAM Board: Memory expansion up to 16 MBs with ports
  204.         Fast AT Motherboard Upgrade: Send in your AT motherboard and they will
  205.                 fix it to enable operation at maximum speed.
  206.         80386 Motherboard For AT: Uses a variable oscillator to drive current
  207.                 80386s at 14.5 mhz and future faster 80386s at 20 mhz CPU
  208.         speed.
  209.                 Supposed to be available in March.
  210. B.G. Micro (214-271-5546):
  211.         Low cost crystals with thin wire leads for making your own speed
  212.     switch.
  213. Megahertz (801-355-8857):
  214.         Speed Switches
  215.         Fast Crystals
  216.         8 mhz 80287 Board
  217.         8 mhz 80287s
  218.         PHOENIX ROM: For AT, to replace the new AT ROM with the timing routine.
  219.         Floppy drive timeout and keyboard speedup patches
  220. Microprocessors Unlimited (918-267-4961):
  221.         100ns 256K RAMs
  222. MicroWay (617-746-7341):
  223.         8 mhz 80287 Board
  224.         8 mhz 80287s
  225. Ronsco Systems (312-534-1303):
  226.         5-Speed Speed Switch
  227.  
  228. -------------------------------------------------------------------------------
  229.  
  230.                                 Stephen Sisler
  231.                                   72366,3724
  232.  
  233.