W chwili, gdy po latach oczekiwania pojawił się w sprzedaży AmigaOS 4.0, płyta AmigaOne nie była już produkowana. To postawiło sympatyków AmigaOS w dość kłopotliwej sytuacji. Na szczęście, na rynek amigowy odważyła się wejść firma ACube Systems, która powstała w wyniku połączenia kilku mniejszych włoskich spółek o amigowych korzeniach. Pod koniec roku 2008 wyprodukowana została pierwsza od czasów AmigaOne, dedykowana dla AmigaOS płyta główna - Sam440ep. Niedługo później przygotowano bardziej rozszerzalny model tej płyty - Sam440ep-flex. Płytom serii Sam zarzucano niską wydajność w stosunku do ceny, co jednak nie zniechęciło producenta, który nie spoczął na laurach. W dniu 27 stycznia 2011 roku firma ACube Systems wprowadziła do sprzedaży najnowszy model płyty pod nazwą Sam460ex.

Sprzęt

Serce nowej Sam - AMCC PowerPC 460ex, taktowany zegarem 1.15 GHz - jest układem typu „System-on-Chip” przeznaczonym dla rozwiązań wbudowanych. Co najważniejsze, zawiera on wiele technologii, które do tej pory na Amidze nie były dostępne - w szczególności kontroler PCI Express oraz SATA II. W porównaniu do modelu 440ep jest to oczywisty krok naprzód. Rdzeń procesora zastosowanego w 460ex jest bardzo podobny do tego znanego z 440ep (gdyż jest jego ewolucją), więc zaadaptowanie AmigaOS do działania na tym procesorze prawdopodobnie było dużo łatwiejsze, niż gdyby skorzystano z procesora innej rodziny.

Sam460ex daje możliwość zainstalowania do 2 GB pamięci RAM DDR2 w slocie SODIMM, co wydaje się sporą ilością jak na dzisiejsze, amigowe wymagania. Pamięć jest taktowana częstotliwością, która jest zależna od zainstalowanego modułu (maksymalnie 575 MHz, dlatego zalecane jest użycie modułów 667 lub 800 MHz).

Grafika obsługiwana jest przez układ Silicon Motion SM502 oraz 64 MB pamięci DDR. Firma Silicon Motion znana jest głównie na rynku rozwiązań wbudowanych. Układ ten posiada kilka istotnych ograniczeń. Maksymalna obsługiwana rozdzielczość to 1280x1024 (propocje 4:3) lub 1440x900 (16:9). Ponadto, nie obsługuje on akceleracji 3D w żadnej formie. Kłopotliwy jest też brak wyjścia DVI. Płyta główna Sam460ex wyposażona jest jedynie w port VGA oraz złącze LVDS (na płycie). Użytkownicy, dla których kwestie te mają znaczenie, będą musieli zainwestować w osobną kartę graficzną Radeon.

Za dźwięk odpowiadają układy SM502 (kontroler AC’97) oraz Realtek ALC655 (kodek AC’97). Na tylnym panelu znajdziemy tylko jedno gniazdo - wyjście dźwięku. Pozostałe wyprowadzenia kodeka (wejście liniowe, mikrofon) znajdują się na złączu AC’97 na płycie. Pomimo zastosowania kodeka 5.1, użytkownik ma do dyspozycji jedynie wyprowadzenia stereofoniczne. Wszystkie wejścia i wyjścia dźwięku są wyłącznie analogowe - cyfrowa transmisja nie jest obsługiwana.

Karty rozszerzeń można instalować w trzech slotach: PCI-Express 16x (działa w trybie 4x), PCI-Express 1x oraz PCI. Slot PCI obsługuje karty taktowane 33 i 66 MHz, zasilane napięciem 3.3V. Próba instalacji karty 5V może spowodować uszkodzenie.

Na płycie znajduje się jeden port SATA II. Często pada pytanie, dlaczego w płytach głównych Sam440ep znajdowały się aż cztery porty, a nowsza Sam460ex ma tylko jeden. Odpowiedź nasuwa się sama, gdy spojrzymy na specyfikację procesorów – model 440ep nie posiadał w ogóle wbudowanego kontrolera SATA i na płycie umieszczono układ Silicon Image 3114. Skoro 460ex posiada wbudowany jednokanałowy kontroler SATA, umieszczanie dodatkowego kontrolera na płycie zbędnie podniosłoby koszty - część użytkowników w ogóle nie korzysta z napędów CD/DVD, więc posiadanie jednego kanału SATA wydaje się w takiej konstrukcji wystarczające. Z kontrolerem SATA związana jest jeszcze jedna niedogodność - nie ma możliwości jednoczesnego wykorzystania slotu PCI Express 1x oraz wbudowanego kontrolera SATA. To także wynika z konstrukcji układu zastosowanego w 460ex. Dlatego niektórzy użytkownicy ignorują istnienie wbudowanego kontrolera i instalują kartę SATA w slocie PCI-Express 1x.

Sam460ex posiada aż sześć portów USB 2.0, z których dwa dostępne są na tylnym panelu. Kontroler EHCI jest zintegrowany w procesorze. Dodatkowo użytkownik ma do dyspozycji jeden port USB 1.1 (obsługiwany przez SM502).

Podzespołem budzącym kontrowersje jest układ FPGA Lattice XP2, o rozmiarze 5000 LUT (ang. „Look-Up Tables”). Wiele osób podaje w wątpliwość sens umieszczania takiego układu na płycie przeznaczonej dla końcowego użytkownika. Z układu FPGA wyprowadzone jest na złącze I/O 80 połączeń, w oparciu o które można budować własne rozszerzenia. Jeśli znajdzie się ktoś na tyle odważny, aby eksperymentować z podłączaniem ich do Sam, czemu nie...

Na spodzie płyty znajdziemy także slot kart SD/SDHC, który można wykorzystać do wymiany danych oraz z którego można uruchamiać system operacyjny (jest on zwykłym urządzeniem pamięci masowej na szynie USB). Jedynie jego umiejscowienie pozostawia nieco do życzenia - dostęp do slotu jest co najmniej kłopotliwy, gdy płyta zainstalowana jest w obudowie typu “wieża”.

Najnowsza Sam posiada również szereg złącz, które można wykorzystać w rozwiązaniach wbudowanych, a które dla amigowców nie mają obecnie szczególnego znaczenia: slot na kartę SIM, złącza I2C/SPI, JTAG, złącze modułu UMTS/GSM, możliwość instalacji pamięci NAND flash itd. Sugeruje to, że firma ACube ma też innych (poza amigowcami) klientów.

Zasilanie doprowadzane jest poprzez 20-pinowe złącze ATX.

Na tylnym panelu znajdują się następujące porty:

• port Ethernet,
• port szeregowy RS-232C,
• wyjście VGA,
• port S-Video (nieaktywny, wymaga dodatkowego modułu),
• 2 porty USB,
• wyjście dźwięku (wtyk minijack).

Opcjonalnie mogą się tam znaleźć też: drugi port Ethernet oraz wyjście anteny modułu GSM.

Instalacja sprzętu

Produkt jest dostarczany w niewielkim, kartonowym pudełku z logo „Sam460ex - power for your embedded ideas”. Zawiera ono porządnie zapakowaną płytę główną, system operacyjny AmigaOS 4.1 Update 2, blaszkę portów do obudowy, instrukcję obsługi do płyty głównej, podręcznik instalacji AmigaOS dla Sam460ex oraz książeczkę „szybki start” z AmigaOS 4.1. Naturalnie, wszystkie dokumentacje są w języku angielskim. Instrukcja do płyty zawiera niezbędne minimum informacji (np. jak podłączyć przewody panelu frontowego, opis wyprowadzeń złącz), ale mogłaby być znacznie dłuższa. Brakuje w niej np. dokładniejszej listy kompatybilnego sprzętu, z którym może działać obecnie Sam460ex (jest co prawda lista kontrolerów, z których może uruchamiać system) oraz opisu najważniejszych komend firmware.

Sam460ex jest płytą standardu Flex ATX, ma wymiary 21.6 cm x 17 cm. Skoro rozmiar jest niewielki, a płyta nie wymaga aktywnego chłodzenia, można pokusić się o zbudowanie bezgłośnego systemu. Do zasilania płyty można wykorzystać nawet zasilacz typu DC-DC na 12V (ma takowe w ofercie np. firma Mini-Box). Ja zdecydowałem się wykorzystać klasyczną obudowę typu “wieża”, a konkretnie Fractal Design Arc Mini. Osoby uważnie śledzące projekt AmigaOne X1000 zauważą, że Arc Mini jest mniejszą siostrą obudowy Define, która oferowana ma być w komplecie z X1000. Zastanawiające jest, dlaczego dystrybutorzy nie wpadli na pomysł sprzedawania Sam460ex z obudową Arc Mini, której rozmiar jest odpowiedni, a stylistyka idealnie nawiązuje do bardziej prestiżowego projektu X1000. Zwykłe, tanie obudowy PC oferowane obecnie do serii Sam przez firmy takie jak AmigaKit, Relec, a nawet ACube, nie robią pozytywnego wrażenia. Dlaczego oszczędzać na obudowie, gdy kupuje się tak kosztowny sprzęt?

Tym razem nie popełniono błędu, który miał miejsce w przypadku modelu 440ep. Nowa Sam dostarczana jest z solidną blaszką portów, która wygląda bardzo elegancko. Jej jedyną wadą jest to, że bardzo łatwo się brudzi i widać na niej każdy odcisk palca.

Na temat samego procesu budowania komputera, w oparciu o Sam460ex, nie da się napisać zbyt wiele. Jeżeli ktoś kiedyś „składał” komputer PC, to nie odkryje tu niczego rewolucyjnego. W końcu płyty serii Sam projektowane są do współpracy z typowymi komponentami PC.

Podczas testowania zestawu komputer wiele razy jest wyłączany i włączany, aby sprawdzić poprawność połączeń oraz konfiguracji. Na początku byłem zdziwiony, że komputer nie chce ponownie „odpalić” zaraz po wyłączeniu. Okazało się, że Sam460ex ma wbudowane zabezpieczenie przed zbyt szybkim ponownym włączaniem. Zalecane jest odczekanie 15 sekund przed ponownym włączeniem zasilania. Jest nawet na ten temat wzmianka w instrukcji, którą pominąłem przy pierwszym jej czytaniu. Przycisk włączenia zasilania także działa nieco inaczej, niż w PC - jego krótkie przyciśnięcie powoduje reset komputera (na początku jest to irytujące).

Oprogramowanie

Tak jak w przypadku AmigaOne oraz Sam440ep, w najnowszej odmianie Sam zastosowano firmware U-Boot. Obsługuje on uruchamianie systemu operacyjnego z napędów CD/DVD, dysków twardych podłączonych do wewnętrznego kontrolera SATA II, kontrolerów na szynie PCI/PCI-Express (Silicon Image 3112, 3114, 3512) oraz urządzeń pamięci masowej USB (w tym wbudowanego slotu kart SD). Aktualizacji firmware można dokonywać po sieci za pomocą protokołu TFTP lub używając napędu CD - od czasu wydania modelu 460ex pojawiła się już jedna taka aktualizacja. Kod źródłowy całego firmware jest dostępny na licencji GPL (do pobrania na stronie Acube Systems).

Instalacja AmigaOS 4.1 okazała się o wiele bardziej skomplikowana niż sądziłem. Zakładałem, że kupując Sam460ex „zwyczajnie” będę w stanie zainstalować na niej system. Niestety, po podłączeniu do wbudowanego portu SATA II dysku twardego okazało się, że nie miałem gdzie podłączyć napędu CD, a przecież system operacyjny dostarczany jest wyłącznie na takim nośniku. W pierwszej kolejności pomyślałem o wykorzystaniu wbudowanego slotu kart SD. ACube Systems oferuje użytkownikom wsparcie, więc zadałem pytanie, czy możliwe jest przygotowanie karty SD z obrazem instalacyjnym AmigaOS 4.1 na AmigaOS 3.x (lub innym systemie). Otrzymałem odpowiedź, że przygotowywanie kart SD jest wspierane jedynie na AmigaOS 4.1, czyli trzeba już posiadać jakąś działającą maszynę z tym systemem. Ja akurat nie posiadałem.

W kolejnym kroku pomyślałem o wykorzystaniu USB. Teoretycznie istnieje możliwość uruchomienia systemu z płyty CD w napędzie podłączonym przez port USB. Jednak ja nie miałem pod ręką żadnego mostka USB-SATA, a znikoma wydajność USB (maksymalnie 12 Mbit/s) w AmigaOS 4.1 Update 2 zniechęcała mnie do jego szukania.

Szczęśliwie okazało się, że posiadam kompatybilny kontroler Silicon Image 3114. Jego wykorzystanie okazało się właściwą drogą. Początkowo dysk twardy pozostawiłem podłączony do wewnętrznego kontrolera SATA II, a napęd CD podłączyłem do kontrolera PCI. W tej konfiguracji nie udało mi się zainstalować systemu na dysk twardy. Sterownik, z nieznanych mi powodów, był aktywny dopiero po zainstalowaniu AmigaOS na dysk, dlatego oba urządzenia musiały być podłączone do kontrolera Sil3114 (po instalacji kabelek Serial ATA mogłem już przełożyć do portu na Sam).

Podsumowując, jeśli nie posiadamy innej maszyny z AmigaOS 4.x, to najprostszą i najszybszą opcją jest dołożenie kontrolera SATA na PCI - przynajmniej na czas instalacji. Niektórzy dystrybutorzy, za niewielką opłatą, mogą przygotować kartę SD, co też wydaje się sensownym rozwiązaniem.

Proces instalacji systemu nie był szczególnie intuicyjny, ale udało mi się przebrnąć przez niego w kilkadziesiąt minut.

Pierwsze wrażenie po zainstalowaniu było bardzo pozytywne, szczególnie zwracała uwagę dobra wydajność (w porównaniu do AmigaOS 4 na innych maszynach). Mimo tego, że producent ostrzega, iż dostarczana wraz z płytą wersja systemu powinna być traktowana jako beta, nie odnotowałem problemów ze stabilnością systemu.

Przez kilka pierwszych miesięcy wsparcie dla nowego sprzętu było mierne. Na szczęście stopniowo pojawiały się sterowniki oraz aktualizacje. Najważniejszą była wydana 28 sierpnia 2011 roku trzecia aktualizacja AmigaOS 4.1. To wydanie przyniosło zmiany istotne dla użytkowników Sam460ex:

• uaktualnione sterowniki SATA, szczególnie sterownik SATA II w układzie PPC 460ex,
• sterowniki USB 2.0, obsługujące kontrolery standardu EHCI, w tym wbudowany w PPC 460ex,
• obsługę szyny I2C,
• sterownik FPGA, pozwalający na oprogramowywanie układu FPGA i wykorzystanie 80-pinowego złącza I/O,
• nową wersję sterownika grafiki SM502
• sterownik wbudowanej karty dźwiękowej SM502/ALC655 (teoretycznie, o tym za chwilę).

Mimo wydania aktualizacji pewne problemy dalej nie zostały rozwiązane. W dalszym ciągu brak wsparcia dla akceleracji 3D na kartach zainstalowanych w slocie PCI-Express (obecnie prowadzone są prace nad sterownikiem 3D dla kart Radeon HD). Ze strony firmy Hyperion pobrać możemy jedynie archiwum (do doinstalowania na AmigaOS 4.1 Update 2), a nie pełny obraz ISO, co powoduje, że problemy z procesem instalacji dalej mają miejsce. Chyba że użytkownik sam przygotuje specjalny obraz ISO albo kartę SD do tego celu.

W dokumentacji dołączonej do aktualizacji widnieje informacja, iż zawiera ona sterownik dźwięku dla Sam460ex. Po dokładnym przeszukaniu archiwum stwierdziłem, że niczego takiego tam nie ma, a sterownik należy pobrać ze strony OS4Depot. Sterownik dźwięku w wersji beta był tam dostępny już na kilka dni przed wydaniem uaktualnienia.

Niestety, po zainstalowaniu aktualizacji pojawił się też nowy problem - moja klawiatura nagle przestała działać. Okazało się, że od tej pory muszę ją podłączać bezpośrednio do portu USB w Sam, a nie poprzez zewnętrzny hub.

Liczyłem też na większe poprawki w sterowniku SM502. Maksymalną głębokością obrazu obsługiwaną przez ten sterownik jest 16-bit, choć sam układ obsługuje też 32-bity. Niestety jego wydajność także nie jest zachwycająca (co zauważyć można na przykład przesuwając po ekranie okno OWB, gdy system jest nieco obciążony).

Jedynym systemem poza AmigaOS, wspieranym na Sam460ex jest Linux. Jeżeli chcemy go używać jako drugiego systemu, zalecana jest wymiana bootloadera SLB na alternatywny Parthenope (ub2lb), napisany przez Giuseppe Coviello z zespołu CruxPPC. Wersja 2.7a tej dystrybucji, wydana w lipcu ma wsparcie dla Sam460ex. Parthenope jest dostępny wraz z kodem źródłowym na stronie ACube Systems.

Wydajność

Z pewnością wielu użytkowników zastanawia się czy warto wymienić Sam440ep na model 460ex ze względów wydajnościowych. W tej kwestii starsza płyta pozostawiała wiele do życzenia. W porównaniu do procesora 440ep, odnotować można drastyczny wzrost wydajności, spowodowany dodaniem 256 kB pamięci cache drugiego poziomu oraz znacznie wyższą częstotliwością taktowania. Dodatkowo układy wykorzystane w Sam460ex są fabrycznie podkręcone z 1.0 GHz na 1.15 GHz. Dzięki temu zwiększane są też częstotliwości taktowania szyny procesora oraz pamięci. Fabrycznie procesor 460ex może pracować z pamięcią taktowaną do 400 MHz, jednak po przetaktowaniu procesora częstotliwość ta może wynosić do 575 MHz.

Do zmierzenia wydajności procesora wykorzystano program nbench. Wyniki testów przedstawia poniższa tabela. Zainteresowanym porównaniem wydajności procesora z innymi maszynami polecam odwiedzenie tej strony.

Tabela poniżej przedstawia wydajność pamięci RAM. Test wykonano programem RageMem z pamięcią taktowaną 460 MHz. Z innym modułem pamięci, pracującym przy 575 MHz, wyniki mogłyby być jeszcze lepsze.

Start komputera z AmigaOS 4.1, od włączenia zasilania do gotowego do pracy Workbencha, trwa około 40 sekund. „Miękki” reset za pomocą kombinacji klawiszy Ctrl-Amiga-Amiga trwa około 18 sekund. Wartości te zmierzone były przy wykorzystaniu dysku podłączonego do kontrolera Silicon Image 3114 w (domyślnym) trybie PIO, więc warunki testu nie były optymalne.

Wydajność sieci także nie jest zła, choć można było oczekiwać lepszych wyników. Podczas transmisji dużego pliku (581 MB) protokołem FTP udało mi się uzyskać średnią przepustowość 11 MB/s. Podczas testu sieć pracowała z przepustowością 1 Gbit/s, a obie maszyny testowe były podłączone do tego samego przełącznika Ethernet.

Firma ACube Systems obiecuje, że kolejne aktualizacje firmware i sterowników przyniosą dalsze zwiększenie wydajności. Z pewnością Sam460ex będzie jeszcze wspierana przez długi czas. Wystarczy spojrzeć na Sam440ep – minęło już kilka lat od wypuszczenia jej na rynek, a nadal pojawiają się aktualizacje i usprawnienia dla tej płyty.

Podsumowanie

Sam460ex to obecnie najnowocześniejszy sprzęt, na którym można uruchomić AmigaOS 4.1. Tak zapewne pozostanie do czasu rozpoczęcia sprzedaży komputera AmigaOne X1000. Co prawda jej graficzne i dźwiękowe możliwości są bardzo podstawowe (jak na dzisiejsze realia), ale użytkownikom o większych wymaganiach, płyta oferuje solidną podstawę do zainstalowania lepszej karty graficznej czy dźwiękowej.

Przez pewien czas istotną kwestią był brak sterowników do części wbudowanych urządzeń, ale od wydania AmigaOS 4.1 Update 3 jedynym poważnym problemem pozostaje brak wsparcia dla akceleracji 3D. Zapewne z zakupem wstrzymają się użytkownicy, dla których ta funkcjonalność jest kluczowa.

Na pytanie „czy warto kupić Sam460ex” każdy musi odpowiedzieć sobie sam. Ja uważam, że mimo pewnych wad, jest to bardzo udany produkt. Cena nie jest niska, ale trzeba brać pod uwagę, że jest dużo niższa niż przewidywana obecnie cena AmigaOne X1000.

W Polsce Sam460ex wraz z AmigaOS 4.1 można nabyć w firmie eFUNZINe, w cenie 3699 PLN. Płyta objęta jest gwarancją na okres 24 miesięcy. Bezpośrednio u producenta można nabyć wersję „Lite”, z wolniejszym procesorem 1 GHz oraz 512 MB RAM w cenie 599 euro (w cenę także wliczony jest koszt AmigaOS 4.1 - oferta ważna do wyczerpania zapasów).

Artykuł oryginalnie pojawił się w szóstym numerze Polskiego Pisma Amigowego.