Acorn Archimedes
Archimedes est le nom d'une gamme étendue d'ordinateurs produits par la société anglaise Acorn Computers à partir de 1987.
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Machines 32 bits, elles succèdent à la gamme des micro ordinateurs 8 bits d'Acorn (BBC Electron, BBC Master).
Supérieur en termes de puissance face à ses rivaux les Atari ST d'Atari et Amiga 500 de Commodore, et PC et Apple de l'époque, l'Archimedes ne connaîtra pas de succès auprès du grand public hors de ses frontières, où il bénéficiait d'une position prépondérante pour équiper les collèges, lycées, et universités.
L'Archimedes est le premier micro-ordinateur RISC grand public. Sa conception commença en 1984.
C'est la première machine à utiliser en son cœur le processeur 32 bits à technologie RISC ARM développé en interne par seulement trois ingénieurs d'Acorn (Sophie Wilson, Steve Furber (en) et Robert Heaton) à partir de 1983.
ARM signifie Acorn RISC Machine, et deviendra plus tard l'acronyme de Advanced Risc Machines, lorsque le département développement de processeurs sera disjoint d'Acorn et monté en société (ARM).
Acorn développa l'ARM car aucun des processeurs de l'époque ne lui paraissait intéressant pour bâtir sa nouvelle gamme. Là où Apple, Atari et Commodore, avec un Motorola 68000 à 8 MHz ne disposaient que d'une puissance de 1 MIPS, Acorn disposait lui d'une puissance de 4,5 MIPS à même fréquence avec son processeur maison. En maîtrisant l'élaboration de son CPU, Acorn put en sortir des versions de plus en plus rapides tout au long de la vie de l'Archimedes, puis de son successeur, le RISC PC.
Les autres chips spécifiques à l'Archimedes et développés par Acorn sont :
- le VIDC (VIDeo Controller). Ce chip est hautement programmable, il s'occupe de la vidéo et du son. Le RISC OS offre en standard une vingtaine de modes graphiques : modes monochrome, 4, 16, ou 256 (avec contraintes de sélection) couleurs parmi une palette de 4 096. Les résolutions vont du 160×256 au 800×600, et même 1 280×976 en haute résolution monochrome. Tous les modes graphiques sont 'chunky', c'est-à-dire que les données mémoire (1, 2, 4 ou 8 bits selon que les modes graphiques soient monochromes, 4, 16 ou 256 couleurs) définissant les pixels affichés à l'écran sont stockées linéairement, consécutivement en mémoire. Le VIDC permet de créer toutes sortes de résolution, y compris en overscan, et sans entrelacement (même s'il est possible de le forcer). Il s'occupe aussi de l'affichage de l'unique sprite hardware, au maximum 32 pixels de large, hauteur max de l'affichage vertical, codé en 2 bits (4 couleurs), avec 00 pour la transparence (donc 3 couleurs visibles, parmi 4 096). Ce chip gère également le son sous DMA : 8 canaux PCM 8 bits logarithmique, avec 7 positions stéréo. La fréquence maxi est de 250 kHz sur 1 canal ; 31,25 kHz sur 8 canaux. Par défaut RISC OS établit la fréquence à 20,833 Khz.
- – le MEMC (MEMory Controller).
- Contrôleur mémoire, pouvant gérer jusqu'à 4 Mo.
- Plusieurs MEMC peuvent être chaînés pour gérer jusqu'à 16 Mo sur certains modèles (A540 et A5000).
- – l'IOC (Input Output Controller).
- Chip gérant les interruptions des périphériques et proposant 2 timers à 2 MHz.
L'Archimedes a été très apprécié chez les passionnés d'informatique pour ses possibilités techniques avancées, principalement dues à la puissance et la simplicité de programmation de son CPU 32 bits à technologie RISC. Il possédait un système d'exploitation graphique puissant, stable et convivial appelé RISC OS, apparu en 1989 (de 1987 à 1989 un OS 'd'attente' nommé ARTHUR équipait les Archimedes.)
Conçu autour d'un noyau central entouré de modules, multitâche (coopératif, et non préemptif comme celui de l'Amiga), en ROM (512 Ko pour le RISC OS 2.0 et 2 Mo pour le RISC OS 3.0, 3.1 et 3.11 et Allemand 3.19), il permettait d'exploiter la machine dès l'allumage (temps de boot inférieur à 5 secondes) sans le besoin d'un second lecteur de disquettes ou disque dur.
RISC OS introduisit de nombreuses innovations qui seront copiées par la concurrence, telles que la barre des tâches, le drag'n drop, et un système d'affichage des fontes antialiasées en standard.
Il inclut également en standard le BBC BASIC (version 5), un interpréteur BASIC très performant (« sans doute l'interpréteur BASIC le plus rapide au monde » dixit Acorn) qui permet aussi d'inclure du code assembleur ARM et de passer de l'un à l'autre de manière transparente.
À noter : l'Archimedes dispose d'une souris à trois boutons, dont l'OS tire usage ainsi que toutes les applications.
L'Archimedes a particulièrement brillé dans le domaine de la PAO, proposant des solutions professionnelles concurrençant les équivalences PC et Mac, pour un coût inférieur.
Fort du soutien de développeurs (tels que Wild Vision, Irlam, Arvis, Millipede) de solutions hardware partenaires d'Acorn de longue date, l'Archimedes s'est illustré dans les domaines de la vidéo professionnelle, notamment en usage à la BBC et dans certaines TV régionales anglaises.
En matière d'encodage vidéo et de décompression temps réel, la puissance de l'ARM permit à des sociétés tierces telles qu'Eidos (qui deviendra ultérieurement la société de jeux vidéo derrière le célèbre Tomb Raider) de proposer des solutions de compression / décompression vidéo uniquement basées sur du software tournant sur processeurs ARM, et non sur des chips dédiés. Acorn de son côté proposait sa propre solution Acorn Replay en 1992.
Destiné à équiper les écoles, l'Archimedes proposait en standard la solution réseau d'Acorn appelée Econet. Tous les Archimedes disposaient d'un emplacement pour insérer cette carte fille réseau.
Acorn n'a jamais mis en avant ses ordinateurs pour le jeu (seul l'A3010 dispose de ports joysticks, les autres machines doivent utiliser soit un petit boîtier qui se branche sur le port parallèle, soit une carte fille à insérer dans le port Econet si libre).
Le marché du jeu vidéo sur Archimedes était trop restreint pour voir de grands noms s'y intéresser. L'essentiel des productions est constitué de conversion, et de création par des passionnés, au fond d'une chambre d'étudiant.
Environ 200 jeux commerciaux (hors éducatifs) sont répertoriés pour l'Archimedes.
Parmi ces jeux, on retrouve les grands classiques des Amiga et ST ou PC.
Certains, spécifiques à la machine, montreront les qualités inégalées de l'Archimedes au niveau de la 3D temps réel. On citera Elite ou Zarch (qui sera plus tard adapté à d'autres systèmes sous le nom Virus), Chocks Away, Birds of War, Aldebaran, Saloon Cars, Stunt Racer 2000 ou bien encore Chopper Force.
Starfighter 3000 (en), est sans doute le jeu 3D le plus abouti techniquement. C'est un jeu de combat spatial en 3D, utilisant des textures, même si elles sont plus simples que les versions ultérieures pour Sega Saturn, première console gérant la 3D texturée (et construite autour d'un CPU RISC d'Hitachi) ou mieux 3DO qui utilisait également un processeur ARM.
En 2D des titres spécifiques à la machine, comme Nevryon, Technodream, Scorpius (démo jouable, jeu final jamais sorti), Big Bang, Enter The Realm, tirent assez bien partie des capacités 2D de l'Archimedes.
Les machines d'Acorn jouissaient du privilège d'être les ordinateurs retenus par l'éducation nationale anglaise pour équiper les écoles, lycées et collèges, ainsi que les universités et les laboratoires de recherche. Acorn, qui n'était pas un mastodonte comme ses concurrents Apple, Commodore ou Atari, n'a que tardivement tenté de distribuer ses ordinateurs en dehors de la Grande-Bretagne à partir de 1992, avec pour cible l'Allemagne (distributeur officiel, germanisation du RISC OS (3.19) et des claviers et des documentations et manuels, campagnes de publicité, apparition d'un mensuel dans la presse).
Historique de la gamme Archimedes :
Les premiers modèles sortis en sont les séries 300 et 400, basés sur l'ARM2 à 8 MHz (CPU et bus). L'ARM1 était une version test du processeur, et ne fut intégré que dans le prototype Archimedes A500.
En 1989 Acorn dévoile son ARM3 (ARM2 avec 1 instruction supplémentaire et 4 Ko de cache), cadencé de 25 à 35 MHz (puissance : 12 à 16 MIPS). Mis sur le marché en upgrade (carte fille à installer en lieu et place de l'ARM2 intelligemment monté sur support dans les séries 300 et 400), il sera le CPU des Archimedes A540, A680 (Archimedes avec système UNIX RISC iX) du A5000 et du portable A4, et permet à nouveau à Acorn de maintenir ses ordinateurs comme les plus compétitifs en termes de rapport puissance / prix.
En 1992, les A3010, A3020 et A4000 intègrent la première macrocell Advanced Risc Machine ARM250 (ARM3 sans cache + VIDC + IOC + logique IOEB dans un seul 'die') à 12 MHz (CPU et bus).
Les modèles haut de gamme sont :
- – l'Archimedes A540, avec un ARM3 (ARM2 avec 4 Ko de cache, 1 instruction supplémentaire) tournant à 25 MHz (CPU) et 12 MHz pour le bus mémoire (nota : lecteur de disquettes simple densité) et disque dur SCSI ;
- – le A5000, ARM3 de 25 à 33 MHz selon version, bus mémoire 12 MHz (nota : lecteur de disquettes haute densité) et disque dur IDE.
Ces deux modèles sont extensibles à 16 Mo, par ajout de cartes mémoire peuplées de 4 Mo et d'un contrôleur additionnel MEMC (un MEMC ne peut gérer que 4 Mo, mais peut être chaîné à un autre MEMC, jusqu'à 4 MEMC peuvent être chaînés au maximum).
- le portable A4, dont la carte mère a servi pour créer le A5000 (spécifications quasi identiques).
Les modèles A305, A310, A410, A420, A440 qui sont équipés d'ARM2 sur support peuvent facilement être upgradés avec un ARM3 (de 25 à 35 MHz).
Les CPU (et macrocells) des Archimedes sont tous facilement overclockables, de l'ordre de 20 à 30 %.
Les modèles A3000 (ARM2 à 8 MHz), A3010 et A3020 (ARM 250 à 12 MHz) sont les 3 machines 'monoblocs' des chez Acorn : tous les autres modèles sont à clavier et boîtier séparés. Il est possible d'installer un ARM3 dans un A3000, en dessoudant l'ARM2. Le modèles à base d'ARM250 ne peuvent pas recevoir d'ARM3, mais il est possible de simplement overclocker les fréquences des CPU et bus à 16 MHz.
La gamme RISC PC succédera à la gamme Archimedes à partir de 1994, et présentera la particularité d'être le premier micro ordinateur bi-processeur grand public, avec pour dessein la compatibilité avec le monde PC (RISC OS et Windows et applications tournant sur la même machine, et échangeant des fichiers en toute simplicité). Le processeur du RISC PC, monté sur carte fille, ira de l'ARM610 à 33 MHz au StrongArm 267 MHz, voire Kinetic (StrongArm avec 'cache' RAM rapide).
Bien que méconnu du grand public en dehors de la Grande-Bretagne, Acorn et l'Archimedes laissent un héritage considérable dans l'histoire de l'informatique, sous la forme de la technologie ARM. Inégalée en termes de MIPS / Watt et de coût, les déclinaisons processeurs ou microcontrôleurs de la puce ARM de l'Archimedes d'Acorn équipent plus de 95 % des smartphones et autres tablettes et produits portables, et sont présents dans un grand nombre de systèmes embarqués.
Il y a plus de processeurs ARM de par le monde que d'Intel et AMD réunis.
RISC OS continue d'être développé par des passionnés, et tourne sur des systèmes ARM tels que le Raspberry Pi.
Les principales applications professionnelles sont toujours maintenues et des mises à jour disponibles régulièrement, et leur portage vers le Pi en cours ou déjà réalisés.
Un projet de préservation de l'ensemble des logiciels de l'Archimedes, ainsi que leur migration sur les nouveaux systèmes RISC OS est en cours de développement.(The Archimedes Software Preservation Project).
