Hacemos un CPU SWAP a un iMac G3 Slot Loading

¡Hola de nuevo! Durante esta semana he realizado una actualización de procesador a un iMac G3 Slot Loading de 400MHz, para la que he necesitado ayuda de miembros del foro https://68kmla.org/. Os lo cuento todo.

Sé que no es nada innovador, no es la primera vez que se hace, pero voy a documentar todo lo que he hecho y aprendido.

Tenia un iMac G3 DV 400MHz con Firewire, y también una placa base del modelo 350MHz sin Firewire, que estaba defectuosa, destinada para realizar pruebas. Y para el SWAP, aunque son difíciles de encontrar, pude localizar un procesador G4 DA 533MHz. El procesador G3 original está funcionando a 2.05V, y el nuevo procesador, un XPC7410RX533PD, tiene un Vcore nominal de 2.0V, aunque puede correr hasta 2.1V.

No habría sido necesario reducir el voltaje, pero decidí investigar cómo se ajustaba, y bajarlo un poco. Lo estuve comentando con herd, miembro del foro; y el circuito integrado responsable de gestionar el Vcore es el CS5158.

                                                

El voltaje se ajusta por los pines Vid0-4, pero en este iMac era un poco distinto. Cogí la placa base de 350MHz, y desoldé CS5158. Ninguna de los pads para Vid0-Vid3 estaban conectados a nada, y Vid4 estaba conectada directamente a tierra.

 

Con Vid0-3 sin conectar a nada (1 lógico según el datasheet) pero con Vid4 conectado a GND (0 lógico), debería dar 1,3V, pero no era así, se podía medir 2.05V. Así que algo debe haber estado forzando para dar un Vcore de 2.05V. Entonces herd Me sugirió que podia haber un divisor de voltaje en VFB.

En la placa base del modelo a 400MHz, R225 está en paralelo con R89, y ambas conectadas a Vcore, y R88 a GND, creando un divisor de voltaje en VFB. Pero si nos fijamos en la primera foto de la placa base de 350MHz, R225 no está. Así que tal vez la placa base de 350MHz tiene un voltaje diferente, pero no puedo medirlo; no funciona. 

 

Mantuve R225 (660 ohm) y cambié R89 de 4.9kΩ a 2.2kΩ, y el Vcore bajó a 1.95V. Aunque finalmente opté por 2.7kΩ y conseguí 2V, el Vcore nominal del XPC7410.

 

Después de ajustar el voltaje, quité el procesador G3 y le soldé el XPC7410, y también cambié los dos chips de caché del iMac (2x 256kB) por los del G4 533 (2x 512kB) que además son de 275MHz.

 

 

Ajusté la velocidad a 600MHz (Aquí explican cómo hacerlo). No pasó del "chime" a 650MHz, tal vez con más Vcore, pero por ahora lo dejo así.  

 

 

En este punto, como veréis en las fotos, hay dos inconvenientes. El primero es que solo reconoce 512kB de caché L2, y la segunda es que el ratio de la caché está fijado en 2.5:1 (5:2), debido a la configuración del firmware, lo que significa que no estamos usando la velocidad máxima de los chips de caché (chips de 275MHz capaces de funcionar a 300 MHz) ni el 1MB completo que tenemos soldado actualmente.

Primero, necesitaba verificar que el 1MB de caché estaba disponible y también que era capaz de funcionar a 300MHz. Para la velocidad, con Director de CPU, bajo OS9, he sido capaz de configurar la relación a 2:1, y funciona perfectamente.

 

Para verificar que el 1MB estaba disponible (había una posibilidad de que Apple no hubiera enrutado las pistas necesarias para ser reconocido) he tenido que usar algunos "trucos" temporales que me comentó un colega, bajo OS X Tiger.

Todo parece funcionar correctamente. Pero aquí viene la parte difícil, y donde me quedé encallado. Admito mis limitaciones; puedo realizar SWAPs con más o menos facilidad, pero trabajar y manipular OpenFirmware no es mi fuerte. Siempre he utilizado patchers de terceros, pero claro, no hay ninguno para este iMac que pueda cambiar la relación de la caché a 2:1 y a la vez cambiar el tamaño de la caché de 512kB a 1MB.

Siguiendo las instrucciones de este foro, pude descargar el firmware completo de iMac, que adjunto aquí, Para ajustar los parámetros de la caché debemos guiarnos por el pdf que os adjunto. Lo había hecho con las pequeñas EEPROM que acompañan a los procesadores PM G4; allí pude localizar la relación y la configuración de tamaño, pero este archivo es muy grande y ni siquiera sabía por dónde empezar.

Para realizar todos estos cambios, pedí ayuda en el foro 68kmla, donde joevt tuvo la paciencia de guiarme y prepararme el archivo para parchear el firmware. No lo voy a replicar aquí porque soy incapaz de explicarlo, él es un experto en OpenFirmware. Yo simplemente me limité a seguir sus instrucciones. Os invito a leer todo el hilo del foro, se evidencian mis pocos conocimientos en este ámbito :) .

Os dejo aquí el link con todos los archivos que se han compartido en el foro, por si a caso, con el paso del tiempo, Internet decide borrar información (no sería la primera vez, mucha información de la época de los G3 y G4 ya no existe). 

Ilustrándolo con imágenes, os muestro los pasos realizados y el resultado. Veréis artefactos en la pantalla. Resulta que un chip de VRAM tenía una soldadura fría, tuve que repasar las soldaduras y se solucionó. 

 

 

 

 

 

 

Les estoy muy agradecido tanto a herd como a joevt, sin ellos este proyecto se habría quedado a medias. Y también gracias al foro 68kmla, que os invito a visitar siempre que busquéis información. 

 

¡Tengo un iMac G3 Slot Loading con un G4 a 600MHz y 1MB de caché L2 a 300MHz! 

Os dejo a continuación unos test con GeekBench, ya con el G4 instalado, con las tres configuraciones testeadas:

G4 600MHz - 512kb L2 cache - 5:2 cache ratio

G4 600MHz - 1MB L2 cache forzado - 5:2 cache ratio

 

G4 600MHz - 1MB L2 cache ya parcheado - 2:1 cache ratio  

  

 

¡Nos vemos en la próxima aventura!

 

 

 

 

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