DOSBOX: Cycles

Cycles - важнейший параметр для получения фана в ретро-играх.

Старые пользователи начинали свое знакомство с персональным компьютером в операционной системе DOS. На IBM PC-совместимых машинах стояли разные версии Дисковой Операционной Системы: MS-DOS, PC-DOS, DR-DOS, PTS-DOS и т. д. Например, у российской PTS-DOS был графический интерфейс, a DR-DOS здорово кешировала дисковые операции, отчего на 386SX игра Mortal Kombat 2 неожиданно обретала невиданную резвость (до второго уровня, где ситуация со скоростью кардинально менялась).
Большое внимание пользователей персоналок на тот момент привлекали DOS-игры. Запустить их было не так просто, требовалось предоставить программам достаточный объем памяти в пределах 640 Кбайт, уже частично занятых различными драйверами (CD-ROM, мышь, русификатор и т. д.). Некоторые игры требовали XMS или EMS память.
К счастью, сегодня окунуться в мир старых игр проще. Эмулятор DOSBox избавляет от большинства реальных сложностей. Я элементарно поиграл в Rick Dangerous на эмуляторе, который никаким образом не хотел работать на моем «железном» 386-ом компьютере.
В 80-90-е годы у пользователей был настоящий зоопарк компьютеров. На рынке господствовали машины с 286-ми и 386-ми процессорами. Соответственно, производительность у них довольно сильно различалась.
Если вы решили окунуться в старые добрые деньки и вспомнить DOS-игры, то логично предположить, что вы ожидаете того же быстродействия, что и в прошлом. Возможно это будет не так плавно, зато именно так, как вы и играли.
Сегодня продвинутый игрок не спутает 30 FPS с 60. Если количество кадров упадет ниже 30 в секунду, вы услышите множество нелестных реплик в адрес персонального компьютера.
Но когда я играл на компьютере с процессором 386SX 40 MHz, даже в голове не возникало мысли про FPS. Я помню, как в Mortal Kombat подсечка выполнялась со скоростью слайд-шоу. Но реалистичная графика с таким быстродействием программы давала возможность разглядеть каждую деталь в движениях Кано или Сони. А в почти трехмерном Doom после выстрела брутальное ружье несколько секунд еще задиралось вверх — и это было нормально! Владельцы «тройки» гордились своими машинами.
Сегодня я постараюсь показать, как настроить эмулятор Dos-box для работы на скорости, соответствующей конкретным моделям компьютеров тех лет.
В Dosbox есть настраиваемый параметр cycles — он отвечает за скорость игры. Нажимая горячие клавиши Ctrl+F11/ Ctrl+F12, можно замедлить или ускорить игру. Не секрет, что если вы сейчас запустите игру Digger, созданную в 1983 году для персональных компьютеров с архитектурой х86 и рассчитанную на CGA-монитор и 64 Кбайт оперативной памяти, то она настолько быстро промелькнет на экране, что вам останется только лицезреть надпись Game Over.
Это следствие того, что со времен работавшего на частоте около 5 MHz (4,77-10) процессора 8086 и до наших дней скорость выполнения вычислений у процессора только росла. Тактовые частоты также увеличивались.
Если у модели 8086 с частотой 4,77 MHz быстродействие составляло 0,33 MIPS (миллионов операций в секунду) или 330000 операций в секунду, то сегодня скорость среднего «четырехядерника» с частотой 2500 MHz (Intel Core 2 Quad CPU Q8300) находится в районе 5000 MIPS, то есть в 15151 раз быстрее.
Повторюсь еще раз — современный средний процессор быстрее, чем 8086, в пятнадцать тысяч раз.
А теперь представьте, что процессор 8086 использовался в персональных компьютерах крайне редко из-за высокой стоимости, и вместо него устанавливали некий переходный вариант между 8 и 16 битами (16-разрядный процессор с 8-битной шиной данных) — intel 8088.
Но даже если у вас была возможность поиграть в Digger на компьютере с процессором 8086, вы бы увидели, что игра идёт слишком быстро, ведь она была рассчитана на процессор 8088 с тактовой частотой 3,58 MHz.
Разумеется, сегодня для игры в Digger необходимо понизить быстродействие эмулируемого IBM PC-совместимого компьютера до 0,33 MIPS, а то и меньше.
Многие играли когда-то на персоналках в DOS-игры и были полны впечатлений. Но из-за разнообразия компьютерного парка в игру Doom играли и на компьютере с процессором 486, и с 386, что давало довольно разное восприятие.
Когда вы сегодня запускаете эмулятор, то, очевидно, имеете два повода это сделать:
1. Испытать ностальгию по старым играм, играя в вечно живую классику, вроде Commander Keen.
2. Получить ровно те ощущения, что некогда вас будоражили. А в частности, снова запустить Doom со скоростью реальной 386SX 40 MHz персоналки. Пусть ружье после выстрела поднимается вверх еще несколько секунд, и игра местами похожа на шикарное слайд-шоу, но это может оказаться для вас одним из любимых воспоминаний, снова воплотившимся в реальность.
Следовательно, параметр cycles в эмуляторе DOSBox крайне важен. Он позволяет настроить эмулируемый компьютер в полном соответствии с желанием получить ровно то, на что рассчитываете.
Остается только определить, какое быстродействие было у разных моделей компьютеров.
Если вы обратили внимание, то при первом запуске эмулятора DOSBox параметр cycles уже установлен на 3000 циклов (cycles).
Это примерно соответствует быстродействию персоналки с процессором 386SX 40MHz, которая в определенное время являлась одной из самых распространенных машин из-за невысокой стоимости. Быстродействие Intel 386SX 40 MHz равно 3 MIPS, и это самая мощная машина с индексом SX.
SX означает, на самом деле, не очень хорошую вещь — процессор ухудшен путем урезания шины данных (аналогично примерам i8086-i8088) до 16 бит, то есть по факту опять вместо настоящего (i386) и для своего времени довольно революционного 32-битного процессора (32-битные регистры, 32-битная шина данных) предлагается компромисс между 16 и 32 битами.
Из приведенных данных можно определить, что 1000 cycles в эмуляторе DOSBox соответствуют 1 MIPS.
Следовательно, запуская DOSBox в настройке по умолчанию, вы сразу получаете компьютер на базе процессора 386SX.
Но согласитесь, несколько не ясно, если 40-мегагерцовый процессор 386 с литерами SX является 16/32-битным, то есть убитым по скорости, то какое быстродействие у просто 386-го процессора, истинно 32-битного?
Известно, что самые ранние модели процессора 386 работали на частоте 12 MHz, но измерить их быстродействие на сегодня довольно сложно по следующей причине.
Процессор Intel 386 должен был дебютировать на частоте 16 MHz, но неожиданно в изготовленной партии анонсируемых процессоров была обнаружена ошибка приводившая к краху при запуске 32-битных приложений. Но на тот момент программ с такой разрядностью практически не было, и процессоры пошли как есть, но с заниженной частотой, работая по факту только с 16-битными приложениями. Они маркировались как (22) или «16-бит S / W ONLY». Сложно представить их истинное быстродействие.
Но уже полноценные 32/32-битные i386 16 MHz могли выполнять 5-6 миллионов операций в секунду, то есть были быстрее 40-мегагерцового 386SX в 2 раза.
Я, честно говоря, в то время этого не знал и ошибочно выбирал процессор по значению тактовой частоты.
Проследим, как росло быстродействие 32-битного 386-го процессора (далее получившего приставку DX) в зависимости от количества мегагерц.
16 MHz — 5-6 MIPS
20 MHz — 6-7 MIPS
25 MHz — 8,5 MIPS
33 MHz — 11,4 MIPS
А как распределялось быстродействие у процессоров 386 с аббревиатурой SX?
16 MHz — 2,5 MIPS
20 MHz — 2,5 MIPS
25 MHz — 2,7 MIPS
33 MHz — 2,9 MIPS
40 MHz — 3 MIPS
Таким образом, видно, что из-за 16-битной шины процессор уткнулся в потолок и даже самое жуткое повышение тактовой частоты ему слабо помогает. Если его старший собрат на частоте 33 MHz показывает быстродействие в 11,4 миллиона операций в секунду, то 386SX все так же топчется в районе 3 MIPS.
Но очевидно, что быстродействие старшего 80386DX 33 MHz приближается к самому слабому и аналогично упрощенному процессору 486SX 16 MHz (13 MIPS).
В целом же процессор 486 (от 16 до 100 MHz) работал существенно быстрее предыдущего поколения. Также выпускался 586-ой процессор с частотой 133 MHz, устанавливавшийся в материнскую плату вместо 486-го.
Но как определить, какой процессор нужен для конкретных старых игр?
В большинстве случаев по их визуальному исполнению, так как на ранних компьютерах ничего лучше CGA-мони-тора не было, а далее уже EGA, VGA и SVGA.
Если игра использует CGA, следовательно она рассчитана по быстродействию на первые модели персоналок, начиная с IBM PC/XT и до 286-го (Alley Cat, Digger, Goody, Impossible Mission II), то есть здесь обычно достаточна скорость в 0,334 MIPS (334 цикла в DOSBox).


Также некоторая дерган-ность графики в играх (Duke Nukem, Cosmo's Cosmic Adventures) намекает на невысокие требования к мощности процессора. На самом деле, это вызвано тем, что разработчики реализовали скроллинг не по-пиксельно, а блоками 8x8 пикселей (что соответствовало размеру тайлов в игре) и смотрелось достаточно некомфортно (Cosmo's Cosmic Adventure, Duke Nukem II).
С другой стороны, та же Cosmo's Cosmic Adventure могла удивить трехплановым па-ралаксным скроллингом и красивой картинкой. Собственно, многоплановый параллакс и был причиной неплавного 8-пиксельного перемещения за раз.
Есть примеры игр с великолепной графикой (VGA — 320x200 256 цветов) работающие на полной скорости на 286-ом компьютере
(Prehistorik 1/2). Знаменитая стратегия Dune 2 также может работать на «двойке» достаточно быстро. Но это и неудивительно, так как 16/2 0/2 5 MHz модели i80286 имели быстродействие 2-3 MIPS, что соответствует скорости 386SX.


К вам игра может попасть совершенно разными путями, и тот случай, когда вы реально купили дискету с игрой, сегодня наконец-то становится реальностью, благодаря интернету и аукциону eBay. Также многие игры получили статус freeware и могут быть свободно загружены с официальных страничек в своем полном виде (Stargunner, Command and Conquer, Electro Man, One Must Fall 2097, Xargon, Tyrian, Star Control II, Overkill, Elite+ и т. д.)
Скачав копию игры из сети, вы не получите к ней красочного буклета с документацией, где бы указывались оригинальные системные требования, и откуда их узнать?
А может случится и так, что игра после объявления ее freeware специально была перекомпилирована для использования с DOSBox (Electro man), и требования к ней становятся совершенно неясны.
Поэтому приходится использовать лишь визуальный метод, но и здесь вас ждут сюрпризы.
Например, когда я впервые увидел игру The Lost Vikings на персоналке с 386SX 40 MHz процессором, то просто онемел от великолепия VGA-графики и плавности. А увидев боевик с полностью оцифрованной графикой Crime Wave, я не поверил своим глазам и тому, что 386-ой способен выдать такую картинку на полной скорости. Последним ударом-нокаутом была покупка CD-ROM диска с игрой Crime Patrol 2: Drug Wars (1994) от American Laser Games — это была интерактивная игра-фильм, от вида которой у товарищей, которым я демонстрировал достижения игровой промышленности, пропадал дар речи.
Но, к примеру. Soccer Kid, красивая платформенная игра, на 386-ом SX работала крайне неторопливо. Игре требовался процессор уровня 468DX2 66 MHz, что не типично для этого жанра.
Поэтому для Soccer Kid потребуется подкрутить скорость DOSBox до уровня 486-го процессора (27000-41000), но здесь уже может не хватить мощности вашего реального компьютера.
Для удобства использования была составлена таблица соответствия скорости реальных моделей процессоров и количества циклов для DOSBox.
Платформа IBM PC за время своего существования одарила нас огромным количеством игр, многие из которых остаются в разряде эксклюзивов (Dangerous Dave 2, Commander Keen, Hocus Pocus, Vinyl Goddess from the Mars, Corridor7, Jill of the Jungle, Xargon, Blake Stone). Благодаря эмулятору DOS-Box, мы по-прежнему можем запустить эти игровые программы и вернуть, казалось бы, давно утраченные впечатления.

Автор: Infinity
Журнал: Emulators Machine