Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

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Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

Mensajepor DistWave » 30 Mar 2015, 16:48

Algunos recordaréis el post sobre el IBM PS/1 model 2011 en el antiguo foro (ZDP v3) donde narraba el proceso de restauración y ampliación al que fue sometido. Hace poco conseguí el modelo posterior, un IBM PS/1 model 2121 y también lo he puesto a punto. En este hilo iré publicando las mejoras y modificaciones realizadas.


- Introducción

El IBM PS/1 model 2121 se puede considerar como una actualización del PS/1 original. Comparten los mismos periféricos (monitor con fuente de alimentación integrada, teclado IBM Model M2, ratón IBM alargado) varios componentes internos (disquetera 3 1/2 de alta densidad con alimentación integrada en la faja, ampliación de memoria RAM mediante slot frontal, tarjeta propietaria del puerto serie, power card, etc) y también integra la unidad ROM de arranque con el menú de las 4 ventanas. Las novedades se localizan en la placa base y en la caja.

Imagen

Como se puede observar en la imagen, la CPU del model 2121 es más alta que la CPU del model 2011. Esto es debido a que el equipo trae dos slots ISA de serie mientras que en el modelo original era necesario adquirir una expansión (ACU) para poder utilizar tarjetas ISA. Existe un submodelo del 2121 que venía sin slots ISA utilizando la caja pequeña del model 2011, pero no es común.

También se aprecia que el monitor que acompaña al model 2121 en la fotografía es ligeramente distinto al del model 2011 pero me consta que ambos modelos de PS/1 se vendieron con los dos monitores, siendo el de la izquierda de fabricación posterior y con un diseño mejorado. Por ejemplo, los potenciometros de barra del monitor antiguo se ensucian con el tiempo y "rascan" mientras que los potenciometros circulares del monitor nuevo funcionan a la perfección. Otra mejora es la ausencia de ventilador en el monitor nuevo, consiguiendo un funcionamiento del equipo más silencioso. Y aunque en la fotografía no se aprecia claramente, el monitor nuevo tiene menos marco negro alrededor de la imagen y se ve todo más grande, pese a que ambas pantallas tienen las mismas dimensiones.

Esta es la pinta que tiene la CPU 2121 por dentro, al retirar el riser ISA:

Imagen

A simple vista pocas novedades respecto al model 2011, mismos componentes ubicados en el mismo sitio. La única diferencia es el disco duro: en vez de utilizar el interfaz propietario de IBM, el model 2121 utiliza un disco duro IDE de 40 MB y al ser standard, nos permite ampliarlo con relativa facilidad. También se aprecia un header blanco de 34 pines para conectar la PS/1 Audio Card, pero teniendo slots ISA para instalar una Sound Blaster pierde toda importancia.

Pasemos a la placa base:

Imagen
(a la izquierda placa del 2121 y a la derecha la del 2011)

Al compartir carcasa, los conectores están ubicados en el mismo sitio en ambas placas pero todo lo demás recibe mejoras de un modelo a otro:
- El procesador pasa de ser un 286 a 10 MHz a un 386sx a 16 MHz
- La RAM integrada en placa pasa de 512 KB (ampliables a 2,5 MB) a 2 MB (ampliables a 6 MB)
- Se sustituye el chipset VGA IBM (muy lento) por uno Super VGA de mayor rendimiento, aunque sólo integra 256 KB de memoria de vídeo limitando su uso a los modos VGA.
- Se elimina el RTC Dallas y la CMOS pasa a alimentarse con una pila CR2032 standard
- La memoria ROM se almacena en un solo integrado frente a los cuatro utilizados en el modelo anterior
- Puerto IDE para el disco duro sustituyendo al interfaz propietario XTA de IBM


- Ajuste del monitor

Nada mas encender el equipo por primera vez encontré el primer problema: la imagen no tenía sincronía y se desplazaba verticalmente mientras se dibujaba, excepto en el modo gráfico 640x480 que se veía correctamente




Por suerte la solución fue sencilla: retirar la carcasa y ajustar un potenciometro interno etiquetado como V-HOLD
Imagen
Con menos de un cuarto de vuelta la imagen se estabilizó en el resto de modos gráficos y de texto.


- Ampliación del procesador

La mejora más notable del model 2121 respecto al 2011 es sin duda el salto al procesador 386 porque permite ejecutar más software (o por ejemplo Windows 3.1 sin limitaciones). Aun así la variante SX del 386 no deja de ser un procesador limitado en cuanto a rendimiento, sobre todo cuando opera a 16 MHz. Además presenta un inconveniente muy grave en caso de querer sustituirlo: el 386sx va soldado a la placa base y utiliza un encapsulado SMD QFP100 de 25 pines por lado. Y están juntos, muy juntos.

Imagen

Así que en busca de aumentar el rendimiento, empecé por sustituir el oscilador de 32 MHz que proporciona la señal de reloj al procesador (al doble de la frecuencia de trabajo) por uno de 40 MHz. El equipo arrancó sin problemas a 20 MHz y era estable, pero seguía siendo algo lento. Probé con un oscilador de 50 MHz pero el equipo no era capaz de arrancar a 25 MHz.

La única posibilidad para mejorar el rendimiento pasaba por coger el soldador y sustituir el procesador:

Imagen

El procesador candidato fue un 486SLC de Cyrix / Texas Instruments. Este procesador de 486 tiene poco, más bien es un 386sx al que han añadido las instrucciones del 486 y una pequeña memoria cache de 1 KB. No integra FPU y sigue utilizando un bus externo de 16 bits... pero no tenía mejor alternativa para el cambio.

Así quedó una vez instalado:
Imagen

Y lo mejor de todo es que al poner un oscilador de 66 MHz, el equipo arranca correctamente y funciona de manera estable a los 33 MHz que soporta el procesador. Temía que la memoria RAM u otros componentes no fueran capaces de funcionar AL DOBLE de su velocidad original, pero no es el caso.

Para cuantificar la mejora en el rendimiento, preparé una batería de pruebas:
- Test de procesador en Check It! 3.0 (CPU y NPU)
- Timedemo 3 de Doom
- Landmark 6.0
- Topbench
- Información del Sistema de Las Utilidades Norton 4.0
- Cachechk (ancho de banda de memoria RAM)
- ARJ (cronometrar la compresión de la misma carpeta del disco duro)

Estos son los resultados:
Imagen

De entre todas las pruebas, destacar el aumento de rendimiento en Doom; era injugable a los 2'5 frames por segundo que iba originalmente y con el nuevo procesador es completamente jugable a unos dignos 11 frames por segundo.


- Ampliación disco duro y RAM

Al utilizar un puerto IDE, es posible sustituir el disco duro por uno de mayor capacidad sin sobrepasar los 520 MB, por las típica limitación CHS de la época. En mi caso he sustituido el disco duro de 40 MB por un adaptador IDE - Compact Flash con dos slots, permitiéndome instalar dos tarjetas CF de 512 MB cada una y detectándolas sin problemas.

Imagen

La memoria RAM está ampliada al máximo tras instalar una expansión de 4 MB que localicé en vcforums y que se suman a los 2 MB integrados en la placa base.


- Ampliación memoria de vídeo

En la placa base, junto a los dos integrados de la memoria de vídeo hay hueco para añadir otra pareja:

Imagen

Así que me aventuré a instalar dos zócalos para comprobar si realmente era posible ampliar la memoria de vídeo:

Imagen

En un principio no aprecié ninguna mejoría, así que empecé a buscar información sobre el chipset SVGA (84F7985) y descubrí que IBM lo utilizó en una tarjeta de expansión para la línea PS/2 llamada IBM SVGA/A. Para esta tarjeta está disponible un disco con drivers y entre ellos hay un TSR VESA para DOS, que al ejecutarlo en el PS/1 2121 detecta toda la memoria instalada (incluyendo la añadida) y permite utilizar el modo 640x480x256


Y esto es todo (por el momento) :D
Última edición por DistWave el 30 Mar 2015, 17:28, editado 1 vez en total.

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Re: Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

Mensajepor princemegahit » 30 Mar 2015, 17:02

Ostia, que pedazo de ampliación! Me dan ganas de sustituir la cpu de mi PS/2 modelo 55, aunque de momento, prefiero ver si soluciono el tema del maldito disco duro ](*,)

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Re: Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

Mensajepor alt » 30 Mar 2015, 17:31

¡Muchas gracias por el artículo, es cojonudo! :-)

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Re: Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

Mensajepor GXY » 30 Mar 2015, 17:56

que equipamiento utilizaste para desoldar y resoldar el procesador?
RetroPescando... :mrgreen:

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Re: Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

Mensajepor JoJo » 30 Mar 2015, 21:31

Muy crack :)
PCP, el microcomputador de proposito general de 32 bits.
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Re: Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

Mensajepor DistWave » 31 Mar 2015, 08:56

GXY escribió:que equipamiento utilizaste para desoldar y resoldar el procesador?


Una decapadora de aire caliente del lidl y un soldador jbc de punta fina

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Re: Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

Mensajepor aRbert-II » 31 Mar 2015, 12:23

Un trabajo cojonudo. ¡Eres un máquina! =D>
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Re: Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

Mensajepor Arvo » 31 Mar 2015, 15:41

Impresionante, te doy la enhorabuena por semejante trabajo! =D>

Para los que tenemos el modelo 2011, el 2121 es una verdadera golosina, y todavía me apetece más tener uno después de leer el hilo. Siempre me he quedado con las ganas de ejecutar algún secuenciador MIDI bajo Windows 3.11 en el PS/1, pero desafortunadamente todos requieren de procesadores 386 en adelante. También tengo curiosidad por ver como corren alguno de mis juegos favoritos como el F29 Retaliator en el modelo 386...tiene que ir "suavesito suavesito"!

También me ha sorprendido que la pantalla dé una imagen algo mayor que la del 2011, qué gracia. Hace un par de años tuve la oportunidad de hacerme con uno cuando vivía en Inglaterra, pero la persona que lo tenía también vendía un modelo 2011 con el ACU, y tuve que elegir, aunque siempre tuve la intención de comprarle los dos, en plan "bocaseca". En fin, algún día.

Un saludo!

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Re: Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

Mensajepor Jaimen » 01 Abr 2015, 11:24

Fantástico post, enhorabuena por el éxito en la ampliación, y muchas gracias por compartirlo ... :D
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Re: Restaurando y vitaminando un IBM PS/1 Model 2121

Mensajepor XeNoMoRPH » 07 Abr 2018, 18:54

Buenas refloto hilo .. mi IBM ps1 modelo 2121 .. quería cambiarle el HD .. el original es de 40 megas .. el hd mas pequeño que he encontrado es de 3.2 gigas .. a pesar de crear una partición de 512 megas .. la reconoce pero en mi PC principal copio archivos al HD .. pero luego en el ibm .. no se ve nada .. increible .. no se a que será debido .. la partición es FAT .. asi que he decidido hacer lo mismo que tu ... una Compact Flash de 512 megas con el adaptador . :geek:


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