La Puce N°1

La puce échiquéenne N°1

Sommaire:
1) Notre grille de tests.
2) Vu de près : Le Scorpio.
3) Au banc d'essai: La Chess Machine.
4) Le consommateur et son ordinateur : Le Milano.
5) Un peu de Technique.

Juillet 1992

3) AU BANC D'ESSAI : LA CHESS MACHINE

Voilà un adversaire pas comme les autres, dans la mesure où il s'agit d'une combinaison matérielle / logicielle adaptable à tout ordinateur personnel compatible PC.
La partie matérielle est constituée d'une carte 8 bits qui s'enfiche dans un slot d'extension PC. Cette carte contient un processeur RISC ARM cadencé à 16 Mhz, dont la puissance est à peu près équivalente à celle d'un 386 dx à 33 Mhz. Cela signifie qu'à moins de posséder un 486, cette carte est à elle seule un ordinateur plus rapide que votre PC. Conséquence immédiate, Chess Machine tournera à la même vitesse, quel que soit le PC qui l'accueille. La version carte de notre essai devrait être complétée dans les mois qui viennent par une version externe connectable par le port parallèle, ce qui permettra de l'utiliser sur des ordinateurs dépourvus de connecteurs d'extension, par exemple des portatifs autonomes.

La partie logicielle

s'installe sur le disque dur du PC. Lorsque l'utilisateur lance le logiciel, le code du programme se télécharge sur la carte RISC, tandis que l'interface graphique tourne sur le PC. On peut justement saluer la qualité de cette interface, bien supérieure à celles des programmes d'échecs concurrents sur PC. Le choix des couleurs est judicieux, les pièces bien dessinées en mode VGA haute résolution : rien à dire au niveau esthétique. La gestion de la souris est elle aussi remarquable, et toutes ces caractéristiques d'ergonomie font de Chess Machine le logiciel d'échecs le plus agréable à utiliser sur écran. Les fonctions usuelles sont évidemment présentes : retour arrière, avance rapide dans une partie, possibilité d'aller à un coup donné, etc. Le nombre de niveaux de jeu est réglable à volonté par l'utilisateur, et les principales cadences sont sélectionnables directement. On peut aussi limiter la profondeur de recherche ou choisir un niveau spécial de recherche de mats. Le programme peut jouer contre lui-même ou arbitrer une partie entre deux joueurs.

Pendant l'analyse,

le programme peut afficher sa fonction d'évaluation et le nombre de demi- coups. La sauvegarde des parties sur disquette ou disque dur est complétée d'une sauvegarde de la configuration choisie par l'utilisateur (couleurs, options diverses) qui sera automatiquement chargée au lancement du programme. Mais l'un des points forts de Chess Machine est la gestion de la bibliothèque d'ouvertures extrêmement complète mais surtout intégralement modifiable par l'utilisateur.

L'arbre des variantes

s'affiche à l'écran, il est alors possible de le modifier à loisir, d'éliminer des variantes ou d'en incorporer d'autres, et même de modifier la probabilité que le programme joue telle ouverture plutôt que telle autre. La mise en place de positions est là encore d'une grande simplicité. Parmi les fonctions diverses, il est possible de régler la sensibilité de la souris à partir du programme, d'imprimer des positions ou de choisir un style de jeu : débutant, force brute, pas de réflexion pendant le temps de l'adversaire, ou encore agressif. Dans ce dernier mode, Chess Machine est assurément moins fort qu'en mode normal mais assure le spectacle en attaquant sans relâche, parfois même en oubliant de roquer et en s'exposant à des contre-attaques sauvages!

La qualité d'utilisation

et les fonctions de Chess Machine sont donc de très haut niveau. Mais si vous lisez ce numéro, vous êtes certainement joueur d'échecs, et c'est donc le niveau de jeu du programme qui vous intéresse en premier lieu. Autant dire tout de suite que vous ne serez pas déçu, à moins d'être grand maître... En blitz, Chess Machine est particulièrement redoutable contre un humain et vaut sans doute au- dessus de 2400 points. En parties longues, il navigue très vraisemblablement entre 2250 et 2300 points. Une particularité de la Chess Machine est de pouvoir accueillir plusieurs programmes, celui de notre test étant le Chess 2.1 de Ed Schroder. Voici tout d'abord les résultats de notre grille:

La grille montre bien les forces et les faiblesses de Chess Machine. Il est particulièrement impressionnant dans la recherche de mats : le voir annoncer mat en 7 coups en 1 seconde sur le mat n°2 fait froid dans le dos... Egalement très bon en finale, il présente néanmoins quelques lacunes étonnantes, notamment sur les pièges 3 et 4 et les combinaisons 2 et 4, non trouvés au bout d'une heure.

LES RENCONTRES EN FIGURES IMPOSEES

En faisant jouer les programmes en ouvertures imposées, nous nous assurons de l'impossibilité pour les deux adversaires de placer un piège de bibliothèque. C'est donc uniquement la valeur des programmes, livrés à eux-mêmes dès le début de partie, qui est évaluée. A ce petit jeu, on reconnaît tout de suite les logiciels qui "en ont dans la cervelle" et savent se développer harmonieusement. Chess Machine en fait incontestablement partie.
Contre le Fidelity Designer Master 2265, bien connu sous le nom de Mach III, la Chess Machine se promène et prend en général l'avantage très vite grâce à un bien meilleur sens positionnel que son adversaire. Massacré en 1 heure/KO par 10 défaites sur 10 parties, le Mach III s'en tire à peine mieux en blitz avec tout de même 1 victoire et une nulle pour 8 défaites.
Opposé au Mephisto Lyon 32 bits, le match promettait d'être plus serré. De fait, le match de blitz tournait nettement à l'avantage du Mephisto qui l'emporte par 7 victoires à 3, ce qui contredit un peu la réputation de Chess Machine en blitz, mais il est d'autre part certain que le programme King que nous n'avons pas pu tester pour ce numéro est meilleur tactiquement que celui de Schröder, bien que moins bon positionnellement. De plus, d'autres parties effectuées avec ouvertures et après le test-match donnaient un résultat sensiblement différent. Enfin, le style de Mephisto en parties rapides ne convient peut-être pas au programme de Ed Schröder !
Plus intéressant, Chess Machine l'emporte en 1 heure KO presque aussi nettement que Mephisto en blitz : 5 victoires, 3 nulles et 2 défaites, en faisant lors des parties de remarquables démonstrations positionnelles.

Résumé des matches :

Pour moins de 5000 francs, carte RISC et logiciel compris, et à condition d'avoir un PC, il est possible de s'offrir un partenaire dont l'excellent niveau échiquéen va de pair avec une utilisation très agréable. Le seul inconvénient vient de la partie matérielle de Chess Machine, qui va nécessairement limiter la rapidité des développements. Il est certain qu'un logiciel seul, tel M-Chess, peut être mis à jour et amélioré beaucoup plus souvent qu'un ensemble hard/soft comme Chess Machine tout en coûtant moins cher. Cela dit, l'agrément d'utilisation de Chess Machine est nettement supérieur, et son niveau de jeu est indépendant du PC utilisé.
Malgré leur démocratisation récente, les 486 ne sont pas encore dans toutes les chaumières.

Frédéric LOUGUET

Publié avec l'aimable autorisation de son auteur.

New game ?

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5) Un peu de Technique.

MICROPROCESSEURS ET ECHECS ELECTRONIQUES

Au cœur de chaque ordinateur personnel et de chaque machine d'échecs se trouve un micro-processeur, qui en constitue le véritable cerveau. C'est grâce à ce composant qu'un ordinateur peut exécuter des programmes, et par conséquent les logiciels d'échecs que vous utilisez.
En premier lieu, il faut savoir qu'un microprocesseur se caractérise avant tout par la taille des nombres qu'il est capable de stocker et de traiter, par la capacité mémoire qu'il est capable de gérer et par la fréquence d'horloge qu'il supporte. On parle couramment de processeurs 8, 16 ou 32 bits, qu'est-ce que cela signifie? Pour bien comprendre ces définitions, faisons un petit rappel d'arithmétique binaire.
L'unité élémentaire d'information se nomme le bit (binary digit). Un bit correspond à un changement d'état électrique dans un circuit et peut prendre deux valeurs: 0 (inactif) ou 1 (actif). Avec un bit, on peut représenter 2 valeurs, avec 2 bits 4 valeurs, avec 3 bits 8 valeurs, et ainsi de suite. De manière générale, n bits peuvent représenter 2" valeurs. On en déduit de cette formule qu'un microprocesseur 8 bits peut adresser directement des nombres allant de 0 à 28, soit 256 valeurs qui forment un octet.
Un processeur 8 bits peut évidemment effectuer des opérations sur des nombres plus importants, mais il sera obligé de décomposer ces opérations et perdra donc plus de temps qu'un circuit 16 ou 32 bits. La capacité d'adressage mémoire d'un processeur 8 bits est de 64 Ko (1 Ko = 1024 octets), ce qui était suffisant il y a 10 ans mais est aujourd'hui à la limite du ridicule pour les applications courantes des ordinateurs. Quant à la fréquence d'horloge, elle exprime le nombre d'oscillations du quartz qui rythme le microprocesseur. Elle est exprimée en mégahertz (Mhz), ou millions d'oscillations par seconde, et influence beaucoup les performances générales du circuit.

AU BON VIEUX TEMPS DES 8 BITS.

Les circuits 8 bits les plus connus sont le Z80 de Zilog et le 6502 de Rockwell. Si le Z80 a été beaucoup utilisé sur les micro-ordinateurs tournant sous système d'exploitation CP/M, avant l'arrivée de l'IBM PC en 1981, il n'a pas connu un grand succès sur les premières machines d'échecs. Tout au plus a-t-il servi de base aux premiers Fidelity Challengers. Pourtant, c'est intrinsèquement le plus puissant des circuits 8 bits, avec une fréquence d'horloge qui pouvait atteindre 4 Mhz avec le modèle Z80 - A dès 1980, une prouesse pour l'époque! Mais c'est un autre processeur, le 6502, qui va se révéler beaucoup plus adapté à la programmation des échecs, grâce à ses multiples modes d'adressage mémoire. Plus souple, plus facile à programmer, le 6502 était notamment au cœur de l'Apple II, et allait s'imposer pendant de nombreuses années comme "le" micro-processeur des échecs. Fidelity a produit la première machine à jouer au-dessus de 1700 Elo, le Sensory 9, sur la base du 6502, et aussi le Prestige, l'Elite, le Super 9, avec des fréquences allant de 2 à 5 Mhz, ce qui était vraiment un exploit pour un circuit 8 bits. Novag est la firme qui est restée le plus longtemps fidèle au 6502 avec les Constellation et Super Expert. Aujourd'hui, de nombreuses machines spécialisées d'entrée de game utilisent encore le 6502, mais plus aucun ordinateur personnel.

LES TEMPS CHANGENT

Le Mephisto Amsterdam fut la première machine d'échecs à utiliser un processeur 16 bits puissant, le 68000 en 1985. La différence de niveau avec ses suivants immédiats fut telle que les constructeurs commencèrent à se demander s'il ne fallait pas passer à la génération suivante.
Le 68000 de Motorola a ainsi pris le relais du 6502 sur les machines d'échecs haut de gamme, avec les mêmes avantages: souplesse d'adressage mémoire, et une plus grande simplicité de programmation que son principal concurrent, le 286 d'Intel. La famille Motorola est aussi utilisée depuis longtemps sur les micro-ordinateurs généralistes Mac Intosh, Amiga et Atari, et les Mephisto lui ont donné ses lettres de noblesse dans le monde des échecs. Novag s'y est mis depuis peu avec le Diablo et le Scorpio. Quels sont les avantages d'un circuit 16 bits? Pour commencer l'adressage de mémoire: un 68000 gère directement 16 Mo (méga-octets) de mémoire, soit 256 fois plus qu'un processeur 8 bits ( 1 Mo = 210 soit 1024 Ko ou encore plus d'un million d'octets).

L'introduction de ces composants a notamment permis d'utiliser des "Hash-Tables" de transposition, qui ont besoin de beaucoup de mémoire centrale (de quelques Ko à 1 Mo sur le Mephisto Lyon 32 bits). De plus, le fait que ces processeurs puissent manipuler en une seule opération des nombres sur 16 bits (soit de 0 à 65535) accélère les programmes. Enfin, la fréquence d'horloge est beaucoup plus élevée que chez les 8 bits car l'intégration est meilleure: le 68000 a commencé sa carrière à 5 Mhz et culmine aujourd'hui à 16 Mhz.

LE TOP NIVEAU

Au-delà, on rentre dans le domaine des monstres 32 bits. Leur capacité d'adressage se chiffre en giga-octets (milliers de méga-octets!), et ils peuvent traiter en une opération des nombres de plusieurs milliards. Ces capacités sont en général largement sous- exploitées dans la programmation des échecs. En revanche, l'augmentation de fréquence d'horloge et l'apport de caches, c'est-à-dire de composants spécialisés très rapides faisant office de tampon entre le processeur et la mémoire centrale, produisent encore un gain de performances très impressionnant. Le 68020 et le 68030, encore plus puissant, sont tous deux utilisés sur les haut de gamme de Fidelity et de Mephisto. En terme de fréquence, le 68020 est souvent proposé à 12 ou 16 mhz, et le 68030 à 25 ou 33 Mhz, bien qu'il en existe aussi une version à 50 Mhz. Les fabricants "poussent" parfois artificiellement la fréquence des processeurs (un 33 mhz tournant à 36, un 50 Mhz à 60 Mhz), mais cela peut poser des problèmes de fiabilité si la différence entre la fréquence effective et la fréquence certifiée dépasse 20%.

Si les prix des ordinateurs personnels utilisant ces microprocesseurs sont devenus très raisonnables, il n'en est pas de même pour les machines spécialisées, puisque le coût d'un Mephisto 32 bits 68030 atteint aisément quelques dizaines de milliers de francs. Le haut de gamme actuel des Mephisto (produits en série) est constitué d'une version 16 bits 68000 et d'une version 32 bits 68020. La version 68030 est réservée à des commandes ponctuelles, ce qui est normal vu son prix. Quant au 68040, il n'est pas encore utilisé dans des versions commerciales d'ordinateurs d'échecs mais plusieurs ordinateurs personnels l'utilisent déjà (Macintosh Quadra, Amiga 2000 ou 3000 dotés de cartes accélératrices). En termes de puissance pure, qui s'exprime globalement en MIPS (millions d'instructions par seconde), voici un petit tableau résumé qui illustre bien la progression des microprocesseurs Motorola au cours des dernières années:

16 bits :

68000 à 8 Mhz: 0.5 Mips
68000 à 16 Mhz: 1 Mips

32 bits :

68020 à 12.5 Mhz:1.8 Mips
68020 à 16 Mhz: 2.3 Mips
68030 à 16 Mhz: 3.5 Mips
68030 à 25 Mhz: 5 Mips
68030 à 33 Mhz: 6.6 Mips
68030 à 40 Mhz: 7.6 Mips
68030 à 50 Mhz: 9.5 Mips
68040 à 25 Mhz: 15 Mips
68040 à 33 Mhz: 20 Mips

Ces chiffres sont donnés en valeur absolue dans l'hypothèse où les processeurs seraient exploités au maximum, ce qui n'est que rarement le cas dans les applications courantes, mais cela permet de donner une bonne approximation de la vitesse pure de ces circuits. Dans le cadre d'un logiciel d'échecs, un doublement de la puissance de calcul élève le niveau d'un programme d'environ 60 à 70 points Elo.

Et le PC?

Les ordinateurs compatibles PC utilisent depuis toujours des processeurs Intel. Ces circuits n'ont jamais été implantés dans des machines d'échecs, car ils étaient plus complexes à programmer en assembleur. Le PC a donc longtemps été le parent pauvre des jeux d'échecs, car les programmes disponibles étaient loin des meilleurs ordinateurs spécialisés. Tout a changé depuis deux ans avec l'introduction de programmes du plus haut niveau. En 1992, un large choix de logiciels est disponible: M-Chess, Zarkov, Fritz, Chessmaster 3000, Sargon V, sans parler de la carte RISC Chess Machine, frôlant la barre des 2300 points Elo et se comparant aisément aux meilleurs Mephisto. La performance d'un logiciel est d'autant plus grande que la machine sur laquelle il tourne est puissante.
Le choix est énorme sur PC, du vieux 8088 à 4.77 Mhz jusqu'au 486 à 33 Mhz, l'écart de puissance théorique atteint un facteur 300! A titre d'information, le 8088 est dit 8/16 bits car il calcule sur des nombres de 16 bits mais communique avec la mémoire sur 8 bits seulement, d'où une perte de puissance.
C'est également le cas du 386 sx, qui calcule sur 32 bits et adresse sur 16 bits. Le 386 dx est quant à lui la version " vrai 32 bits ".
Quant au 486 sx, il s'agit uniquement d'un vrai 486 dx sans sa fonction coprocesseur mathématique integrée. Etant donné qu'un coprocesseur mathématique n'est d'aucune utilité dans le domaine des échecs car tous les programmes calculent en nombre entiers et jamais en nombre réels, la seule différence qu'apportera un 486 dx par rapport à un 486 sx tiendra à la vitesse d'horloge supérieure.
Certains logiciels, dont M-Chess, bénéficient beaucoup d'un cache implanté sur la carte mère. Le cache est constitué d'une certaine quantité de mémoire statique (SRAM), chère mais d'un temps d'accès très rapide, qui joue le rôle de tampon entre le processeur et la mémoire centrale dynamique (DRAM), beaucoup moins coûteuse mais plus lente. La taille du cache varie entre 32 et 64 Ko sur les 386 dx, et entre 64 et 256 Ko sur les 486. Si sa présence est quasi-indispensable sur un 386 pour obtenir de bonnes performances, elle est moins essentielle sur un 486 qui contient déjà un cache de 8 Ko hyper optimisé interne au microprocesseur. Mais l'adjonction d'un cache externe important n'a jamais fait de mal à personne. Ainsi, la vitesse d'analyse de M-Chess double lorsqu'on passe d'un 486-33 avec 64 Ko de mémoire cache à un 486-50 doté de 256 Ko!

Voici comme pour les circuits Motorola un petit tableau récapitulatif pour les fréquences les plus courantes:

16 Bits

16 bits
8088 à 4.77 Mhz (8/16 bits): 0.1 Mips
8088 à 9.54 Mhz (8/16 bits): 0.2 Mips
286 à 12 Mhz: 0.7 Mips
286 à 16 Mhz: 1.4 Mips

32 bits

386 sx à 16 Mhz: 3 Mips
386 sx à 20 Mhz: 3.8 Mips
386 sx à 25 Mhz: 4.8 Mips
386 dx à 16 Mhz: 3.8 Mips
386 dx à 20 Mhz: 4.8 Mips
386 dx à 25 Mhz: 6.1 Mips
386 dx à 33 Mhz: 8 Mips
386 dx à 40 Mhz: 9.7 Mips (existe chez AMD mais pas chez Intel)
486 sx à 20 Mhz: 12 Mips
486 dx à 25 Mhz: 15 Mips
486 dx à 33 Mhz: 20 Mips
486 dx à 50 Mhz: 30 Mips

Si les 486-50 viennent à peine de faire leur apparition, les modèles 33 Mhz sont désormais très répandus et peu chers en comparaison de leurs puissance de calcul (environ 15 000 francs). Pour 20 000 francs, il est donc possible d'avoir une machine ultra rapide assortie des meilleurs logiciels d'échecs PC. Même si le confort de jeu est loin d'égaler celui d'un auto-répondeur, un PC aussi puissant peut servir à beaucoup d'autres choses, et il est toujours possible de jouer sur un vrai échiquier placé à côté de l'ordinateur. Cela a de quoi faire réfléchir.

Frédéric LOUGUET

Publié avec l'aimable autorisation de son auteur.

New game ?

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