WikiDer > VAX 9000

VAX 9000

В VAX 9000, кодовое имя Аридус и Водолей, была семьей мэйнфрейм компьютеры разработан и изготовлен Корпорация цифрового оборудования (DEC) с использованием пользовательского ECL-процессоры, реализующие VAX архитектура набора команд (ЭТО). Оборудован дополнительным векторные процессоры, они были проданы в суперкомпьютер пространство тоже.[1]

История этих систем связана с лицензированием DEC в 1984 г. нескольких технологий от Системы трилогии, который представил новый способ плотной упаковки микросхем ECL в сложные модули. Разработка конструкции 9000 началась в 1986 году. Предназначена для замены VAX 8800 семья,[2] первоначальные планы предусматривали создание двух основных моделей: высокопроизводительной Водолей с использованием водяного охлаждения, как в системах IBM, и среднего уровня производительности Аридус системы с использованием воздушного охлаждения. В конечном итоге система воздушного охлаждения была настолько улучшена, что Aquarius не предлагался; модели Aridus можно было "модернизировать" до Aquarius, но Цифровой чиновники думали, что это никому не понадобится, поэтому не предложили.[3]

9000 позиционировалась в DEC как «убийца IBM», машина с непревзойденной производительностью по гораздо более низкой цене, чем системы IBM. DEC планировала, что 9000 позволит ей выйти на рынок мэйнфреймов, поскольку она наблюдала, как нижний сегмент компьютерного рынка захватывает постоянно улучшающийся IBM совместимый системы и новые 32-битные рабочая станция машины. Компания инвестировала около 1 миллиарда долларов в разработку машины, несмотря на серьезную озабоченность внутри компании по поводу концепции в эпоху быстрого улучшения. RISC спектакль. Проблемы с производством отодвинули его выпуск, к тому времени эти опасения оправдались, и новые платформы, такие как собственная платформа DEC NVAX предлагал значительную часть 9000 за крошечную долю цены.

До прекращения производства было поставлено около четырех десятков систем.[нужна цитата] массовый провал. Один типичный пример ЦП находится в хранилище в Музей истории компьютеров (не выставлен на всеобщее обозрение).

История

DEC в 80-е годы

С началом 80-х годов DEC набирала силу. В PDP-11 был выпущен в 1970 году и продолжал расти, и в конечном итоге они достигли 600000 машин, в то время как их недавно представленные VAX-11 продолжил там, где закончился PDP, и начал вторгаться в IBM рынок среднего уровня. DEC также представила свои знаменитые VT серии компьютерные терминалы а также множество других популярных периферийных устройств, которые принесли значительный денежный поток.[4]

За это время DEC предприняла несколько попыток войти в персональный компьютер поле, но все это не удалось. Самым известным среди них был Радуга 100, цель которого - предложить возможность запускать как MS-DOS и CP / M программы, но вместо этого продемонстрировали свою неспособность добиться хороших результатов при затратах примерно столько же, сколько покупка двух отдельных машин. По мере расширения рынка ПК DEC отказалась от него и все чаще обращалась к рынку среднего уровня.[5]

В рамках этого изменения фокуса изменился ряд давних политик, что вызвало трения с их клиентской базой, особенно со сторонними разработчиками. В одном примере их новый Автобус VAXBI не могли использоваться другими разработчиками, если они не подписали соглашение о разработке. Это было разительным контрастом Юнибус стандарт PDP и более ранних машин VAX, у которых был процветающий рынок продуктов сторонних производителей. Кен Олсен цитируется: «Мы потратили миллионы на разработку этого автобуса. Я не знаю, почему мы не сделали этого раньше».[5]

Поскольку эта политика «закрывала» DEC, новые компании быстро воспользовались этим. Примечательным среди них был Sun Microsystems, чей Motorola 68000-системы предлагали производительность, аналогичную DEC VAXstation сериал, основанный на UNIX Операционная система. Во второй половине 1980-х Sun все чаще позиционировала себя как замену DEC на техническом рынке, называя DEC закрытым, проприетарным «кровососом». DEC все больше и больше теряла доступ к своим бывшим рынкам.[6]

ECL

В течение 1960-х годов компьютеры DEC были построены из индивидуальных транзисторы и начал переходить к использованию небольшая интеграция интегральные схемы (ИС). Они будут построены на ряде печатные платы, которые затем будут подключены вместе на объединительная плата производить центральное процессорное устройство (ЦПУ). К 1970-м годам маленькие и средняя интеграция ИС использовались, и крупномасштабная интеграция (LSI) позволяла реализовать более простые процессоры в одной ИС (или «микросхеме»). К концу 1970-х годов был доступен ряд LSI-версий PDP-11, сначала в виде многочиповых модулей, таких как собственный DEC. LSI-11,[7] и позже в одночиповых версиях, таких как J-11.[8]

VAX была более сложной системой, превосходящей возможности LSI 1970-х годов в однокристальном формате. Ранние модели напоминали PDP более ранних поколений, но с несколькими микросхемами LSI на картах, составляющих более сложный ЦП.[а] К середине 1980-х годов безжалостные последствия Закон Мура подтолкнул LSI к тому, что было сейчас очень крупномасштабная интеграция (СБИС). ИС СБИС могут содержать сотни тысяч или миллионы транзисторов, чего достаточно для реализации всей системы VAX на одном кристалле. Это привело к 1985 г. MicroVAX 78032, который реализовал подмножество VAX, но было ясно, что совсем скоро «полный» VAX уместится на одном кристалле.[b]

Типичный CMOS технология, используемая для изготовления этих ИС, в то время была медленной по сравнению с конкурирующими системами, эмиттерная логика (ECL). ECL был быстрее, но имел меньшую плотность, чем CMOS, и отставал примерно на поколение по размеру элементов. Это означало, что можно было построить очень быструю машину с использованием ECL за счет необходимости использования большего количества микросхем или несколько более медленную машину с использованием CMOS, но уменьшенную до нескольких микросхем. Использование ECL было бы более сложным, но, в то же время, продолжило бы долгую историю DEC создания многочиповых и многокартовых процессоров.

Одна из проблем с подходом ECL заключается в том, что для каждой микросхемы потребуется большое количество выводов для отправки данных на другие микросхемы, что приведет к чрезвычайно сложной работе по подключению. Другая проблема заключается в том, что транзисторы ECL рассеивают больше энергии и, следовательно, требуют более мощных источников питания и, что более важно, выделяют больше тепла. В 1980 г. Джин Амдал сформированный Системы трилогии с целью решения этих проблем (среди прочего) для создания мэйнфреймов на основе ECL с чрезвычайно высокой производительностью. В рамках этих разработок Trilogy разработала новую систему межкристального соединения с использованием медных проводников, встроенных в полиимид изоляция для получения тонкой пленки с чрезвычайно плотной разводкой.[9]

В 1984 году DEC лицензировала части технологий Trilogy и начала разработку практических версий этих концепций на своей фабрике Hudson Fab. Так родился проект 9000. В отличие от цели Trilogy представить свою собственную совместимый с вилкой мэйнфреймы и напрямую конкурировать с IBM,[9] DEC будет использовать аналогичную технологию для производства VAX, который превзойдет предложения IBM. Технологии разводки Trilogy будут использоваться для производства «многочиповых блоков» (MCU) размером с карту, которые будут использоваться вместе так же, как ранее использовавшиеся конструкции ЦП с несколькими картами. В окончательном варианте ЦП составляли 13 микроконтроллеров.

Сначала систему можно было охлаждать только водой, что привело к названию Водолей, носитель воды. В процессе разработки была внедрена новая система воздушного охлаждения с необходимой мощностью, поэтому линейка перешла на эту систему. Эта версия получила кодовое название Airdus, что означает «сухой».[10]

Изменения на рынке

Пока разработка продолжалась, в конце 1988 года IBM представила свой AS / 400 systems, новая линейка продуктов среднего класса, которая была намного более конкурентоспособной по цене, чем предыдущие предложения. Ценовое преимущество DEC было серьезно подорвано, и их рост на рынке прекратился почти сразу. В конечном итоге IBM будет получать примерно 14 миллиардов долларов годового дохода от этой линии, что превышает весь доход компании DEC. Тем временем Sun представляла свои SPARC микропроцессор, который позволял настольным компьютерам превосходить даже самые быстрые из существующих компьютеров DEC. Это подорвало ценность DEC на другом традиционном рынке систем Unix.[6]

Поскольку компания ограничивалась низкими и средними частотами, 9000 стала основным направлением деятельности компании; они назвали его «убийцей IBM».[11] Технический комитет компании, Стратегическая рабочая группа, неоднократно рекомендовал отказаться от проекта. Каждый год они пытались сократить бюджет проекта, но руководитель проекта, Боб Глориозо, обращался непосредственно к Кену Олсену и совету директоров и восстанавливал его, говоря, что «эти инженеры не имеют права указывать нам, деловым людям, что делать. делать."[12]

«Я просто не понимаю, я не понимаю, как это возможно, как эта микросхема может заменить эти стойки с электроникой, я просто не понимаю»

—Кен Олсен[13]

Это продолжалось, несмотря на растущее беспокойство со стороны других инженеров компании. Боб Супник утверждает, что еще в 1987 году старшим техническим специалистам было ясно, что следующее поколение КМОП-чипов NVAX, будет работать так же хорошо, как 9000 к 1988 году, хотя 9000 планировалось выпустить только в 1989 году.[11] Есть признаки того, что Олсен знал об этой проблеме, но не мог с ней согласиться. Есть несколько цитат видных инженеров по проекту NVAX, которые описывают нежелание Олсена уничтожить 9000 даже после того, как ему прямо сказали, что он не будет конкурентоспособным к началу 1990-х годов.[11]

Поскольку компания продолжала поддерживать 9000 и становилось все более очевидным, что она не будет конкурентоспособной, различные группы внутри компании начали разрабатывать свои собственные системы RISC. Некоторые из них были нацелены на замену VAX ядром RISC, в то время как другие были нацелены на то, чтобы отвоевать рынок рабочих станций Unix у Sun. Противоборство между группами привело к тому, что большинство этих проектов было закрыто, в первую очередь многообещающие DEC Prism.[14]

Релиз

DEC официально объявила о выпуске 9000-х в октябре 1989 года, заявив тогда, что они начнут поставляться «следующей весной». Сравнивая с бюджетным IBM 3090, DEC разместила машину для обработка транзакции и высокого класса база данных системы. Было анонсировано пять систем стоимостью от 1,2 до 3,9 миллиона долларов, охватывающих диапазон производительности от 30 до 117 раз по сравнению с 11/780.[15]

На разработку 9000 в итоге ушло около 3 миллиардов долларов.[11] Выпуск чипов намечен на 1989 год, задержки с производством микросхем отложили его на год, а дальнейшие задержки в сборке всей машины привели к тому, что в 1990 году было поставлено лишь небольшое количество систем. Системы страдали от проблем и требовали постоянного обслуживания в полевых условиях.[6] К 1991 году портфель заказов компании насчитывал всего 350 систем. При цене 1,5 миллиона долларов на машину, система окупила только 25% затрат на разработку, не считая фактического производства.[11] В феврале 1991 года они анонсировали бюджетную версию Model 110 за 920 000 долларов, обращаясь к клиентам, которым нужен процессор без необходимости в обширном хранилище или других опциях.[16]

Между тем, предсказания команды инженеров относительно безжалостного продвижения CMOS подтвердились. К 1991 году на рынке также появился NVAX, предлагающий примерно такую ​​же производительность за небольшую часть стоимости и размера. При более низких настройках производительности тот же дизайн был доступен в настольной форме, превосходя все предыдущие машины VAX. 9000 удалось не только потерять миллиарды долларов, но и привести к завершению нескольких гораздо более многообещающих проектов.[11]

Описание

VAX 9000 был мультипроцессор и поддерживал один, два, три или четыре процессора с тактовой частотой 62,5 МГц (время цикла 16 нс). Система была основана на поперечный переключатель в системном блоке управления (SCU), к которому от одного до четырех ЦП, два контроллера памяти, два ввод, вывод Подключены контроллеры (ввода-вывода) и служебный процессор. Ввод-вывод обеспечивался четырьмя шинами Extended Memory Interconnect (XMI).

Скалярный процессор

Каждый ЦП был реализован с 13 многочиповыми модулями (MCU), причем каждый MCU содержал несколько эмиттерная логика (ECL) массивы макроячеек который содержал логику ЦП. Матрицы затворов были изготовлены в Motorola«MOSAIC III», биполярный процесс с шириной вытяжки 1,75 микрометра и тремя слоями межсоединения. Микроконтроллеры были установлены в планарный модуль ЦП, который вмещал 16 микроконтроллеров и имел размер 24 на 24 дюйма (610 мм).

Векторный процессор

ЦП VAX 9000 был соединен с векторный процессор с максимальной теоретической производительностью 125 MFLOPS. Схема векторного процессора присутствовала во всех поставляемых устройствах и была отключена программным переключением на устройствах, проданных «без» векторного процессора. Векторный процессор назывался V-образная коробка, и это была первая ECL-реализация векторной архитектуры VAX компании Digital. Разработка векторного процессора началась в 1986 году, через два года после начала разработки процессора VAX 9000.[17]

Реализация V-box включала 25 устройств Motorola Macrocell Array III (MCA3), распределенных по трем многокристальным блокам (MCU), которые располагались на планарном модуле. V-образный блок был необязательным и устанавливался на месте. V-блок состоял из шести подблоков: блока векторного регистра, блока добавления вектора, блока векторного умножения, блока векторной маски, блока адресации вектора и блока векторного управления.

Блок векторных регистров, также известный как файл векторных регистров, реализует 16 векторных регистров, определенных векторной архитектурой VAX. Файл векторных регистров был многопортовым и содержал три порта записи и пять портов чтения. Каждый регистр состоял из 64 элементов, и каждый элемент имел ширину 72 бита, при этом 64 бита использовались для хранения данных, а 8 бит - для хранения информации о четности.[18]

Синтез скалярного и векторного процессора SID

SID (Синтез интегрального дизайна) был логический синтез программа, используемая для генерации логические ворота для VAX 9000. От высокоуровневых поведенческих и уровень регистрации-передачи источников, примерно 93% ЦПУ были синтезированы скалярные и векторные единицы, более 700 000 вентилей.[19]

SID был искусственный интеллект система, основанная на правилах и экспертная система с более чем 1000 рукописных правил. В дополнение к логический вентиль создание, SID перевел проект на уровень проводки, распределяя нагрузки по цепям и предоставляя параметры для места и маршрута CAD инструменты. В процессе работы программа генерировала и расширяла собственную базу правил до 384 000 низкоуровневых правил.[19][20] Полный цикл синтеза VAX 9000 занял 3 часа.

Первоначально это было несколько противоречивым, но был принят для того, чтобы уменьшить общую VAX 9000 бюджет проекта. Некоторые инженеры отказались его использовать. Другие сравнивали свои собственные проекты на уровне ворот с проектами, созданными с помощью SID, в конечном итоге принимая SID для работы по проектированию на уровне ворот. Поскольку правила SID были написаны опытными разработчиками логики и с участием лучших дизайнеров в команде, были достигнуты отличные результаты. По мере развития проекта и написания новых правил результаты, полученные SID, стали равными или лучше результатов, полученных вручную, как по области, так и по времени. Например, SID произвел 64-битный сумматор, который был быстрее, чем созданный вручную. В областях, разработанных вручную, в среднем 1 ошибка на 200 ворот, тогда как логика, созданная с помощью SID, в среднем 1 ошибка на 20 000 ворот. После обнаружения ошибки правила SID были исправлены, что привело к 0 ошибкам при последующих запусках.[19] Часть VAX 9000, генерирующая SID, была завершена на 2 года раньше запланированного срока, в то время как другие области разработки VAX 9000 столкнулись с проблемами внедрения, что привело к значительной задержке выпуска продукта. После VAX 9000 SID больше никогда не использовался.

Модели

VAX 9000 Модель 110

VAX 9000 Model 110 была моделью начального уровня с той же производительностью, что и Model 210, но имела меньший объем памяти и была связана с меньшим количеством программного обеспечения и услуг. 22 февраля 1991 года его цена составляла 920 000 долларов США, а при наличии векторного процессора - 997 000 долларов США.

VAX 9000 Модель 210

VAX 9000 Model 210 была моделью начального уровня с одним процессором, который можно было модернизировать. Если присутствовал векторный процессор, он был известен как VAX 9000 Model 210VP.

VAX 9000 Модель 4x0

В VAX 9000 Модель 4x0 был мультипроцессор совместимая модель, значение «x» (1, 2, 3 или 4) обозначает количество имеющихся процессоров. Эти модели поддерживали векторный процессор с одним векторным процессором на каждый ЦП. В максимальной конфигурации было 512 МБ памяти. Количество поддерживаемых шин ввода-вывода варьировалось: модели 410 и 420 поддерживали два XMI, десять CI и восемь. VAXBI; в то время как модели 430 и 440 поддерживали четыре XMI, десять CI и 14 VAXBI.

Примечания

  1. ^ См., Например, [1] это изображение VAX DPM, одной из девяти карт, составляющих ЦП 11/750. Сравните это с изображением процессора LSI-11 в Руководстве пользователя.
  2. ^ Который появился как CVAX.

Рекомендации

Цитаты

  1. ^ Semiconductor International. Издательство "Каннерс".
  2. ^ Компьютерные и коммуникационные решения. Издательская компания Hayden. 1988 г.
  3. ^ Датамация. Издательство "Каннерс". 1992 г.
  4. ^ Скотт 1994, п. 7.
  5. ^ а б Скотт 1994, п. 8.
  6. ^ а б c Скотт 1994, п. 9.
  7. ^ LSI-11, PDP-11/03 Руководство пользователя (PDF). Корпорация цифрового оборудования. 1976 г.
  8. ^ "Спецификация микросхемы данных J-11" (PDF). Корпорация цифрового оборудования. 1 июля 1982 г.
  9. ^ а б "Trilogy Systems Corp". ComputerWorld. 15 июня 1981 г. С. 11–12.
  10. ^ Schein 2010, п. 313.
  11. ^ а б c d е ж Гудвин и Джонсон 2009, п. 6.
  12. ^ Schein 2010, п. 307.
  13. ^ Schein 2010, п. 314.
  14. ^ Душитель, Марк. "Эскиз DEC PRISM".
  15. ^ Браун, Джим (30 октября 1989 г.). «DEC продвигается на рынок IBM с вводом мэйнфрейма». Сетевой мир. С. 2, 64.
  16. ^ Джонсон, Мэрифрэн (25 февраля 1991 г.). «Компьютерный мир». Computerworld. п. 4.
  17. ^ Бруннер, Ричард А .; Bhandarkar, Dileep P .; Маккин, Фрэнсис X .; Патель, Бимал; Роджерс-младший, Уильям Дж .; Йодер, Грегори Л. (осень 1990 г.). «Векторная обработка в системе VAX 9000» (PDF). Цифровой технический журнал. 2 (4): 61–79.
  18. ^ Бхандаркар, Дилип; Бруннер, Ричард (1990). «Векторная архитектура VAX». Материалы 17-го ежегодного международного симпозиума по компьютерной архитектуре (ISCA '90). Ассоциация вычислительной техники. С. 204–215. Дои:10.1145/325164.325145. ISBN 0897913663. S2CID 17866614.
  19. ^ а б c Карл С. Гибсон и др., VAX 9000 SERIES, Digital Technical Journal of Digital Equipment Corporation, Volume 2, Number 4, Fall 1990, pp118-129.
  20. ^ Хупер, Д.Ф. (1988). «СИД: синтез целостного дизайна». Труды 1988 Международная конференция IEEE по компьютерному дизайну: СБИС. С. 204–8. Дои:10.1109 / ICCD.1988.25691. ISBN 0-8186-0872-2. S2CID 62241940.

Библиография