Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

VAX 9000 , под кодовым названием Aridus был семейство мэйнфреймов компьютеров , разработанных и изготовленных Digital Equipment Corporation (DEC) с использованием пользовательских ECL -На процессоры , реализующие VAX набор инструкций архитектуры (ISA). Оснащенные дополнительными векторными процессорами , они также продавались в суперкомпьютерном пространстве. [1]

Эти системы ведут свою историю с момента лицензирования DEC в 1984 году нескольких технологий компанией Trilogy Systems , которая представила новый способ плотной упаковки микросхем ECL в сложные модули. Разработка дизайна 9000 началось в 1986 году по назначению в качестве замены для VAX 8800 семьи, [2] первоначальные планы предусматривали двух общих моделей, высокоэффективная Aquarius с использованием водяного охлаждения , как показано на системах IBM, а СЧ-производительность Системы Aridus с воздушным охлаждением. В процессе разработки инженеры настолько улучшили систему воздушного охлаждения, что Aquarius не предлагали; модели Aridus можно было «модернизировать» до Aquarius, но они не предлагали этого. [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 компании выйти на рынок мэйнфреймов, поскольку она наблюдала, как нижний сегмент компьютерного рынка захватывает постоянно улучшающиеся IBM-совместимые системы и новые 32-разрядные рабочие станции Unix . Компания инвестировала в разработку машины около 1 миллиарда долларов, несмотря на серьезную озабоченность компании по поводу этой концепции в эпоху быстрого улучшения характеристик RISC . Проблемы с производством отодвинули его выпуск, к тому времени эти опасения оправдались и появились новые платформы, такие как собственный NVAX от DEC. предлагал значительную часть производительности 9000 за крошечную долю цены.

До прекращения производства было поставлено около четырех дюжин систем, [ цитата необходима ] из- за серьезного отказа. Один типичный пример ЦП хранится в Музее компьютерной истории (не выставлен на всеобщее обозрение).

История [ править ]

DEC в 80-е [ править ]

С началом 80-х годов DEC набирала силу. PDP-11 был выпущен в 1970 году и продолжал сильные продажи , которые в конечном счете достигают 600000 машин, в то время как их недавно представила VAX-11 взяла , где PDP закончилась , и начала делать крупные набеги на СУБИ СЧ рынка. DEC также представила свои знаменитые компьютерные терминалы серии VT и множество других популярных периферийных устройств, которые принесли значительный денежный поток. [4]

За это время DEC предприняла несколько попыток войти в область персональных компьютеров , но все они потерпели неудачу. Самым известным из них был Rainbow 100 , который предлагал возможность запускать программы как MS-DOS, так и CP / M , но вместо этого продемонстрировал свою неспособность справиться ни с одной из этих задач, стоив примерно столько же, сколько покупка двух отдельных машин. По мере расширения рынка ПК DEC отказалась от него и все больше 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 новая шина VAXBI не могла использоваться другими разработчиками, если они не подписали соглашение о разработке. Это резко контрастировало со стандартом Unibus для PDP и более ранних машин VAX, которые имели процветающий рынок продуктов сторонних производителей. Кен Олсен сказал: «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. Среди них особо выделялась компания Sun Microsystems , чьи системы на базе Motorola 68000 предлагали производительность, аналогичную серии VAXstation от DEC, но при этом были основаны на операционной системе UNIX . 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 [ править ]

В течение 1960-х годов компьютеры DEC были построены из отдельных транзисторов и начали переходить на использование интегральных микросхем малого размера (SSI IC). Они будут встроены в несколько печатных плат , которые затем будут соединены вместе на объединительной плате для создания центрального процессора (ЦП). К 1970-м годам использовались интегральные микросхемы малого и среднего масштаба , а крупномасштабная интеграция (БИС) позволяла реализовать более простые процессоры в одной ИС (или «микросхеме»). К концу 1970 - х годов, ряд БИС версий PDP-11 были доступны, во- первых , как многокристальных единиц , таких как собственный DEC в 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 предыдущих поколений, но с несколькими микросхемами LSI на печатных платах, создавая более сложный ЦП, а не микросхемы SSI на платах с проволочной обмоткой. [a] К середине 1980-х годов безжалостное воздействие закона Мура подтолкнуло LSI к тому, что теперь стало очень крупномасштабной интеграцией (VLSI). ИС СБИС могут содержать сотни тысяч или миллионы транзисторов, чего достаточно для реализации всей системы VAX на одном кристалле. Это привело к появлению в 1985 году MicroVAX 78032 , в котором реализовано подмножество VAX, но было ясно, что вскоре «полный» VAX уместится на одном кристалле. [b]

Типичная технология CMOS, используемая для изготовления этих микросхем, в то время была медленной по сравнению с конкурирующей системой с эмиттерно-связанной логикой (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 компании DEC по разработке многочиповых и многокартных ЦП.

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 году Джин Амдал основал Trilogy Systems с целью решения этих проблем (среди прочего) для производства мэйнфреймов на базе ECL с чрезвычайно высокой производительностью. В рамках этих разработок Trilogy разработала новую систему межкристального соединения с использованием медных проводников, залитых полиимидной изоляцией, 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 свои собственные мэйнфреймы, совместимые с плагинами, 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 13 микроконтроллеров сформировали ЦП.

Сначала поставленные цели могли быть достигнуты только в том случае, если система охлаждалась водой, что привело к названию Водолей, носитель воды. В процессе разработки была внедрена новая система воздушного охлаждения с необходимой мощностью, поэтому линия перешла на эту систему. Эта версия получила кодовое название Airdus, что означает «сухой». [10]

Изменения рынка [ править ]

В то время как разработка продолжалась, в конце 1988 года IBM представила свои системы AS / 400 , новую линейку устройств среднего уровня, которые были намного более конкурентоспособными по стоимости, чем предыдущие предложения. Ценовое преимущество DEC было серьезно подорвано, и их рост на рынке прекратился почти сразу. В конечном итоге IBM будет получать около 14 миллиардов долларов годового дохода от этой линии, что превышает весь доход компании DEC. Тем временем Sun представила свой микропроцессор SPARC, 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 была ограничена низкими и средними частотами, 9000 стала основным направлением деятельности компании; они назвали его «убийцей IBM». [11] Технический комитет компании, Целевая группа по стратегии, 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 для старших технических специалистов еще в 1987 году было ясно, что следующее поколение КМОП-чипов, NVAX , будет работать так же хорошо, как 9000 к 1988 году, хотя 9000 не планировалось выпустить до 1989 года. [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 убить 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 многообещающий DEC Prism . [14]

Выпуск [ править ]

DEC официально объявила о выпуске 9000 в октябре 1989 года, заявив тогда, что он будет выпущен «весной следующего года». Сравнивая его с IBM 3090 начального уровня , DEC позиционирует машину для обработки транзакций и высокопроизводительных систем баз данных. Было объявлено о пяти системах стоимостью от 1,2 до 3,9 миллиона долларов, охватывающих диапазон производительности от 30 до 117 раз выше, чем у 11/780 [15]

В конечном итоге разработка 9000 обошлась примерно в 3 миллиарда долларов. [11] Выпуск намечен на 1989 год, задержки в производстве микросхем задержали его на год, а дальнейшие задержки в сборке всей машины привели к тому, что в 1990 году было поставлено лишь небольшое количество оборудования. Системы страдали от проблем и требовали постоянного обслуживания в полевых условиях. . [6] К 1991 году у компании было 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 по цене 920 000 долларов, обращаясь к клиентам, которым требуется мощность процессора без необходимости в обширном хранилище или других опциях. [16]

Между тем, предсказания группы инженеров о безжалостном марше CMOS подтвердились. К 1991 году на рынке появился и NVAX, предлагающий примерно такую ​​же производительность за крошечную долю 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 разработок. [11]

Описание [ править ]

VAX 9000 был многопроцессорным и поддерживал один, два, три или четыре процессора с тактовой частотой 62,5 МГц (время цикла 16 нс). Система была основана на перекрестном переключателе в блоке управления системой (SCU), к которому подключены от одного до четырех ЦП, два контроллера памяти, два контроллера ввода / вывода (I / O) и служебный процессор. Ввод-вывод обеспечивался четырьмя шинами Extended Memory Interconnect (XMI).

Скалярный процессор [ править ]

Каждый ЦП был реализован с 13 многочиповыми модулями (MCU), причем каждый MCU содержал несколько массивов макроячеек с эмиттерно-связанной логикой (ECL), которые содержали логику ЦП. Матрицы затворов были изготовлены по технологии Motorola MOSAIC III, биполярной технологии с шириной вытяжки 1,75 микрометра и тремя слоями межсоединений. Микроконтроллеры были установлены в планарный модуль ЦП, который вмещал 16 микроконтроллеров и имел размер 24 на 24 дюйма (610 мм).

Векторный процессор [ править ]

ЦП VAX 9000 был соединен с векторным процессором с максимальной теоретической производительностью 125 MFLOPS. Схема векторного процессора присутствовала во всех поставленных устройствах и была отключена программным переключением на устройствах, проданных «без» векторного процессора. Векторный процессор назывался V-box , 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 состоит из шести субъединиц: 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 [ править ]

SID (Synthesis of Integral Design) представлял собой программу логического синтеза, используемую для генерации логических вентилей для VAX 9000. Из высокоуровневых поведенческих источников и источников уровня передачи регистров примерно 93% скалярных и векторных модулей ЦП , более 700 000 вентилей, были синтезированы. [19]

SID - это система искусственного интеллекта, основанная на правилах, и экспертная система с более чем 1000 рукописными правилами. В дополнение к созданию логического элемента , SID перевел проект на уровень проводки, распределяя нагрузки по цепям и предоставляя параметры для размещения и маршрутизации инструментов САПР . В процессе работы программа генерировала и расширяла свою 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 при участии лучших дизайнеров в команде, были достигнуты отличные результаты. По мере развития проекта и написания новых правил результаты, полученные SID, стали равными или лучше, чем результаты, полученные вручную, как по области, так и по времени. Например, SID произвел 64-битный сумматор, который был быстрее, чем созданный вручную. Области, спроектированные вручную, в среднем содержали 1 ошибку на 200 ворот, тогда как логика, созданная с помощью SID, составляла в среднем 1 ошибку 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, тогда как другие области разработки VAX 9000 столкнулись с проблемами реализации, что привело к значительной задержке выпуска продукта. После VAX 9000 SID больше никогда не использовался.

Модели [ править ]

VAX 9000 Model 110 [ править ]

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 Model 210 [ редактировать ]

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 Model 4x0 [ редактировать ]

VAX 9000 Модель 4x0 была многопроцессорной способна моделью, значение «х» (1, 2, 3 или 4) , обозначающее количество процессоров настоящего времени . 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.

Заметки [ править ]

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

Ссылки [ править ]

Цитаты [ править ]

  1. ^ Semiconductor International . Издательство "Каннерс".
  2. ^ Компьютерные и коммуникационные решения . Издательская компания Hayden. 1988 г.
  3. ^ Datamation . Издательство "Каннерс". 1992 г.
  4. ^ Скотт 1994 , стр. 7.
  5. ^ a b Скотт 1994 , стр. 8.
  6. ^ a b c Скотт 1994 , стр. 9.
  7. ^ LSI-11, PDP-11/03 Руководство пользователя (PDF) . Корпорация цифрового оборудования. 1976 г.
  8. ^ "J-11 Data Chip Specification" (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 , стр. 313.
  11. ^ Б с д е е Goodwin & Johnson 2009 , с. 6.
  12. ^ Schein 2010 , стр. 307.
  13. ^ Schein 2010 , стр. 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, Maryfran (25 февраля 1991). «Компьютерный мир» . Компьютерный мир . 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. DOI : 10.1145 / 325164.325145 . ISBN 0897913663. S2CID  17866614 .
  19. ^ a b 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. Перейти ↑ Hooper, DF (1988). «СИД: синтез целостного дизайна». Труды 1988 Международная конференция IEEE по компьютерному дизайну: СБИС . С. 204–8. DOI : 10.1109 / ICCD.1988.25691 . ISBN 0-8186-0872-2. S2CID  62241940 .

Библиография [ править ]

  • Гудвин, Дэвид; Джонсон, Роджер (2009). DEC: Ошибки, которые привели к его падению (PDF) (Технический отчет). Лондонский университет.
  • Скотт, Грег (1994). Digital Equipment Corporation: RIP или будущий экономичный и злой конкурент? (PDF) (Технический отчет). Скотт Консалтинг.
  • Шейн, Эдгар (2010). Организационная культура и лидерство . Джон Вили и сыновья. ISBN 9780470185865.