ВАКС 9000
VAX 9000 — это снятое с производства семейство мэйнфреймов , разработанное и производимое Digital Equipment Corporation (DEC) с использованием специальных процессоров на базе ECL, реализующих VAX архитектуру набора команд (ISA). Оснащенные дополнительными векторными процессорами были проданы в сфере суперкомпьютеров . , они также [1] Как и другие системы VAX, они продавались с операционными системами VMS или Ultrix .
История этих систем восходит к лицензированию DEC в 1984 году нескольких технологий компании Trilogy Systems , которая представила новый способ плотной упаковки микросхем ECL в сложные модули. Разработка конструкции 9000 началась в 1986 году и предназначалась для замены семейства VAX 8800 . [2] на тот момент это было предложение VAX высокого класса. Первоначальные планы предусматривали создание двух общих моделей: высокопроизводительной Aquarius средней производительности с водяным охлаждением, как в системах IBM, и систем Aridus с воздушным охлаждением. В ходе разработки инженеры настолько усовершенствовали систему воздушного охлаждения, что «Водолей» не предлагался; модели Aridus можно было «обновить на месте» до Aquarius, но они этого не предлагали. [3]
Модель 9000 позиционировалась в DEC как «убийца IBM», машина с непревзойденной производительностью и по гораздо более низкой цене, чем системы IBM. DEC планировала, что 9000 позволит компании вернуться на рынок мэйнфреймов, от которого она отказалась начиная с 1983 года. [4] наблюдая, как нижний сегмент компьютерного рынка захватывается постоянно совершенствующимися IBM-совместимыми персональными компьютерами и новыми 32-битными станциями Unix рабочими . Компания инвестировала около 1 миллиарда долларов в разработку 9000, несмотря на значительную обеспокоенность внутри компании по поводу этой концепции в эпоху быстрого улучшения производительности RISC . Проблемы с производством отодвинули его выпуск, и к тому времени эти опасения оправдались, и новые микропроцессоры, такие как собственный NVAX от DEC , предлагали значительную часть производительности 9000 за небольшую часть цены.
До прекращения производства было поставлено около четырех десятков систем. [ нужна ссылка ] массовый провал. Один репрезентативный пример процессора хранится в Музее истории компьютеров , а не выставлен на всеобщее обозрение. Другой находится на хранении в Музее крупномасштабных систем.
История
[ редактировать ]Декабрь 1980-х годов
[ редактировать ]В начале 1980-х годов компания DEC набирала силу. PDP -11 был выпущен в 1970 году и продолжал иметь высокие продажи, которые в конечном итоге достигли 600 000 машин, в то время как их недавно представленный VAX-11 продолжил свое развитие там, где закончился PDP, и начал серьезно вторгаться на рынок IBM среднего класса. DEC также представила свои знаменитые VT серии компьютерные терминалы и множество других популярных периферийных устройств, которые принесли значительный денежный поток. [5]
За этот период DEC предприняла несколько попыток выйти на рынок персональных компьютеров , но все они потерпели неудачу. Самым известным среди них был Rainbow 100 , который предлагал возможность запускать программы как MS-DOS , так и CP/M , но вместо этого продемонстрировал свою неспособность выполнять ни одну из них очень хорошо, хотя стоил примерно столько же, сколько покупка двух отдельных компьютеров. По мере расширения рынка ПК DEC отказалась от своих предложений ПК и все больше обращала внимание на рынок среднего класса. [6]
В рамках этого изменения фокуса был изменен ряд давних политик, что вызвало разногласия 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 PDP и более ранними машинами VAX, у которых был процветающий рынок продуктов сторонних производителей. Кен Олсен сказал: «Мы потратили миллионы на разработку этого автобуса. Я не знаю, почему мы не сделали это раньше». [6]
Поскольку эта политика «закрывала» DEC, новые компании быстро этим воспользовались. Среди них следует отметить компанию Sun Microsystems , чьи системы на базе Motorola 68000 предлагали производительность, аналогичную серии VAXstation от DEC , но были основаны на UNIX операционной системе . Во второй половине 1980-х годов Sun все чаще позиционировала себя как замену DEC на техническом рынке, называя DEC закрытой проприетарной «кровосоской». [7] Этому способствовало решение DEC в 1985 году отказаться от технического рынка в пользу более высокой прибыли в центрах обработки данных . [5]
ОКУ
[ редактировать ]В 1960-е годы компьютеры DEC были построены из отдельных транзисторов и начали переходить на использование малой интеграции интегральных схем (SSI IC). Они будут построены на нескольких печатных платах , которые затем будут соединены проводами на объединительной плате для создания центрального процессора (ЦП). К началу 1970-х годов малой и средней интеграции использовались микросхемы , а крупномасштабная интеграция (LSI) позволяла реализовать более простые процессоры в одной микросхеме (или «чипе»). К концу 1970-х годов было доступно несколько версий LSI PDP-11, сначала в виде многокристальных устройств, таких как собственная LSI-11 компании DEC . [8] и позже в одночиповых версиях, таких как J-11 . [9]
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, образующими более сложный процессор, а не с микросхемами SSI на платах с проволочной обмоткой. [а] К середине 1980-х годов неумолимое воздействие закона Мура подтолкнуло LSI к тому, что теперь стало очень крупномасштабной интеграцией (СБИС). Микросхемы 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 , который реализовал подмножество VAX, но было ясно, что совсем скоро «полный» VAX будет помещаться на одном чипе. [б]
Чтобы сохранить свою актуальность для центров обработки данных, требовалась новая архитектура, плохо подходящая для производства однокристальных процессоров. В то время производство КМОП обычно производило более медленные микросхемы, чем конкурирующая система с эмиттерной связью (ECL). [10] Однако плотность ECL была ниже, а размеры его элементов примерно на поколение отстают от CMOS. DEC пришлось выбирать между созданием либо очень быстрой машины ECL с большим количеством микросхем, либо несколько более медленной машины CMOS с меньшим количеством микросхем. Использование ECL было более сложным, но соответствовало долгой истории DEC в разработке многочиповых и многоплатных процессоров.
Связанной с этим проблемой ECL было распространение межчиповых соединений, пропорциональное значительному увеличению количества контактов, необходимому для роста адресного пространства современных машин . В 1980 году Джин Амдал основал Trilogy Systems для решения проблем производства высокопроизводительных мэйнфреймов на основе ECL. Разработки Trilogy включали новую систему межчиповых соединений с использованием медных проводников, заделанных в полиимидную изоляцию, для создания тонкой пленки с чрезвычайно плотной проводкой. [11]
В 1984 году DEC лицензировала части технологий Trilogy и начала разработку практических версий этих концепций на своей фабрике в Гудзоне . Это было рождение проекта 9000. [7] В отличие от цели Trilogy представить свои собственные мейнфреймы, совместимые с подключаемыми модулями , и напрямую конкурировать с IBM, [11] DEC будет использовать аналогичную технологию для производства VAX, превосходящего предложения IBM по более низкой цене. Технологии подключения Trilogy использовались для создания «многочиповых блоков» (MCU) размером с карту, работающих вместе, как и более ранние конструкции процессоров с несколькими картами. В окончательном варианте процессор состоял из 13 микроконтроллеров. [12]
Первоначально для достижения поставленных целей системе требовалось водяное охлаждение, что привело к кодовому названию Aquarius, то есть «водоносец». Во время разработки новая система воздушного охлаждения заменила водяное охлаждение. Версия с воздушным охлаждением получила кодовое название Aridus, что означает «сухой». [12] [с]
Изменения рынка
[ редактировать ]Пока разработка продолжалась, в конце 1988 года IBM представила свои системы AS/400 , новую линейку систем среднего класса, которая была гораздо более конкурентоспособной по цене, чем предыдущие предложения. Ценовое преимущество DEC было серьезно подорвано, и их прежде быстрый рост рынка почти сразу прекратился. В конечном итоге IBM будет получать от этой линии примерно 14 миллиардов долларов годового дохода, что превышает доход всей компании DEC. Тем временем Sun представила свой микропроцессор SPARC , который позволил настольным машинам превзойти даже самые быстрые из существующих машин DEC. Это подорвало ценность DEC на другом традиционном рынке Unix-систем. [7] Поскольку компания была зажата в нижнем и среднем диапазоне, 9000 стал основным направлением деятельности компании; они называли его «убийцей IBM». [14]
Изначально DEC скептически относилась к RISC. [15] полагая, что он работает с тривиальными пятистрочными программами, но не будет успешным в области обработки транзакций . Это мнение было перевернуто с ног на голову в 1986 году, когда экспериментальный RISC, разработанный в Западной исследовательской лаборатории DEC, сравнили с новейшим VAX 8800 и превзошел его 2 к 1. Это привело к созданию программы по разработке масштабируемой конструкции RISC производственного качества, которая получила название DEC PRISM . [16] Дэйв Катлер , ответственный за разработку PRISM, затем начал разрабатывать высококлассную машину с ее использованием, что сразу же привело к борьбе с группой Aridus, которая считала, что они наступают на «свою территорию». [16] Инженерный комитет компании, Рабочая группа по стратегии, неоднократно рекомендовал отменить Aridus. Каждый год они пытались сократить бюджет проекта, но руководитель проекта Боб Глориозо обращался напрямую к Кену Олсену и совету директоров и добивался его восстановления, заявляя, что «эти инженеры не имеют права указывать нам, бизнесменам, что делать». делать." [16]
«Я просто не понимаю, не понимаю, как это возможно, как этот один чип может заменить эти стойки с электроникой, я просто не понимаю»
—Кен Олсен [17]
В то время как борьба между группами RISC и ECL продолжалась, команда CMOS, создающая процессоры VAX, также продолжала совершенствоваться. Боб Супник утверждает, что старшим техническим специалистам еще в 1987 году было ясно, что следующее поколение КМОП-чипов, NVAX , к 1988 году будет работать так же хорошо, как 9000, хотя запуск 9000 планировался только в 1989 году. [14] Есть несколько цитат выдающихся инженеров проекта NVAX, которые описывают нежелание Олсена отказаться от 9000 даже после того, как ему прямо сказали, что к началу 1990-х годов он не будет конкурентоспособным. [14] и его прямое неприятие того, что такое вообще возможно. [17]
Поскольку компания продолжала поддерживать 9000, хотя становилось все более очевидным, что она неконкурентоспособна, различные группы внутри компании начали разработку систем на базе RISC. Маловероятным результатом этого было то, что все проекты RISC вместо этого были закрыты. [18] за исключением некоторых текущих работ на Hudson Fab над бюджетной PRISM. [19]
Выпускать
[ редактировать ]DEC официально объявила о выпуске 9000-х в октябре 1989 года, заявив тогда, что их поставки начнутся «следующей весной». начального уровня Сравнивая ее с IBM 3090 , флагманским мейнфреймом IBM, DEC позиционировала эту машину для обработки транзакций и высокопроизводительных систем баз данных . Было объявлено о пяти системах стоимостью от 1,2 до 3,9 миллиона долларов с диапазоном производительности от 30 до 117 раз выше, чем у 11/780. [20]
Разработка 9000 в конечном итоге обошлась примерно в 3 миллиарда долларов. [14] Запланированный к выпуску в 1989 году, задержки в производстве чипов задержали его на год, а дальнейшие задержки в создании всей машины привели к тому, что в 1990 году было поставлено лишь небольшое количество компьютеров. Системы страдали от проблем и требовали постоянного обслуживания в полевых условиях. [7] К 1991 году в портфеле заказов компании было всего 350 систем. При цене 1,5 миллиона долларов за машину система окупила только 25% затрат на разработку, не считая фактического производства. [14] В феврале 1991 года они анонсировали бюджетную версию Model 110 по цене 920 000 долларов, которая была предназначена для клиентов, которым нужна мощность процессора без необходимости большого объема памяти или других опций. [21]
Между тем, предсказания команды инженеров о неустанном развитии КМОП оправдались. К 1991 году на рынке также появился NVAX, предлагающий примерно такую же производительность за небольшую часть стоимости и размера. При более низких настройках производительности та же конструкция была доступна в настольной форме, превосходя по производительности все предыдущие машины VAX. 9000 сумел не только потерять миллиарды долларов, но и привел к прекращению существования нескольких гораздо более многообещающих разработок. [14]
Переориентация
[ редактировать ]К 1991 году отраслевые обозреватели описывали модель 9000 как «зашедшую в тупик» и «разочаровывающую». В августе Глорисосо покинул DEC, сославшись на семейные проблемы. [22]
В октябре 1991 года DEC объявила, что подразделение будет реорганизовано в подразделение производственных систем, а также снизит цены на текущие модели 9000 на 30% и на 38% на серверное программное обеспечение. Они также анонсировали три новые модели на базе CMOS-чипов: 9X15, 9600 и 9800, ни одна из которых не поступила в продажу. Они также объявили, что существующим пользователям 9000 будет предложена скидка на обновление до новых систем на базе DEC Alpha . [23]
Вдобавок к бедам, в начале 1992 года сообщалось, что в установленных системах началась серия аппаратных сбоев, которые, по-видимому, начались во второй половине 1991 года. Исследование показало, что 37% установленных систем столкнулись с «серьезными сбоями», в основном на моделях 9420. [24] Последующий опрос дал системе высокие оценки за обслуживание и совместимость с другими системами DEC, но низкие оценки за надежность и стоимость. [25]
Описание
[ редактировать ]VAX 9000 был мультипроцессором и поддерживал один, два, три или четыре процессора с тактовой частотой 62,5 МГц (время цикла 16 нс). В основе системы лежал перекрестный переключатель в блоке управления системой (SCU), к которому подключались от одного до четырех процессоров, два контроллера памяти, два контроллера ввода-вывода (I/O) и служебный процессор. Ввод-вывод обеспечивался четырьмя шинами Extended Memory Interconnect (XMI).
Скалярный процессор
[ редактировать ]Каждый ЦП был реализован с помощью 13 многокристальных модулей (MCU), причем каждый MCU содержал несколько с эмиттерной логикой (ECL) массивов макроячеек , которые содержали логику ЦП. Матрицы вентилей были изготовлены по . биполярной технологии Motorola MOSAIC III с шириной вытяжки 1,75 микрометра и тремя слоями межсоединений Микроконтроллеры были установлены в планарный модуль ЦП, который вмещал 16 микроконтроллеров и имел размеры 24 на 24 дюйма (610 мм).
Векторный процессор
[ редактировать ]ЦП VAX 9000 был соединен с векторным процессором с максимальной теоретической производительностью 125 MFLOPS. Схема векторного процессора присутствовала во всех поставляемых устройствах и отключалась с помощью программного переключения на устройствах, продаваемых «без» векторного процессора. Векторный процессор назывался V-box, и это была первая ECL-реализация векторной архитектуры VAX от Digital. Разработка векторного процессора началась в 1986 году, через два года после начала разработки ЦП VAX 9000. [26]
Реализация V-box включала 25 устройств Motorola Macrocell Array III (MCA3), распределенных по трем многокристальным блокам (MCU), которые размещались в планарном модуле. V-box был необязательным и мог устанавливаться на месте. V-box состоял из шести субблоков: блока векторного регистра, блока векторного сложения, блока векторного умножения, блока векторной маски, блока векторного адреса и блока векторного управления.
Блок векторных регистров, также известный как файл векторных регистров, реализовал 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 битов использовались для хранения информации о четности. [27]
Синтез скалярных и векторных процессоров SID
[ редактировать ]SID (Synthesis of Integral Design) представляла собой программу логического синтеза , использовавшуюся для создания логических элементов для VAX 9000. Из источников поведенческого уровня высокого уровня и уровня передачи регистров было получено примерно 93% скалярных и векторных блоков ЦП , более 700 000 элементов. синтезированный. [28]
SID представлял собой искусственного интеллекта систему, основанную на правилах , и экспертную систему с более чем 1000 рукописными правилами. Помимо создания логических элементов , SID перенесла проектирование на уровень проводки, распределив нагрузки по цепям и предоставив параметры для размещения и маршрутизации инструментов САПР . В ходе работы программа создала и расширила собственную базу правил до 384 000 правил низкого уровня. [28] [29] Полный синтез VAX 9000 занял 3 часа.
Первоначально это вызвало некоторые споры, но было принято, чтобы сократить общий бюджет проекта VAX 9000. Некоторые инженеры отказались его использовать. Другие сравнили свои собственные проекты уровня шлюзов с проектами, созданными SID, и в конечном итоге приняли SID для работы по проектированию уровня шлюзов. Поскольку правила SID были написаны опытными разработчиками логики и при участии лучших дизайнеров команды, были достигнуты превосходные результаты. По мере продвижения проекта и написания новых правил результаты, полученные SID, стали равны или лучше результатов, полученных вручную, как по площади, так и по времени. Например, SID создал 64-битный сумматор, который был быстрее, чем тот, который был разработан вручную. В областях, спроектированных вручную, в среднем наблюдалась 1 ошибка на 200 шлюзов, тогда как в логике, генерируемой SID, в среднем 1 ошибка на 20 000 шлюзов. После обнаружения ошибки правила SID были исправлены, в результате чего при последующих запусках ошибок было 0. [28] Часть VAX 9000, созданная с помощью SID, была завершена на 2 года раньше запланированного срока, тогда как в других областях разработки VAX 9000 возникли проблемы с реализацией, что привело к значительной задержке выпуска продукта. После VAX 9000 SID больше никогда не использовался.
Модели
[ редактировать ]ВАКС 9000 Модель 110
[ редактировать ]VAX 9000 Model 110 была моделью начального уровня с той же производительностью, что и модель 210, но имела меньший объем памяти и имела меньше программного обеспечения и услуг. 22 февраля 1991 года его цена составляла 920 000 долларов США, а в случае оснащения векторным процессором - 997 000 долларов США.
ВАКС 9000 Модель 210
[ редактировать ]VAX 9000 Model 210 была моделью начального уровня с одним процессором, который можно было модернизировать. Если присутствовал векторный процессор, он назывался VAX 9000 Model 210VP.
ВАКС 9000 Модель 4х0
[ редактировать ]Модель VAX 9000 4x0 представляла собой многопроцессорную модель, значение «x» (1, 2, 3 или 4) обозначало количество присутствующих процессоров. Эти модели поддерживали векторный процессор, причем на каждый ЦП поддерживался один векторный процессор. Максимальная конфигурация имела 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
[ редактировать ]- ^ См., например, это изображение VAX DPM , одной карты из девяти, составляющих процессор 11/750. Сравните это с изображением ЦП LSI-11 в Руководстве пользователя.
- ^ Который появился как CVAX .
- ^ Кодовые имена DEC того времени отсылали к греческим божествам и героям или напоминали их; VAX среднего класса той же эпохи был Argonaut. [13]
Ссылки
[ редактировать ]Цитаты
[ редактировать ]- ^ Полупроводниковый международный . Издательская компания Канерс.
- ^ Компьютерные и коммуникационные решения . Издательская компания Хайден. 1988.
- ^ Датаматизация . Издательская компания Канерс. 1992.
- ^ Уинстенли, Грэм (1991). Искусственный интеллект в технике . Западный Суссекс, Англия: Уайли, Чичестер. п. 391. ИСБН 9780471926030 .
PDP-10 ...снят с производства в 1983 году.
- ^ Перейти обратно: а б Скотт 1994 , с. 7.
- ^ Перейти обратно: а б Скотт 1994 , с. 8.
- ^ Перейти обратно: а б с д Скотт 1994 , с. 9.
- ^ Руководство пользователя LSI-11, PDP-11/03 (PDF) . Корпорация цифрового оборудования. 1976.
- ^ «Спецификация чипа данных J-11» (PDF) . Корпорация цифрового оборудования. 1 июля 1982 года.
- ^ Аннаратоне, Сильвия (1986). Проектирование цифровой КМОП-схемы . Спрингер. п. 2. ISBN 9781461322856 .
- ^ Перейти обратно: а б Компания «Трилогия Системс» . Компьютерный мир . 15 июня 1981 г. стр. 11–12.
- ^ Перейти обратно: а б Шам 2010 , с. 313.
- ^ Шам 2010 , с. 209.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Гудвин и Джонсон 2009 , с. 6.
- ^ Кларк, Дуглас; Стрекер, Уильям (сентябрь 1980 г.). Комментарии Паттерсона и Дитцеля к статье «Обоснование необходимости использования компьютера с сокращенным набором команд» (технический отчет).
- ^ Перейти обратно: а б с Шам 2010 , с. 307.
- ^ Перейти обратно: а б Шам 2010 , с. 314.
- ^ Смотерман, Марк. "Эскиз DEC PRISM" .
- ^ Шам 2010 , с. 210.
- ^ Браун, Джим (30 октября 1989 г.). «DEC выходит на рынок IBM, представляя мэйнфреймы» . Сетевой мир . стр. 2, 64.
- ^ Джонсон, Мэрифран (25 февраля 1991 г.). «Компьютерный мир» . Компьютерный мир . п. 4.
- ^ Джонсон, Маррианн (26 августа 1991 г.). «Глорисосо покидает DEC» . Компьютерный мир . п. 6.
- ^ Джонсон, Мэрифран (21 октября 1991 г.). «DEC перезапускает неудачную стратегию мэйнфреймов» . Компьютерный мир . стр. 1, 12.
- ^ Кьюсак, Салли (20 января 1992 г.). «Пользователи VAX 9000 страдают от головных болей» . Компьютерный мир . п. 33.
- ^ Слейтер, Дарек (21 ноября 1992 г.). «Пользователи мэйнфреймов HDS наиболее удовлетворены» . Компьютерный мир . п. 48.
- ^ Бруннер, Ричард А.; Бхандаркар, Дилип П.; 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.
- ^ Бхандаркар, Дилип; Бруннер, Ричард (1990). «Векторная архитектура VAX». Материалы 17-го ежегодного международного симпозиума по компьютерной архитектуре (ISCA '90) . Ассоциация вычислительной техники. стр. 204–215. дои : 10.1145/325164.325145 . ISBN 0897913663 . S2CID 17866614 .
- ^ Перейти обратно: а б с Хупер, Дональд Ф.; Эк, Джон К. (осень 1990 г.). «Синтез в системе САПР, использованной для проектирования системы VAX 9000» (PDF) . Серия VAX 9000, Цифровой технический журнал, Digital Equipment Corporation . 2 (4): 118–129 . Проверено 28 ноября 2022 г.
- ^ Хупер, Д.Ф. (1988). «СИД: синтез целостного проектирования». Материалы Международной конференции IEEE 1988 года по компьютерному дизайну: СБИС . стр. 204–8. дои : 10.1109/ICCD.1988.25691 . ISBN 0-8186-0872-2 . S2CID 62241940 .
Библиография
[ редактировать ]- Гудвин, Дэвид; Джонсон, Роджер (2009). DEC: Ошибки, которые привели к его падению (PDF) (Технический отчет). Лондонский университет.
- Скотт, Грег (1994). Корпорация цифрового оборудования: RIP или будущий бережливый и подлый конкурент? (PDF) (Технический отчет). Скотт Консалтинг.
- Шейн, Эдгар (2003). DEC умер, да здравствует DEC . Берретт-Келер. ISBN 9781576752258 .
- Шейн, Эдгар (2010). Организационная культура и лидерство . Джон Уайли и сыновья. ISBN 9780470185865 .