Реферат: Основные платформы ЭВМ
Несмотря на то что эталонная модель архитектуры POWER обязательно реализуется во всех моделях процессоров, внутренние архитектуры и системы команд различных ветвей семейства POWER могут довольно заметно различаться. В результате неизбежно возникает проблема совместимости программного обеспечения. В случае RS/6000 она решается на уровне двоичной совместимости. Существует так называемый общий режим компиляции (Common Mode), обеспечивающий безусловную переносимость полученного исполнимого кода на любую платформу RS/6000. Понятно, что такой код не всегда будет наилучшим образом использовать преимущества конкретной платформы. Если это необходимо, могут использоваться режимы компиляции Power, PowerPC и Power2, создающие исполнимый код с учетом особенностей каждой архитектуры, но и "привязывающие" его к соответствующему процессору. Совместимость различных моделей семейства RS/6000 обеспечивается также единством их операционной среды: на всех машинах RS/6000, от ноутбуков до сверхмощных SP, используется операционная система AIX (ее последняя версия 4.3 появилась сравнительно недавно). Версия AIX 4.3 позволяет старым 32-разрядным и новым 64-разрядным приложениям работать "бок о бок", не мешая друг другу. Она позволяет даже разрабатывать 64-разрядные приложения на 32-разрядных системах RS/6000.
В ОС AIX 4.3 предусмотрены удобные графические средства администрирования систем и сетей с применением HTML, все необходимое для использования Internet-технологий, включая электронную коммерцию, средства разработки Java-приложений и Java-компилятор типа JIT. В ней реализована версия 6 Internet-протокола (IPV6), обеспечивающая более высокую надежность и защищенность передачи данных.
Системы RS/6000 находят широкое применение в самых разных отраслях промышленности, в сферах науки, финансов, в государственных учреждениях. Приведем некоторые примеры. На заводе ГАЗ рабочие станции RS/6000 применялись при проектировании хорошо зарекомендовавшего себя полуторатонного грузовика "Газель"; на ВАЗе они позволили сократить время внедрения 10-й модели "Жигулей" до 2 лет (для такого неповоротливого и консервативного образования, как ВАЗ, этот срок следует признать рекордным). Следуя за ведущими мировыми производителями автотехники, отдающими предпочтение САПР CATIA, работающей на RS/6000, этими системами оснащаются и такие крупнейшие наши автозаводы, как ЗИЛ и УралАЗ. Системы RS/6000 применяются в машиностроении не только в качестве рабочих станций проектировщиков, но и в управлении производством (такие системы, как R/3 и Baan), они находят применение в геологии, геофизике, нефтегазовой и химической промышленности, металлургии, энергетике. Из государственных учреждений, использующих RS/6000 как базу для работы геоинформационных систем и специализированных информационных систем на базе СУБД Oracle, Informix, SyBase и др., можно упомянуть Налоговую инспекцию РФ, ряд областных администраций и министерств.
Приведем характеристики некоторых последних моделей семейства RS/6000, относящихся к различным "весовым категориям".
Сервер начального уровня RS/6000 43P Model 140
Эта настольная система стоимостью менее 10 тыс. долл. может служить как графической рабочей станцией, так и сервером для рабочей группы. Она построена на 200-МГц процессоре PowerPC 604e (возможна также установка 233- и 332-МГц вариантов этого процессора), содержит 1-Мбайт вторичный кэш, 64-Мбайт оперативную память с ECC, расширяемую до 768 Мбайт, 2,1-Гбайт SCSI-диск (максимальный объем внутренней дисковой памяти - 18,1 Гбайт, внешней - 873 Гбайт). При использовании в качестве рабочей станции система может комплектоваться одним из трех мощных ускорителей трехмерной графики POWER GXT550P, GXT800P или GXT1000. Предусмотрен также специальный порт для подключения графического планшета.
Рабочая станция/сервер среднего класса RS/6000 Model 397
Будучи высокопроизводительной системой двойного назначения (рабочая станция или/и сервер), Model 397 стоимостью около 35 тыс. долл. занимает промежуточное положение между системами начального уровня и серверами масштаба предприятия. Система настольного исполнения построена на одном процессоре POWER2 SC с тактовой частотой 160 МГц и оснащена 128 Мбайт ECC-памятью (с возможностью расширения до 1 Гбайт), 4,5-Гбайт диском (максимальный объем внутренней дисковой памяти 27,3 Гбайт, внешней - 3,4 Тбайт). Несмотря на сравнительно низкую по современным понятиям тактовую частоту, процессор POWER2 SC, оптимизированный для выполнения вычислений с плавающей точкой, демонстрирует показатель SPECfp95, равный 25,8 - больше чем 600-МГц процессор Alpha 21164 (20,8 единиц)! Таким образом, система 397 прекрасно подходит для применений, где требуются большие объемы нецелочисленных расчетов.
Сервер масштаба предприятия аRS/6000 Model S70
Эта 64-разрядная система с SMP обеспечивает производительность, наращиваемость и надежность, достаточные для самых требовательных к ресурсам современных систем электронной коммерции. Система Model S70 размещается в двух рядом стоящих блоках - комплексе центральной электроники (CEC), содержащем от одного до трех 64-разрядных 125-МГц 4-процессорных модулей с SMP PowerPC RS64 (таким образом, общее число процессоров в системе может быть равно 4, 8 или 12), и стандартной 19-дюйм стойки ввода-вывода. При необходимости в системе может быть установлено еще до трех таких стоек.
В блоке CEC установлен также высокоскоростной многоканальный коммутатор пакетов, контроллер памяти и два 512-разрядных порта памяти, общая полоса пропускания которых доходит до 2,7 Гбайт/с. Стандартно в системе устанавливается 512-Мбайт память типа SDRAM с ECC, которую можно расширить до 16 Гбайт. В распоряжении каждого процессора имеется 4-Мбайт статическая кэш-память с ECC. Каждая стойка ввода-вывода может содержать до двух выдвижных "ящиков" с устройствами ввода-вывода (всего не более 4 ящиков на систему). Базовый ящик содержит 4,5-Гбайт НЖМД Fast Wide SCSI, 20X накопитель CD-ROM, 1,44-Мбайт НГМД, два SCSI-адаптера PCI и сервисный процессор, причем свободными в нем остаются 11 гнезд для 32- и 64-разрядных PCI-адаптеров, два отсека для устройств памяти различного назначения и 11 отсеков для дисков с "горячей" заменой. Максимальный объем внутренней дисковой памяти составляет 218,4 Гбайт, внешней - 1,3 Тбайт при использовании SCSI-устройств и 14 Тбайт при использовании SSA-устройств.
Ключевой компонент обеспечения высокой готовности системы S70 - отдельный сервисный процессор, который может функционировать даже при полном отказе основной системы, собирая информацию о состоянии и потенциально аварийных условиях в ней. При возникновении подобных ситуаций сервисный процессор может без вмешательства оператора соединиться с сервисным центром и передать туда необходимые данные о системе, после чего специалист может дистанционно принять меры по выведению из эксплуатации "подозрительного" устройства или выполнить другие необходимые операции.
Параллельная вычислительная система RS/6000 SP
Наращиваемая параллельная система RS/6000 SP - это самая мощная система на базе RS/6000, предназначенная для самых требовательных к вычислительным ресурсам применений, где необходима переработка колоссальных массивов данных, выполнение огромного объема вычислений в короткие сроки или в реальном масштабе времени и т.п. - в общем, для решения наиболее сложных научных, технических и коммерческих задач. Эти системы используются в финансовом моделировании, вычислительной гидродинамике, численном анализе, системах добычи данных, поддержки принятия решений, он-лайновой обработки транзакций и многих других. Узлы Web более чем 80 крупных компаний и организаций во всем мире строятся на этих системах.
Система SP позволяет "бросить" на выполнение конкретной вычислительной задачи десятки и сотни процессорных узлов одновременно, во много раз сокращая время ее решения. Достаточно сказать, что знаменитая "Deep Blue", выигравшая шахматный матч у чемпиона мира Анатолия Карпова, была не чем иным, как системой RS/6000 SP с 64 узлами.
Базовым элементом структуры SP является процессорный узел, который представляет собой законченную систему RS/6000 на основе процессоров P2SC или PowerPC, работающую под управлением ОС AIX. Предусмотрены три типа узлов - "тонкий" (120- или 160-МГц процессор P2SC, 64-Мбайт ОЗУ, расширяемое до 1 Гбайт, до четырех 4,5-Гбайт НЖМД), "широкий" (135-МГц P2SC, 64-Мбайт/2-Гбайт ОЗУ, дисковая память 4,5/36,4 Гбайт) и "высокий" (2, 4, 6 или 8 200-МГц процессор PowerPC 604e с SMP, 2-Мбайт вторичная кэш-память на процессор, 256-Мбайт/4-Гбайт ОЗУ, дисковая память 4,5/18 Гбайт). Все узлы имеют шину Micro Channel с пропускной способностью 160 Мбайт/с (высокий узел - две такие шины) с разным количеством свободных гнезд: 2 для "тонкого", 7 для "широкого" и 14 для "высокого" узлов. Узлы трех типов могут в различных комбинациях устанавливаться в низкие или высокие стойки. В высокую стойку в зависимости от их типов может быть установлено до 16 узлов. Стойки соединяются между собой, образуя систему из максимально 128 узлов (по специальному заказу может устанавливаться до 512 узлов), причем только 64 из них могут быть "высокими" (SMP) узлами.
Узлы объединяются между собой с помощью многоканального коммутатора, имеющего пропускную способность 110 Мбайт/с между любой парой узлов. Систему можно разбить на функционально законченные совокупности узлов, например, два узла могут работать в качестве сервера Lotus Notes, а десять других - обрабатывать параллельную базу данных. Разумеется, в системе SP предусмотрен максимум средств обеспечения высокой надежности и готовности: избыточные источники питания, RAID-диски, сервисные процессоры и т.п.
Системный администратор управляет всей параллельной системой с одного пульта, называемого управляющей рабочей станцией, которая представляет собой систему RS/6000 с программным обеспечением поддержки параллельных систем PSSP, позволяющим выполнять все задачи по администрированию системы SP.
Самая большая система RS/6000 SP установлена в Лаборатории Лоуренса Ливермора Министерства энергетики США. Она состоит из 4096 узлов. После ожидаемого в 1998 г. перевода ее на новое поколение процессоров POWER3, которые уже объявлены к выпуску фирмой IBM, она будет выполнять 3 триллиона операций с плавающей точкой в секунду и станет, как предполагается, самым быстродействующим компьютером в мире.
Платформа Apple
Современные "Маки" мало похожи на те компьютеры, которые когда-то поразили воображение основателей Apple в исследовательских лабораториях Xerox. Но за все годы своего существования Macintosh не утерял главного - любовь своих пользователей.
Как известно, Macintosh - это не компьютер, это религия. Привязанность пользователей к своим "Макам" не имеет никакого разумного объяснения, но именно это обстоятельство позволило Apple пережить самые тяжелые времена, когда, казалось бы, крах неизбежен. Сегодня Apple обрела относительную финансовую стабильность и в значительной мере обновила свои изделия. Если всего полгода назад многим пользователям Macintosh казался компьютером, отставшим в развитии от Windows-совместимых ПК по меньшей мере на полтора-два года, то современные "Маки" вполне способны составить продукции Wintel достойную конкуренцию.
Технологические новинки, которые появились в течение прошедшего года, можно перечислять очень долго. Здесь и 350-МГц системы, и Mac OS 8, и совсем новые компьютеры на базе процессора PowerPC G3. Чтобы подробно их описать, не хватит не только этого, но и, пожалуй, еще двух-трех номеров журнала, поэтому мы ограничимся лишь кратким описанием современных моделей Macintosh.
Заметим сразу, что "комплектность" моделей у Apple идет по нарастающей, и если в одной из систем появилось некое устройство, то, значит, все последующие тоже будут им оснащены. Во избежание повторений функциональные возможности такого рода описываются лишь один раз, в той модели, в которой они впервые появляются.
Настольные компьютеры
Power Macintosh 5500
Это наименее мощная модель среди современных компьютеров Macintosh. Apple позиционирует ее как недорогую мультимедиа-систему для небогатых пользователей или разного рода образовательных учреждений. PowerMac 5500 представляет собой изделие класса "все-в-одном", где в общем корпусе размещены и компьютер, и монитор, и динамики.
В Power Macintosh 5500 применяется процессор PowerPC 603e с тактовой частотой 225 или 250 МГц (с 32-Кбайт кэш-памятью первого уровня), 32-Мбайт ОЗУ (в стандартном комплекте), 2-Гбайт диск и 12x-накопитель CD-ROM. Возможности расширения данной системы весьма ограниченны: в ней имеется только одно гнездо для установки плат PCI. Максимальная емкость ОЗУ составляет 128 Мбайт (два DIMM-модуля). Как и у всех компьютеров Mac, для подключения внешних устройств применяется интерфейс SCSI, который позволяет иметь до шести устройств. Имеется разъем видео-ввода для платы Apple Video System.
Power Macintosh 6500
Power Macintosh 6500 - это семейство в значительной мере универсальных систем, которые рассчитаны на самые разные применения, от "домашнего" ПК до рабочей станции в издательском секторе. В этой серии применяется процессор PowerPC 603e с тактовой частотой от 225 до 300 МГц, 32-Мбайт ОЗУ, 3-Гбайт НЖМД (максимальная емкость составляет до 6 Гбайт), 12x-накопитель CD-ROM и звуковая подсистема. В некоторых моделях серии имеется также встроенный 100-Мбайт накопитель Iomega Zip и 33,6-кбит/с модем. Возможности расширения Power Macintosh 6500 несколько лучше: два гнезда PCI, разъем SCSI (в моделях с накопителем Zip можно подключить до пяти, без него - до 6 устройств), дав последовательных порта (RS-232/RS-422), один из которых, правда, может быть занят модемом.
Power Macintosh G3
В компьютерах Power Macintosh G3 применяются новые процессоры PowerPC G3 (см. врезку "PowerPC: новое поколение") с тактовой частотой 233 или 266 МГц. Объем кэш-памяти второго уровня составляет 512 Кбайт, тактовая частота, на которой "общаются" процессор и кэш, - 117 или 133 МГц, тактовая частота системной шины (наконец-то) достигла 66 МГц. Эти компьютеры имеют 32-Мбайт ОЗУ (с возможностью расширения до 192 или 384 Мбайт), а также графическую плату ATI 3D RAGE II+, 4 (или 6 Гбайт) IDE-жесткий диск, 24x-привод CD-ROM и накопитель со сменными дисками Zip (правда это устройство входит не во все модели).
По утверждению Apple, такие системы превосходят наиболее мощные Windows-совместимые компьютеры, однако, пока нет результатов независимой экспертизы, подобные заявления нужно воспринимать критически.
Power Macintosh 8600
"Высокопроизводительная система для профессионалов" - так квалифицирует эту модель сама Apple. Модель Power Macintosh 8600 - это первая система, где имеется 1-Мбайт Apple Inline Cache - кэш-память второго уровня, расположенная на специальной плате. Кроме того, она оснащена 250- или 300-МГц процессором PowerPC 604e, 32-Мбайт ОЗУ, 4-Гбайт жестким диском и 24x-накопителем CD-ROM. Возможности расширения Power Macintosh 8600, как нетрудно догадаться, лучше, чем у предыдущих моделей: 3 гнезда PCI, не считая остальных разъемов, которые предусматривает любой компьютер Macintosh (сетевые, SCSI, аудио- и видео и пр.).
Power Macintosh 9600
Это самая мощная система, которая ориентирована на применение в таких областях, как обработка графики и видео, трехмерное моделирование и даже, как ни странно это звучит в отношении Macintosh, САПР. В основном по техническим характеристикам Power Macintosh 9600 не отличается от предыдущей модели, за исключением процессора - PowerPC 604e, тактовая частота которого может достигать 350 МГц, более скоростной графической подсистемы и лучших возможностей для расширения (8 гнезд PCI и 12 разъемов для установки DIMM-модулей ОЗУ).
20th Anniversary Macintosh ("Двадцатая годовщина")
Название данной модели говорит само за себя - этот "юбилейный компьютер" был выпущен в ограниченном количестве к соответствующей дате в истории Apple. Это ПК типа "все в одной упаковке", который по замыслу его создателей должен стать прообразом "компьютера XXI века". Нетрадиционная форма (чем-то напоминающая некоторые компьютеры Silicon Graphics), жидкокристаллический экран, сабвуфер (специальный динамик для воспроизведения низких частот) должны укрепить репутацию "суперсистемы". Однако, технические характеристики весьма скромны: 250-МГц процессор PowerPC 603e, 32-Мбайт ОЗУ, 2 Мбайт видеопамяти на интегрированной видеоплате, 2-Гбайт жесткий диск. Вполне приемлемо для современных компьютеров, но явно недостаточно для "системы XXI века". Впрочем, Apple и не отрицает, что 20th Anniversary Macintosh - это "сувенир" (ценой более 8 тыс. долл.).
