Реферат: Основные платформы ЭВМ
Портативные компьютеры
PowerBook G3
Наиболее мощный из всех портативных компьютеров Apple. В PowerBook G3 применяется 250-МГц процессор PowerPC G3, кэш-память второго уровня емкостью 512 Кбайт, 32-Мбайт ОЗУ, 5-Гбайт жесткий диск и 20x-накопитель CD-ROM. Быстродействие этой системы в значительной мере обусловлено тем, что в ней, как и в некоторых настольных ПК, применяется высокоскоростные кэш второго уровня (тактовая частота шины "процессор/кэш" достигает 100 МГц) и системная шина (50 МГц).
Размер TFT-матрицы этого ноутбука по диагонали составляет 12,1 дюйма при максимальном разрешении 800 x 600 и 18-бит глубине представления цвета. PowerBook G3 обладает чрезвычайно развитыми средствами взаимодействия с окружающим миром: встроенным сетевым адаптером (10Base-T), модемом (не все модели) и средствами беспроводной связи.
PowerBook 1400
Эта система представляет собой недорогой портативный мультимедиа-компьютер. В ней применяются 133- или 166- МГц процессор PowerPC 603e, 11.3-дюйм TFT-экраны (800 x 600 при 16-бит представлении цвета), 16-Мбайт ОЗУ (при максимальном объеме 64 Мбайт), 2-Гбайт жесткие диски и высокоскоростные накопители CD-ROM.
PowerBook 2400
PowerBook 2400 создавался как система сверхлегкого класса, при габаритных размерах 4,7 x 26,7 x 21,3 см его масса составляет всего 2 кг. При этом по техническим характеристикам эта модель не уступает некоторым настольным системам: 180-МГц процессор PowerPC 603e, 256-Кбайт кэш второго уровня, 16-Мбайт ОЗУ, 1,3-Гбайт жесткий диск. Компьютер имеет два гнезда для плат PC Card (типа II или одно для плат типа III) и сравнительно небольшой экран - 10,5 дюймов по диагонали, что, впрочем, вполне приемлемо для сверхкомпактной системы.
PowerBook 3400
Это та самая система, которую Apple назвала самым быстродействующим портативным компьютером в мире. Тактовая частота процессора PowerPC 603e, применяемого в PowerBook 3400, достигает 240 МГц, высокой производительности этой модели немало способствует и кэш-память емкостью 256 Кбайт. Остальные технические параметры компьютера вполне оправдывают его положение "мультимедиа-системы высшего класса": 3-Гбайт жесткий диск, 12,1-дюйм TFT-матрица, 12x-накопитель CD-ROM, мощная аудиоподсистема, два гнезда для плат PC Card типа II или одно - для плат типа III.
Серверы
Workgroup Server 9650
Workgroup Server 9650 - это самый мощный из всей серии серверов Apple. В нем применяется процессор PowerPC 604e с тактовой частотой 350 МГц (с 64-Кбайт кэш-памятью первого уровня), 1-Мбайт кэш-памятью второго уровня, 64-Мбайт ОЗУ (максимальный объем которого составляет 728 Мбайт), высокоскоростной дисковой подсистемой на базе Ultra/Wide SCSI НЖМД (два накопителя по 4 Гбайт) и 24x-приводом CD-ROM. В сервере есть три свободных гнезда расширения для плат PCI, встроенные сетевые адаптеры Ethernet (10/100 Мбит/с) и LocalTalk.
Workgroup Server 9650/350 функционирует под управлением Mac OS, кроме того, в зависимости от комплекта, с ним поставляется ряд программных пакетов. Workgroup Server 9650 существует в трех воплощениях: Application Server Solution (сервер приложений), AppleShare Server Solution (файловый сервер), Apple Internet Server Solution (сервер Internet). Первый вариант предусматривает наличие собственно аппаратных средств сервера и пакетов Apple RAID 1.5, Workgroup Server Solution CD, а также Mac OS 7.6.1. Второй, помимо перечисленных, содержит пакеты AppleShare IP 5.0, AppleShare Client for Windows, COPSTalk, Server Manager, Vicom Gateway with DHCP, LogDoor, Claris Home Page, Claris Emailer. Третий - MacOS 8, WebSTAR/SSL, MacDNS, NetCloak, Rumpus, FireSite Speed Booster, Virtual Domain Manager, LogDoor, MacTCP Watcher, PageSentry, Butler SQL, Tango Enterprise, BBEdit, Claris Home Page и GoLive CyberStudio.
Workgroup Server 7350
Этот сервер среднего класса ориентирован на применение в качестве файлового сервера, сервера печати, Internet/intranet, баз данных или приложений. В данной относительно недорогой системе применяются 180-МГц процессор PowerPC 604e и 256 Кбайт кэш, 48-Мбайт ОЗУ, 4-Гбайт дисковый накопитель и 12x-привод CD-ROM. Остальные характеристики этого сервера в целом соответствуют предыдущей модели.
IBM и Apple близки к компромиссу по эталонной PowerPC-платформе
По всей видимости, Apple и IBM все еще придерживаются общего подхода к ОС Unix: обе компании поддерживают среду Power Open, которая будет основываться на версии AIX ОС Unix компании IBM. Стремясь придать мощный импульс продвижению семейства процессоров PowerPC, компании IBM и Apple Computer, согласно источникам, близким к обеим компаниям, сделали еще несколько шагов к тому, чтобы объединиться для поддержки единого стандарта на аппаратные средства. Хотя соглашение еще не получило окончательного оформления, утверждают, что эта сделка одобрена в принципе, и ее заключение - лишь вопрос времени.
В настоящее время IBM и Apple придерживаются различных подходов к созданию PowerPC-систем. Вновь объявленные Macintosh на PowerPC компании Apple работают с ОС System 7 и используют шинную архитектуру Nubus, в то время как системы, подготавливаемые к выпуску группой Power Personal Systems компании IBM и другими поставщиками, будут отвечать спецификациям эталонной PowerPC-платформы (PowerPC Reference Platform - Prep). В платформах Prep используется шина PCI. IBM не будет поддерживать System 7.
"Общая платформа Prep означает серьезные компромиссы для обеих компаний", - заявил один из источников, близких к переговорам, просивший не называть его имени. Он и другие обозреватели полагают, что окончательное согласование деталей единой платформы, вероятно, произойдет позднее в этом году.
Единая платформа настольных PowerPC-ПК предоставит пользователям преимущества стандартных аппаратных средств, в том числе сниженные цены на системы, более широкий выбор поставщиков, обширный рынок программных средств и улучшенную совместимость. Кроме того, по мнению аналитиков, она значительно усилит позиции PowerPC в борьбе против Intel, в особенности если даст пользователям возможность выполнять свои программы, не заботясь о несовместимости аппаратуры.
"Смогут ли системы IBM работать с ОС System 7? - спрашивает Рэндэл Джуйсто (Randal Giusto), аналитик из компании BIS Strategic Decisions (Норвелл, шт. Массачусетс). - Если это возможно, то такая договоренность, безусловно, в интересах как конечных пользователей, так и независимых поставщиков программных средств". "Единая стратегия будет большим благом, - считает Рич Дэвис (Rich Davis), консультант по техническим вопросам компании Pacific Bell (Сакраменто, шт. Калифорния). - Мы имеем дело с организациями, часть которых использует системы Apple, а другие - машины с MS-DOS. Возможно, что они придут к одной и той же промежуточной платформе". Дэвис сообщил, что его фирма интересуется работами IBM по проекту PowerPC, рассчитывая сопоставить этот процессор по критерию цена/производительность с Pentium. Питер Хатсук (Pieter Hartsook), редактор бюллетеня "The Hartsook Letter", полагает, что компании Apple следовало бы создать платформу, которая позволяла бы применять ОС System 7 на машинах IBM. "Им необходимо исключить продукты Microsoft из состава PowerPC-платформы, - заметил Хатсук. - Уже имеется платформа Intel". В области программного обеспечения вскоре может быть сделан решающий шаг вперед. По имеющимся сведениям, в настоящее время между Apple и IBM ведутся переговоры о предоставлении фирмой IBM лицензии на свое микроядро WorkPlace OS компании Apple, которая затем дополнит его оболочкой, включающей ее собственный интерфейс и служебные программы. "В последнее время IBM и Apple вели длительные переговоры и не только о платформе Prep, но и о программном обеспечении, - сообщил один из источников, близких к переговорам. - Они поняли, что нужны друг другу". Переговоры между партнерами по PowerPC-альянсу, включая компанию Motorola, проходили, мягко говоря, не в очень дружеской атмосфере, в частности вновь в этом году создалась тупиковая ситуация, что заставило Apple временно покинуть стол переговоров. Для обозревателей это не было неожиданностью. Представитель Apple заявил: "Мы продолжаем вести с IBM переговоры о дополнении эталонной PowerPC-платформы особенностями, свойственными Macintosh, и передовыми технологиями с целью создать новое определение ПК". Он добавил, что Apple, как и было объявлено в прошлом году, заменит в системах следующего поколения Power Macintosh шинную архитектуру Nubus на архитектуру PCI, предусмотренную в платформе Рrep. Если Apple успеет захватить значительную долю рынка системами Power Macintosh прежде чем IBM займет его часть собственными PowerPC-системами, то компания может добиться за столом переговоров некоторых компромиссов в отношении архитектуры.
"Я полагаю, что IBM будет непросто продвинуть PowerPC-системы во все секторы рынка, за исключением систем для крупных предприятий, где Apple в конечном итоге потребуется помощь, - сказал Вилл Захманн (Will Zachmann), президент компании Canopus Research (Дуксбери, шт. Массачусетс). - Но настольные системы Apple сможет продавать в больших количествах без особых хлопот".
Кроме того, разрабатывается мостовое устройство, которое позволит использовать настольные PowerPC-системы обеих компаний. Хатсук заметил, что необходимость быстрого выхода на рынок может подтолкнуть Apple в качестве кратковременного решения перенести ОС System 7 на первые PowerPC-системы IBM.
Платформа Hewlett-Packard
Архитектура Hewlett-Packard PA-RISC не случайно пользуется славой одной из самых совершенных вычислительных платформ - многие идеи, которые сегодня воспринимаются как нечто само собой разумеющееся, впервые были реализованы именно в процессрах HP.
Первоначально перед проектировщиками PA-RISC стояла задача разработать универсальную архитектуру, которая будет охватывать три основных семейства изделий HP: бизнес-компьютеры HP3000, высокопроизводительные серверы и рабочие станции серии HP9000, а также контроллеры HP1000. Эффективность выполнения операций с плавающей точкой поначалу не слишком беспокоила создателей PA-RISC (тогда этот проект носил кодовое название Spectrum; наименование Precision Architecture, HP-PA, или просто PA, он получил несколько позже). Однако впоследствии эволюция этой архитектуры пошла по иному пути, и сегодня PA-RISC пользуется репутацией одной из самых совершенных вычислительных платформ.
Очевидно, что разработать систему, которая будет обладать высоким быстродействием при выполнении вычислений с плавающей точкой, - задача далеко не тривиальная. На ее решение пока не замахивалась даже Intel, предпочитая совершенствовать функциональные модули выполнения целочисленных операций (один из самых наглядных тому примеров - технология MMX). Кстати, даже при беглом знакомстве с PA-RISC становится очевидно, как много ее особенностей переняли разработчики Intel, создававшие Pentium Pro и Pentium II, - это и большой (до 1 Мбайт) кэш первого уровня, и многокристальная конструкция, при которой кэш функционирует на тактовой частоте процессора, и предиктивное исполнение команд программы (с изменением порядка их следования).
Первым процессором с архитектурой PA-RISC считается PA-7100. Этот ЦП был выполнен по многокристальной технологии, где кэш-память была вынесена за пределы основного кристалла. Такое решение позволило значительно увеличить ее емкость, однако усложнило технологию производства ЦП. Тактовая частота PA-7100, который изготавливался по 0,8-мкм технологии, составляла 125 МГц, на кристалле размером 14x14 мм было размещено 850 тыс. транзисторов. Производительность PA-7150 достигала 136 SPECint92 и 201 SPECfp92.
Несколько позже был выпущен процессор PA-7100LC в нескольких вариантах, рассчитанных на тактовые частоты 60, 80 и 100 МГц, а затем - PA-7200, который изготавливался по 0,5-технологии мкм и содержал уже 1,3 млн. транзисторов при практически неизменной площади кристалла (14x15 мм). Первым процессором PA-RISC, в котором все компоненты процессора были расположены на одном кристалле, стал ЦП PA-7300LC.
В марте 1995 г. был анонсирован процессор PA-8000/. Это последний процессор, в котором "глобально" была изменена архитектура PA-RISC. Несмотря на то что совсем недавно появились процессоры PA-8200 и PA 8500, ЦП PA-9000 мы уже не увидим - в планах HP после PA-8500 следует Merced - 64-разрядный процессор, проектируемый фирмой HP совместно с Intel.
В то же время, PA-8000 - это первый полностью 64-разрядный процессор семейства PA-RISC. Последующие модели - PA-8200 и PA-8500 - в основном развивают его функциональную схему. Значительная производительность процессоров семейства PA-8x00 объясняется прежде всего высокой степенью параллелизма, изначально заложенного в их конструкцию.
Их архитектура предусматривает наличие большого числа исполнительных устройств: два АЛУ, выполняющих целочисленные операции, два устройства для сдвига и слияния данных, два для умножения и сложения чисел с плавающей точкой, два для деления и вычисления квадратного корня и два для загрузки и записи.
Как уже говорилось, в известных пределах ЦП PA-8000 способны выполнять команды не в их "естественном" порядке, а так, как их сгруппировали блоки управления загрузкой отдельных устройств. В каждом такте процессора могут выполняться до четырех команд, которые затем поступают в 56-строчный буфер переупорядочивания, IRB. Он позволяет избежать ситуации, когда основные функциональные устройства процессора оказываются незагруженными. IRB состоит из двух блоков по 28 строк каждый; в одном буферизуются команды, предназначенные для целочисленных блоков или устройств вычислений с плавающей точкой, а в другом - команды загрузки регистров/записи в память. ЦП способен одновременно анализировать все команды, содержащиеся в буфере переупорядочивания, и в каждом такте подавать до четырех готовых для выполнения команд на входы соответствующих АЛУ. Процессоры PA-8000 содержат полный набор средств выполнения 64-разрядных операций, включая адресную арифметику, а также арифметику с фиксированной и плавающей точкой.
В РА-8000 используются сразу два метода предсказания условных переходов: статический, основанный на неких "известных" процессору правилах, и динамический, основанный на анализе таблицы истории переходов BHT (Branch History Table).
Отличительной особенностью PA-RISC всегда считался большой кэш, в PA-8000 его емкость составляет 0,5 Мбайт для команд и 1 Мбайт для данных. Доступ к двум банкам кэша производится через буфер переупорядочивания адресов (ARB). Поступающие в него адреса, которые были вычислены модулями сумматора адресов, располагаются в соответствии с заранее известными приоритетами, а затем передаются в заданное АЛУ.
Еще одна интересная особенность процессоров PA-8x00 - наличие Multimedia Acceleration Extension (MAX), специального подмножества команд, предназначенного для повышения производительности при выполнении мультимедиа-программ (нужно оговориться, что HP вкладывает в этот термин несколько иной смысл - это не столько аудио- или видеоклипы, а любая информация, которой присущ некий внутренний порядок, позволяющий упростить ее обработку, например, матрицы).
Кристалл PA-8000 изготовлен по 0,5-мкм CMOS-технологии, напряжение питания составляет 3,3 В, а тактовая частота - 180 МГц.
Процессор PA-8200, анонсированный в конце 1996 г., отличается прежде всего более высокой тактовой частотой (от 200 МГц). Кроме того, в два раза увеличилась емкость кэш-памяти команд и данных (до 2 Мбайт), емкости буферов TLB (с 96 до 120 строк) и BHT (c 256 до 1024). В результате внесенных в PA-8200 изменений удастся повысить производительность приложений на 35-75% (эти и нижеследующие оценки производительности относятся к тактовой частоте 220 МГц).
ЦП PA-8500 - самый новый в семействе PA-RISC. Этот ЦП изготавливается по 0,25-мкм, технологии что позволило увеличить тактовую частоту и емкость кэш-ОЗУ первого уровня.
Все компьютеры HP делятся на "классы", которые могут содержать несколько моделей. Четкую грань между разными семействами провести достаточно трудно, поскольку почти всегда "маломощную" модель можно "нарастить" до самой производительной и обратно. Поэтому в дальнейшем мы (как и HP) будем использовать только понятие "класса", подразумевая определенное постоянство комплектности системы, в пределах которой могут варьироваться лишь тип или быстродействие ЦП, некоторые компоненты графической подсистемы, объем ОЗУ и накопителей.
Рабочие станции
Класс B
Рабочие станции серии HP VISUALIZE B - это системы начального уровня, в значительной мере "урезанные" по сравнению с другими моделями с точки зрения быстродействия и возможностей расширения. Зато их цена заметно ниже, чем у их более мощных собратьев. Недавно в этой серии появились две новые модели - B132L+ и B180L, основанные на недорогом (для RISC-системы) процессоре PA-7300LC. Все компьютеры имеют сетевые платы 100BaseT и интегрированные SCSI. В комплект обычно входит видеоплата HP VISUALIZE-EG, VISUALIZE-fx2.
