Навигация
Электронный документооборот страхового общества
229314
знаков
33
таблицы
0
изображений
Содержание
Введение 2
Предлагаемое решение по реализации компьютерной сети в НИИ Репрографии. 3
Состав оборудования. 5
Аппаратная конфигурация серверов и их оснащение общесистемным ПО. 6
Архитектуры построения компьютерных сетей, выбор архитектуры. 9
Обзор протоколов и выбор основного протокола. 13
TCP/IP 13
NetBEUI 13
Х.25 14
IPX/SPX и NWLink 14
Кабельные системы в компьютерных сетях. 15
Компоненты кабельной системы. 15
Сетевое оборудование. 16
Типовые требования предъявляемые к оснащению и модернизации типовых локальных узлов — объектов. 18
Общие положения 18
Требования к средствам вычислительной техники 18
Требования к коммуникационному (сетевому) оборудованию 19
Требования к системе электропитания 19
Требования к общесистемному программному обеспечению 20
Аппаратное обеспечение, составные части 21
Процессоры 21
Материнские платы, наборы микросхем 36
Оперативная память 41
Интерфейсы IDE, SCSI, архитектура RAID 45
Видеоподсистема 64
Программное обеспечение 86
Microsoft Windows 95 86
Microsoft Windows NT Workstation 4.0 87
Приложения 89
Сравнение производительности процессоров Intel Pentium и AMD K6 89
Другие процессорные тесты 92
Производительность материнских плат на чипсете i430TX с памятью более 64 Мбайт 94
Тестирование чипсетов Intel 440BX и Intel 440LX 95
Сравнение скорости работы систем с EDO RAM и SDRAM 98
Соответствие внешних частот, временных задержек и времени доступа для различных типов памяти 99
Контроллеры UltraWideSCSI 100
Тестирование современных жестких дисков 102
Лучшие жёсткие диски IDE 108
Лучшие жёсткие диски SCSI 109
Спецификации жестких дисков 110
Сводная таблица параметров мониторов 123
Результаты тестирования наиболее популярных видеоакселераторов 131
Тестирование AGP–видеокарт 137
Введение
По постановлению правительства РФ №1253-68 от 26.12.1995г. и №860-44 от 14.07.1997г. принято решение о возобновлении работ по разработке и созданию страхового фонда документации (СФД). В соответствии с этим постановлением начаты работы по созданию и ведению СФД.
Современные условия развития информационных технологий диктуют необходимость их ускоренного применения, как наиболее оперативного способа ведения СФД. В рамках этого направления требуется внедрение новых перспективных информационных технологий.
Возрастающая важность проблем информатизации напрямую связана с переменами, как технологическими, так и социальными. Без информационных технологий нельзя представить ни одно современное предприятие или организацию.
Современные информационные технологии внедряются в России с небывалым размахом, опровергая все, даже очень смелые прогнозы. К сожалению государственные предприятия и организации часто ограничиваются решением локальных проблем не заглядывая в перспективу, это вызвано как отсутствием специалистов необходимой квалификации, так и не проработанностью государственной политики в области информатизации. Данные материалы предназначены для руководства при проведении технической политики в области информатизации и содержат большое количество справочных материалов по всем основным направления компьютерных технологий.
Все предложения даются на основании и во исполнение, рекомендаций изложенных в руководящем документе «Специальные требования и рекомендации по защите информации, составляющей государственную тайну, от утечки по техническим каналам (СТР)», Москва, 1997г.
Предлагаемое решение по реализации компьютерной сети в НИИ Репрографии.Исходя из предъявляемых требований с созданию компьютерной сети в НИИ репрографии. Предлагается следующая реализация.
Центральная высокоскоростная часть сети реализуется на коммутаторе Ethernet производства фирмы 3Com серии SuperStack II Switch 3000 10/100. Это 12 портовый коммутатор, в котором реализована функция автоматического определения среды передачи, обеспечивающая подключение сетевого оборудования как на скорости 10 Мбит/с, так и на скорости 100 Мбит/с в режимах полного дуплекса и полудуплекса. Повышенная пропускная способность внутренней шины коммутатора позволяет использовать преимущества высокоскоростных магистральных соединений. Модель SuperStack II Switch 3000 10/100 полностью управляемая и обладает полным спектром интеллектуальных функций. Периферийные рабочие станции подключаются к сегменту сети организованному на концентраторе фирмы 3Com SuperStack II PS Hub40, что позволит разгрузить основную магистраль от широко вещательного трафика и оптимизировать трафик протокола TCP/IP. SuperStack II PS Hub40 - это 12 портовый концентратор, полностью управляется по SNMP и RMON и предлагает удобный графический интерфейс для конфигурации виртуальных сетей. Также имеются возможности обеспечения повышенной надежности и защиты от несанкционированного доступа к данным.
Рисунок 1
Схема компьютерной сети НИИ репрографии
1- Сервер домена, 2- Сервер BackUp домена, 3 - Графическая станция, 4 - Коммутатор 3Com, 5 - Концентратор 3Com 40Hub, 6 - Рабочие места операторов (пользователи), 7 - Источник бесперебойного питания APC 1000 RM, 8 - Источник бесперебойного питания APC 700 RM, 9 - Сетевой принтер или другое периферийное устройство, Кабельная система STP Level 5, Кабельная система, высокоскоростная STP Level 5, Выделенная система электропитания жизненно важных элементов сети.
Состав оборудования.В качестве базовых технических средств по оснащению НИИ репрографии и центров СФД.
Предлагаются следующие средства вычислительной техники (СВТ).
В качестве сервера предлагается использование двухпроцессорной системы на основе процессора Pentium II. Обладающей следующими характеристиками:
| Процессор | Pentium II 266 х 2 или лучше; |
| Оперативная память | 64 Мб или больше; |
| Дисковая память | 4,5 Гб х 3 или больше, SCSI - RAID массив; |
| Резервное копирование | использование МО дисков; |
| Видео подсистема | не хуже SVGA 2 Мб. |
Рабочие станции по обработке графической информации предлагаются на основе двухпроцессорной системы Pentium II.
| Процессор | Pentium II 266 или лучше; |
| Оперативная память | 64 Мб и больше; |
| Дисковая память | 4гб х2 Ultra DMA или больше; |
| Резервное копирование | использование МО дисков; |
| Видео подсистема | SVGA 8Мб использование шины AGP. |
Рабочие станции операторов СФД и разработчиков прикладного программного обеспечения предлагаются на основе процессора AMD K6.
| Процессор | AMD K6 200 или лучше; |
| Оперативная память | 32 Мб или больше; |
| Дисковая память | 2Гб или больше; |
| Резервное копирование | нет, «используются ресурсы сервера»; |
| Видео подсистема | SVGA 2Мб. |
В качестве периферийного оборудования (принтеры, сканеры, плоттеры и пр.) предлагается отдавать предпочтение средствам позволяющим подключать оборудование непосредственно в компьютерную сеть с использованием IP или MAC адресации.
В качестве общесистемного программного обеспечения предлагается использовать операционную систему Microsoft Windows NT Server и Windows NT Workstation версии 4.0 с пакетом обновления № 3. Для установки на сервер и рабочие станции соответственно.
Аппаратная конфигурация серверов и их оснащение общесистемным ПО.При выборе стратегии оснащения центров СФД можно придерживаться одного из двух возможных вариантов:
а) исходя из предположения, что основная база данных будет иметь небольшие размеры, она не будет ориентироваться на клиент–серверную технологию, будет разработана с применением СУБД класса MS Visual FoxPro 5.0, Borland Delhi и от неё не будут требоваться развитые сетевые возможности;
б) для случая выбора клиент–серверных технологий.
Здесь следует отметить, что даже вариант реализации баз данных без использования технологии клиент–сервер может быть при необходимости доработан до её требований. Причём сделать это будет легче и дешевле, если уже на этапе проектирования такой системы учитывалась возможность перехода на более современные технологии обработки данных.
Для обоих вариантов необходима установка локальной сети. В качестве сетевой операционной системы следует использовать MS Windows NT 4.0 как для серверов, так и для рабочих станций (в настоящее время существует локализованный для России вариант Windows NT Workstation). Рекомендуется использовать доменную архитектуру, реализованную в указанных системах. При этом понадобится как минимум один сервер NT в качестве контроллера домена на каждые 20ё30 рабочих станций. Если количество компьютеров в сети невелико, то контроллер домена можно использовать как файловый сервер, сервер печати. Правда, в данном случае, мощность устанавливаемой машины должна быть больше, а в случае интенсивного использования — значительно больше.
Варианты оснащения контроллера доменаНа компьютер, являющийся контроллером домена NT могут быть возложены некоторые дополнительные функции. Условно их можно разделить на следующие:
| Выполняемые функции | только функции контроллера домена. |
| Процессор | Pentium, 166MHz. |
| Оперативная память | 32MB |
| Дисковая подсистема | IDE, 1ё1,6GB |
| Сетевая подсистема | 16bit ISA, UTP, 10Mbit |
| Ориентировочная стоимость | 1000ё1500 USD |
| Выполняемые функции | контроллер домена, хранение файлов пользователей (документов), обращение к которым происходит эпизодически, сервер печати с небольшой интенсивностью. |
| Процессор | Pentium, 200MHz. |
| Оперативная память | 32ё64 MB |
| Дисковая подсистема | SCSI, не менее 3GB |
| Сетевая подсистема | 32bit PCI, UTP, 10Mbit |
| Ориентировочная стоимость | 2500 USD |
| Выполняемые функции | контроллер домена, хранение большого количества файлов пользователей (документов) обращение к которым происходит постоянно, хранение больших объёмов информации, запуск пользователями приложений прямо с сервера, сервер печати. |
| Процессор | Pentium II, 266ё333MHz; в зависимость от нагрузки можно предусмотреть двухпроцессорный вариант. |
| Оперативная память | не менее 64 MB |
| Дисковая подсистема | SCSI, аппаратный RAID 3, 5; 3ё4 жёстких диска по 2ё5GB |
| Сетевая подсистема | 32bit PCI, STP, 100Mbit либо FDDI |
| Ориентировочная стоимость | от 5000 USD |
При отказе контроллера домена, ресурсы сети становятся недоступны, даже если рабочие станции продолжают функционировать и «видят» друг друга. Чтобы избежать такой ситуации может быть целесообразным установить резервный контроллер, автоматически берущий на себя функции первичного в случае его отказа. Конфигурация резервного контроллера может отличаться от первичного и зависит от возложенных на него функций.
Если будет выбрана стратегия оснащения локальных узлов, основанная на клиент–серверных технологиях, то понадобится ещё как минимум один компьютер в качестве сервера приложений, конкретно — для установки на него MS SQL Server. Использовать его в качестве файлового сервера или для других целей, отличных от сугубо специальных, не рекомендуется. Мощность компьютера опять же определяется объёмом выполняемых задач. Если обрабатываемая база данных имеет средний объём (не более 150MB) и среднюю интенсивность обращений к ней, то рекомендуемая конфигурация компьютера имеет следующий вид:
| Процессор | один или два PentiumPro 200MHz или Pentium II 233ё266MHz |
| Оперативная память | не менее 64 MB |
| Дисковая подсистема | SCSI, не менее двух дисков по 3GB |
| Сетевая подсистема | 32bit PCI, UTP, 100Mbit |
| Ориентировочная стоимость | 3500 USD |
Для наиболее полного использования возможностей операционной системы Windows NT, рекомендуется приобрести не только собственно NT Server 4.0 и SQL Server 6.5, а комбинированным пакет Microsoft BackOffice Small Business Server, в который входит ряд продуктов семейства BackOffice. Пакет рассчитан на малые организации (до 25 компьютеров), работающие в условиях отсутствия постоянного квалифицированного системного администратора.
В состав BackOffice Small Business Server входят следующие компоненты:
Windows NT Server 4.0 с Internet Information Server 3.0, FrontPage 98 и Index Server 1.1
Internet Explorer 4.01
Exchange Server 5.0 и Outlook 97 (8.01)
SQL Server 6.5
Proxy Server 1.0
Fax Server
Программа совместного использования модемов
Internet Connection Wizard
Программа установки клиентского компьютера
Инструменты администрирования
BackOffice Small Business Server является основой для построения полного интегрированного решения для малого предприятия на основе современных серверных компонентов и Internet-стандартов. Пакет также содержит Fax Server для централизованной отправки и приема факсов через факс–модемы, подключенные к серверу.
В процессе роста организации возможно обновление как любого компонента, так и всего пакета в целом.
Архитектуры построения компьютерных сетей, выбор архитектуры.Сетевая архитектура - это совокупность стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети.
В конце 70х годов, когда ЛВС стали восприниматься в качестве потенциального инструмента для работы и были сформулированы основные стандарты (Project 802).
Project 802 установил основные стандарты для физических компонентов сети - сетевых карт и кабельных систем.
Стандарты ЛВС, определенные Project 802, делятся на 12 категорий, каждая из которых имеет свой номер.
802.1 - объединение сетей
802.2 - управление логической связью
802.3 - ЛВС с множественным доступом, контролем несущей и обнаружением коллизий (Ethernet)
802.4 - ЛВС топологии “шина” с передачей маркера
802.5 - ЛВС топологии “кольцо” с передачей маркера
802.6 - сеть масштаба города
802.7 - Консультативный совет по широковещательной технологии
802.8 - Консультативный совет по оптоволоконной технологии
802.9 - интегрированные сети с передачей речи и данных
802.10 - безопасность сетей
802.11 - беспроводные сети (радио сети)
802.12 - ЛВС с доступом по приоритету запроса
Наибольшую популярность получил стандарт 802.3 Ethernet именно на этой архитектуре построения компьютерных сетей остановимся более подробно.
Ethernet - самая популярная в настоящее время сетевая архитектура, Она использует узкополосную передачу со скоростью 10 Мбит/сек и топологию “шина”, а для регулирования трафика в основном кабеле - CSMA/CD.
Сеть Ethernet имеет следующие характеристики:
традиционная топология - линейная шина;
другие топологии - звезда - шина;
тип передачи - узкополосная;
метод доступа - CSMA/CD;
спецификации -802.3;
скорость передачи данных - 10, 100 и 1000 Мбит/сек;
кабельная система - Толстый и тонкий коаксиальный кабель, витая пара (UTP, STP), оптоволокно.
В основе построения любой сети стоит эталонная модель OSI (Open System Interconnection, Взаимодействие открытых систем), Эта модель разделяет работающее оборудование и процессы, происходящие при объединение компьютерных сетей согласно логике их работы. Каждый из уровней выполняет свою специфическую, функцию тем самым облегчая проектирование всей системы в целом. При сетевом обмене сообщаются соответствующие уровни двух компьютеров делаемся это не напрямую, а путем запроса на обслуживание у ниже лежащего. Уровни могут иметь одинаковую реализацию, а могут и разную. Самое главное то, что они идентично работаю демонстрируя полное взаимопонимание. Самому нижнему уровню не некого “свалить” работу, поэтому физическая реализация должна совпадать (по крайней мере на уровне одного сегмента сети).
На каждом из уровней единицы информации называются по разному. На физическом уровне мельчайшая единица - бит. На канальном уровне информация объединена во фреймы, На сетевом уровне мы говорим о дейтаграммах. На транспортном уровне единицей измерения является сегмент. Прикладные уровни обмениваются сообщениями. Прямая параллель с файловой системой на диске - локальные изменения намагниченности (биты) объединены в сектора, имеющие заголовки, сектора объединяются в блоки, а те, в свою очередь, в файлы, тоже имеющие заголовки, содержащие служебную информацию.
Важно понимать, что эталонная модель не является чем то реальным, таким что обеспечивает связь. Сама по себе она не заставляет коммуникации функционировать и служит лишь для классификации. Она классифицирует то, что непосредственно вместе работает, а именно- протоколы. Протоколы считаются набором спецификаций, определяющих реализацию одного или нескольких уровней OSI. Спецификация протоколов разрабатываются стандартизирующими организациями, так и производителями оборудования. Многие разработанные производителями протоколы оказываются настолько успешными, что применяются не только разработчиками но и другими фирмами становясь стандартом де-факто.
Физический уровень определяет механические и электрические параметры среды передачи, сетевых плат, соединителей, способы помещения информации в среду передачи и извлечения ее оттуда. Спецификации физического уровня определяют тип разъема и назначение ножек, уровень сигнала, скорость передачи и т.д.
Канальный уровень формирует из битов, получаемых от физического уровня, последовательности пакетов или фреймов. Здесь также осуществляется управление доступом к разделяемой всеми сетевыми устройствами передающей среде и обнаруживается и корректируется часть ошибок. Как и большинство других уровней канальный добавляет заголовок передаваемой информации. В заголовке обычно содержится физический адрес приемника, адрес источника и другая информация.
Сетевой уровень заведует движением информации по сетям, состоящим из нескольких или многих сегментов. Для успешного решения этой задачи в протокол данного уровня вносится информация о логическом адресе источника и адреса пакета. При прохождении пакетов через узлы, соединяющие различные сети, эта информация анализируется и пакет пересылается к следующему узлу, принадлежащему уже другому сегменту. Информация о том , куда пересылать пакет, может содержаться в таблицах устройства выполняющего роль маршрутизатора, или вычисляться в реальном времени. Таким образом, пакеты путешествуют по сети переходя от узла к узлу. В функции сетевого уровня входит также идентификация и удаление “заблудившихся” пакетов, то есть таких которые прошли через некоторое число узлов, ноток и не попали к адресату.
Транспортный уровень находится в самом центре эталонной модели. Он отвечает за гарантированную доставку данных, компенсируя ошибки которые могут возникать при работе нижележащих уровней. “Гарантированная” доставка не означает, что данные попадут к адресату в любом случае: оборванный кабель, отстыкованный разъем, вышедшая из строя сетевая карта - все это “гарантирует именно недоставку”. Однако надежные реализации протоколов транспортного уровня обеспечивают подтверждение успеха или не успеха доставки, информируя вышележащие уровни которые предают сообщения по требовавшему обслуживания программному приложению. Гарантированная доставка осуществляется при помощи различных механизмов, среди которых - установление и разрыв соединения, механизм подтверждения и контроль скорости потока.
Сеансовый уровень отвечает за вызовы удаленных процедур. Это специальный поддерживаемый соответствующими протоколами интерфейс, при котором вызов программной процедуры производится на одном компьютере а выполнение - на другом, после чего результат возвращается к вызвавшей программе так, словно процедура была выполнена локально. Сеансовый уровень также контролирует установление, течение и завершение сеанса связи между взаимодействующими программами, что и отражается в его названии.
Представительский уровень занимается преобразованиями формата, упаковкой , распаковкой, шифрованием и дешифрованием здесь осуществляется преобразование исключительно формата, а не логической структуры данных. То есть представляет данные в том виде и формате, какой необходим для последнего из выше лежащих уровней.
Последний прикладной уровень он отвечает за интерфейс с пользователем и взаимодействие прикладных программ выполняемых на взаимодействующих компьютерах. Предоставляемые услуги - электронная почта идентификаци пользователей, передача файлов и т.п.
Рисунок 2
Семиуровневая модель OSI для протоколов связи локальных сетей
Исходя из выше приведенного и анализа основных тенденций развития сетевых технологий считается наиболее перспективным использование архитектуры Ethernet. Эта технология на обозримое будущее останется самой распространенной и наиболее подходящей для реализации по соотношению цена/производительность.
Обзор протоколов и выбор основного протокола.Основными протоколами используемыми в локальных сетях являются:
протокол TCP/IP;
протокол NetBEUI;
протокол IPX/SPX и NWLink;
протокол X.25;
TCP/IP
Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) - Промышленный стандартный набор протоколов, которые обеспечивают связь в гетерогенной среде, то есть обеспечивают совместимость между компьютерами разных типов. Совместимость - одно из основных преимуществ ТСР/IP, поэтому большинство ЛВС поддерживает его. Кроме того, ТСР/IP предоставляет доступ к ресурсам Interneta, а также маршрутизируемый протокол для сетей масштаба предприятия. Поскольку ТСР/IP поддерживает маршрутизацию, он обычно используется в качестве межсетевого протокола. Благодаря своей популярности ТСР/IP стал стандартом де - факто для межсетевого взаимодействия.
ТСР/IP имеет два главных недостатка: размер и недостаточная скорость работы. ТСР/IP - относительно большой стек протоколов, который может вызвать проблемы у MS-DOS клиентов. Однако для таких ОС, как Windows NT или Windows 95 размер не является проблемой, а скорость работы сравнима со скоростью протокола IPX/SPX.
NetBEUINetBEUI - расширенный интерфейс NetBIOS первоначально NetBIOS и NetBEUI были тесно связаны и рассматривались как один протокол. Затем некоторые производители ЛВС так обособили NetBIOS, протокол сеансового уровня, что он уже не мог использоваться на ряду с другими маршрутизируемыми транспортными протоколами. NetBIOS - это интерфейс сеансового уровня с ЛВС, который выступает в качестве прикладного интерфейса с сетью, Этот протокол предоставляет программ средство для осуществления сеансов связи с другими сетевыми программами. Он очень популярен, так как поддерживается многими приложениями. NetBEUI небольшой быстрый и эффективный протокол Транспортного уровня, который поставляется со всеми сетевыми продуктами фирмы Microsoft. Преимуществам NetBEUI относится небольшой размер стека, высокая скорость передачи данных по сети и совместимость со всеми сетями Microsoft. Основной недостаток NetBEUI он не поддерживает маршрутизацию. Это ограничение относится ко всем сетям Microsoft.
Х.25Х.25 - набор протоколов для сетей с коммутацией пакетов его использовали службы коммутации, которые должны были соединять удаленные терминалы с мэйн фреймами.
IPX/SPX и NWLinkIPX/SPX и NWLink - стек протоколов используемый в сетях NET WARE фирмы NOVELL. Как и NetBEUI, относительно небольшой и быстрый протокол, но, в отличии от NetBEUI он поддерживает маршрутизацию.
NWLink - реализация IPX/SPX фирмы Microsoft. Это транспортный маршрутизируемый протокол.
Исходя из выше приведенного и анализа основных тенденций развития сетевых протоколов считается наиболее перспективным использование протокола TCP/IP как наиболее полно удовлетворяющего предъявляемым требованиям.
Кабельные системы в компьютерных сетях.Сегодня подавляющее большинство компьютерных сетей в качестве среды передачи использует провода или кабели. Существуют различные типы кабелей, которые удовлетворяют потребностям всевозможных сете от больших до малых.
В большинстве сетей применяется только три основные группы кабелей:
коаксиальный кабель (coaxial cable);
витая пара (twisted pair):
неэкранированная (unshielded);
экранированная (shielded);
оптоволоконный кабель, одно модовый, много модовый (fiber optic).
На сегодня самый распространенный тип кабеля и наиболее подходящий по своим характеристикам - это витая пара в частности экранированная. Остановимся на ней более подробно.
Кабель экранированная витая пара (STP) имеет медную оплетку, которая обеспечивает большую защиту чем неэкранированная витая пара. Кроме того пары проводов STP обмотаны фольгой. В результате экранированная витая пара обладает прекрасной изоляцией, защищающей предаваемые данные от внешних помех. Все это говорит о том, что STP меньше подвержена воздействию электрических помех и может передавать сигналы на большее расстояние, а также меньше излучает и собственных побочных электромагнитных полей. И состоит из четырех витых пар медного провода. С целью снижения взаимных наводок шаг скрутки у всех пар различен. Провода пар различаются цветом изоляции, причем один из них окрашен целиком, а другой белого цвета с нанесенной полосой цвета пары. Цвет, шаг скрутки и диаметр строго нормированы. Экранированная витая пара способна передавать данные со скоростью до 100 Мбит/сек.
Компоненты кабельной системы.К компонентам кабельной системы относятся пассивные соединители. Для подключения витой пары к компьютеру используется коннекторы RJ-45 имеющие восемь контактов (для работ требуются RJ-45 в экране). Для построения развитой кабельной системы и в тоже время для упрощения работы с ней требуются следующие компоненты.
Распределительные стойки и полки, предназначены для монтажа кабеля. Они позволяют централизованно организовать множество соединений и при этом занимают достаточно мало места.
Коммутационные панели, существуют различные типы панелей в том числе и в экране. Количество портов может меняться от 8 до 96.
Розетки, соединители, с помощью кабеля соединяются с коммутационными панелями. Они обеспечивают скорость передачи до 100 Мбит/сек.
Сетевое оборудование.К сетевому оборудованию относятся:
сетевые карты;
концентраторы;
коммутаторы;
маршрутизаторы;
спец оборудование для доступа к глобальным сетям.
Сетевые карты, являются одной из важнейших компонент любой компьютерной сети. Сетевые карты выступают в качестве физического интерфейса для соединения, между компьютером и сетевым кабелем. Сетевая карта вставляется в свободный слот расширения на материнской плате компьютера и различаются по типу используемого разъема: ISA, EISA, PCI.
Основное назначение сетевой карты:
подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю;
передача данных другому компьютеру;
управление потоком данных между компьютером и кабельной системой.
Кроме того, сетевая плата, принимает данные из кабеля и переводит их в форму, понятую центральному процессору компьютера. Также каждая сетевая карта имеет уникальный адрес (MAC). Сетевые адреса определены комитетом IEEE, этот комитет закрепляет за каждым производителем некий интервал адресов. Производители «зашивают» эти адреса в микросхемы сетевой карты.
Концентратор, является центральной частью компьютерной сети в случае реализации топологии «звезда». И является самым простым устройством при создании компьютерных сетей. У него отсутствует возможность управления и применяется, как правило в сетях малых офисов или подразделений.
Коммутатор, выступает в качестве ведущего элемента компьютерной сети. Обеспечение связи с базовой магистралью или группой серверов по высокоскоростным каналам, может соединять сегменты сети, служит также для изоляции трафика в сети, что способствует более высоким скоростям передачи информации. Коммутаторы решают следующие проблемы:
увеличивают размеры сети;
увеличивают максимальное количество компьютеров в сети;
устраняют узкие места, появляющиеся в результате подключения избыточного числа компьютеров и, как следствие, возрастание трафика.
Коммутатор при работе выполняет следующие действия:
«слушает» весь трафик;
проверяет адреса источника и получателя пакетов Ethernet;
строит таблицу маршрутизации, состоящую из MAС адресов;
передает пакеты Ethernet.
Можно сказать, что коммутаторы обладают некоторым «интеллектом», поскольку изучают, куда следует направлять данные. В начале работы таблица маршрутизации пуста, но затем она наполняется и концентратор изучая эти данные знает расположение компьютеров в сети. На сегодняшний день использование коммутаторов самый перспективный способ построения компьютерных сетей.
Маршрутизатор - это элемент компьютерной сети объединяющей несколько сетевых сегментов с различными протоколами и архитектурами. Маршрутизаторы могут выполнять следующие функции:
фильтровать и изолировать трафик;
соединять сегменты сети;
Таблица данных которая находится в маршрутизаторе содержит сетевые адреса. Она включает следующую информацию:
все известные сетевые адреса;
способы связи с другими сетями;
возможные пути между маршрутизаторами;
стоимость передачи данных по маршруту.
На основании этих данных маршрутизатор выбирает наилучший маршрут для данных, сравнивая стоимость и доступность различных вариантов. Маршрутизаторы требуют специальной адресации: им понятны только номера сетей и адреса локальных сетевых карт. К удаленным компьютерам маршрутизаторы обращаться не могут.
Маршрутизаторы могут работать не со всеми протоколами, а только с маршрутизируемыми, к ним относятся:
DECnet;
TCP/IP;
IPX/SPX;
OSI;
XNS.
К не маршрутизируемым протоколам относятся:
LAT;
NetBEUI.
Маршрутизаторы объединяют сети и обеспечивают фильтрацию пакетов. Они также определяют наилучший маршрут для передачи данных. Перед применением маршрутизаторов необходимо убедится, что в сети отсутствуют не маршрутизируемые протоколы.
Использование маршрутизаторов оправдано, если сеть имеет выход в глобальные сети или при использовании в качестве узлового элемента сети, уровня корпорации.
Спец оборудованием, называются специальное терминальное оборудование для доступа к глобальным сетям. Более подробный обзор этого оборудования будет приведен в следующих материалах.
Типовые требования предъявляемые к оснащению и модернизации типовых локальных узлов — объектов. Общие положенияРазмещение и монтаж оборудования в центрах СФД должны быть выполнены в соответствии с:
"Временными санитарными нормами и правилами для работников вычислительных центров" (в том числе: 6 кв.м. на одного человека с учетом максимального числа одновременно работающих в смену);
СНиП 2-09-04-87;
Административные и бытовые здания и помещения производственных предприятий";
"Правилами устройства электроустановок";
"Инструкцией по проектированию зданий и помещений для ЭВМ";
справочником "Абонентские устройства ГТС";
справочником "Монтажник связи";
справочником "Стандарты по локальным вычислительным сетям";
ГОСТ 11326.2-79, ГОСТ 11326.16-79;
структурной схемой ЛВС;
необходимыми документами по обеспечению режимных мероприятий, специальными требованиями, предъявляемыми к электронно-вычислительной технике (ЭВТ) объектов информации соответствующей категории и предписаниями на эксплуатацию.
Требования к средствам вычислительной техникиСтандартными средствами при оснащении объектов СФД являются ПЭВМ типа РС/АТ. ПЭВМ монтируется в стандартном системном блоке “защищенном” с дисководами для гибких магнитных дисков и лазерных компакт дисков “СD-ROM”. Оснащается манипуляторами типа “мышь” и клавиатурой. На все средства вычислительной техники обязательно должно быть заключения по СП и СИ.
Вычислительные ресурсы ПЭВМ должны обеспечивать надежное функционирование аппаратно - программных средств и гарантийный срок эксплуатации не мнение 3 (трех) лет. После чего подвергать модернизации или капитальному ремонту с прохождением СП и СИ.
Емкость оперативной памяти должна быть не менее 32Мб, емкость жесткого диска должна быть не менее 2Гб, оснащаться сетевой картой Ethernet, иметь порты расширения для подключения внешних периферийных устройств. Видео подсистема должна обеспечивать разрешение 800х600 точек для рабочих станций операторов и 1024х786 точек для графических рабочих станций. Частота кадровой развертки для монитора должна составлять не менее 75 Гц.
Требования к коммуникационному (сетевому) оборудованиюАппаратный комплекс средств коммуникационного оборудования должен обеспечивать обмен информацией, как закрытого так и открытого характера. Базироваться на современных технологиях передачи информации. На все средства коммуникационного оборудования обязательно должно быть заключения по СП и СИ.
Для локальных сетей объектов СФД локальная вычислительная сеть (ЛВС) создается с применением технологии Ethernet 10/100. Аппаратные средства ЛВС должны обеспечивать возможность создания виртуальных сетей на одном устройстве (коммутаторе), обеспечивать возможность управления маршрутизацией IP. Иметь встроенные средства защиты от несанкционированного доступа.
Для выхода в федеральные сети передачи данных должны использовать специализированные терминальные устройства поддерживающие протокол связи Х.25, как по выделенным так и по коммутируемым каналам связи.
С целью защиты от несанкционированного доступа из глобальных сетей федерального масштаба должны использоваться межсетевые экраны (FIREWALL) соответствующего класса.
Требования к системе электропитанияСистема электропитания объекта СФД должна быть выполнена в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ), предъявляемых к электроустановкам до 1 кВ.
Электрические установки и кабели, предназначенные для электропитания объектов СФД должны размещаться в пределах контролируемой зоны. Способы и средства заземления электроустановок оговариваются отдельно.
На объектах СФД электропитание должно осуществляться через сертифицированные по требованиям безопасности информации сетевые помехоподавляющие фильтры с фильтрацией сигналов в нулевом проводе, либо с использованием активного зашумления.
Рекомендуется применить на объектах СФД двух проводные или четырех проводные сетевые помехоподавляющие фильтры, рассчитанные на номинальные напряжения и токи в электроцепях, с полосой подавления помех в диапазоне частот 0,02 - 1000МГц и с вносимым затуханием в указанной полосе частот не менее 60 дБ.
Двухпроводные сетевые фильтры должны устанавливаться и монтироваться таким образом, чтобы исключить появление наведенного сигнала в отходящих от фильтра проводах электропитания.
Для особо важных частей объекта рекомендуемся использование агрегатов бесперебойного питания, рассчитанных на соответствующую потребляемую мощность.
Система заземления должна отвечать следующим требованиям:
электропитание объектов СФД питание которых производится по схеме с глухозаземленной нетралью, должно выполнятся зануление корпусов ВТ;
электрически связанные между собой устройства ВТ не должны заземлятся на разные системы заземления;
в системах заземления не должны образовываться замкнутые контуры из заземляющих проводов, шин или экранов;
сопротивление заземляющего устройства для заземления не должно превышать 4 Ома в любое время года.
Рисунок 3
Схема разделения заземлений при электропитании объекта от трансформаторной подстанции расположенной за пределами КЗ
Требования к общесистемному программному обеспечениюИспользуемые программное обеспечение должно быть лицензионно чистым, содержать встроенные возможности обеспечения безопасности и надежности хранения данных. Вход в систему пользователя должен проходить через регистрацию и ввод пароля. Операционная система должна соответствовать современным требованиям с программным продуктам и поддерживать наиболее популярные программные продукты. Иметь лицензированное средство защиты от вирусов.
Аппаратное обеспечение, составные части Процессоры AMD K62 апреля 1997 г. был официально представлен новый процессор AMD-K6. Процессор выпускается по технологии 0.35мкр, затем предполагается перейти к 0.25мкр, но уже с более высокими частотами. Первые три типа процессора К6 имеют соответственно частоты 166, 200 и 233MHz. (сейчас есть модификации на 266MHz и 300MHz, производимые по 0.25мкр технологии). Процессоры полностью поддерживаю технологию MMX, имеют кэш первого уровня 64Кб (32Кб на данные и 32Кб на команды), для установки в системную плату требуется наличие Socket 7, двойного питания 2.9V/3.2V, и поддержка биосом хотя бы процессора AMD-K5PR133. Процессор К6 предлагается в качестве альтернативы Pentium II, по имеющимся результатам тестирования под Windows95 K6-233MHz — вполне достойная альтернатива младшим моделям нового интеловского процессора. Под Windows NT K6/233 находится примерно на одном уровне с PentiumPro/200. По тесту на MMX производительность процессор показал сравнимые результаты с Pentium II, при этом, прокрутку видео он делает лучше. Огромным преимуществом К6 является его привлекательная цена, так например К6/166 — $245.00 при партии в 1000 штук.
Немаловажным является тот факт, что у К6 устранена досадная неприятность, связанная с К5, когда некоторые программы типа NDiags, 3DStudioMax, Clipper не запускались, либо выдавали ошибку деления на 0. Поддержка производителями биосов процессора К6 уже реализована. К6 прекрасно разгоняется и умеет умножать на 3.5, это реализуется при установке на системной плате умножения на 1.5. Кроме того, AMD анонсировал собственный чипсета, который они собираются выпускать совместно с VIA, под наименованием Am640, ожидается что в итоге этот чипсет предоставит такие возможности, как 100 MHz по шине, AGP (Accelerated Graphics Port), кэшируемую память до 256Мб (или больше), ECC (четность), т.е. то что Intel не реализовала в своем последнем (в прямом смысле этого слова, т.к. для систем на базе Pentium поддержки больше не будет) чипсете i430TX.
Alpha процессорВ конце 1995 года на рынке высокопроизводительных процессоров произошло значительное событие. Выпущенный компанией Intel процессор Pentium Pro, работающий на частоте 200 MHz, обогнал (на операциях с фиксированной точкой) все существовавшие на тот момент RISC-процессоры (Alpha, PowerPC, SPARC, MIPS, PA-RISC).
Лидерство Intel, однако, было недолгим: спустя всего несколько месяцев фирма Digital вернула себе пальму первенства, которая принадлежала ей с 1992 года. Это стало возможным благодаря выпуску процессора Alpha AXP 21164A с тактовой частотой 333 MHz. Сейчас ещё трудно делать какие-либо серьёзные прогнозы, но похоже, что Intel вряд ли снова сможет вырваться вперёд в ближайшее время.
В марте прошлого года тактовая частота процессора 21164A достигла 600MHz; примерно в это же время был анонсирован процессор 21264 с частотой 600MHz и более, по производительности превосходящий своего предшественника почти в два раза (при равной тактовой частоте).
ПроцессорAlpha AXP — 64-разрядный RISC-процессор (Digital постоянно подчёркивает, что это не просто 32–разрядная архитектура, расширенная до шестидесяти четырёх бит, а именно «истинная» 64-разрядность), на кристалле которого размещаются более девяти миллионов транзисторов (из которых почти 2 миллиона приходятся на ядро, остальные — на кэш–память). Среди особенностей стоит отметить девятиступенчатый конвейер для операций с плавающей точкой, семиступенчатый конвейер для операций с фиксированной точкой; 16-килобайтный кэш первого уровня с прямым отображением (по 8 килобайт для команд и данных); 96-килобайтный трёхканальный частично ассоциативный кэш второго уровня (также размещён на кристалле); поддержка кэш-памяти третьего уровня (от одного до шестидесяти четырёх мегабайт); 128-битная шина доступа к памяти; 32 целочисленных регистра и 32 регистра с плавающей точкой. Все операции над данными производятся в регистрах; команды процессора — 32–битные, достаточно простые и имеют унифицированный формат.
Время доступа к кэш–памяти первого уровня составляет всего один такт; второго уровня — как минимум два такта. За один такт, кстати, процессор может выполнять до четырёх команд. Кроме того, некоторые оригинальные решения позволили очень эффективно использовать конвейеры, практически убрав простои из-за отсутствия операндов.
Процессор Alpha имеет ряд отличий от других RISC–процессоров. У него достаточно «сильный» блок операций с фиксированной точкой, что не слишком характерно для архитектуры RISC (это связано с обработкой исключительных состояний при арифметических операциях; фирме Digital удалось обойти это ограничение). На самом деле, целочисленных блоков два — один отвечает за операции сдвига и умножения, другой обрабатывает команды ветвления. Устройство для работы с плавающей точкой тоже состоит из двух блоков: один занимается умножениями, другой выполняет команды сложения, деления и ветвления. Есть и другие интересные особенности: например, наличие удобных инструкций работы со строками; за одну команду может обрабатываться сразу 8 байт.
Первые процессоры серии 21164 производились по 0.5–микронной технологии (сейчас — 0.35 микрон) и работали на частотах 266 и 300MHz (сейчас — до 600MHz). Кстати, такие высокие частоты неизбежно вызывают проблемы с отводом тепла: рассеиваемая мощность у процессора с частотой 366MHz достигает 28 Ватт (для больших частот — дополнительные 5 Ватт на 66MHz, т.е. 38 Ватт для 500MHz и т.д.). Однако Digital не останавливается на достигнутом, и в настоящее время разрабатывает новые системы охлаждения, которые позволят поднять тактовую частоту процессора до 700–800MHz даже при существующей технологии производства БИС. Для сравнения: PentiumPro с кэш–памятью 1Mb рассеивает до 47 Ватт (и это при тактовой частоте всего 200MHz); Pentium II при частоте 300MHz — 43 Ватта.
Спустя некоторое время после выпуска 21164, фирма Digital (совместно с Mitsubishi) разработала процессор 21164PC. С целью снижения себестоимости из него убрали кэш второго уровня (96 килобайт), компенсировав это увеличением кэша команд с восьми до шестнадцати килобайт; при этом имеется возможность подключения внешнего кэша второго уровня: от 512Kb до 4Mb. Количество транзисторов на кристалле уменьшилось до трёх с половиной миллионов. За меньшую цену, естественно, вы получаете и меньшую производительность: до 14.3 SPECint95 и 17.0 SPECfp95; тем не менее, это всё равно значительно больше, чем может дать PentiumPro…
21164PC предназначен для «массового» рынка недорогих рабочих станций ($2000 – $5000). Спектр возможных применений достаточно обширен: мультимедиа в реальном времени, web–серверы, организация видеоконференций, CAD/CAM, 3D-графика, нелинейный видеомонтаж. При разработке этого процессора Digital последовала «по стопам» Intel и ввела дополнительные инструкции для работы с видеоданными, что позволяет достичь прекрасную производительность на декомпрессии видео (MPEG-2): частота 30 кадров в секунду достигается без дополнительного сопроцессора или специализированной видеоплаты.
Больше года назад Digital подписала соглашение с фирмой Samsung, согласно которому последняя получила права на производство процессора Alpha 21164A на собственных заводах и под собственной торговой маркой. Хотя компания Samsung пока только разворачивает производство (в 1997 году планировалось выпустить всего четыре тысячи, а в 1998 — около ста тысяч процессоров), она тем не менее уже начала проводить массированную рекламу в прессе, рассылку образцов микросхем своим партнерам и даже образовала подразделение, которое будет заниматься выпуском дешевых компьютеров на базе процессоров Alpha собственного производства. Samsung установила на свои процессоры цены существенно более низкие, чем Digital и начала выпуск собственных материнских плат PC 164LX, копий плат от Digital.
Имеется аналогичное соглашение и с фирмой Mitsubishi, которая, однако, массовое производство процессоров пока не начала, ожидая окончательного формирования рынка.
Материнские платыВ отличие от Intel, Digital придерживается более «закрытой» политики в распространении своей платформы. Информация о комплектах микросхем, поддерживающих процессор Alpha, хотя и размещена на сайте Digital, но, по данным из независимых источников, содержит ряд неточностей и (возможно, внесенных специально) ошибок, что делает достаточно проблематичным разработку материнских плат третьими фирмами. Полную информацию получить достаточно сложно даже для партнеров Digital. OEM–партнеры также весьма ограничены в своем выборе — мощные платы для рабочих станций и серверов им не поставляются.
Итак, какие платы сможет использовать, скажем, российская фирма, если она захочет заняться «отверточной» сборкой компьютеров на базе процессора Alpha?
Плата AlphaPC164 фирмы Digital. Выпускается в ставшем в последнее время популярным формате ATX, но не полностью соответствует этому стандарту. Во–первых, на разъеме питания отсутствует сигнал «Power Good»; из-за этого на источнике питания срабатывает защита, и он автоматически выключается немедленно после включения. Вдобавок, на плате отсутствует разъем для подсоединения выключателя питания, что также не слишком хорошо, так как на многих ATX–корпусах отсутствует общий выключатель питания. И последний — совсем мелкий по сравнению с предыдущими — недостаток: разъёмы портов, мыши и клавиатуры расположены не так, как у стандартных ATX–плат.
В остальном же плата на редкость стандартна и совместима с «миром персоналок». Два разъема IDE, разъем для подключения флоппи-дисковода, два последовательных и один параллельный порт, PS/2–совместимые клавиатура и мышь — что, в общем–то, не удивительно, так как используется микросхемы производства Intel и SMC. Четыре разъема стандарта PCI, два из них 64–разрядных (фирма Intel о поддержке PCI64 пока не заявила, и пока единственная персоналка с такой шиной — Micron Powerdigm XSU на базе набора микросхем Samurai). Кэш-память 1 или 2 мегабайта для PC — редкость, а для RISC–платформ совсем немного. Кстати, «для себя» Digital производит платы с восемью и даже с шестнадцатью мегабайтами кэш–памяти (а может и больше — поддерживается–то до 64MB) — но их не продает. И, самое главное — 8 разъемов для 72–контактных SIMM–модулей. Для увеличения скорости обмена между оперативной и кэш–памятью используется 256-разрядная шина, так что для получения максимальной производительности придется установить в плату все восемь модулей памяти. Можно ограничиться «всего лишь» 128–разрядной шиной и установить 4 модуля, но скупиться тут не стоит — память поддерживается только «обычная», со страничным доступом (так называемая fast page, FPM), в отличие от стандартной для Pentium-компьютеров памяти с «расширенным выводом данных» (EDO) или синхронной (SDRAM).
С видеоадаптерами, SCSI–платами и прочими устройствами, скорее всего, серьёзных проблем не возникнет: в состав Windows NT 4.0 входит большинство необходимых драйверов. Проблемы могут возникнуть разве что с совсем новыми платами — пока лишь немногие производители плат выпускают драйверы для версии NT/Alpha.
Плата AlphaPC 164LX, появившаяся в сентябре 1997 года, использует новый набор микросхем, который поддерживает синхронную динамическую память (SDRAM) и процессор с частотой до 600MHz, но главное — она гораздо больше соответствует стандарту ATX, так что описанных выше проблем не возникает. Производительность при тестировании на однопоточных приложениях и «счетных» задачах существенно возросла. Правда «старая» плата быстрее на серверных приложениях благодаря описанной выше 256–разрядной памяти (на LX–плате она 128–разрядная).
Планируется также выпуск платы AlphaPC164UX — больше разъемов для расширения памяти, выше поддерживаемые тактовые частоты (до 800 МГц), и интегрированные на плате Ethernet 10/100 и UltraWideSCSI адаптеры.
Есть еще несколько небольших фирм, выпускающих платы для процессора Alpha — Alta Technology, Aspen, Polywell — но при ближайшем рассмотрении они все оказались «копиями» плат Digital. Судя по тому, что расположение компонент на плате совпадает, изготовлены они все по документации, полученной от Digital, а то и просто — фирмы закупают саму плату, микросхемы, «распаивают» их и дают «свое» название. Несмотря на то, что многие фирмы анонсировали «оригинальные» платы еще полгода назад, ни одна так и не приступила к их коммерческому выпуску — сказываются, по-видимому, сложность технологии, высокие тактовые частоты и высокие требования Digital к сертифицируемой продукции.
ПроизводительностьОценка производительности — дело достаточно сложное. Собственно, вывести некую «абсолютную» величину скорости работы процессора вообще практически невозможно; слишком многое зависит от операционной системы, специфики приложений и т.д. Для сравнения систем, работающих под Windows 95 и Windows NT, обычно используют тесты от Ziff-Davis: ZD WinBench и ZD WinStone. Они позволяют протестировать весь комплекс в целом, создавая условия, максимально приближенные к «реальным», т.е. тем, в которых работает «средний пользователь».
Однако, такие тесты совершенно непригодны для сравнения разных процессоров, работающих в разных операционных системах. Здесь больше подходит набор неких «усреднённых» тестов, легко переносимых на любую платформу; таковыми являются SPECint95 (для операций с фиксированной точкой) и SPECfp95 (для операций с плавающей точкой).
Цифры впечатляют: 18 SPECint95 и 27 SPECfp95 для 21164–600; 40 SPECint95 и 60 SPECfp95 для 21264–600. Для сравнения: процессор Pentium II с частотой 333MHz и кэш-памятью 512Kb показывает около 13 на тесте SPECint и 9 на SPECfp.
Фирма Aspen Systems, Inc., поставляющая рабочие станции на базе Alpha, приводит следующие данные:
| SPECint95 | SPECfp95 | |
| Aspen Systems | ||
| Alpha 21064, 275 MHz | 4.24 | 6.29 |
| Alpha 21164PC, 400MHz | 10.4 | 14.2 |
| Alpha 21164PC, 466 MHz | 11.0 | 15.0 |
| Alpha 21164PC, 500MHz | 12.6 | 16.1 |
| Alpha 21164, 266MHz | 7.7 | 9.9 |
| Alpha 21164, 300MHz | 8.7 | 11.2 |
| Alpha 21164, 333MHz | 9.2 | 13.2 |
| Alpha 21164, 366MHz | 11.3 | 14.5 |
| Alpha 21164, 400MHz | 10.4 | 14.2 |
| Alpha 21164, 433MHz | 11.25* | 18.3 |
| Alpha 21164, 500MHz | 15.6 | 22.5 |
| Alpha 21164, 533MHz | 16.6* | 24.0* |
| Alpha 21164, 566MHz | 17.6* | 25.5* |
| Alpha 21164, 600MHz | 18.0 | 27.0 |
| Alpha 21164, 633MHz | 19.0* ** | 28.5* ** |
| Alpha 21164, 667MHz | 20.1* ** | 30.0* ** |
| Alpha 21264, 500MHz | 33.3* ** | 50.00* ** |
| Alpha 21264, 600MHz | 40.0* ** | 60.00* ** |
| Intel | ||
| Pentium II 233 MHz 512K cache | 9.47 | 7.31 |
| Pentium II 266 MHz 512K cache | 10.8 | 7.98 |
| Pentium II 300 MHz 512K cache | 11.7 | 8.49 |
| Pentium II 333 MHz 512K cache | 12.8 | 9.25 |
| SUN | ||
| UltraSPARC II 167 MHz | 6.39 | 11.8 |
| UltraSPARC II 250 MHz | 7.88 | 14.7 |
| UltraSPARC II 300 MHz | 12.1 | 15.5 |
| Silicon Graphics | ||
| R5000 180 MHz (O2) | 4.8 | 5.4 |
| R5000 200 MHz (O2) | 5.4 | 5.7 |
| R10000 175 MHz (Octane) | 8.4 | 15.5 |
| R1000 195 MHz (Octane) | 9.3 | 17.0 |
| Hewlett-Packard | ||
| 8000 180 MHz | 11.8 | 20.2 |
| 8200 220 MHz | 15.5* | 25.0* |
* Ориентировочно
** Ещё не поставляется
Кроме того, интересны результаты следующих тестов:
Тест 1 — медианная фильтрация картинки размером 512x512 (маска размером 7x7).
Тест 2 — быстрое преобразование Фурье (2048x2048).
Тест 3 и Тест 4 — набор функций обработки сигналов, довольно часто встречающийся в системах реального времени (много операций с плавающей точкой, в том числе вызовы тригонометрических функций).
Все времена даны в миллисекундах.
| Pentium MMX 200 | Pentium II 300 | Alpha 21164A-500 (native) | Alpha 21164A-500 (FX!32) | |
| Тест 1 | 177 | 138 | 86 | 420 |
| Тест 2 | 13,8 | 6,1 | 2,8 | 3,9 |
| Тест 3 | 0,055 | 0,049 | 0,041 | 0,116 |
| Тест 4 | 3,116 | 1,115 | 0,673 | 0,990 |
Тестирование для Pentium MMX проходило на компьютере с материнской платой ASUS TX97E, процессор Pentium-200 MMX, 64Mb SDRAM, 512Kb cache, Windows 95 OSR2; компилятор: Intel Optimizing compiler, входящий в состав Borland C++ 5.01.
Процессор Pentium II был установлен на материнской плате Intel AL440LX с 64Mb SDRAM, 512Kb cache; компилятор: Intel C/C++ Compiler 2.4.
Alpha: материнская плата AlphaPC164, процессор 21164A-500, 1024Kb cache, 128Mb FP DRAM; компилятор: Visual C++ 5.0 (RISC Edition).
Справедливости ради надо отметить, что вариант для Intel довольно тщательно оптимизировался с помощью пакета VTune с целью максимально загрузить конвейер Pentium (инструкции MMX, правда, не использовались). Вариант для процессора Alpha был получен простой перекомпиляцией (не считая небольших изменений, связанных с замерами времени), так что резервы для оптимизации имеются (применение даже довольно старых математических библиотек от Digital, разработанных в 1993 году ещё для Windows NT 3.1, даёт дополнительный выигрыш до 15%).
Последний столбец в таблице показывает время выполнения на Alpha тестов, скомпилированных для процессора Intel, т.е. в режиме эмуляции. Результаты достаточно приличные; несколько портит картину только первый тест — дело в том, что используемые в нём массивы данных не умещаются во внутреннюю кэш–память).
В лаборатории журнала BYTE (см. «Low-Cost Alpha Offers Cheap Power», February 1998) был проведён сравнительный анализ последних моделей от Micron (Powerdigm XSU) и Hewlett-Packard (Kayak XU), построенных на базе двух процессоров Pentium II, и рабочей станции «начального уровня» от Microway (Scream'n Demon-SX 533) на базе Alpha 21164PC. При том, что последняя дешевле своих конкурентов более чем в два раза, она с легкостью оставила их позади, выполнив тест Lightwave 3D за 683 секунды, в то время как Micron и HP потратили на него 833 и 842 секунды, соответственно. И для сравнения — результаты, полученные на процессоре Alpha 21164A: 511 секунд при частоте 600MHz и 594 секунды при частоте 533MHz.
С выпуском компанией Intel процессора Merced ситуация вряд ли изменится. Этот процессор и так уже опаздывает на два года; ожидается, что он будет иметь производительность порядка 40 SPECint. Alpha пересекут этот барьер уже летом нынешнего года; а к моменту выхода Merced (примерно через год) Digital и Samsung будут иметь процессор Alpha 21364, с производительностью порядка 130–160 SPECint.
Кстати, почти все кадры последнего голливудского блокбастера «Титаник» обрабатывались на Alpha–станциях — 200 компьютеров от Digital работали 24 часа в сутки в течение двух месяцев под управлением ОС Linux64. Великолепные спецэффекты в последних эпизодах широко известного сериала «Вавилон-5» тоже стали возможными только благодаря мощности процессора Alpha.
Программное обеспечениеНа сегодняшний день существует более трёх тысяч «родных» приложений для компьютеров на базе процессоров Alpha, работающих под операционной системой Windows NT (Softimage, AutoCad, Lotus Notes, LightWave 3D), и их число постоянно увеличивается. На web–сервере Digital можно с лёгкостью проверить, перенесена ли та или иная программа на платформу Alpha; полный список приложений можно получить от DIGITAL Partner Applications Catalog
Некоторой неожиданностью стал недавний отказ фирмы Autodesk от выпуска новых версий AutoCad (начиная с версии 14) для этой платформы; по словам представителей фирмы, 240000 Alpha–систем (а именно столько было продано Digital за последний год) — это слишком мало.
Однако расстраиваться не стоит. Digital выпустила продукт FX!32 (распространяется бесплатно), позволяющий запускать на Alpha–станциях (работающих под Windows NT) приложения для DOS, Win16 и Win32 (Intel).
FX!32 — это не просто эмулятор. Будучи проинсталлированным, он отслеживает запуск «чужих» приложений и эмулирует процессор Intel только при первом их запуске, одновременно переводя команды для Intel в «родной» код Alpha. После того, как программа заканчивает выполнение, код довольно тщательно оптимизируется. При дальнейших запусках выполняется уже «родной» Alpha–код. Digital утверждает, что такой подход позволяет на 21164 достичь производительности, сравнимой с PentiumPro–200, что совсем неплохо. С совместимостью, кстати, проблем почти нет: скажем, Microsoft Office 97, работает под Windows NT (Alpha) даже надёжнее, чем под Windows 95 (в скором времени, кстати, Microsoft планирует выпустить если не полный Office, то как минимум Word 97 и Excel 97 для платформы Alpha). Даже такие «монстры», как 3D Studio Max и Adobe Photoshop 4.0, работают под FX!32 исключительно хорошо. Проблемы, конечно же есть, но их немного и они в принципе решаемы. Ожидается, что эта технология будет встроена в финальную версию Windows NT 5.0.
Разработчики приложений для Windows NT тоже не испытывают трудностей при переносе своих программ на Alpha: Microsoft недавно выпустила Visual C++ v.5.0 и даже Visual Basic v.5.0 (RISC edition). Вышел также и Digital Visual Fortran, ранее известный как Microsoft Fortran PowerStation — Microsoft полностью передала его фирме Digital (включая Intel–версию). Опыт показывает, что простой перекомпиляции исходных текстов обычно бывает достаточно (плюс некоторые «мелочи» — например, разные размеры страниц памяти у процессоров Intel и Alpha); определённые сложности вызывает только перенос kernel–mode драйверов, но и эта проблема решаема (можно, например, воспользоваться услугами Microsoft Porting Lab или DEC Migration Lab).
Тем не менее «родной» операционной системой для процессора Alpha является всё–таки UNIX. В отличие от NT, UNIX — полностью 64-разрядная система, а это немаловажно для некоторых приложений (32–разрядная адресация в Windows NT позволяет держать в памяти «всего» 4Gb данных, и это достаточно серьёзное ограничение для систем управления базами данных и ряда других приложений). Следующая версия NT будет поддерживать 64–разрядные адреса (VLM — Very Large Memory), но истинно 64–разрядной будет только NT 6.0. Впрочем, большинство пользователей могут об этом не беспокоиться; нижеприведённые данные показывают, что существенной разницы в скорости работы под Digital UNIX и Windows NT не наблюдается (тестировались рабочие станции Digital Personal Workstation; модели 433a, 433au, 500a, 500au, 600a, и 600au — первые три цифры означают тактовую частоту процессора, "а" - Alpha, "u" - Unix):
| SPECint_base95 | ||||
| CPU | MHz | NT | Unix | Ratio |
| Alpha 21164 | 433 | 12.2 | 12.1 | 101% |
| Alpha 21164 | 500 | 13.9 | 13.7 | 101% |
| Alpha 21164 | 600 | 16.3 | 16.0 | 102% |
| SPECfp_base95 | ||||
| CPU | MHz | NT | Unix | Ratio |
| Alpha 21164 | 433 | 15.3 | 16.9 | 91% |
| Alpha 21164 | 500 | 16.5 | 18.0 | 92% |
| Alpha 21164 | 600 | 18.4 | 19.9 | 92% |
Во втором квартале текущего года должно начаться производство процессора 21264 (EV6) — по той же 0.35–микронной технологии, что и 21164; количество транзисторов на площади 302 мм2 — более пятнадцати миллионов; внутренняя кэш–память будет расширена до 128 килобайт (2x64), а частота обращения к ней достигнет 333MHz (пропускная способность — до 5.2GBps). Анонсирован и новый набор микросхем 21272 «Tsunami», который поддерживает один или два процессора 21264, одну или две шины памяти (256-бит, 83MHz, SDRAM) и две параллельных 64–разрядных шины PCI (пропускная способность — до 2.6 GBps).
Сфера применения систем на базе Alpha процессоровУчитывая отношение цена/качество систем на базе Альфы, можно предположить, что они смогут потеснить продукцию Intel, особенно на рынке настольных рабочих станций (в сервере вычислительная мощность процессора не является определяющей, гораздо больше зависит от пропускной способности дисковой и сетевой подсистемы).
Учитывая дороговизну DigitalUNIX и слабую поддержку Windows наиболее разумным выбором будут, получившие широкое распространение в Internet, свободно распространяемые варианты Unix–подобных систем — Linux, NetBSD.
Делая такой выбор мы перестаем зависеть от прихоти одного производителя и сводим затраты на программное обеспечение к нулю.
Linux для Альф имеет едва ли не такую же широкую поддержку как и для i386, делая такой выбор можно получить доступ к огромному количеству качественного бесплатного программного обеспечения и главное, к опыту накопленному «сетевой общественностью».
В последнее время все больше производителей коммерческого программного обеспечения портируют свои приложения на платформу Linux, так что любители «коробочных» программ также найдут для себя много интересного.
Люди, желающие получить надежную систему и обеспокоенные проблемами безопасности информации, сочтут более подходящим вариантом NetBSD — наследницу знаменитой 4.4 BSD Lite 2. Это проект, появившийся несколько позднее широко известной в кругах российских провайдеров операционной системы FreeBSD, призванный расширить круг поддерживаемого во FreeBSD железа (в частности архитектуру Альфа). NetBSD сохранила совместимость с FreeBSD и унаследовала высокое качество кода ядра и его устойчивость. Корме того NetBSD в отличие от Linux поддерживается централизованно и нет множества «чуть-чуть» отличающихся редакций, которые зачастую нуждаются в отдельном документировании. Так как NetBSD относится к семейству BSD, то и множество книг по 4.4 LIte2, BSDI, FreeBSD вполне подходят на роль сопроводительных документов.
Использование операционных систем Linux или NetBSD в качестве решений для систем на основе Альфы наиболее предпочтительны именно в России. Эти операционные системы бесплатные и пользуются широкой поддержкой в Интернете. Таким образом затраты на программное обеспечение при построении (например) Веб–сервера сведутся только к затратам на железо.
Архитектура IA64В конце 1999 года Intel (в сотрудничестве с Hewlett–Packard) планирует представить Merced — первый процессор, построенный с использованием архитектуры нового поколения, совместно разработанной двумя компаниями. Хотя эта 64–разрядная архитектура основана на многолетних исследованиях Intel, HP, других компаний и университетов, она радикально отличается от всего, что было до сих пор представлено на рынке.
Эта архитектура, известная под названием Intel Architecture–64 (IA–64), полностью «порывает с прошлым». IA–64 не является как 64–разрядным расширением 32–разрядной архитектуры х86 компании Intel, так и переработкой 64–разрядной архитектуры PA–RISC компании HP. IA–64 представляет собой нечто абсолютно новое — передовую архитектуру, использующую длинные слова команд (long instruction words (LIW)), предикаты команд (instruction predication), устранение ветвлений (branch elimination), предварительную загрузку данных (speculative loading) и другие ухищрения для того, чтобы «извлечь больше параллелизма» из кода программ. Несмотря на то, что Intel и HP обещали добиться обратной совместимости с существующим программным обеспечением, работающим на процессорах архитектур х86 и PA–RISC, они до сих пор не разглашают, каким образом это будет сделано. На самом деле обеспечить такую совместимость совсем не просто; достаточно вспомнить гораздо менее кардинальный переход с 16–разрядной на 32–разрядную архитектуру х86, продолжавшийся 12 лет и до сих пор не завершённый.
Правда, переход к архитектуре IA–64 в ближайшее время вряд ли затронет большинство пользователей, поскольку Intel заявила, что Merced разрабатывается для серверов и рабочих станций класса high–end, а не для компьютеров среднего уровня. Фактически, компания заявила, что IA–64 не заменит х86 в ближайшем будущем. Похоже на то, что Intel и другие поставщики продолжат разрабатывать чипы х86.
Перед тем, как углубиться в технические детали, попробуем понять, почему Intel и HP рискнули пойти на столь кардинальные перемены. Причина сводится к следующему: они считают, что как CISC, так и RISC–архитектуры исчерпали себя.
Небольшой экскурс в прошлое. Архитектура х86 компании Intel — CISC архитектура, появившаяся в 1978 году. В те времена процессоры представляли собой скалярные устройства (то есть могли в каждый момент времени выполнять только одну команду), при этом конвейеров практически не было. Процессоры содержали десятки тысяч транзисторов. PA–RISC компании HP была разработана в 1986 году, когда технология суперскалярных (с возможностью выполнения нескольких команд одновременно) конвейеров только начала развиваться. Процессоры содержали сотни тысяч транзисторов. В конце 90–х наиболее совершенные процессоры содержат миллионы транзисторов. К моменту начала выпуска Merced компания Intel планирует перейти на 0.18–микронную технологию вместо нынешней 0.25–микронной. Уже первые чипы архитектуры IA–64 будут содержать десятки миллионов транзисторов. В дальнейших модификациях их число увеличится до сотен миллионов.
Разработчики процессоров стремятся создавать чипы, содержащие как можно больше функциональных узлов — что позволяет обрабатывать больше команд параллельно — но одновременно приходится существенно усложнять управляющие цепи для распределения потока команд по обрабатывающим узлам. На данный момент лучшие процессоры не могут выполнять более четырёх команд одновременно, при этом управляющая логика занимает слишком много места на кристалле.
В то же время, последовательная структура кода программ и большая частота ветвлений делают задачу распределения потока команд крайне сложной. Современные процессоры содержат огромное количество управляющих элементов для того, чтобы минимизировать потери производительности, связанные с ветвлениями, и извлечь как можно больше «скрытого параллелизма» из кода программ. Они изменяют порядок команд во время исполнения программы, пытаются предсказать, куда необходимо будет перейти в результате очередного ветвления, и выполняют команды до вычисления условий ветвления. Если путь ветвления предсказан неверно, процессор должен сбросить полученные результаты, очистить конвейеры и загрузить нужные команды, что требует достаточно большого числа тактов. Таким образом, процессор, теоретически выполняющий четыре команды за такт, на деле выполняет менее двух.
Проблему ещё осложняет тот факт, что микросхемы памяти не успевают за тактовой частотой процессоров. Когда Intel разработала архитектуру х86, процессор мог извлекать данные из памяти с такой же скоростью, с какой он их обрабатывал. Сегодня процессор тратит сотни тактов на ожидание загрузки данных из памяти, даже несмотря на наличие большой и быстрой кэш–памяти.
Говоря о том, что CISC– и RISC–архитектуры исчерпали себя, Intel и HP имеют в виду обе эти проблемы. В двух пространных интервью журналу BYTE они раскрыли некоторые детали архитектуры IA-64:
Команды в формате IA–64 упакованы по три в 128–битный пакет для быстрейшей обработки. Обычно это называют «LIW encoding» (русский аналог подобрать сложно, наиболее адекватно перевести как «кодирование в длинные слова команд»). Однако компания Intel избегает такого названия, заявляя, что с ним связаны «негативные ассоциации» (negative connotation). По той же причине Intel не любит называть сами команды RISC–подобными (RISC–like), даже несмотря на то, что они имеют фиксированную длину и предположительно оптимизированы для исполнения за один такт в ядре, не нуждающемся в микрокоде. Intel предпочитает называть свою новую LIW–технологию Explicitly Parallel Instruction Computing или EPIC (Полностью Параллельного Выполнения Команд). В любом случае формат команд IA–64 не имеет ничего общего с х86. Команды х86 могут иметь длину от 8 до 108 бит, и процессор должен последовательно декодировать каждую команду после определения её границ.
Каждый 128–битный пакет содержит шаблон (template) длиной в несколько бит, помещаемый в него компилятором, который указывает процессору, какие из команд могут выполняться параллельно. Теперь процессору не нужно будет анализировать поток команд в процессе выполнения для выявления «скрытого параллелизма». Вместо этого наличие параллелизма определяет компилятор и помещает информацию в код программы. Каждая команда (как для целочисленных вычислений, так и для вычислений с плавающей точкой) содержит три 7–битных поля регистра общего назначения (РОН). Из этого следует, что процессоры архитектуры IA–64 содержат 128 целочисленных РОН и 128 регистров для вычислений с плавающей точкой. Все они доступны программисту и являются регистрами с произвольным доступом (programmer-visible random–access registers). По сравнению с процессорами х86, у которых всего восемь целочисленных РОН и стек глубины 8 для вычислений с плавающей точкой, IA–64 намного «шире» и, соответственно, будет намного реже простаивать из-за «нехватки регистров».
Компиляторы для IA–64 будут использовать технологию «отмеченных команд» (predication) для устранения потерь производительности из–за неправильно предсказанных переходов и необходимости пропуска участков кода после ветвлений. Когда процессор встречает «отмеченное» ветвление в процессе выполнения программы, он начинает одновременно выполнять все ветви. После того, как будет определена «истинная» ветвь, процессор сохраняет необходимые результаты и сбрасывает остальные.
Компиляторы для IA–64 будут также просматривать исходный код с целью поиска команд, использующих данные из памяти. Найдя такую команду, они будут добавлять пару команд — команду предварительной загрузки (speculative loading) и проверки загрузки (speculative check). Во время выполнения программы первая из команд загружает данные в память до того, как они понадобятся программе. Вторая команда проверяет, успешно ли произошла загрузка, перед тем, как разрешить программе использовать эти данные. Предварительная загрузка позволяет уменьшить потери производительности из-за задержек при доступе к памяти, а также повысить параллелизм.
Из всего вышесказанного следует, что компиляторы для процессоров архитектуры IA-64 должны быть намного «умнее» и лучше знать микроархитектуру процессора, код для которого они вырабатывают. Существующие чипы, в том числе и RISC–процессоры, производят гораздо больше оптимизации на этапе выполнения программ, даже при использовании оптимизирующих компиляторов. IA–64 перекладывает практически всю работу по оптимизации потока команд на компилятор. Таким образом, программы, скомпилированные для одного поколения процессоров архитектуры IA–64, на процессорах следующего поколения без перекомпиляции могут выполняться неэффективно. Это ставит перед поставщиками нелёгкую задачу по выпуску нескольких версий исполняемых файлов для достижения максимальной производительности.
Другим не очень приятным следствием будет увеличение размеров кода, так как команды IA–64 длиннее, чем 32–битные RISC–команды (порядка 40 бит). Компиляция при этом будет занимать больше времени, поскольку IA–64, как уже было сказано, требует от компилятора гораздо больше действий. Intel и HP заявили, что уже работают совместно с поставщиками средств разработки над переработкой этих программных продуктов.
Технология «отмеченных команд» является наиболее характерным примером «дополнительной ноши», перекладываемой на компиляторы. Эта технология является центральной для устранения ветвлений и управления параллельным выполнением команд.
Обычно компилятор транслирует оператор ветвления (например, IF–THEN–ELSE) в блоки машинного кода, расположенные последовательно в потоке. В зависимости от условий ветвления процессор выполняет один из этих блоков и перескакивает через остальные. Современные процессоры стараются предсказать результат вычисления условий ветвления и предварительно выполняют предсказанный блок. При этом в случае ошибки много тактов тратится впустую. Сами блоки зачастую весьма малы — две или три команды — а ветвления встречаются в коде в среднем каждые шесть команд. Такая структура кода делает крайне сложным его параллельное выполнение.
Когда компилятор для IA–64 находит оператор ветвления в исходном коде, он исследует ветвление, определяя, стоит ли его «отмечать». Если такое решение принято, компилятор помечает все команды, относящиеся к одному пути ветвления, уникальным идентификатором, называемым предикатом (predicate). Например, путь, соответствующий значению условия ветвления TRUE, помечается предикатом Р1, а каждая команда пути, соответствующего значению условия ветвления FALSE — предикатом Р2. Система команд IA–64 определяет для каждой команды 6–битное поле для хранения этого предиката. Таким образом, одновременно могут быть использованы 64 различных предиката. После того, как команды «отмечены», компилятор определяет, какие из них могут выполняться параллельно. Это опять требует от компилятора знания архитектуры конкретного процессора, поскольку различные чипы архитектуры IA–64 могут иметь различное число и тип функциональных узлов. Кроме того, компилятор, естественно, должен учитывать зависимости в данных (две команды, одна из которых использует результат другой, не могут выполняться параллельно). Поскольку каждый путь ветвления заведомо не зависит от других, какое–то «количество параллелизма» почти всегда будет найдено.
Заметим, что не все ветвления могут быть отмечены: так, использование динамических методов вызова приводит к тому, что до этапа выполнения невозможно определить, возникнет ли исключение. В других случаях применение этой технологии может привести к тому, что будет затрачено больше тактов, чем сэкономлено.
После этого компилятор транслирует исходный код в машинный и упаковывает команды в 128–битные пакеты. Шаблон пакета (bundle's template field) указывает не только на то, какие команды в пакете могут выполняться независимо, но и какие команды из следующего пакета могут выполняться параллельно. Команды в пакетах не обязательно должны быть расположены в том же порядке, что и в машинном коде, и могут принадлежать к различным путям ветвления. Компилятор может также помещать в один пакет зависимые и независимые команды, поскольку возможность параллельного выполнения определяется шаблоном пакета. В отличие от некоторых ранее существовавших архитектур со сверхдлинными словами команд (VLIW), IA–64 не добавляет команд «нет операции» (NOPS) для дополнения пакетов.
Во время выполнения программы IA–64 просматривает шаблоны, выбирает взаимно независимые команды и распределяет их по функциональным узлам. После этого производится распределение зависимых команд. Когда процессор обнаруживает «отмеченное» ветвление, вместо попытки предсказать значение условия ветвления и перехода к блоку, соответствующему предсказанному пути, процессор начинает параллельно выполнять блоки, соответствующие всем возможным путям ветвления. Таким образом, на машинном уровне ветвления нет.
Разумеется, в какой-то момент процессор наконец вычислит значение условия ветвления в операторе IF–THEN–ELSE. Предположим, оно равно TRUE, следовательно, правильный путь отмечен предикатом Р1. 6–битному полю предиката соответствует набор из 64 предикатных регистров (predicate registers) Р0–Р63 длиной 1 бит. Процессор записывает 1 в регистр Р1 и 0 во все остальные.
К этому времени процессор, возможно, уже выполнил некоторое количество команд, соответствующих обоим возможным путям, но до сих пор не сохранил результат. Перед тем, как сделать это, процессор проверяет соответствующий предикатный регистр. Если в нём 1 — команда верна и процессор завершает её выполнение и сохраняет результат. Если 0 — результат сбрасывается.
Технология «отмеченных команд» существенно снижает негативное влияние ветвлений на машинном уровне. В то же время, если компилятор не «отметил» ветвление, IA–64 действует практически так же, как и современные процессоры: пытается предсказать путь ветвления и т.д. Испытания показали, что описанная технология позволяет устранить более половины ветвлений в типичной программе, и, следовательно, уменьшить более чем в два раза число возможных ошибок в предсказаниях.
Другой ключевой особенностью IA–64 является предварительная загрузка данных. Она позволяет не только загружать данные из памяти до того, как они понадобятся программе, но и генерировать исключение только в случае, если загрузка прошла неудачно. Цель предварительной загрузки — разделить собственно загрузку и использование данных, что позволяет избежать простоя процессора. Как и в технологии «отмеченных команд» здесь также сочетается оптимизация на этапе компиляции и на этапе выполнения.
Сначала компилятор просматривает код программы, определяя команды, использующие данные из памяти. Везде, где это возможно, добавляется команда предварительной загрузки на достаточно большом расстоянии перед командой, использующей данные и команда проверки загрузки непосредственно перед командой, использующей данные.
На этапе выполнения процессор сначала обнаруживает команду предварительной загрузки и, соответственно, пытается загрузить данные из памяти. Иногда попытка оказывается неудачной — например, команда, требующая данные, находится после ветвления, условия которого ещё не вычислены. «Обычный» процессор тут же генерирует исключение. IA–64 откладывает генерацию исключения до того момента, когда встретит соответствующую команду проверки загрузки. Но к этому времени условия ветвления, вызывавшего исключение, уже будут вычислены. Если команда, инициировавшая предварительную загрузку, относится к неверному пути, загрузка признается неудачной и генерируется исключение. Если же путь верен, то исключение вообще не генерируется. Таким образом, предварительная загрузка в архитектуре IA–64 работает аналогично структуре типа TRY–CATCH.
Возможность располагать команду предварительной загрузки до ветвления очень существенна, так как позволяет загружать данные задолго до момента использования (напомним, что в среднем каждая шестая команда является командой ветвления).
В 80–е годы некоторые разработчики RISC–процессоров высмеивали CISC–архитектуру и предрекали скорую погибель семейству х86. Но технологии и бизнес — разные вещи. Несмотря на технологические преимущества RISC–архитектуры, огромные ресурсы корпорации Intel и господство операционных систем DОS и Windows привели к тому, что процессоры архитектуры х86 остаются конкурентоспособными до сих пор. Теперь уже Intel заявляет, что RISC–архитектура устарела. В любом случае, до выхода в свет первого процессора архитектуры IA–64 остаётся ещё два года, и у конкурентов есть время принять ответные меры.
Материнские платы, наборы микросхем Intel 430TX PCIset18 марта 1997 г. официально появились пробные образцы нового чипсета пятого поколения от Intel — 430TX. Этот чипсет рассчитан для применения в настольных и мобильных системах. Для изготовления применена передовая двухчиповая технология — TDP:82439TX, PIIX4:82371AB.
Этот чипсет приходит на смену i430VX, но к сожалению не на смену i430HX. Новый чипсет не поддерживает (официально) более 66MHz по шине, и не кэширует более 64Mb оперативной памяти. Однако уменьшено, как и ожидалось, количество тактов на синхронной памяти.
Характеристика i430TX:
Поддержка:
DRAM support: SDRAM, EDO, FPM
Ultra DMA / ATA–33 (DMA Bus master support)
USB support
Concurrent PCI (PCI 2.1)
Dynamic Power Management Architecture (DPMA) с поддержкой Advanced Configuration and Power Interface (ACPI), снижает потребление энергии микросхемами на 75%
SMBUS (System Management Bus)
Встроенные функции:
PCI–ISA Bridge
Standart AT functions
real–time clock (RTC)
IDE и GPIO ports (Master/Slave independent drive timing)
Положительные качества:
Max L2 Cache size — 512Kb Pipelined Burst SRAM
Max DRAM size — 256Mb (6 RAS lines)
Max Cacheable DRAM — 64Mb
DRAM Timing at 66MHz Bus speed
| FPM RAM | 5-3-3-3 |
| EDO RAM | 5-2-2-2 |
| BEDO RAM | n/a |
| SDRAM | 5-1-1-1 |
DRAM refresh — CAS before RAS
Максимальное число мастер–устройств PCI — 5
Число буферов между PCI и DRAM, POST – 10DW=40Byte
Число буферов между PCI и DRAM, Prefetch – 18DW=72Byte
Отрицательные качества:
Поддержка Dual/Multi процессорной конфигурации — НЕТ
Поддержка кода коррекции ошибок памяти (DRAM ECC) — НЕТ
Поддержка AGP (Accelerated Graphics Port) — НЕТ
Intel 440LX AGPsetВ сочетании с архитектурой двойной независимой шины (DIB) процессора Pentium II набор микросхем 440LX AGPset призван стать фундаментальной аппаратной основой нового класса ПК на базе Slot 1 (вместо чипсета i440FX), ориентированных на визуальную обработку.
Новый набор микросхем разработан с целью оптимизации и балансировки системной производительности, вклад в которую дает как сам процессор Pentium II, так и другие компоненты вычислительной платформы, включая графическую подсистему и оперативную память. Он представляет собой уникальный вариант оптимизированной архитектуры, получившей название «порта с учетверенным быстродействием» (QPA). К числу основных компонентов QPA относятся: AGP с прямым подсоединением (Direct Connect AGP), система динамического распределенного арбитража (Dynamic Distributed Arbitration) и средства многопоточного доступа к памяти (Multistream Memory Access). QPA в сочетании с процессором Pentium II и AGP поддерживает масштабирование производительности ПО трехмерной графики, в том числе компьютерных игр и иных развлекательных приложений, обучающих программ, систем обработки оцифрованных изображений.
Процессор Pentium II и набор микросхем 440LX AGPset можно рассматривать как «строительные блоки», ориентированные на разработку сбалансированных вычислительных платформ с высокой производительностью и средствами сетевого управления для универсальных ПК и Net PC, применяемых в деловой сфере. Помимо QPA, микросхемы 440LX AGPset обладают рядом функций и характеристик, позволяющих удовлетворить требования к ПК со стороны как существующих, так и будущих приложений. Новые микросхемы дадут возможность оснастить персональные компьютеры усовершенствованным интерфейсом для контроля за энергопотреблением (ACPI), средствами поддержки технологии plug-and-play, компонентами Ultra DMA (на базе контроллера PIIX4, используемом также в чипсете i430TX) в целях ускорения прямого доступа к памяти и модулями SDRAM, позволяющими повысить системную производительность. Поддержка интерфейса ACPI позволит изготовителям ПК дополнить свою продукцию сетевыми функциями управления энергопотреблением, вывода компьютера из неактивного состояния либо его дистанционного поддержания в постоянно включенном (AlwaysOn) режиме.
Запущенный в массовое производство набор микросхем Intel 440LX AGPset состоит из двух чипов: контроллера PCI AGP Controller (PAC) в корпусе типа 492 BGA и акселератора PCI, ISA, IDE Accelerator (PIIX4) в корпусе типа 324 BGA.
Характеристика i440LX:
Поддержка:
Один или два процессора семейства Pentium–II
Частота шины AGP до 133МГц
64/72–битный интерфейс системной памяти, поддерживающий SDRAM
Аппаратный контроль четности (ECC)
32–битный интерфейс PCI 2.1
Поддержка 64–битной спецификации шины GTL+
Буферизация всех интерфейсов для повышения пропускной способности
Контроллер системной памяти:
Поддержка EDO и SDRAM
Контроллер системной памяти оптимизирован для SDRAM
Поддержка от 8 до 512Мбайт системной памяти
Симметрическая и асимметрическая адресация
Поддержка однобанковых и двубанковых модулей DIMM
Поддержка 4, 16 и 64Мбит микросхем памяти
Для асинхронных операций время доступа 50 и 60 нс, для синхронной SDRAM – частота 66МГц
Контроллер ввода/вывода PIIX4:
Совместимость со спецификацией PCI 2.1
Поддержка спецификаций ACPI и PC97
DMA–контроллер
Поддержка внешних APIC-компонент
Поддержка 2-х портов USB
Поддержка модулей DIMM со стороны SMB (System Management Bus)
Интегрированный IDE–контроллер с поддержкой Ultra DMA–33
Сравнение i440LX и i440FX:
| 440FX | 440LX | |
| AGP | No | Yes |
| SDRAM | No | Yes |
| EDO | Yes | Yes |
| 66Mhz Bus | Yes | Yes |
| ECC | Yes | Yes |
| DRAM Bank No.(max) | 8 | 8 |
| Max. memory per bank | 128MB | 128MB |
| Ultra DMA-33 | No | Yes |
| ACPI | No | Yes |
| I2C(SMBus) | No | Yes |
Спустя полгода с появления революционного чипсета Intel 440LX, в котором был впервые применен ускоренный графический порт AGP и поддерживалась память SDRAM, 15 апреля Intel выбросила на рынок свой новый продукт — набор логики Intel 440BX. Выпуск этого набора микросхем ознаменует начало нового этапа в развитии Slot 1 систем. Это будет эра наращивания частоты системной шины, которая уже на протяжении нескольких лет задержалась на отметке 66 МГц. Новый чипсет Intel 440BX предназначен для материнских плат для процессора Pentium II и поддерживает внешнюю частоту (системной шины) 100 МГц. На этой частоте работает, в частности, системная память.
Собственно, в официальной поддержке 100–мегагерцовой шины и заключается основное отличие интеловских чипсетов 440LX и 440BX.
Характеристика Intel 82440BX AGPSet
Процессор
Поддержка всех Slot–1 процессоров Pentium II
Возможность двухпроцессорности, поддержка SMP
Поддержка памяти типа EDO RAM и SDRAM
Максимально поддерживается до 512 Мбайт SDRAM или 1024 Мбайт EDO RAM
Временная диаграмма для EDO RAM 5-2-2-2 (при внешней частоте 66 МГц)
Временная диаграмма для SDRAM 5-1-1-1 (при внешней частоте 66 МГц)
64–битная шина памяти
Поддержка ECC
PIIX4 IDE-контроллер
Чип 82371AB
Поддержка Bus Mastering
Поддержка UltraDMA
Работа в режимах PIO Mode 5/DMA Mode 3
Синхронный интерфейс PCI
Поддерживается 30 и 33 МГц на шине PCI
Соответствие спецификации PCI 2.1
Power Management
Соответствие PC97
Ускоренный графический порт AGP
Поддерживается AGP 1х/2x mode (66/133 МГц)
Поддержка Unified Memory Architecture отсутствует
Поддержка USB
Похожие работы
... , а также отсутствие необходимости в покупке и внедрении дополнительного программного обеспечения сторонних разработчиков. Базой для создания модели электронного документооборота будет являться реально существующая коммерческая организация ЗАО «Bona Fide»-Волгоград, которая предоставляет юридические и аудиторские услуги на городском и региональном уровне. Внутри предприятия выделяются 4 ...
... все названные критерии. Причем данным набором дело не ограничивается, поскольку наука и практика не стоит на месте, появляются новые реалии и обстоятельства. 2.2.Проблема выбора система электронного документооборота на предприятиях малого и среднего бизнеса Основными российскими тенденциями начала третьего тысячелетия стал безбумажный технологический бум во всех сферах человеческой ...
... задач за счет применения средств автоматизации, снижение затрат за счет сокращения штата сотрудников, привлекаемых к делопроизводству, поиску и сортировке управленческой документации за счет внедрения электронного документооборота и т.д.) Результаты второго рода могут быть измерены с помощью экономических показателей, находящихся в бухгалтерской отчетности. Доход третьего рода получают за счет ...
... в действующие платежные системы, создать инфраструктуру собственной платежной системы, нанять квалифицированный персонал и тогда бы электронные системы расчетов практически бы были внедрены в абсолютном большинстве розничных банковских услуг. Реально разработанные на сегодняшний день технологически разнообразные классы банковских продуктов, реализующие различные аспекты электронного обслуживания ...
0 комментариев