Компьютеры Samsung на базе процессоров Digital Alpha
 |
В действительности, этот вопрос выходит далеко за рамки простых изменений в профиле деятельности компаний Samsung, Digital, Intel или Сompaq. Речь идет о будущем отрасли высокопроизводительных микропроцессоров вообще и RISC-процессоров в частности. Грядущее появление Merced, по преобладающим оценкам специалистов, вытеснит с рынка большинство конкурирующих микропроцессоров.
Единственной архитектурной линией, реально способной противостоять монополизации рынка продукцией корпорации Intel, в настоящее время представляется линия Alpha.
Слабым местом Digital как разработчика и производителя Alpha был, как известно, низкий объем выпуска микропроцессоров. Если же Samsung наладит выпуск процессоров Alpha и машин на их основе, это существенно расширит продажи подобной продукции и придаст новый импульс данному направлению компьютерной отрасли.
С моей точки зрения, очень обнадеживает быстрое развертывание производства новейшего процессора Alpha 21264 на производственных мощностях Samsung. Лишь очень немногие компании способны выпускать столь сложные микропроцессоры, ставшие сегодня мировыми лидерами производительности. В зависимости от версии процессора, диапазон их производительности на тестах SPECint95/ SPECfp95 составляет от 28/42 до 43/64 (эти данные были обнародованы подразделением Samsung Semiconductor в апреле 1998 года). Следующее поколение 21264 с частотой свыше 1 ГГц будет иметь показатели SPECint95/ SPECfp95= 100/150. По некоторым оценкам, производительность Merced (выпуск которого, как было недавно объявлено, задерживается, и планируется примерно через два года) будет составлять SPECint95/fp95=40/ 35. Cравнить эти показатели каждый может самостоятельно; отметим, однако, что важнейшим фактором будет и стоимость процессора.
Однако решающее значение, конечно же, имеют не процессоры сами по себе, а основанные на них компьютеры. Samsung планирует приступить к выпуску систем на базе 21264 в скором будущем, а сейчас уже предлагает на рынке материнские платы и рабочие станции на Alpha 21164. Последние уверенно возглавляют рейтинги производительности и наверняка останутся там до появления компьютеров на базе 21264.
"Скелет" с процессором Alpha
Samsung выпускает сразу три материнские платы с процессором Alpha 21164 - модели Alpha PC 164UX/164BX/164LX. Для того чтобы собрать компьютер, вокруг этих плат, как на некоем "скелете", нужно нарастить "мясо" - внешние устройства, блок питания, монитор и т. д.
Общее строение всех плат в архитектурном смысле почти идентично; их изюминка - конечно же сам процессор Alpha 21164. В платах Alpha 164LX используются процессоры с тактовой частотой 466/533/600 МГц, а в платах 164UX/BX - с частотой от 466 до 800 МГц. Напомним, что микропроцессоры являются суперскалярными, способными выполнить до четырех команд за такт. Кэш-память в Alpha 21164 обладает уникальным двухуровневым строением: кэши команд и данных первого уровня емкостью 8 Кбайт каждый плюс 3-канальный частично-ассоциативный кэш второго уровня емкостью 96 Кбайт для данных и команд, в котором применяется алгоритм обратной записи.
Кроме того, имеется еще и внешний кэш третьего уровня; он обменивается данными с микропроцессором по общей 128-разрядной системной шине. Подобное разделение шины - известный недостаток Alpha 21164, впрочем, касающийся прежде всего многопроцессорных систем. Поставляемые Samsung материнские платы поддерживают кэш-память SDRAM третьего уровня емкостью 2 или 4 Мбайт.
| Таблица 1. Сравнительные технические характеристики материнских плат | ||
| Платы Alpha PC | 164UX/BX | 164LX |
| Частота Alpha 21164, МГц | 466-800 | 466/533/600 |
| Внешний (L3) кэш | 2/4 | 2/4 |
| Емкость SDRAM-ОП, Мбайт | 32-768* | 32-512 |
| Число банков ОП | 3 | 2 |
| Число слотов PCI-64 | 1 | 2 |
| Число слотов PCI-32 | 5 | 2 |
| * до 3 Гбайт - при использовании 512-Мбайт модулей DIMM | ||
Для управления обменом данными с оперативной памятью применяется "набор микросхем", состоящий всего из одной микросхемы DEC 21174 (Pyxis), которая используется также в моделях a и au персональных рабочих станций DEC Personal Workstation. Кстати, общее строение рассматриваемых материнских плат Samsung в архитектурном плане очень близко к используемому в этих станциях (см. Computerworld Россия, # 20, 1998).
Модули оперативной памяти построены по технологии SDRAM (их максимальная суммарная емкость составляет сейчас 768 Мбайт). Связывающая оперативную память и центральный процессор 128-разрядная шина работает на тактовой частоте до 66 МГц. Учитывая недавнее появление ПК на базе Pentium II с 64-разрядной системной шиной, работающей с тактовой частотой 100 МГц, вряд ли можно ожидать, что материнские платы 164UX/BX/LX, с точки зрения пропускной способности оперативной памяти, смогут сохранить кардинальное преимущество.
Иерархия шин ввода-вывода основывается на стандарте 33-мегагерцевой шины PCI с использованием моста между 64-разрядной и 32-разрядной шинами. Хотя фактическое число шин PCI равняется 2, пропускная способность подсистемы ввода-вывода ограничивается пропускной способностью 64-разрядной шины, через которую все данные и попадают в микросхему 21174.
Другой мост, между шинами PCI и ISA, используется для подсоединения устройств ISA, а также для поддержки последовательных и параллельного портов и прочей "мелочи".
Основное отличие материнских плат Alpha PC 164UX от 164BX состоит в том, что на платах 164UX устанавливаются контроллер SCSI (режимы Wide и UltraWide) и контроллер 10/100 Мбит Ethernet. Платы 164LX снабжены меньшим числом слотов оперативной памяти и слотов PCI, но комплектуются контроллером IDE, отсутствующим на платах 164UX/BX.
C платами 164UX/BX может работать операционная система Windows NT версии 4.0 либо Linux; с 164LX - Windows NT версии 3.51 или выше.
Шикарные станции
Что касается компьютерных систем, Samsung выпускает рабочие станции SmartAlphaStation. Первые поставки станций серии SAS A10 начались еще в прошлом году. В серии две основные модели, A10 и А10+. В модели А10 использованы материнские платы PC164LX, а в А10+, которая, как явствует из названия, является старшей моделью, - РС 164UX. Рабочие станции комплектуются дисками SCSI емкостью 2,4/4,3/9,1 Гбайт.
В А10 процессоры имеют тактовые частоты 466/533/600 МГц и внешний кэш емкостью 2 Мбайт, а в А10+, кроме этого, допускается установка процессора с частотой до 800 МГц; емкость внешней кэш-памяти составляет при этом 2 или 4 Мбайт. Модернизация обеих моделей производится путем замены процессора. В A10 устанавливается до 512 Мбайт, а A10+ до 3 Гбайт. В А10+ один разъем PCI-64, три разъема PCI-32 и один комбинированный PCI-32/ISA; в A10 по два разъема каждого типа.
| Таблица 2. Сравнительные характеристики рабочих станций (по данным фирмы Samsung) | ||||||
| Cтанция | Цена, долл. | МП | OC | ОПmax, Гбайт | Дискиmax, Гбайт | Слоты I/O |
| DEC PWS | 12960 | Alpha | NT 4.0 | 1,5 | 27 | 2 E-PCI, |
| 500a | 21164/500 | 3 PCI/ISA | ||||
| Intergraph | 15000 | 2*PentiumII/ | NT 4.0 | 0,5 | 36,4 | 1 AGP, 2 ISA, |
| TDX2000 | 300 | 4 PCI, 1 PCI/ISA | ||||
| Sun Ultra 30 | 17500 | UltraSPARCII | Solaris 2,6 | 2 | 8,4 | 3 PCI, 1 E-PCI |
| Samsung SAS A10 | 10300 | Alpha 21164/600 | NT 4,0 | 1,5 | 36 | 5 PCI, 1 PCI/ISA |
В станции А10+ имеется четыре отсека для установки 3,5-дюймовых и три - для 5,25-дюймовых устройств; в A10 таких отсеков по три. Обе рабочие станции могут комплектоваться графическими платами Matrox Millenium2, Permida 2 или ECLIPSE. Станции A10+ снабжаются также звуковой платой Sound Blaster (в A10 подобная плата входит в стандартный комплект).
Взгляд в будущее
Оценки производительности (SPECint95/fp95=18/27 для 600-мегагерцевого процессора 21164) выводят рабочие станции A10/A10+ в лидеры. Наиболее характерными областями применения этих систем, по мнению Samsung, являются задачи автоматизированного проектирования, вычислительная графика и научная визуализация, финансовый анализ и т. п. Ярким примером применения компьютеров на базе Alpha 21164 (правда, не от Samsung) является их использование для создания визуальных эффектов в знаменитом фильме "Титаник". Применение операционной системы Windows NТ в сочетании со ставшим знаменитым компилятором Фортран разработки Digital позволяет добиться огромной эффективности вычислений, хотя, очевидно, это имеет и свои минусы, так как Windows NT - все-таки не Unix. Linux также привлекает пользователей, занимающихся "перемалыванием чисел", особенно из научно-университетской среды. К сожалению, эффективность оптимизации g77/gcc для процессора Alpha существенно ниже, чем для процессоров Intel.
В начале следующего года Samsung планирует начать производство новых рабочих станций на базе Alpha 21264: однопроцессорной SAS C10 и двухпроцессорных SAS C20 (с 600-мегагерцевыми процессорами), а позднее - и четырехпроцессорных SAS M40 (с 600-мегагерцевыми процессорами). По всей видимости, дебют Samsung на рынке мощных рабочих станций может стать вполне удачным, и на небосклоне профессиональных компьютерных систем появится новая звезда.
Михаил Кузьминский - старший научный сотрудник Вычислительного центра Института органической химии РАН. С ним можно связаться по телефону (095) 135-6388.