типа "навороченного" ПК, с высокой производительностью, мощной графикой и иными средствами мультимедиа "профессионального уровня".

В старые же добрые времена все было ясно: если внутри RISC-процессор - это рабочая станция, а если начинка от Intel - ну куда ему до рабочей станции! Теперь, когда процессоры Pentium II (особенно новые, со 100-мегагерцевой шиной) опережают по производительности многие RISC-процессоры, и о графической производительности ПК при использовании графических плат-ускорителей можно сказать то же самое, разгадать загадку, где еще персональный компьютер, а где уже рабочая станция, простому смертному не дано.

А те дешевые RISC-компьютеры, которые некоторые фирмы могут собрать "на коленках" из готовых материнских плат - это уже ПК или еще рабочая станция? Но окончательно лишила меня ориентиров Digital, выпустившая персональные... рабочие станции. Борющиеся противоположности слились воедино. Да еще как: хочешь - имей внутри микропроцессор Intel, а хочешь - самые быстрые в мире Alpha. Заменил плату - и вперед! Хорошо еще, что есть в нашем великом и могучем такой жаргонизм - "персоналка". Хочешь - понимай его персональная рабочая станция, а хочешь - как обычный ПК.

Digital нашла способ соединить (рабочего) коня от Intel и трепетную (с бешеной тактовой частотой) лань под одной крышкой корпуса minitower. Правда, они не могут быть установлены там одновременно, но продукт-то называется одинаково - "персональная рабочая станция", безотносительно к тому, что в нем внутри. Так что откроем корпус и посмотрим, что же нам предлагают. Благо сделать это весьма просто - даже отвертка не понадобится.

Архитектура персональных рабочих станций Digital

Собственно говоря, компания Digital предлагает уже второе поколение персональных рабочих станций (personal workstation). К первому относятся Celebris XL и Alpha XL. В нынешнем поколении - три серии компьютеров: i, а и аu. В отличие от продукции Sun, в названиях которой (например, UltraSPARC IIi) буква i означает "интегрированный", у DEC i, судя по всему, указывает на процессор от Intel, в то время как "а" - на процессор Alpha. Сокращение же au следует понимать так: Alpha + Unix. Две первые серии предполагают использование операционной системы Windows NT. Cтрого говоря, на моделях au может работать и OpenVMS, но число пользователей этой ОС с течением времени становится пренебрежимо мало (что, кстати, никак не связано с высокими качествами самой ОС).

Общее строение компьютеров всех трех серий представлено на рисунке. Их основу составляют две платы: главная, если угодно, - материнская плата, содержащая процессоры и оперативную память, и вспомогательная - "несущая" (riser) плата. Последняя является общей для всех систем, а отличия серий определяются исключительно материнской платой. Для серии i это платы, содержащие процессоры Pentium Pro (в более поздних версиях Digital устанавливает Pentium II). В сериях а и аu материнские платы несут на себе микропроцессоры Alpha 21164A. Собственно, материнские платы серий а и au отличаются лишь микропрограммным обеспечением; этот аналог BIOS для серии а позволяет работать с Windows NT, а для серии аu - с Digital Unix или OpenVMS.

Рассмотрим теперь подробнее, какие платы предлагает Digital. Начнем с плат серий a и au. В настоящее время в этих сериях предлагается по три модели (433а, 500а, 600a и 433аu, 500аu, 600au), которые комплектуются процессорами с тактовыми частотами 433, 500 и 600 МГц соответственно.

Следующим по важности фактором, определяющим производительность компьютера, является кэш-память. Известно, что Alpha 21164A имеет как минимум двухуровневый кэш, поскольку два уровня расположены на основной микросхеме. Кэш второго уровня (внутренний) имеет емкость 96 Кбайт, чего, как правило, оказывается недостаточно при выполнении сложных приложений научного или инженерного характера: быстрый микропроцессор может часто сталкиваться с ситуацией отсутствия данных в кэше второго уровня.

Digital предлагает возможность работать либо без внешней кэш-памяти, либо с SRAM-кэшем третьего уровня емкостью 2 Мбайт. Я бы настоятельно рекомендовал не пожалеть денег и приобрести систему с внешним кэшем. Конечно, высокая производительность самого Alpha 21164A и высокая пропускная способность тракта обмена данными с оперативной памятью способны компенсировать потери, возникающие из-за непопадания в кэш второго уровня, но тогда мощности центрального процессора будут использоваться не полностью.

Известно, что Alpha 21164A активно нагружает системную шину при работе с внешней кэш-памятью. Поэтому Digital позаботилась о высокой пропускной способности подсистемы оперативной памяти: пиковая пропускная способность превышает 1 Гбайт/с, а поддерживаемое значение равно 500 Мбайт/с. Для этого компания применила конструкцию памяти типа "горячий ряд" (hot row), при которой до 24 страниц памяти сохраняются открытыми и активными.

Оперативная память использует 128-разрядную шину, и за один такт память передает четыре 32-разрядных слова. Емкость памяти, представленной на плате шестью гнездами для модулей DIMM типа SDRAM, естественно, определяется емкостью самого модуля DIMM. Минимальная емкость памяти равна 32 Мбайт, максимальная - 1,5 Гбайт. Оперативная память защищена кодами ECC.

Набор микросхем PYXIS, разработанный Digital, отвечает не только за управление оперативной памяти, но и за поддержку 64-разрядного протокола PCI. Весь набор микросхем реализован в виде единственной микросхемы в корпусе BGA с 474 контактами.

Высокая пропускная способность шины памяти означает, в частности, что трафик пикселов при обновлении экрана и рендеринге является для нее не слишком обременительным. Весь графический трафик пикселов обрабатывается платой PCI, не конфликтуя с трафиком "процессор-память". К графическим особенностям рассматриваемых компьютеров мы еще вернемся.

Что касается плат на базе процессоров Intel, то Digital первоначально оснащала их Pentium Pro (тактовая частота 180 или 200 МГц, внешний кэш емкостью 256 Кбайт), в том числе в двухпроцессорных конфигурациях с 200-мегагерцевыми процессорами. Затем появились модели на базе Pentium II (266i, 266i2, 300i, 300i2). Первое число в названии модели указывает, естественно, на тактовую частоту, а двойка наверху отмечает двухпроцессорные модели.

Понятно, что возможностей соорудить что-то "из ряда вон" при использовании платформы Intel гораздо меньше (Digital использует стандартные наборы микросхем). Хотя компания и здесь сумела внести в конструкцию некоторые интересные особенности, мы не будем на них останавливаться подробнее, а перейдем к рассмотрению вспомогательной платы.

Но прежде всего отметим важную особенность материнских плат: все они устроены так, что к ним вообще не подходят кабели. Соединение осуществляется путем вставки в разъемы вспомогательной платы. Это обеспечивает дополнительную простоту модернизации. Можно, кстати, проводить модернизацию, оставаясь "в рамках" серии i, затем перейти на плату с процессором Alpha, а затем сменить процессор на более высокочастотный - при всех этих операциях остальные аппаратные компоненты останутся неизменными.

Вспомогательная плата, напротив, содержит почти все разъемы системы, в том числе пять PCI-слотов. Digital использует мост PCI-PCI собственной конструкции, что позволяет иметь фактически две шины PCI, то есть увеличить пропускную способность. Из пяти PCI-слотов три "разделяются" с 16-разрядной шиной ISA. Два слота являются 64-разрядными, однако все разряды могут использоваться только компьютерами серий a и au. Наконец, на плате интегрированы два канала EIDE, к которым можно подключить до 4 внешних устройств. На плате имеется порт Ethernet (10/100 BaseT) и совместимая с Soundblaster 16-разрядная аудиоподсистема с пятью аудиопортами.

Что касается внешних устройств, то в стандартную поставку входит CD-ROM (ATAPI), а дисковые устройства могут быть либо EIDE (4500 RPM), либо UltraWide SCSI (7200 RPM, 2/4/9 Гбайт). В последнем случае используется ставшая уже классической PCI-плата Adaptec 2940 либо аналогичная плата от QLogic. Внешние устройства могут быть внутренними (два 3,5-дюймовых отсека) или доступными с передней панели (три 5,25-дюймовых и 3,5-дюймовый отсеки).

Наконец, о графических возможностях, во многом определяющих производительность типичных приложений, в которых используются рабочие станции. Те графические операции, с которыми не в состоянии быстро справиться большинство других микропроцессоров, оказываются по плечу Alpha 21164A. Поэтому заказные микросхемы графических подсистем в моделях серий а и аu загружаются в основном только задачами рендеринга. Digital ориентируется на стандарт OpenGL и предлагает графические платы трех уровней.

Наиболее мощные PCI-платы серии PowerStorm собственной разработки Digital включают три модели. Cтаршая, 4D60T (максимальное разрешение 1600х1200), имеет видеопамять 32 Мбайт, память текстур емкостью до 32 Мбайт, 32-разрядный z-буфер, 24-разрядные цвета и ряд других расширенных возможностей. Средняя модель 4D50T (максимальное разрешение 1280х1024) имеет в два раза меньшую видеопамять, а в младшей модели 4D40T по сравнению с 4D50T сокращены возможности буферизации.

Для среднего уровня графической производительности Digital предлагает платы AccelPRO 2000SX и 2500SX и TX (разрешение 1280х1024) с 15-разрядным представлением цвета и аппаратным z-буфером. В качестве графической подсистемы начального уровня предлагается PCI-плата Matrox Millennium.

Выбирай, а то проиграешь

В таблице представлены основные характеристики рассматриваемых компьютеров. Мы не стали отражать в ней наличие типичных для мира ПК и рабочих станций портов: клавиатуры и мыши, двух последовательных, одного параллельного, одного двунаправленного ECP/EPP-порта для принтера (все эти порты поддерживаются материнскими платами) и пары USB-портов (только для серии i).

В чем особенности данных систем и чем они привлекают пользователей? Конечно, в первую очередь возможностью дешевой модернизации (как говорится, "по мере роста вашего бизнеса"). Вероятно, это самый дешевый способ получить мощную систему на базе микропроцессоров Alpha.

Представляется, что это должно особенно понравиться российским ученым, у которых каждый рубль на счету. С другой стороны, на сегодня нельзя получить более мощную однопроцессорную рабочую станцию под Windows NT, по крайней мере в соответствующем ценовом диапазоне.

Если вам не по душе ждать появления Merced до следующего тысячелетия, выбор можно сделать уже сегодня.


Михаил Кузьминский - старший научный сотрудник Центра компьютерного обеспечения Института химических исследований РАН. С ним можно связаться по телефону (095) 135-6388.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями