Nowe technologie w dużych komputerach

Tam gdzie wykorzystywane są ogromne bazy danych, do których ma dostęp wielu użytkowników (co ma miejsce np. w zastosowaniach administracyjno-handlowych), coraz częściej korzysta się - zamiast jak dotychczas z systemów opartych na komputerach typu mainframe - z dużych serwerów unixowych. Proces taki, zwany downsizingiem (co tłumaczone jest czasem za pomocą terminu minimalizacja), nabrał nowych rumieńców, a to głównie dzięki wejściu na rynek serwerów AlphaServer 8200 i 8400 (TurboLaser) firmy Digital Equipment Corporation.

Tam gdzie wykorzystywane są ogromne bazy danych, do których ma dostęp wielu użytkowników (co ma miejsce np. w zastosowaniach administracyjno-handlowych), coraz częściej korzysta się - zamiast jak dotychczas z systemów opartych na komputerach typu mainframe - z dużych serwerów unixowych. Proces taki, zwany downsizingiem (co tłumaczone jest czasem za pomocą terminu minimalizacja), nabrał nowych rumieńców, a to głównie dzięki wejściu na rynek serwerów AlphaServer 8200 i 8400 (TurboLaser) firmy Digital Equipment Corporation.

Są to serwery zbudowane na bazie procesora Alpha i współpracują z 64-bitowym systemem operacyjnym Digital Unix (dawniej OSF/1). Wykorzystywana w nich 64-bitowa przestrzeń adresowa pozwala na umieszczenie ogromnych fragmentów baz danych w pamięci operacyjnej, przez co znacznej redukcji ulega ilość długotrwałych transmisji dyskowych. W efekcie szybkość przetwarzania i wydajność tych urządzeń bije wszelkie rekordy. Pozwala to na korzystanie z komputerów AlphaServer w takich sytuacjach, które jeszcze nie tak dawno były wyłączną domeną zastosowania dużych systemów przetwarzania równoległego.

Na sukcesy komputerowej rodziny AlphaServer złożyło się wiele oryginalnych technologii, którym warto się przyjrzeć nieco bliżej.

Procesor Alpha

Od kilku lat trwa wyścig podjęty przez kilku producentów mikroprocesorów typu RISC (Reduced Instruction Set Computer). Czołowe miejsce wśród rywali zajmuje procesor Alpha, produkt działu Digital Semiconductor firmy Digital Equipment. Jego najnowsza wersja 21164 może pracować z zegarem 300 MHz, co już pozwoliło na przekroczenie bariery miliarda instrukcji wykonanych w czasie jednej sekundy (BIPS - Bilion Instructions Per Seconds).

W październiku br. weszła na rynek wersja Alpha 21164 taktowana zegarem 333 MHz, zaś w listopadzie ukazały się wykonania 21164A. Jest to układ, który przy częstotliwości zegara 400 MHz ma osiągnąć wartość SPECint92 równą 500 (m.in. dzięki przejściu na technologię 0,35 mikrometra). Wartość parametru SPECint92 wynosi dla Alphy 2114/300 MHz ok. 330, zaś dla 2114/330 MHz ok. 400.

Architektura mikroprocesora Alpha oparta jest na pojedynczym, monolitycznym układzie CMOS. Umożliwia to uzyskanie dużej niezawodności w porównaniu do rozwiązań hybrydowych (kilka struktur w jednej oprawce) i jednocześnie pozwala na pracę przy wysokich częstotliwościach zegara (krótkie odległości doprowadzeń elektrycznych).

Bez wątpienia procesory Alpha są obecnie najszybszymi procesorami RISC i jednymi z niewielu, które mają sporo specjalnie opracowanego dla nich 64-bitowego oprogramowania.

Urządzenia wejścia/wyjścia PCI

Tradycyjnie systemy komputerowe oparte na bardzo dużych serwerach wykorzystywały urządzenia wejścia/wyjścia stosujące się do standardu swojego producenta. Znacznie ograniczało to elastyczność rozbudowy czy rozszerzenia właściwości systemu, nie mówiąc o dyktowanych wysokich cenach urządzeń I/O, nawet za ich podstawowe konfiguracje.

Produkowane przez Digital Equipment serwery AlphaServer wyposażone są w typowe, przemysłowe urządzenia I/O oparte na magistrali PCI (Peripherial Computer Interconnect). W przypadku 32-bitowej magistrali PCI jej maksymalna przepustowość wynosi 132 Mb/s. Coraz większa popularność szyny PCI jest przykładem wysiłków przemysłu komputerowego zmierzających do standaryzacji produktów. Dzięki szeroko upowszechnianej standaryzacji zaczynają działać mechanizmy wolnej konkurencji - produkty zgodne z PCI dostarczane są przez dziesiątki producentów systemów komputerowych i setki producentów akcesoriów oraz elementów - a to z kolei powoduje znaczną obniżkę cen.

Bardziej rozbudowane systemy wyposażone są w wielokrotne, równoległe magistrale PCI, przez co osiąga się jeszcze większą przepustowość i rozszerzalność. AlphaServer 8400 może być wyposażony w 144 urządzenia standardu PCI poprzez 12 magistral PCI, co umożliwia osiągnięcie łącznej przepustowości powyżej 1,5 Gb/s.

Skalowalność SMP

Jak wiele współczesnych konstrukcji serwerów także sewery AlphaServer mogą stosować wieloprzetwarzanie symetryczne (SMP - Symmetric Multiprocessing). W takich rozwiązaniach żaden z procesorów nie jest wyróżniony - wykonywanie takich zadań jak praca aplikacji, operacji sieciowych czy współpracy z systemem dyskowym jest dzielone w sposób dynamiczny, tak by każdy procesor był jednakowo obciążony. Praca taka daje w efekcie wydajne wykorzystanie zasobów całego systemu.

Zaletą technologii SMP jest możliwość prawie proporcjonalnego zwiększania mocy obliczeniowej całego systemu poprzez dodawanie dodatkowych mikroprocesorów.

W systemach komputerowych, wykorzytujących wieloprzetwarzanie równoległe SMP, układu używają dzielonej pamięci operacyjnej - w związku z tym określa się je mianem układów ściśle połączonych (tightly coupled), w odróżnieniu od urządzeń komputerowych luźno połączonych (loosely coupled), np. za pośrednictwem połączeń sieciowych lub MCI (o MCI piszemy nieco niżej).

Komputery rodziny AlphaServer 1000 korzystają z jednego procesora, maszyny AlphaServer 2000 mogą mieć zainstalowane 2 procesory, AlphaServer 2100 do 4, AlphaServer 8200 można wyposażyć w 6 procesorów, zaś AlphaSever 8400 (TurboLaser) od 1 do 12 CPU.

Należy także dodać, że większość systemów zarządzania relacyjnymi bazami danych współpracuje z technologią SMP. Dotyczy to produktów firm takich jak: Informix, Oracle, Progress czy Sybase.


TOP 200