WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 29 |

Мощные RISC-процессоры (Reduced Instruction Set Computer -компьютер с сокращенным набором команд) играют видную роль в создании ИС. Среди них представлены следующие семейства. Консорциум фирм Apple-IBM-Motorola (альянс AIM) разработал и производит мощный и эффективный процессор PowerPC (РРС). Компания Hewlett-Packard (HP) выпускает семейство процессоров PA-RISC, среди них полностью 64-разрядный РА-8000. Компания SUN Microsystems представила в 1995 г. концепцию Ultracomputing, базирующуюся на 64-разрядных процессорах UltraSPARC 1 и II. Первый из них имеет около 5,2 млн транзисторов, второй - около 5,4 млн.

Перспектива фирмы SGI - 64-разрядный процессор R 10000 компании MIPS, содержащий 5,9 млн транзисторов. RISC-микропроцессор Alpha фирмы DEC бессменно лидировал в борьбе за абсолютный рекорд скорости.

Общим итогом второй половины 90-х гг. является вторжение процессоров с архитектурой Intel в область приложений, где доминировали RISC-процессоры, которые традиционно считались более мощными; те, в свою очередь, вторгаются в более высокие сферы. При этом все компании объявили о своих планах как на ближайшее время, так и на перспективу.

Совместно с компанией HP фирма Intel выполняет исследования по новой архитектуре 1А-64-разрядных процессоров. При этом ставится цель сделать новую архитектуру доступной для массовых моделей рабочих станций и серверов, где сейчас доминируют RISC-процессоры. Процессор Р7, получивший сначала имя Merced, будет продаваться под торговой маркой Itanium. Мировой рынок ожидает появления этого процессора как знак нового поколения изделий в этой сфере. Как предполагается, он будет обладать обратной совместимостью с 32-разрядными приложениями;

объявлено, что его тактовая частота будет не ниже 900 МГц.

Intel продолжает развивать и все семейства 32-разрядных процессоров, осуществляя при этом переход на все меньшие топологические нормы проектирования (табл. 2.1). Для массовых ПК компания предложила процессор Celeron. Правда, на рынке систем младшего класса он атакован со стороны процессоров AMD К6-2 с графическим расширением 3DNow! Дорогостоящий Pentium II Xeon предназначен для многопроцессорных серверов и мощных рабочих станций, Katmai имеет дополнительный набор команд, аналогичный расширению ММХ и представленной фирмой AMD системе 3DNow.

Усовершенствованные процессоры с 32-разрядной архитектурой со временем заменят Pentium II. Выпуск первого такого процессора Foster с тактовой частотой 1 ГТц намечен на конец 2000 г., он предназначен для массовых моделей рабочих станций и серверов, на которых устанавливаются процессоры Pentium II Xeon. В те же сроки начнет выпускаться еще один процессор в новой архитектуре -Willamette с тактовой частотой 1 ГГц, рассчитанный на ПК старшего класса, оснащаемые сейчас процессором Pentium II. Переход на норму 0,18 мкм позволит существенно повысить тактовую частоту, а освоение нормы 0,13 мкм обеспечит переход на тактовую частоту 1,ГГц, что планируется уже после 2000 г.

Таблица 2.1 характеристики процессоров Intel Процессор Частота, МГц Норма, мкм Pentium 11 от 500 0,Xeon 450 0,Celeron 450 0,Katmai 450,500 (до 700) 0,Tanner 500 0,Coppennine до 700 0,Willamette 1000 0, В традиционно верхних «эшелонах» микропроцессоров также ведутся перспективные работы и проектируются новые поколения изделий.

Скорее всего 32-разрядные процессоры будут не только сохранять за собой рынок ПК, но и конкурировать на рынке рабочих станций низших классов. Однако пока 64-разрядная архитектура Intel станет неотъемлемой частью настольных систем, пройдет немало времени. Поэтому можно считать, что сохраняется следующее «распределение обязанностей»: 64-разрядные процессоры будут использоваться для серверов и мощных приложений, 32-разрядные - для персональных компьютеров и серверов низших уровней.

На рубеже тысячелетий имеет место заметный прогресс в области компактных процессоров для мобильных и встроенных приложений. Особо требовательный клиент в этом секторе - портативные и мобильные компьютеры, в том числе ноутбуки. Здесь представляет интерес новый процессор Crusoe фирмы Transmeta (США).

Российские возможности в производстве микропроцессоров пока развиваются очень слабо, и отечественный производитель ЭВМ практически полностью зависит от поставок процессоров из-за рубежа.

2.1.2. Компьютеры Классификация компьютеров. Компьютеры были и будут разными. При формировании технологической среды ИС нужно выбрать компьютеры, соответствующие задачам ИС.

Ведущим признаком классификации машин является быстродействие (производительность) центрального процессора; пример такой классификации дается в табл. 2.2 [6]. Быстродействие исчисляется в коротких (MIPS), длинных (FLOPS) или теоретических операциях в секунду (MTOPS).

Однако техническое быстродействие центрального процессора не всегда определяет свойства ЭВМ как базы ИС, особенно в многопроцессорных системах. В связи с этим приняты оценки обобщенной производительности ЭВМ в определенном классе задач и технологий на основании испытаний по согласованным методикам и тестам.

Таблица 2.2 Классификация компьютеров по производительности Класс ЭВМ Супер Производительность MIPS 1000-Большие 10-Малые 1-Микро 1-Для сферы бизнеса и руководителей предприятий технические характеристики вычислительных средств не наглядны. В этих сферах нашла применение универсальная классификация компьютеров по их совокупной стоимости.

Со временем контуры классов изменяются. Во-первых, границы между классами нечетки изза практически плавного формирования во всех семействах машин рядов однотипных, но существенно различающихся по производительности ЭВМ, что вызывает появление близких вариантов в смежных классах. Во-вторых, прогресс приводит к росту характеристик внутри класса, как бы повышая его, в то время как снижение цен на машины фирмами-конкурентами делает доступными более мощные машины и тем самым переводит их в более низкий класс по стоимости, т.е. играет противоположную роль.

Прямой перенос приведенных классов в нашу отечественную практику пока представить достаточно сложно: рынок средств вычислительной техники развит слабо; объем его невелик;

номенклатура изделий формируется на базе самых низших классов; мощные ЭВМ мирового уровня представлены скудно. В связи с этим практическое применение подобной классификации в нашей стране состоится, по-видимому, лишь в будущем.

Кратко рассмотрим характеристики компьютеров различных классов.

СуперЭВМ. ЭВМ класса «супер» - одно из высших достижений прогресса; основная характеристика здесь была и есть производительность, которая всегда неограниченно требуется в особо мощных и ответственных приложениях. Между собой эти комплексы «соперничают» по производительности; итоги «соперничества» регулярно подводятся в виде рейтинг-листа Top-500, включающего 500 самых производительных комплексов со всего мира.

Для исследований в сфере суперЭВМ необходимы значительные средства. Производство же таких машин массовым не бывает, поскольку круг заказчиков весьма узок. Поэтому в сфере су перЭВМ высок уровень риска. В качестве страховки все фирмы этого сектора создают комплексы с несколько более низкой производительностью, но значительно более дешевые и удобные в эксплуатации, которые широко используются прежде всего в качестве суперсерверов мощных сетей.

В секторе суперЭВМ раньше были заняты только немногие компании, имеющие серьезные достижения в области сверхмощных архитектур ЭВМ. Это прежде всего International Business Machines (IBM), Burroughs (впоследствии - Unisys), Control Data Corporation (CDC) и Cray Research (все США), Siemens (ФРГ), японские фирмы. В числе самых производительных машин в конце 60-х гг. была и отечественная ЭВМ БЭСМ-6.

Признанным лидером в течение многих лет была Cray Research. Однако дела у нее в середине 90-х гг. пошли плохо, и ее приобрела американская компания Silicon Graphics, Incorporated (SGI), ставшая благодаря этому лидером в области высокопроизводительных систем, предназначенных для научных исследований. Именно эта компания имела наибольшее число своих комплексов в Top-500, лишь в 1999 г. уступив лидерство по этому показателю «Голубому гиганту» (Big Blue) - IBM.

Борьба идет и за первую позицию в рейтинге, т.е. за абсолютный рекорд производительности.

Достигнутая производительность уже давно перешагнула за миллиард операций в секунду гигафлопные компьютеры. Разрабатываются и создаются компьютеры, выполняющие уже триллионы (!) операций в секунду -терафлопные компьютеры.

Эти результаты основаны прежде всего на значительных достижениях в области архитектур вычислительных машин. Специальные многокристальные процессоры для суперЭВМ постепенно уступили лидерство мультипроцессорным параллельным архитектурам на основе множества стандартных микропроцессоров, объединяемых в параллельное решающее поле, производительность которого может наращиваться за счет расширения состава. Министерство энергетики США финансирует в этом направлении работы по программе ASCI (Accelerated Strategic Computing Initiative - инициатива ускоренных стратегических вычислений).

В создание суперЭВМ на такой основе включились компании, ранее этим классом не занимавшиеся, - Intel, Hewlett-Packard (HP), SUN (все США). Так, по программе ASCI компания Intel и Sandia National Laboratories (ядерный центр в г. Альбукерке, штат Нью-Мексико, США) объявили в сентябре 1995 г. о создании суперкомпьютера ASCI Red (красный) с производительностью 1,8 трлн оп/с; в его основе 9 тыс. микропроцессоров Intel Pentium Pro. В ноябре 1996 г. компания SGI представила суперкомпьютер Cray TZI-900 производительностью 1 трлн оп/с, в его основе - тысячи стандартных микропроцессоров. Затем в рамках программы ASCI компания установила машину Blue Mountain (голубая гора) в Национальной лаборатории в Лос-Аламосе.

Следом SUN Microsystems объявила о выпуске сверхмощных информационных серверов, в том числе суперсервера Ultra Enterprise 10 000 - на то время самого мощного информационного сервера в мире. SGI в середине 1998 г. сообщила о выпуске суперкомпьютера, который может содержать 2048 процессоров; среди первых покупателей - Университет города Болонья (Италия) и U.K. Research Council (Великобритания), которая намерена установить машину в Университете г.

Манчесте-,ра (Англия) для исследования влияния аэродинамических потоков на экономичность автомобильных двигателей и роли океанов и атмосферных потоков в формировании погодных явлений типа Эль-Ниньо. Японская корпорация NEC в конце 1998 г. начала выпуск нового семейства суперЭВМ SX-5, которые могут поддерживать скорость до 4 трлн операций с плавающей точкой в секунду.

В ноябре 1998 г. IBM сообщила о выпуске суперЭВМ Blue Pacific в национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе. Она имеет быстродействие порядка 3,9 трлн оп/с и многопроцессорную конфигурацию RS/6000 SP на базе процессора Power3, работающую под управлением операционной системы IBM А1Х -одной из самых мощных разновидностей ОС UNIX.

Blue Pacific позволяет решать труднейшие задачи за счет высокой процессорной мощности, изощренных алгоритмов и программного обеспечения. Разработка компьютера продолжалась шесть лет. В 2000 г. IBM представила для установки в Ливерморе компьютер ASCI White (белый) производительностью 12,3 трлн оп/с.

В 1999 г. компания IBM объявила о плане создания суперкомпьютера Blue Gene с проектной производительностью более 10^ операций с плавающей точкой в секунду, т.е. 1 тыс. Тфлопс. Проект стоит 100 млн долл..

В России работы над суперкомпьютерами проводились успешно, проект «Эльбрус-3» дал весьма перспективный опытный образец машины, который, однако, до завершения и запускав производство не дошел.

Мощные ЭВМ. Мощные универсальные машины в состоянии обеспечить как выполнение мощных приложений, так и поддержку неоднородных сетей со множеством рабочих станций. По отношению к этим машинам, называемым мейнфреймами, в 70-е и особенно в 80-е гг. сложилось негативное мнение, обусловленное сложностями их эксплуатации и развитием малых машин и переходом на них многих приложений. Спрос на мейнфреймы тогда упал.

В 90-х гг. в мейнфреймах новейших поколений удалось обеспечить повышение эксплуатационных характеристик, снижение цен и затрат на управление вычислительным процессом и поддержку системы. В результате они оказываются эффективнее распределенных систем и обеспечивают более высокие надежность, готовность, функциональные возможности и сохранность данных по сравнению с распределенной средой. Это привело к пересмотру пессимистических оценок таких машин, возникших в 80-е гг.

Не оспаривается преимущество UNIX-рабочих станций и персональных компьютеров при разработке новых приложений; однако точно так же неоспоримы преимущества мейнфреймов в роли мощных и сверхмощных серверов. Для крупных национальных компаний первой характеристикой по-прежнему остается мощность базового компьютера, поэтому они будут всегда нуждаться в мейнфреймах. Так, 77% машин известной фирмы Amdahl (США) используются именно в этом качестве. Мейнфреймы скорее всего сохранят за собой на рынке сектор объемом продаж на уровне 20-30%.

В России мейнфремы используются только в очень крупных корпорациях и государственных структурах – РАО «Газпром», Главное информационное управление «ФАПСИ» и др. Используются модели мейнфремов Comparex, для того чтобы читатель представлял себе мощность этих систем в таблице приведены характеристики мейнфреймов этой фирмы.

Таблица 2.3 Характеристики мейнфреймов фирмы Comparex Серия Производитель RAM, Мбайт Расширенная Число каналов ность, MIPS RAM, Мбайт ввода-вывода 8/8Х* 4-22 32-256 0-192 8-8/8ХХ* 5-25 35-512 0-480 8-8/9Х* 20-84 32-2048 0-1920 8-9/8ХХ* 18-74 64-2048 0-4096 16-9/9Х** 50-256 128-2048 0-8192 32-99/ХХХ* 56-386 128-2048 0-8192 32-М2000 125-990 256-2048 0-10240 64-С2000 32-870 256-16304 0-16128 3-В Россию поставляются только second-hand системы На начало 1997 г. в России работает парк мейнфреймов, состав которого отражен в табл. 2.[Костров]. Эти данные характеризуют благоприятные условия и широкий фронт возможного в перспективе внедрения машин ESA в отечественные ИС на замену парка ЕС ЭВМ, поскольку на мировом рынке они уже нашли и заняли место, аналогичное месту которое занимали в нашей стране ЕС ЭВМ.

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 29 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.