Войти
VAX 9000, кодовое имя Aridus и Aquarius, было семейством мэйнфреймов компьютеры, разработанные и произведенные Digital Equipment Corporation (DEC) с использованием специализированных процессоров на базе ECL, реализующих архитектуру набора команд VAX (ISA). Оснащенные дополнительными векторными процессорами , они также были проданы на рынок суперкомпьютеров.
Предназначены для замены семейства VAX 8800, две модели различались по уровню производительности и системе охлаждения. Aquarius представлял собой высокопроизводительную машину с жидкостным охлаждением (Aquarius - носитель воды), используемую в системах IBM, в то время как модель среднего уровня Aridus («сухая») охлаждалась воздухом. Первые поставленные модели Aridus можно было «модернизировать» до Aquarius, но официальные лица Digital думали, что это никому не понадобится, поэтому не предложили его.
Работа по проектированию 9000 началась в 1986. DEC планировала, что 9000 позволит ей выйти на рынок мэйнфреймов, поскольку она наблюдала, как нижний сегмент компьютерного рынка захватывает постоянно улучшающиеся IBM-совместимые системы и новые 32-битные рабочая станция машин. Компания инвестировала около 1 миллиарда долларов в разработку машины, несмотря на серьезную озабоченность компании по поводу этой концепции в эпоху быстрого улучшения RISC производительности. Примерно четыре дюжины систем были поставлены до того, как производство было прекращено, что стало серьезной ошибкой. На большинстве сайтов использовалась операционная система VMS, а на некоторых сайтах была выбрана Ultrix. Один типичный пример ЦП хранится в Музее компьютерной истории (не выставлен на всеобщее обозрение).
С началом 80-х годов DEC набирала силу. PDP-11 был выпущен в 1970 году и продолжал активно продаваться, достигнув в конечном итоге 600 000 машин, в то время как их недавно представленный VAX-11 стал популярным там, где закончился PDP и начал приносить большие прибыли. выходит на рынок IBM среднего уровня. DEC также представила свои знаменитые компьютерные терминалы VT серии и большое количество других популярных периферийных устройств, которые генерировали значительный денежный поток.
За это время DEC предприняла несколько попыток введите персональный компьютер, но все это не удалось. Самым известным из них был Rainbow 100, который предлагал возможность запускать программы MS-DOS и CP / M, но вместо этого продемонстрировал свою неспособность сделать либо очень хорошо, но стоит примерно столько же, сколько покупка двух отдельных машин. По мере расширения рынка ПК DEC отказалась от него и все больше обращалась к рынку среднего уровня.
В рамках этого изменения фокуса изменился ряд давних политик, которые вызвали трения с их клиентской базой, и особенно с их третьим лицом. партийные разработчики. В одном примере их новая шина VAXBI Bus не могла использоваться другими разработчиками, если они не подписали соглашение о разработке. Это резко контрастировало со стандартом Unibus PDP и более ранними машинами VAX, которые имели процветающий рынок продукции сторонних производителей. Кен Олсен был процитирован как сказал: «Мы потратили миллионы на разработку этого автобуса. Я не знаю, почему мы не сделали этого раньше».
Поскольку эти политики «закрывали» DEC, новые компании быстро воспользовались этим. Среди них особо выделялась компания Sun Microsystems, чьи системы на базе Motorola 68000 обеспечивали производительность, аналогичную серии VAXstation от DEC, но при этом были основаны на UNIX. операционная система. Во второй половине 1980-х Sun все чаще позиционировала себя как замену DEC на техническом рынке, называя DEC закрытым проприетарным «кровососом». DEC все больше и больше теряла свои прежние рынки.
В 1960-х годах компьютеры DEC были построены из отдельных транзисторов и начали переходить на использование маломасштабная интеграция интегральных схем (ИС). Они будут встроены в несколько печатных плат, которые затем будут соединены вместе на объединительной плате для создания центрального процессора (ЦП). К 1970-м годам использовалась малая и средняя интеграция ИС, а крупномасштабная интеграция (LSI) позволяла реализовать более простые процессоры в одной ИС (или «микросхеме»).. К концу 1970-х годов было доступно несколько версий LSI PDP-11, сначала в виде многочиповых блоков, таких как собственный LSI-11 от DEC, а затем в виде однокристальных версий, таких как J -11.
VAX был более сложной системой, превосходящей возможности LSI 1970-х годов в однокристальном формате. Ранние модели напоминали PDP предыдущих поколений, но с несколькими микросхемами LSI на картах, составляющих более сложный ЦП. К середине 1980-х годов безжалостное воздействие закона Мура подтолкнуло LSI к тому, что теперь было очень крупномасштабной интеграцией (VLSI). ИС СБИС могут содержать сотни тысяч или миллионы транзисторов, чего достаточно для реализации всей системы VAX на одном кристалле. Это привело к появлению в 1985 году MicroVAX 78032, в котором реализовано подмножество VAX, но было ясно, что скоро «полный» VAX уместится на одном кристалле.
Типичная технология CMOS, используемая для изготовления этих микросхем, в то время была медленной по сравнению с конкурирующей системой, логикой с эмиттерной связью (ECL), хотя ECL имела более низкую плотность, чем CMOS, и была примерно поколение позади по размерам элементов. Это означало, что можно было построить очень быструю машину с использованием ECL за счет необходимости использования большего количества микросхем или несколько более медленную машину с использованием CMOS, но уменьшенную до нескольких микросхем. Использование ECL было бы более сложным, но в то же время продолжило бы долгую историю компании DEC по разработке многочиповых и многокартовых процессоров.
Одна проблема с подходом ECL заключается в том, что для каждой микросхемы потребуется большое количество выводов для отправки данных на другие микросхемы, что приведет к чрезвычайно сложной работе по подключению. Другая проблема заключается в том, что транзисторы ECL рассеивают больше энергии и, следовательно, требуют более мощных источников питания и, что более важно, выделяют больше тепла. В 1980 году Джин Амдал сформировал Trilogy Systems с целью решения этих проблем (среди прочего) для производства мэйнфреймов на основе ECL с чрезвычайно высокой производительностью. В рамках этих разработок Trilogy разработала новую систему межкристального соединения с использованием медных проводников, залитых в полиимид изоляцию, для получения тонкой пленки с чрезвычайно плотной разводкой.
В 1984 году DEC лицензировала части технологий Trilogy и начала разработку практических версий этих концепций на своей фабрике Hudson Fab. Так родился проект 9000. В отличие от цели Trilogy представить свои собственные совместимые с подключаемыми модулями мэйнфреймы и напрямую конкурировать с IBM, DEC будет использовать аналогичную технологию для производства VAX, который превзойдет предложения IBM. Технологии разводки Trilogy будут использоваться для производства «многочиповых блоков» (MCU) размером с карту, которые будут использоваться вместе так же, как ранее использовавшиеся конструкции ЦП с несколькими картами. В окончательном варианте 13 микроконтроллеров сформировали центральный процессор.
Сначала систему можно было охлаждать только водой, отсюда и название Водолей, носитель воды. В процессе разработки была внедрена новая система воздушного охлаждения с необходимой мощностью, поэтому линейка перешла на эту систему. Эта версия имела кодовое название Airdus, что означает «сухой».
Пока разработка еще продолжалась, в конце 1988 г. IBM представила свои системы AS / 400, новую среднюю линейки, которая была намного более конкурентоспособной по цене, чем предыдущие предложения. Ценовое преимущество DEC было серьезно подорвано, и их рост на рынке прекратился почти сразу. В конечном итоге IBM будет получать около 14 миллиардов долларов годового дохода от этой линии, что превышает весь доход компании DEC. Тем временем Sun представила свой микропроцессор SPARC, который позволял настольным компьютерам превосходить даже самые быстрые из существующих компьютеров DEC. Это подорвало ценность DEC на другом традиционном рынке систем Unix.
Поскольку компания была зажата в нижнем и среднем сегментах, 9000 стала основным направлением деятельности компании; они назвали его «убийцей IBM». Это произошло несмотря на растущее беспокойство со стороны других инженеров компании. Боб Супник утверждает, что для старших технических специалистов еще в 1987 году было ясно, что следующее поколение КМОП-чипов превзойдет 9000 к 1988 году, хотя выпуск 9000 планировался не раньше 1989 года.
«Я просто не знаю. понимаю, я не понимаю, как это возможно, как этот чип может заменить эти стойки с электроникой, я просто не понимаю "- Кен Олсен
Технический комитет компании, Стратегическая оперативная группа, неоднократно советовал отказаться от проекта. Каждый год они пытались сократить бюджет проекта, но руководитель проекта, Боб Глориозо, обращался непосредственно к Кену Олсену и совету директоров и восстанавливал его, говоря, что «эти инженеры не имеют права указывать нам, деловым людям, что делать. делать." Есть некоторый намек на то, что Олсен знал об этой проблеме, но не мог с ней согласиться. Это сохранялось даже после того, как Ольсен был проинформирован о грядущем однокристальном NVAX.
Поскольку компания продолжала поддерживать 9000, и становилось все более и более очевидным, что он не будет конкурентоспособным, различные группы внутри компании начали разрабатывать свои собственные Системы RISC. Некоторые из них были нацелены на замену VAX ядром RISC, в то время как другие были нацелены на то, чтобы отвоевать рынок рабочих станций Unix у Sun. Межгрупповая борьба привела к тому, что большинство этих проектов было закрыто, в первую очередь многообещающий DEC Prism.
DEC официально объявил о выпуске 9000 в октябре 1989 года, заявив в то время, что он отправим "следующей весной". Сравнивая его с младшим IBM 3090, DEC позиционирует машину для систем обработки транзакций и высокопроизводительных баз данных. Было объявлено о пяти системах стоимостью от 1,2 до 3,9 миллиона долларов, охватывающих диапазон производительности от 30 до 117 раз выше, чем у 11/780
Разработка 9000 в конечном итоге обошлась примерно в 3 миллиарда долларов. Выпуск чипов намечен на 1989 год, задержки с производством микросхем отложили его на год, а дальнейшие задержки в сборке всей машины привели к тому, что в 1990 году было поставлено лишь небольшое количество систем. Системы страдали от проблем и требовали постоянного обслуживания в полевых условиях. К 1991 году портфель заказов компании насчитывал всего 350 систем. При цене 1,5 миллиона долларов на машину, система окупила только 25% затрат на разработку, не считая фактического производства. В феврале 1991 года они анонсировали бюджетную версию Model 110 по цене 920 000 долларов, обращаясь к клиентам, которым нужен процессор без необходимости в обширном хранилище или других опциях.
Между тем, прогнозы инженерной группы насчет безжалостности марш CMOS подтвердился. К 1991 году на рынке также появился NVAX, предлагающий примерно такую же производительность за небольшую часть стоимости и размера. При более низких настройках производительности тот же дизайн был доступен в настольной форме, превосходя все предыдущие машины VAX. 9000 удалось не только потерять миллиарды долларов, но и привести к прекращению разработки нескольких гораздо более многообещающих разработок.
VAX 9000 был многопроцессорным и поддерживаются один, два, три или четыре процессора с тактовой частотой 62,5 МГц (время цикла 16 нс). Система была основана на перекрестном переключателе в блоке управления системой (SCU), к которому подключены от одного до четырех ЦП, два контроллера памяти, два ввода / вывода (I / O) подключены контроллеры и служебный процессор. Ввод-вывод обеспечивался четырьмя шинами Extended Memory Interconnect (XMI).
Каждый ЦП был реализован с 13 многочиповыми модулями (MCU), причем каждый MCU содержал несколько эмиттерно-связанных логических (ECL) макроячейек массивы, содержащие логику ЦП. Матрицы затворов были изготовлены с использованием процесса MOSAIC III компании Motorola, биполярного процесса с шириной вытяжки 1,75 мкм и тремя слоями межсоединения. Микроконтроллеры были установлены в планарный модуль ЦП, который вмещал 16 микроконтроллеров и имел размер 24 на 24 дюйма (610 мм).
ЦП VAX 9000 был соединен с векторным процессором с максимальной теоретической производительностью 125 MFLOPS. Схема векторного процессора присутствовала во всех поставляемых устройствах и была отключена программным переключением на устройствах, проданных «без» векторного процессора. Векторный процессор назывался V-box, и это была первая ECL-реализация векторной архитектуры VAX компании Digital. Разработка векторного процессора началась в 1986 году, через два года после начала разработки ЦП VAX 9000.
Реализация V-box включала 25 устройств Motorola Macrocell Array III (MCA3), распределенных по трем многокристальным блокам (MCU).), который находился на планарном модуле. V-образный блок был необязательным и устанавливался на месте. V-блок состоял из шести подблоков: блока векторного регистра, блока добавления вектора, блока векторного умножения, блока векторной маски, блока адресации вектора и блока векторного управления.
Блок векторных регистров, также известный как файл векторных регистров, реализует 16 векторных регистров, определенных векторной архитектурой VAX. Файл векторных регистров был многопортовым и содержал три порта записи и пять портов чтения. Каждый регистр состоял из 64 элементов, и каждый элемент имел ширину 72 бита, при этом 64 бита использовались для хранения данных и 8 битов использовались для хранения информации о четности.
SID (Synthesis of Integral Design) - программа логического синтеза, используемая для генерации логических вентилей для VAX 9000. Из источников поведения высокого уровня и уровня передачи регистров, было синтезировано примерно 93% скалярных и векторных модулей CPU, более 700 000 логических элементов.
SID был системой искусственного интеллекта на основе правил и экспертная система с более чем 1000 рукописных правил. В дополнение к созданию логического элемента, SID перевела проект на уровень проводки, распределяя нагрузки по цепям и предоставляя параметры для размещения и маршрута CAD инструментов. В процессе работы программа генерировала и расширяла свою собственную базу правил до 384 000 низкоуровневых правил. Полный цикл синтеза VAX 9000 занял 3 часа.
Первоначально это было несколько противоречивым, но был принят для того, чтобы уменьшить общую VAX 9000 бюджет проекта. Некоторые инженеры отказались его использовать. Другие сравнивали свои собственные проекты на уровне ворот с проектами, созданными с помощью SID, в конечном итоге принимая SID для работы по проектированию уровня ворот. Поскольку правила SID были написаны опытными разработчиками логики и с участием лучших дизайнеров в команде, были достигнуты отличные результаты. По мере развития проекта и написания новых правил результаты, полученные SID, стали равными или лучше результатов, полученных вручную, как по области, так и по времени. Например, SID произвел 64-битный сумматор, который был быстрее, чем созданный вручную. В областях, созданных вручную, в среднем 1 ошибка на 200 ворот, тогда как логика, созданная с помощью SID, в среднем 1 ошибка на 20 000 ворот. После обнаружения ошибки правила SID были исправлены, что привело к 0 ошибкам при последующих запусках. Часть VAX 9000, генерирующая SID, была завершена на 2 года раньше запланированного срока, в то время как другие области разработки VAX 9000 столкнулись с проблемами внедрения, что привело к значительной задержке выпуска продукта. После VAX 9000 SID больше никогда не использовался.
VAX 9000 Model 110 была моделью начального уровня с той же производительностью, что и Model 210, но имела меньший объем памяти и была в комплекте с меньшим количеством программного обеспечения и услуг. 22 февраля 1991 года его цена составляла 920 000 долларов США, а при наличии векторного процессора - 997 000 долларов США.
VAX 9000 Model 210 была моделью начального уровня с одним процессором, который можно было модернизировать. Если присутствовал векторный процессор, он был известен как VAX 9000 Model 210VP.
Модель VAX 9000 Model 4x0 была многопроцессорной моделью, значение «x» (1, 2, 3 или 4), обозначающие количество имеющихся процессоров. Эти модели поддерживали векторный процессор с одним векторным процессором на каждый ЦП. В максимальной конфигурации было 512 МБ памяти. Количество поддерживаемых шин ввода-вывода варьировалось: модели 410 и 420 поддерживали два XMI, десять CI и восемь VAXBI ; в то время как модели 430 и 440 поддерживали четыре XMI, десять CI и 14 VAXBI.
