...
...

RISC - дело благородное

RISC - дело благородное

Процессоры XXI века

Сегодня уже никто не сомневается, что в ближайшие годы компьютерная индустрия перейдет на 64-разрядные архитектуры. Это стало очевидным после заявления Intel о планах выпуска процессора Merced. Вкратце напомню, что данный процессор будет представителем нового поколения чипов - так называемого поколения Post-RISC. Сама Intel применяет в отношении новой архитектуры термин EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing - вычисления с явно распараллеленными командами).

Другое, не менее перспективное, направление 64-битных архитектур - технология корпорации Digital, ярким представителем которой является микропроцессор Alpha. В 1992 году этот процессор был занесен в книгу рекордов Гиннеса. Его современный вариант - процессор DIGITALchip21164 - при тактовой частоте 600 МГц показывает производительность по тестам SCECint95 и SPECfp95 18.4 и 21.3 соответственно (для сравнения - показатели SPECint95 и SPECfp95 для процессора Pentium Pro 200/512К составляет 8.58 и 6.48).

Такие системы как нельзя лучше подходят для решения задач статистического анализа, автоматизированного проектирования (САПР), математического моделирования физических полей, а также для работы с приложениями трехмерной компьютерной графики и анимации.

В начале этого года Digital объявила о планах производства нового поколения Alpha-процессоров - DIGITALchip21264. При начальной тактовой частоте в 500 МГц производительность процессора по предварительным расчетам превысит 25 SPECint95 и 40 SPECfp95 (то есть увеличится почти в два раза). Более того, помимо производительности, намного превосходящей все существующие процессоры, новый чип задает новый стандарт пропускной способности обмена данными между процессором и памятью. Благодаря этому, его беспрецедентная производительность будет реально использоваться программными приложениями.

Год 1998 - перспективы и прогнозы

Прогнозировать дальнейшее развитие платформы Digital Alpha даже на ближайшую перспективу достаточно сложно.

Во-первых, пока непонятно, какое влияние на судьбу процессора 21164 окажет подписанное в октябре 1997 года соглашение между Digital и Intel. Напомню, что по условиям этого договора Digital продает компании Intel примерно за 700 млн. долларов свое полупроводниковое производство в Хадсоне (шт. Массачусетс) и подразделения в Иерусалиме (Израиль) и в Остине (шт. Техас). При этом обе корпорации заключают 10-летнее соглашение о взаимном лицензировании патентов и разрабатывают новые системы на основе 64-разрядных микропроцессоров Intel (IA-64). Что же касается микропроцессоров Alpha, то их производство совместно осуществляют Intel и Digital при условии, что Digital сохраняет свои коллективы разработчиков Alpha и продолжает проектирование этих процессоров и связанных с ним решений. Более того, Intel предоставит свои производственные мощности для выпуска будущих микропроцессоров Alpha.

Во-вторых, принципиальное значение в популяризации Alpha систем может сыграть недавно созданный альянс Digital и Microsoft. В связи с этим замечу, что одним из принципиальных отличий подхода Digital от подходов других производителей RISC-процессоров (Sun Microsystems, Motorola, Silicon Graphics) состоит в том, что системы на платформе Alpha могут работать под управлением Windows NT. А это значит, что пользователям доступны обычные приложения, разработанные для этой операционной системы. Но для тех, кто желает использовать мощь 64-разрядного процессора в полном объеме, оптимальным вариантом операционной системы остается, конечно, Digital UNIX и ее клоны.

В-третьих, серьезные последствия может иметь и стратегическое решение Digital о передаче лицензий на производство своих процессоров и материнских плат компаниям Samsung, Mitsubishi и Aspen. Это может привести к существенному снижению цен на комплектующие и, соответственно, на готовые системы. Впрочем, подобное решение Digital могло быть спровоцировано усилившимся в США шумом вокруг поправки к законопроекту о санкционировании оборонных проектов.

Согласно данной поправке, американские производители компьютеров, быстродействие которых превышает 2 миллиарда теоретических операций в секунду (MTOPS - milliard theoretical operations per second), должны получать в Министерстве торговли США лицензии на их экспорт в страны "третьей группы". Сюда входят около 50 стран, включая Россию и Беларусь. Эти ограничения касаются мощных рабочих станций и серверов на основе процессора Alpha 21164. Безусловно, что они не помешают России и другим странам третьей группы приобретать подобные системы за пределами США. Более того, ужесточение экспортного режима может инициировать перенос производства этих систем в те же самые страны, поскольку вышеупомянутые ограничения не касаются собственно процессоров и материнских плат от Digital.

Производители процессоров и материнских плат

Обзор потенциальных производителей процессоров Alpha 21164 начну, как это ни покажется странным, с Samsung Semiconductors. Эта компания, получившая недавно лицензию Digital на разработку и выпуск микропроцессоров Alpha, анонсировала новую (700 МГц) версию этого процессора. Массовое производство чипов стартует в начале или, в крайнем случае, в середине этого года. Таким образом, микросхемы компании Samsung могут появиться на несколько месяцев раньше, чем чипы производства Digital.

Анонсированные процессоры фирмы Samsung будут выпускаться по 0.25-мкм технологии. Новый 64-разрядный чип Samsung содержит 15 млн. транзисторов. Эти процессоры будут использоваться не только в серверах и мощных рабочих станциях, но и в персональных компьютерах (Samsung разрабатывает для этой цели более дешевый вариант процессора).

С семейством Alpha компания связывает большие надежды. В сложившейся ситуации Samsung представилась уникальная возможность серьезно заявить о себе на рынке мощных однокристальных микропроцессоров и потеснить при этом Intel. В 1997 году было выпущено около 4 тысяч процессоров, включая более ранние версии на 466 и 500 МГц. Но уже в следующем году Samsung планирует выпустить около 100 тысяч чипов. Эти цифры позволяют предположить, что Samsung в 1998 году станет играть заметную роль на рынке Alpha.

Другим ведущим производителем остается сама корпорация Digital. Сейчас она продолжает выпуск 600-мегагерцевых процессоров и в ближайшие месяцы планирует увеличить их частоту. По некоторым сведениям, Digital к середине этого года начнет производство 750-мегагерцевого процессора Alpha 21164, чем составит серьезную конкуренцию компании Samsung с ее 700-мегагерцевой разработкой.

И, наконец, Intel, к которой переходят микропроцессорные заводы Digital, приблизительно в начале весны начинает собственное производство процессоров Alpha по технологии 0.35 мкм. Однако для того, чтобы составить серьезную конкуренцию Samsung, необходимо переоснащение производства и установка оборудования, пригодного для 0.25-мкм технологии. По мнению некоторых экспертов, на это понадобится не менее полугода. Samsung может использовать данное время для перехода на новую 0.18-мкм технологию.

Что же касается Mitsubishi Electric и Aspen Systems, то перспективы этих компаний оценить достаточно сложно. Но беру на себя смелость заметить, что потенциально они способны составить серьезную конкуренцию вышеупомянутым компаниям. Тем более, что Mitsubishi Electric непосредственно участвовала в разработке процессора 21164PC (или PCA56) - модифицированного варианта основной ветви Alpha-процессоров, отличающегося существенно меньшей стоимостью и дополнительным набором команд для обработки видеоинструкций.

Сборщики систем на платформе Alpha

Если с производителями процессоров 21164 все более или менее понятно, то иначе дело обстоит с производителями готовых систем. Безусловно, лидирующие позиции в этой сфере принадлежат собственно корпорации Digital, но в самое ближайшее время ситуация может кардинальным образом измениться.

Одной из причин возможных изменений может послужить относительно недавнее появление материнских плат от Digital и Samsung, предназначенных для установки в стандартный корпус ATX. Более того, эти платы поддерживают стандартные компоненты обычных РС-систем (HDD, видеокарты, память и т.д.). Эти и другие условия инициировали появление на рынке СНГ Alpha-систем так называемой "красной" сборки. И несмотря на то, что эти клоны Digital возникли недавно, по мнению некоторых экспертов, на компьютерном рынке бывшего Союза уже есть потенциальные производители систем на платформе Alpha. Мне удалось установить три известные российские и одну белорусскую компании, занимающиеся подобным производством.

Компания "Классика"

Выбор платформы Alpha этой компанией не случаен. "Классика" - официальный дистрибьютор корпорации Digital. Этот факт, безусловно, был определяющим при выборе поставщика системных плат - предпочтение отдано Digital. Что же касается процессоров, то они могут быть производства как Digital, так и Samsung Semiconductors.

Отличительной чертой "классического" подхода является то, что, во-первых, компания жестко придерживается списка совместимости Digital compatibility list (список оборудования, протестированного корпорацией Digital на совместимость с ее материнскими платами) и, во-вторых, не планирует разворачивать собственное производство, оставив за собой разработку и тестирование конкретных конфигураций.

По мнению руководства компании, вопросы производства компьютеров будут решаться совместно с некоторыми российскими и белорусскими предприятиями, имеющими сертифицированные по международным стандартам сборочные линии. Основными же сферами применения этих систем, по словам руководителя проекта г-на Гржибовского, будут высокотехнологическое производство и научные исследования. Что же касается стоимости систем на платформе Alpha, то достаточно полно сконфигурированная система с Linux в качестве базовой ОС обойдется примерно в 5,000 долларов.

Компания DataX/FLORIN

Не менее интересный подход к решениям на базе процессора 21164 демонстрирует компания DataX/FLORIN. Основой ее маркетинговой политики является продвижение на рынок готовых решений. Так, например, компания предлагает "лучшую графическую станцию" или "оптимальный Web-сервер", тем более, что в готовых решениях Digital в сфере Интернет недостатка никогда не было (достаточно упомянуть хотя бы поисковую систему altavista.digital.com).

По мнению директора компании г-на Серебряного, одно из преимуществ систем на платформе Alpha состоит в том, что они меньше подвержены моральному старению. Известно, что частая смена процессоров стала настоящим бичом пользователей PC. Тем не менее, отношение к перспективам новой платформы достаточно осторожное. Говорить о том, что Alpha в скором времени вытеснит с рынка микропроцессоров всех конкурентов, не представляется возможным. "Думаю, нам нужно конкурировать на уровне готовых решений", - говорит г-н Серебряный.

Что касается выбора поставщиков, DataX/FLORIN ориентируется не на платы самой Digital, а на продукцию Aspen Systems. Это объясняется тем, что Aspen предлагает новые разработки раньше, чем Digital. Примером могут послужить платы для процессоров на 600 МГц. В ближайших планах фирмы DataX/FLORIN значится производство двухпроцессорных конфигураций, что, безусловно, говорит о серьезности ее подхода к проблеме.

Компания ИПИТ

Интерес компании к производству RISC-систем отнюдь не праздный - ИПИТ (сокращение от "Институт прикладных информационных технологий") занимается Alpha-компьютерами с 1992 года и имеет тесные партнерские взаимоотношения с Digital. Впрочем, сама компания сборкой не занимается - эта задача возложена на научно-исследовательскую лабораторию Digitalsy, созданную Российской Академией Наук и ИПИТ.

Что, несомненно, выделяет компанию ИПИТ из ряда производителей аналогичных систем, так это широчайший спектр предлагаемого оборудования. С одной стороны, здесь можно приобрести Alpha-ПК примерно за 500 долларов (с "родной" Digital'овской платой и процессором на 166 МГц, который уже давно снят с производства). С другой стороны, компания предлагает экзотичeские машины AlphaPOWER на новейших платах AlphaPC-164LX. В этих компьютерах используется память на 64-мегабитных модулях SDRAM DIMM с ECC на 100 МГЦ и временем доступа 10 нс. Максимальная пропускная способность шины - 1.6 Гб/с, что сопоставимо с характеристиками суперкомпьютеров. Основные заказчики таких систем - академические институты и ВПК, что принципиально отличает компанию ИПИТ от DataX/FLORIN, ориентирующейся на коммерческие структуры.

По словам исполнительного директора ИПИТ г-на Медведева, на большинство систем, проданных компанией, устанавливается Unix. Windows NT отдают предпочтение примерно 10% пользователей. К сожалению, 64-разрядных приложений для Windows NT на Alpha пока не так много. Разумеется, у пользователей есть возможность запускать традиционные PC-приложения, используя встроенный механизм динамической перекомпиляции, однако в этом случае разница в производительности между Alpha и Pentium Pro сводится почти на нет. Весьма популярна Linux, позволяющая запускать приложения из-под разных ОС.

О серьезности подхода ИПИТ к реализации решений на платформе Alpha говорит недавнее заявление компании о начале производства кластеров под Digital Unix и Windows NT.

Компания "Видеопечать"

В октябре прошлого года компания "Видеопечать" анонсировала выпуск первого в Беларуси компьютера на базе процессора Alpha 21164. По мнению руководителя нового проекта г-на Андреева, системы на базе Alpha найдут свое место прежде всего в финансовой, промышленной и научной сферах.

"В настоящее время, - говорит г-н Андреев, - мы используем процессоры и платы производства Digital Semiconductors, но в ближайшем будущем не исключаем возможности тесного сотрудничества и с Samsung Semiconductors. Несовершенный механизм поставок комплектующих от Digital пока компенсируется небольшой разницей в цене на процессоры 21164 в сравнении с ценами Samsung. Впрочем, такая политика Samsung легко объясняется низкой активностью на рынке СНГ компаний Aspen и Mitsubishi".

Среди проблем, с которыми могут столкнуться производители, одной из самых серьезных, по мнению г-на Андреева, является нехватка аппаратно-ориентированного программного обеспечения (драйверов и т.п.), что ограничивает возможности по сборке Alpha-систем рекомендованным списком совместимости. Правда известно, что в последнее время Digital сделала значительные финансовые вливания в разработку 64-разрядного программного обеспечения для процессора 21164. Вместе с тем руководство фирмы "Видеопечать" связывает надежды не только с Digital, но и с членством в AlphaPowered Group - международной организации, координирующей процесс переноса популярного программного обеспечения на платформу Alpha. "Видеопечать" отчасти делает ставку на собственные разработки аппаратно-ориентированного ПО в сотрудничестве с Белорусским государственным университетом информатики и радиоэлектроники.

Какая дальнейшая судьба уготована Alpha, - однозначно ответить трудно. С одной стороны, вычислительная мощь этих процессоров и беспрецедентное соотношение цена/производительность выглядят весьма привлекательно; с другой - существует естественный консерватизм потребителей, подсознательно не верящих в то, что отличная от Intel платформа способна решить их проблемы. Так что активные усилия по продвижению Alpha-систем на рынке пока сопряжены с определенным риском. Впрочем, как говорит пословица, "кто не RISC'ует - тот не пьет шампанское".

Андрей Ланкин, lankin@isir.minsk.by - титульная страница


© Компьютерная газета

полезные ссылки
Оффшорные банковские счета