VAX 9000

VAX 9000 är en utgående familj av stordatorer som utvecklats och tillverkats av Digital Equipment Corporation (DEC) med hjälp av anpassade ECL -baserade processorer som implementerar VAX -instruktionsuppsättningsarkitekturen (ISA). Utrustade med valfria vektorprocessorer marknadsfördes de även i superdatorutrymmet . Precis som med andra VAX-system såldes de med antingen operativsystemen VMS eller Ultrix .

Systemen spårar sin historia till DEC:s licensiering 1984 av flera teknologier från Trilogy Systems , som hade introducerat ett nytt sätt att tätt packa ECL-chips i komplexa moduler. Utvecklingen av 9000-designen började 1986, tänkt som en ersättning för VAX 8800- familjen, på den tiden det avancerade VAX-erbjudandet. De initiala planerna krävde två generella modeller, den högpresterande Aquarius som använder vattenkylning som ses på IBM-system och de mellanklassprestanda Aridus -systemen som använder luftkylning. Under utvecklingen förbättrade ingenjörer luftkylningssystemet så att Aquarius inte erbjöds; Aridus-modellerna var "fältuppgraderbara" till Aquarius, men de erbjöd det inte.

9000 positionerades inom DEC som en "IBM-mördare", en maskin med oöverträffad prestanda till ett mycket lägre pris än IBM-system. DEC hade för avsikt att 9000 skulle göra det möjligt för företaget att gå tillbaka till stordatormarknaden, som det hade övergett från och med 1983, eftersom det såg den låga delen av datormarknaden tas över av ständigt förbättrade IBM-kompatibla persondatorsystem och den nya 32 -bitars Unix- arbetsstationsmaskiner . Företaget investerade uppskattningsvis 1 miljard dollar i utvecklingen av 9000, trots betydande oro inom företaget över konceptet i en tidevarv med snabbt förbättrad RISC -prestanda. Produktionsproblem tryckte tillbaka lanseringen, då dessa farhågor hade besannats och nyare mikroprocessorer som DEC:s egen NVAX erbjöd en betydande bråkdel av 9000:s prestanda för en liten bråkdel av priset.

Ungefär fyra dussin system levererades innan produktionen avbröts, [ behövd hänvisning ] ett massivt misslyckande. Ett representativt exempel på CPU sitter i förvaring på Computer History Museum , inte på allmän visning.

Historia

DEC på 1980-talet

När 1980-talet öppnade hade DEC gått från klarhet till klarhet. PDP -11 släpptes 1970 och fortsatte med stark försäljning som i slutändan skulle nå 600 000 maskiner, medan deras nyintroducerade VAX-11 tog fart där PDP slutade och började göra stora inbrytningar på IBM :s mellanklassmarknad. DEC introducerade också sina berömda datorterminaler i VT -serien och en mängd andra populära kringutrustning som alla genererade ett betydande kassaflöde.

Under denna period gjorde DEC flera försök att komma in i persondatorfältet , men alla misslyckades. Mest känd bland dessa var Rainbow 100 , som syftade till att erbjuda möjligheten att köra både MS-DOS och CP/M- program, men i stället visade sig vara oförmögen att göra någondera mycket bra samtidigt som det kostade ungefär lika mycket som att köpa två separata maskiner. När PC-marknaden expanderade, övergav DEC sina PC-erbjudanden och riktade alltmer sin uppmärksamhet mot mellanklassmarknaden.

Som en del av denna förändring i fokus ändrades ett antal långvariga policyer, vilket orsakade friktion med deras kundbas, och särskilt med deras tredjepartsutvecklare. I ett exempel kunde deras nya VAXBI Bus inte användas av andra utvecklare om de inte tecknade ett utvecklingsavtal. Detta var en skarp kontrast till Unibus -standarden för PDP och tidigare VAX-maskiner, som hade en blomstrande marknad av tredjepartsprodukter. Ken Olsen citerades för att säga "Vi spenderade miljoner på att utveckla den här bussen. Jag vet inte varför vi inte gjorde det tidigare."

Eftersom dessa policyer "stängde" DEC, var nya företag snabba att dra nytta av detta. Noterbart bland dessa var Sun Microsystems , vars Motorola 68000 -baserade system erbjöd prestanda liknande DEC:s VAXstation- serie samtidigt som de var baserade på UNIX -operativsystemet . Under andra hälften av 1980-talet slog Sun alltmer upp sig som ersättare för DEC på den tekniska marknaden, och märkte DEC som en sluten, proprietär "blodsugare". Detta fick hjälp av DEC:s eget beslut från 1985 att överge den tekniska marknaden till förmån för de högre marginalerna i datacentret .

ECL

Under 1960-talet hade DEC-datorer byggts av individuella transistorer och började övergå till att använda integrerade integrerade kretsar i liten skala ( SSI IC). Dessa skulle byggas på ett antal kretskort , som sedan skulle lindas ihop på ett bakplan för att producera den centrala bearbetningsenheten (CPU). I början av 1970-talet användes små och medelstora integrations- IC:er, och storskalig integration (LSI) tillät enklare CPU:er att implementeras i en enda IC (eller "chip"). I slutet av 1970-talet fanns ett antal LSI-versioner av PDP-11 tillgängliga, först som multi-chip-enheter som DEC:s egna LSI-11 , och senare i single-chip-versioner som J-11 .

VAX var ett mer komplext system, bortom kapaciteten hos LSI från 1970-talet i ett single-chip-format. Tidiga modeller liknade PDP:erna från de tidigare generationerna, men med flera LSI-chips på kretskort som byggde upp den mer komplexa CPU:n snarare än SSI-chips på trådlindade kort. Vid mitten av 1980-talet hade de obevekliga effekterna av Moores lag drivit LSI in i vad som nu var mycket storskalig integration (VLSI). VLSI IC:er kan rymma hundratusentals eller miljoner transistorer, tillräckligt för att implementera ett helt VAX-system på ett enda chip. Detta ledde till 1985 års MicroVAX 78032 , som implementerade en delmängd av VAX, men det var klart att det inte skulle dröja länge innan den "fulla" VAX skulle passa på ett enda chip.

Att förbli relevant för datacenter krävde en ny arkitektur som inte lämpade sig för tillverkning av ett chip. Vid den tiden CMOS- tillverkning vanligtvis långsammare IC:er än det konkurrerande emitterkopplade logiksystemet ( ECL). ECL:s densitet var dock lägre och dess funktionsstorlekar var ungefär en generation efter CMOS. DEC var tvungen att välja mellan att bygga antingen en mycket snabb ECL-maskin med ett högt antal chip, eller en något långsammare CMOS-maskin med färre chips. Att använda ECL var mer komplext, men överensstämmer med DEC:s långa historia av CPU-designer med flera chip och flera kort.

Ett relaterat ECL-problem var spridningen av kablar mellan kretsar som var proportionell mot den massiva ökningen av antalet stift som krävs av moderna maskiners tillväxt av adressutrymme . 1980 bildade Gene Amdahl Trilogy Systems för att lösa problem i högpresterande ECL-baserad stordatorproduktion. Trilogys utvecklingar inkluderade ett nytt inter-chip anslutningssystem med kopparledare inbäddade i polyimidisolering för att producera en tunn film med extremt tät ledning.

1984 licensierade DEC delar av Trilogys teknologier och började utveckla praktiska versioner av dessa koncept på deras Hudson Fab . Detta var födelsen av 9000-projektet. I motsats till Trilogys mål att introducera sina egna plug-kompatibla stordatorer och konkurrera med IBM direkt, skulle DEC använda liknande teknik för att producera en VAX som överträffar IBM:s erbjudanden till ett lägre pris. Trilogys ledningstekniker användes för att skapa "multi-chip units" (MCUs) i kortstorlek som arbetade tillsammans som tidigare flerkorts CPU-designer. I den slutliga designen bildade 13 MCU:er processorn.

Till en början krävde systemet vattenkylning för att uppfylla sina prestationsmål, vilket ledde till kodnamnet Vattumannen, vattenbäraren. Under utvecklingen ersatte ett nyligen introducerat luftkylningssystem vattenkylning. Den luftkylda versionen fick kodnamnet Aridus, för "torr".

Marknadsförändringar

Medan utvecklingen pågick, introducerade IBM i slutet av 1988 sina AS/400- system, en ny mellanklasslinje som var mycket mer kostnadskonkurrenskraftig än tidigare erbjudanden. DEC:s prisfördel urholkades allvarligt och deras tidigare snabba marknadstillväxt upphörde nästan omedelbart. IBM skulle i slutändan generera ungefär 14 miljarder dollar i årliga intäkter från linjen, vilket var mer än DEC:s hela företagsinkomst. Samtidigt introducerade Sun sin SPARC- mikroprocessor som gjorde det möjligt för stationära maskiner att överträffa även de snabbaste av DEC:s befintliga maskiner. Detta urholkade DEC:s värde på dess andra traditionella marknad för Unix-system. Med företaget som klämdes in i låg- och mellanregistret blev 9000 företagets huvudfokus; de kallade det "IBM-mördaren".

DEC hade initialt varit skeptiskt till RISC, och trodde att det fungerade på triviala femradsprogram men inte skulle vara framgångsrikt inom transaktionsbehandlingsområdet . Denna åsikt vändes upp och ner 1986 när en experimentell RISC utvecklad vid DEC:s Western Research Lab jämfördes head-to-head med den senaste VAX 8800 och överträffade den 2-till-1. Detta ledde till ett program för att utveckla en skalbar RISC-design av produktionskvalitet, som dök upp som DEC PRISM . Dave Cutler , ansvarig för PRISM-designen, började sedan utveckla en avancerad maskin med den, vilket omedelbart ledde till strid med Aridus-gruppen som såg dem som att trampa på "deras gräsmatta." Företagets ingenjörskommitté, Strategy Task Force, rekommenderade upprepade gånger att avbryta Aridus. Varje år försökte de skära ner budgeten för projektet, bara för att få projektledaren, Bob Glorioso, att gå direkt till Ken Olsen och styrelsen och få det återinsatt, och sa "dessa ingenjörer har ingen rätt att berätta för oss affärsmän vad de ska göra. do."

"Jag förstår det bara inte, jag förstår inte hur detta är möjligt, hur det här chippet kan ersätta dessa rack med elektronik, jag förstår det bara inte"

– Ken Olsen

Medan kampen mellan RISC- och ECL-grupperna fortsatte, fortsatte även CMOS-teambyggandet av VAX-processorer att förbättras. Bob Supnik hävdar att det stod klart för seniora tekniska personer redan 1987 att nästa generations CMOS-chip, NVAX , skulle prestera lika bra som 9000 1988, även om 9000 inte var planerad att lanseras förrän 1989. Det finns flera citat av framstående ingenjörer om NVAX-projektet som beskriver Olsens ovilja att döda 9000 även efter att ha fått klart besked om att det inte skulle vara konkurrenskraftigt i början av 1990-talet, och hans direkta avvisande av att något sådant ens var möjligt.

När företaget fortsatte att backa upp 9000 medan det blev mer och mer tydligt att det inte skulle vara konkurrenskraftigt började olika grupper inom företaget utveckla RISC-baserade system. Det osannolika resultatet av detta var att alla RISC-projekt i stället avlivades med undantag för en del pågående arbeten på Hudson Fab på en low-end PRISM.

Släpp

DEC tillkännagav formellt 9000-talet i oktober 1989 och hävdade då att det skulle skickas "nästa vår". Jämfört med en low-end IBM 3090 , IBM:s flaggskepp stordator, positionerade DEC maskinen för transaktionsbearbetning och avancerade databassystem . Fem system tillkännagavs, från $1,2 till $3,9 miljoner, som spänner över ett prestandaintervall från 30 till 117 gånger högre än 11/780.

Utvecklingen av 9000 uppgick så småningom till cirka 3 miljarder dollar. Planerat för lansering 1989, förseningar i chiptillverkningen försenade den med ett år, och ytterligare förseningar i byggandet av den kompletta maskinen innebar att endast små antal levererades 1990. Systemen plågades av problem och krävde konstant underhåll på fältet. År 1991 hade företaget en orderbok på endast 350 system. Med 1,5 miljoner dollar per maskin hade systemet endast tjänat in 25 % av utvecklingskostnaderna, exklusive faktisk tillverkning. I februari 1991 tillkännagav de en lågprisversion, Model 110 till $920 000, som tilltalade kunder som letade efter CPU-kraft utan behov av omfattande lagring eller andra alternativ.

Samtidigt visade ingenjörsteamets förutsägelser om den obevekliga marschen av CMOS sanna. År 1991 fanns även NVAX på marknaden och erbjöd ungefär samma prestanda för en liten bråkdel av kostnaden och storleken. Vid lägre prestanda inställningar fanns samma design tillgänglig i skrivbordsform, bättre än alla tidigare VAX-maskiner. 9000 lyckades inte bara förlora miljarder dollar, utan ledde också till slutet för flera mycket mer lovande konstruktioner.

Beskrivning

VAX 9000 var en multiprocessor och stödde en, två, tre eller fyra processorer klockade till 62,5 MHz (16 ns cykeltid). Systemet var baserat kring en tvärbalksomkopplare i systemkontrollenheten (SCU), till vilken en till fyra processorer, två minneskontroller, två in-/utgångskontroller (I/O) och en serviceprocessor var anslutna. I/O tillhandahölls av fyra Extended Memory Interconnect (XMI)-bussar.

Skalär processor

Varje CPU implementerades med 13 Multi-Chip Units (MCUs), där varje MCU innehöll flera emitter-coupled logic (ECL) makrocellsuppsättningar som innehöll CPU-logiken. Gate-arrayerna tillverkades i Motorolas "MOSAIC III"-process, en bipolär process med en dragen bredd på 1,75 mikrometer och tre lager av sammankoppling. MCU:erna installerades i en plan CPU-modul, som rymde 16 MCU:er och var 24 gånger 24 tum (610 mm) i storlek.

Vektor processor

VAX 9000:s CPU var kopplad till en vektorprocessor med en maximal teoretisk prestanda på 125 MFLOPS. Vektorprocessorkretsen fanns i alla enheter som levererades och inaktiverades via en mjukvaruomkopplare på enheter som såldes "utan" vektorprocessorn. Vektorprocessorn kallades V-boxen, och det var Digitals första ECL-implementering av VAX Vector Architecture. Designen av vektorprocessorn började 1986, två år efter att utvecklingen av VAX 9000-processorn hade börjat.

V-box-implementeringen omfattade 25 Motorola Macrocell Array III (MCA3)-enheter fördelade på tre multichip-enheter (MCUs), som fanns på den plana modulen. V-boxen var valfri och var fältinstallerbar. V-boxen bestod av sex underenheter: vektorregisterenheten, vektoradderingsenheten, vektormultipliceringsenheten, vektormaskenheten, vektoradressenheten och vektorstyrenheten.

Vektorregisterenheten, även känd som vektorregisterfilen, implementerade de 16 vektorregistren som definierats av VAX-vektorarkitekturen. Vektorregisterfilen var multiportad och innehöll tre skrivportar och fem läsportar. Varje register bestod av 64 element, och varje element var 72 bitar brett, med 64 bitar för att lagra data och 8 bitar för att lagra paritetsinformation.

SID-skalär och vektorprocessorsyntes

SID (Synthesis of Integral Design) var ett logiksyntesprogram som användes för att generera logiska grindar för VAX 9000. Från högnivåkällor för beteende- och registeröverföringsnivå var cirka 93 % av CPU -skalär- och vektorenheterna, över 700 000 grindar, syntetiseras.

SID var ett regelbaserat system och expertsystem med artificiell intelligens med över 1000 handskrivna regler. Förutom logiska grindar , tog SID designen till ledningsnivån, allokerade belastningar till nät och tillhandahåller parametrar för plats och rutt CAD -verktyg. När programmet kördes genererade och utökade det sin egen regelbas till 384 000 lågnivåregler. En komplett synteskörning för VAX 9000 tog 3 timmar.

Inledningsvis var det något kontroversiellt men accepterades för att minska den totala VAX 9000-projektbudgeten. Vissa ingenjörer vägrade att använda den. Andra jämförde sina egna konstruktioner på gatenivå med de som skapades av SID, och accepterade så småningom SID för konstruktionsjobbet på gatenivå. Eftersom SID-reglerna skrevs av expertlogikdesigners och med input från de bästa formgivarna i teamet, uppnåddes utmärkta resultat. Allt eftersom projektet fortskred och nya regler skrevs blev SID-genererade resultat lika med eller bättre än manuella resultat för både område och timing. Till exempel producerade SID en 64-bitars adderare som var snabbare än den manuellt designade. Manuellt utformade områden var i genomsnitt 1 bugg per 200 grindar, medan SID-genererad logik i genomsnitt var 1 bugg per 20 000 grindar. Efter att ha hittat en bugg korrigerades SID-reglerna, vilket resulterade i 0 buggar vid efterföljande körningar. Den SID-genererade delen av VAX 9000 färdigställdes två år före schemat, medan andra delar av VAX 9000-utvecklingen stötte på implementeringsproblem, vilket resulterade i en mycket försenad produktsläpp. Efter VAX 9000 användes SID aldrig igen.

Modeller

VAX 9000 modell 110

VAX 9000 Model 110 var en nybörjarmodell med samma prestanda som Model 210 men hade en mindre minneskapacitet och levererades med mindre mjukvara och tjänster. Den 22 februari 1991 kostade den från 920 000 USD, och om den var utrustad med en vektorprocessor, från 997 000 USD.

VAX 9000 modell 210

VAX 9000 Model 210 var en nybörjarmodell med en CPU som kunde uppgraderas. Om det fanns en vektorprocessor var den känd som VAX 9000 Model 210VP.

VAX 9000 modell 4x0

VAX 9000 Model 4x0 var en multiprocessorkapabel modell, värdet på "x" (1, 2, 3 eller 4) anger antalet närvarande CPU:er. Dessa modeller stödde vektorprocessorn, med en vektorprocessor stödd per CPU. En maximal konfiguration hade 512 MB minne. Antalet I/O-bussar som stöddes varierade, med modell 410 och 420 som stödde två XMI, tio CI och åtta VAXBI ; medan Model 430 och 440 stödde fyra XMI, tio CI och 14 VAXBI.

Anteckningar

Citat

Bibliografi


Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=VAX_9000&oldid=1132066314 "