Особенности архитектуры PA-RISK компании Hewlett-Packard
|использованию механизмов автоматического разрешения конфликтов по данным и |
|управлению аппаратными средствами. Эти средства хорошо дополняют другие |
|архитектурные компоненты, заложенные в структуру кристалла: большое число |
|исполнительных функциональных устройств, средства прогнозирования направления |
|переходов и выполнения команд по предположению, оптимизированная организация |
|кэш-памяти и высокопроизводительный шинный интерфейс. |
|Высокая производительность PA-8000 во многом определяется наличием большого |
|набора функциональных устройств, который включает в себя 10 исполнительных |
|устройств: два арифметико-логических устройства (АЛУ) для выполнения |
|целочисленных операций, два устройства для выполнения операций сдвига/слияния |
|данных, два устройства для выполнения умножения/сложения чисел с плавающей |
|точкой, два устройства деления/вычисления квадратного корня и два устройства |
|выполнения операций загрузки/записи. |
|Средства внеочередного выполнения команд процессора PA-8000 обеспечивают |
|аппаратное планирование загрузки конвейеров и лучшее использование |
|функциональных устройств. В каждом такте на выполнение могут выдаваться до |
|четырех команд, которые поступают в 56-строчный буфер переупорядочивания. Этот |
|буфер позволяет поддерживать постоянную занятость функциональных устройств и |
|обеспечивает эффективную минимизацию конфликтов по ресурсам. конфликтов по |
|ресурсам. Кристалл может анализировать все 56 командных строк одновременно и |
|выдавать в каждом такте по 4 готовых для выполнения команды в функциональные |
|устройства. Это позволяет процессору |
| | | | | | |Лис|
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |т |
| | | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| | |
|з|ст| | |а | | |
|м| | | | | | |
| |
|автоматически выявлять параллелизм уровня выполнения команд. |
|Суперскалярный процессор PA-8000 обеспечивает полный набор средств выполнения |
|64-битовых операций, включая адресную арифметику, а также арифметику с |
|фиксированной и плавающей точкой. При этом кристалл полностью сохраняет |
|совместимость с 32-битовыми приложениями. Это первый процессор, в котором |
|реализована 64-битовая архитектура PA-RISC. Он сохраняет полную совместимость с|
|предыдущими и будущими реализациями PA-RISC. |
|Кристалл изготовлен по 0.5-микронной КМОП технологии с напряжением питания 3.3 |
|Вольт и можно рассчитывать на дальнейшее уменьшение размеров элементов в |
|будущем. |
| |
| | | | | | |Лис|
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |т |
| | | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| | |
|з|ст| | |а | | |
|м| | | | | | |
| |
| |
|2. ОСОБЕННОСТИ СЕРВЕРОВ КОМПАНИИ HEWLETT-PACKARD НА БАЗЕ ПРОЦЕССОРОВ С |
|АРХИТЕКТУРОЙ PA- RISC |
| |
| |
|Компания Hewlett-Packard была учреждена в Калифорнии в 1938 году с целью |
|создания электронного тестирующего и измерительного оборудования. В настоящее |
|время компания разрабатывает, производит, осуществляет маркетинг и сервис |
|систем для коммерческих приложений, автоматизации производственных процессов, |
|процессов разработки, тестирования и измерений, а также аналитические и |
|медицинские инструменты и системы, периферийное оборудование, калькуляторы и |
|компоненты для использования в широком ряде отраслей промышленности. Она |
|продает более 4500 изделий, используемых в промышленности, бизнесе, науке, |
|образовании, медицине и инженерии. |
|Основой разработки современных компьютеров Hewlett-Packard является архитектура|
|PA-RISC. Она была разработана компанией в 1986 году, и с тех пор, благодаря |
|успехам интегральной технологии, прошла несколько стадий своего развития от |
|многокристального до однокристального исполнения. Архитектура PA-RISC |
|разрабатывалась с учетом возможности построения многопроцессорных систем, |
|которые реализованы в старших моделях серверов. |
|2.1 Серверы HP9000 класса D |
|В секторе рынка серверов рабочих групп компания HP представлена довольно |
|широкой серией систем HP9000 класса D. Это серия систем с относительно низкой |
|стоимостью, которая конкурирует с серверами, построенными на базе ПК. Эти |
|системы базируются на архитектуре процессоров PA-RISC (75 и 100 МГц PA-7100LC, |
|100 и 120 МГц PA-7200, а также 160 МГц PA-8000) и работают под управлением |
|операционной системы HP-UNIX. |
|Модели D200, D210 и D310 представляют собой (согласно[3]) однопроцессорные |
|системы. Модели D250, D260, D270 и D350 могут оснащаться как одним, так и двумя|
|процессорами. В своих моделях D3XX HP подчеркивает свойства обеспечения высокой|
|готовности: возможность "горячей" замены внутренних дисковых накопителей, |
|возможность организации дискового массива RAID и наличие источника |
|бесперебойного питания. Эти модели обладают также расширенными возможностями по|
|наращиванию оперативной памяти и подсистемы ввода/вывода. |
| | | | | | |Лис|
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |т |
| | | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| | |
|з|ст| | |а | | |
|м| | | | | | |
| |
|В моделях D2XX имеется 5 гнезд расширения ввода/вывода и 2 отсека для установки|
|дисковых накопителей с интерфейсом SCSI-2. В моделях D3XX количество гнезд |
|расширения ввода/вывода расширено до 8, в 5 отсеках могут устанавливаться |
|дисковые накопители с интерфейсом Fast/Wide SCSI-2, которые допускают замену |
|без выключения питания системы. |
|Старшие модели серии обеспечивают возможность расширения оперативной ECC-памяти|
|до 1.5 Гбайт, при этом коэффициент расслоения может увеличиваться до 12. |
|Максимальный объем дискового пространства при использовании внешних дисковых |
|массивов может достигать 5.0 Тбайт. |
|2.2 Серверы HP9000 класса K |
|Серверы HP9000 класса K представляют собой системы среднего класса, |
|поддерживающие симметричную мультипроцессорную обработку (до 4 процессоров). |
|Также как и системы класса D они базируются на архитектуре PA-RISC (120 МГц |
|PA-7200 с кэш-памятью команд/данных первого уровня 256/256 Кбайт или 1/1 Мбайт,|
|а также 160 и 180 МГц PA-8000 с кэш-памятью команд/данных первого уровня 1/1 |
|Мбайт, работающей на тактовой частоте процессора). |
|Конструкция серверов класса К обеспечивает высокую пропускную способность |
|систем. Основными компонентами поддержания высокой производительности являются |
|системная шина с пиковой пропускной способностью 960 Мбайт/с, большая |
|оперативная память с контролем и исправлением одиночных ошибок (ECC) емкостью |
|до 4 Гбайт c 32-кратным расслоением, многоканальная подсистема ввода/вывода с |
|пропускной способностью до 288 Мбайт/с, стандартная высокоскоростная шина |
|Fast/Wide Differential SCSI-2, а также дополнительные возможности по |
|подключению высокоскоростных сетей и каналов типа FDDI, ATM и Fibre Channel. |
|В конструкции сервера предусмотрены 4 отсека для установки дисковых |
|накопителей, а с помощью специальных стоек (кабинетов) расширения емкость |
|дисковой памяти системы может быть доведена до 8.3 Тбайт. |
| | | | | | |Лис|
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |т |
| | | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| | |
|з|ст| | |а | | |
|м| | | | | | |
| |
| |
|2.3 Симметричные многопроцессорные серверы HP9000 класса Т |
|Самым мощным и расширяемым рядом корпоративных серверов компании HP на базе ОС |
|UNIX является семейство HP9000 класса T. Это следующее поколение серверов, |
|которое было разработано компанией вслед за HP9000 model 870. В начале на рынке|
|появились системы HP9000 T500, допускающие установку до 12 процессоров PA7100, |
|затем HP объявила 14-процессорные системы T520, построенные на базе процессора |
|120 МГц PA7150. В настоящее время объявлены 12-процессорные системы Т600 на |
|базе процессора PA-8000, поставки которых должны начаться в 1997 году. |
|Существующие системы (Т500 и Т520) допускают замену старых процессоров на |
|процессоры PA-8000. |
|Характерной особенностью архитектуры серверов класса Т является большая емкость|
|кэш-памяти команд (1 Мбайт) и данных (1 Мбайт) у каждого процессора системы. |
|Серверы класса T используют 64-битовую шину с расщеплением транзакций, которая |
|поддерживает до 14 процессоров, работающих на частоте 120 МГц. Эффективность |
|этой шины, как и шины Runway, составляет 80%, что обеспечивает в установившемся|
|режиме пропускную способность 768 Мбайт/с при пиковой производительности 960 |
|Мбайт/с. |
|Серверы класса T могут поддерживать до 8 каналов HP-PB (HP Precision Bus), |
|работающих со скоростью 32 Мбайт/с, однако в стойке основной системы |
|поддерживается только один канал HP-PB. Для обеспечения полной конфигурации |
|подсистемы ввода/вывода необходима установка 7 стоек расширения, занимающих |
|достаточно большую площадь. Общая пиковая полоса пропускания подсистемы в/в в |
|полностью сконфигурированной 8-стоечной системе составляет 256 Мбайт/с, что |
|меньше полосы пропускания подсистемы в/в серверов класса К. Однако максимальная|
|емкость дисковой памяти при использовании RAID-массивов достигает 20 Тбайт. |
|Указанная двухярусная шинная структура сервера обеспечивает оптимальный баланс |
|между требованиями процессоров и подсистемы ввода/вывода, гарантируя высокую |
|пропускную способность системы даже при тяжелой рабочей нагрузке. Доступ |
|процессоров к основной памяти осуществляется посредством мощной системной шины |
|процессор-память, поддерживающей когерентное состояние кэш-памятей всей |
|системы. В будущих системах планируется 4-кратное увеличение пропускной |
|способности подсистемы ввода/вывода. |
| |
| | | | | | |Лис|
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |т |
| | | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| | |
|з|ст| | |а | | |
|м| | | | | | |
| |
|2.4 Семейство корпоративных параллельных серверов HP9000 |
|Одним из последних продуктов, выпущенных компанией HP, является семейство |
|параллельных систем, представленных в настоящее время двумя моделями ESP21 и |
|ESP30. Основная концепция, лежащая в основе этих систем достаточно проста. Она |
|заключается в создании комбинированной структуры, в которой объединяются |
|возможности и сильные стороны проверенной временем высокопроизводительной |
|симметричной мультипроцессорной обработки с практически неограниченным |
|потенциалом по росту производительности и масштабируемости, который может быть |
|достигнут посредством параллельной архитектуры. Результатом такого объединения |
|является высокопроизводительная архитектура, обеспечивающая чрезвычайно высокую|
|степень распараллеливания вычислений. |
|В отличие от некоторых других параллельных архитектур, которые используют слабо|
|связанные однопроцессорные узлы, параллельная архитектура серверов ESP21 и |
|ESP30 использует высокопроизводительную SMP-технологию в качестве |
|масштабируемых строительных блоков. Преимущество такого подхода заключается в |
|том, что прикладные системы могут пользоваться вычислительной мощностью и |
|возможностями множества тесно связанных процессоров в инфраструктуре SMP и |
|достаточно эффективно обеспечивать максимально возможную производительность |
|приложений. По мере необходимости дополнительные SMP-модули могут быть |
|добавлены в систему для увеличения степени параллелизма для масштабирования |
|общей производительности системы, ее емкости, пропускной способности в/в, или |
|таких системных ресурсов как основная и дисковая память. |
|Изделия этой серии предназначены главным образом для обеспечения |
|масштабируемости, превышающей обычные возможности SMP-архитектуры, для |
|крупномасштабных систем принятия решений, систем оперативной обработки |
|транзакций, построения хранилищ данных во Всемирной Паутине Internet. Для |
|большинства приложений модели ESP обеспечивают практически линейный рост уровня|
|производительности. Это достигается посредством использования |
|высокопроизводительной шинной архитектуры SMP узлов ESP в сочетании с |
|возможностями установки дополнительных SMP-узлов с помощью разработанного |
|компанией HP коммутатора оптоволоконных каналов (Fiber Channel Enterprise |
|Switch). Управление всеми ресурсами системы осуществляется с единой консоли |
|управления. |
| | | | | | |Лис|
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |т |
| | | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| | |
|з|ст| | |а | | |
|м| | | | | | |
| |
|При необходимости обеспечения высокой готовности системы ESP поддерживают |
|специальный слой программных средств MC/ServiceGuard. Эти средства позволяют |
|создать эффективное сочетание свойств высокой производительности, |
|масштабируемости и высокой готовности, и помимо стандартных возможностей RAS |
|(надежности, готовности и удобства обслуживания) обеспечивают замену узлов без |
|останова работы системы. |
|По сути серия EPS предоставляет средства для объединения моделей класса К |
|(EPS21) и Т(EPS30) в единую систему. 16-канальный коммутатор Fiber Channel |
|позволяет объединить до 64 процессоров в модели EPS21 (до 256 процессоров в |
|будущем) и до 224 процессоров в модели EPS30 (до 768 процессоров в будущем). |
|Общая пиковая пропускная способность систем может достигать уровня 15 Гбайт/с. |
| |
| | | | | | |Лис|
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |т |
| | | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| | |
|з|ст| | |а | | |
|м| | | | | | |
| |
|Введение |
| |
|На данном этапе научно-технического развития выбор аппаратной платформы и |
|конфигурации системы представляет собой чрезвычайно сложную задачу[1]. Это |
|связано, в частности, с характером прикладных систем, который в значительной |
|степени может определять рабочую нагрузку вычислительного комплекса в целом. |
|Однако часто оказывается просто трудно с достаточной точностью предсказать саму|
|нагрузку, особенно в случае, если система должна обслуживать несколько групп |
|разнородных по своим потребностям пользователей. Следует отметить, что выбор |
|той или иной аппаратной платформы и конфигурации определяется и рядом общих |
|требований, которые предъявляются к характеристикам современных вычислительных |
|систем. К ним относятся: отношение стоимость/производительность, надежность и |
|отказоустойчивость, масштабируемость, совместимость и мобильность программного |
|обеспечения. Основная задача при проектировании всего ряда моделей системы |
|PA-RISC заключалась в создании такой архитектуры, которая была бы одинаковой с |
|точки зрения пользователя для всех моделей системы независимо от цены и |
|производительности каждой из них. Огромные преимущества такого подхода, |
|позволяющего сохранять существующий задел программного обеспечения при переходе|
|на новые модели были быстро оценены как производителями компьютеров, так и |
|пользователями и начиная с этого времени практически все фирмы-поставщики |
|компьютерного оборудования взяли на вооружение эти принципы, поставляя серии |
|совместимых компьютеров. |
| |
| | | | | | |
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |
| | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| |
|з|ст| | |а | |
|м| | | | | |
|Разра| | | | |Лит. |Лист. |Листов.|
|б. |Гропянов| | |ВВЕДЕНИЕ | | | |
|Н.кон|Передери| | | | |
|тр |й | | | | |
|Утв. | | | | | |
| |
| |
| |
|Постановка задачи |
| |
|В ходе выполнения данного курсового проекта необходимо рассмотреть существующие|
|виды архитектур процессоров, охарактеризовать их преимущества и недостатки. |
|Следует детально рассмотреть какую-либо архитектуру (в данном случае это |
|архитектура PA-RISC компании Hewlett Packard), а также рассмотреть области |
|применения процессоров с выбранной архитектурой (характеристика серверов |
|компании Hewlett Packard на основе PA-RISC процессоров). Также необходимо |
|разработать программу-драйвер передачи информации между рабочими станциями в |
|локальной сети. |
| | | | | | |Лис|
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |т |
| | | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| | |
|з|ст| | |а | | |
|м| | | | | | |
| |
| |
|РЕФЕРАТ |
| |
|Курсовой проект содержит: стр. , лит.ист. , прилож.1, рис.1 |
| |
|Ключевые слова: |
| |
|АРХИТЕКТУРА, ПРОЦЕССОР, PA-RISC, CISC, КОНВЕЙЕР, СЕРВЕР, КЕШ-ПАМЯТЬ, РЕГИСТР, |
|ИНСТРУКЦИЯ, АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО |
| |
| |
| |
|В данном курсовом проекте рассмотрены преимущества и недостаки основных |
|существующих архитектур процессоров, детально рассмотрена архитектура PA-RISC |
|компании HewlettPackard, приведена характеристика серверов компании Hewlett |
|Packard на основе PA-RISC процессоров. |
| | | | | | |
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |
| | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| |
|з|ст| | |а | |
|м| | | | | |
|Разра| | | | |Лит. |Лист. |Листов.|
|б. |Гропянов| | |РЕФЕРАТ | | | |
|Н.кон|Передери| | | | |
|тр |й | | | | |
|Утв. | | | | | |
| |
| |
| |
|СОДЕРЖАНИЕ |
| |
|Введение……………………………………………………………………… |
| |
|1. Характеристика существующих архитектур ………………………….. |
| |
|Основные отличия CISC и RISC архитектур……………………….. |
|Преимущества и недостатки PA-RISC архитектуры компании |
|HewlettPackard………………………………………………………… |
|Характеристика процессоров на основе архитектуры PA-RISC…... |
|1.3.1 Характеристика и особенности процессоров PA 7100…………. |
|1.3.2 Характеристика и особенности процессоров PA 7200…………. |
|1.3.3 Характеристика суперскалярного процессора РА 8000………… |
|Постановка задачи……………………………………………………. |
| |
|2. Особенности серверов компании HewlettPackard с архитектурой |
|PA-RISC………………………………………………………………………… |
|2.1 Серверы НР9000 класса D…………………………………………… |
|2.2 Серверы НР9000 класса К…………………………………………… |
|2.3 Симметричные многопроцессорные серверы HP9000 класса Т….. |
|2.4 Семейство корпоративных параллельных серверов HP9000……... |
|Заключение………………………………………………………………….. |
|Список использованной литературы………………………………………. |
|Приложение ………………………………………………………………… |
| | | | | | |
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |
| | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| |
|з|ст| | |а | |
|м| | | | | |
|Разра| | | | |Лит. |Лист. |Листов.|
|б. |Гропянов| | |СОДЕРЖАНИЕ | | | |
|Н.кон|Передери| | | | |
|тр |й | | | | |
|Утв. | | | | | |
| |
|Заключение |
| |
|В данном курсовом проекте рассмотрены основные архитектектуры процессоров. |
|Детально рассмотрена архитектура PA-RISC компании Hewlett Packard, |
|проанализированы преимущества и недостатки этой архитектуры. Также рассмотрены |
|области применения процессоров с архитектурой PA-RISC (характеристика серверов |
|компании Hewlett Packard на основе PA-RISC процессоров). В приложении приведена|
|программа обеспечивающая передачу информации между рабочими станциями в |
|локальной сети. |
| | | | | | |Лис|
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |т |
| | | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| | |
|з|ст| | |а | | |
|м| | | | | | |
| |
| |
|Список использованной литературы |
| |
|1.Шнитман В.С., Кузнецов М.И. Аппаратно-программные платформы корпоративных |
|информационных систем : Учебное пособие. – Минск, 1997.- 457с.: ил. |
|2.Громов Ю.Ю.,Татаренко С.И. Современные высокопроизводительные компьютеры: |
|Учебное пособие. – Тамбов,1995.- 169 с. |
|3.Гук М.И. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия : Учебное пособие. – |
|С.-Петербург, 1999.-816 с.: ил. |
| | | | | | |Лис|
| | | | | |**** 7.0915.01.08 ПЗКП |т |
| | | | | | | |
|И|Ли|№ докум.|Подп. |Дат| | |
|з|ст| | |а | | |
|м| | | | | | |
Страницы: 1, 2, 3
|