El VAX 9000 , cuyo nombre en código es Aridus , era una familia de computadoras mainframe desarrolladas y fabricadas por Digital Equipment Corporation (DEC) que utilizaban procesadores personalizados basados en ECL que implementaban la arquitectura de conjuntos de instrucciones VAX (ISA). Equipados con procesadores vectoriales opcionales , también se comercializaron en el espacio de las supercomputadoras . [1]
La historia de los sistemas se remonta a la concesión de licencias por parte de DEC en 1984 de varias tecnologías de Trilogy Systems , que había introducido una nueva forma de empaquetar chips ECL en módulos complejos. El desarrollo del diseño del 9000 comenzó en 1986, destinado a reemplazar a la familia VAX 8800 . [2] Los planes iniciales exigían dos modelos generales, el Aquarius de alto rendimiento que utiliza refrigeración por agua como se ve en los sistemas IBM, y los sistemas Aridus de rendimiento medio que utilizan refrigeración por aire. Durante el desarrollo, los ingenieros mejoraron tanto el sistema de refrigeración por aire que no se ofreció Aquarius; los modelos Aridus eran "actualizables en campo" a Aquarius, pero no lo ofrecían. [3]
El 9000 se posicionó dentro de DEC como un "asesino de IBM", una máquina con un rendimiento inigualable a un precio mucho más bajo que los sistemas de IBM. DEC pretendía que el 9000 permitiera a la empresa entrar en el mercado de mainframe mientras observaba cómo los sistemas compatibles con IBM en constante mejora y las nuevas estaciones de trabajo Unix de 32 bits se apoderaban del extremo inferior del mercado de las computadoras . La empresa invirtió aproximadamente mil millones de dólares en el desarrollo de la máquina, a pesar de la considerable preocupación interna de la empresa por el concepto en la era de la rápida mejora del rendimiento de RISC . Los problemas de producción retrasaron su lanzamiento, momento en el que estos temores se habían hecho realidad y los microprocesadores más nuevos, como el propio NVAX de DEC, ofrecían una fracción significativa del rendimiento del 9000 por una pequeña fracción del precio.
Se entregaron aproximadamente cuatro docenas de sistemas antes de que se suspendiera la producción, [ cita requerida ] una falla masiva. Un ejemplo representativo de CPU se encuentra almacenado en el Museo de Historia de la Computación , no en exhibición pública.
Historia
DEC en los 80
Cuando comenzó la década de 1980, DEC se había ido fortaleciendo. El PDP-11 fue lanzado en 1970 y continuó con fuertes ventas que finalmente alcanzarían las 600,000 máquinas, mientras que su VAX-11 recién presentado retomó donde terminó el PDP y estaba comenzando a hacer grandes avances en el mercado de gama media de IBM . DEC también presentó sus famosos terminales de computadora de la serie VT y una amplia variedad de otros periféricos populares que generaron un flujo de caja significativo. [4]
Durante este período, DEC hizo varios intentos de ingresar al campo de las computadoras personales , pero todos fallaron. El más conocido de ellos fue el Rainbow 100 , que tenía como objetivo ofrecer la capacidad de ejecutar programas tanto MS-DOS como CP / M , pero en cambio demostró ser incapaz de hacerlo muy bien y costaba tanto como comprar dos máquinas separadas. A medida que el mercado de PC se expandió, DEC lo abandonó y se dirigió cada vez más al mercado de gama media. [5]
Como parte de este cambio de enfoque, se modificaron varias políticas de larga data, lo que provocó fricciones con su base de clientes y, especialmente, con sus desarrolladores externos. En un ejemplo, su nuevo VAXBI Bus no podría ser utilizado por otros desarrolladores a menos que hayan firmado un acuerdo de desarrollo. Este fue un marcado contraste con el estándar Unibus de las máquinas PDP y VAX anteriores, que tenían un mercado próspero de productos de terceros. Se citó a Ken Olsen diciendo: "Gastamos millones en el desarrollo de este autobús. No sé por qué no lo hicimos antes". [5]
Como estas políticas estaban "cerrando" DEC, las nuevas empresas se apresuraron a aprovechar esto. Entre ellos se destacó Sun Microsystems , cuyos sistemas basados en Motorola 68000 ofrecían un rendimiento similar al de la serie VAXstation de DEC mientras se basaban en el sistema operativo UNIX . Durante la segunda mitad de la década de 1980, Sun se presentó cada vez más como el reemplazo de DEC en el mercado técnico, marcando a DEC como un "chupasangre" cerrado y patentado. DEC se encontró cada vez más excluido de sus mercados anteriores. [6]
ECL
Durante la década de 1960, las computadoras DEC se construyeron a partir de transistores individuales y comenzaron a utilizar circuitos integrados de integración a pequeña escala (SSI IC). Estos se construirían en varias placas de circuito , que luego se conectarían juntas en un backplane para producir la unidad central de procesamiento (CPU). En la década de 1970, se estaban utilizando circuitos integrados de integración de pequeña y mediana escala , y la integración a gran escala (LSI) permitía implementar CPU más simples en un solo circuito integrado (o "chip"). A fines de la década de 1970, varias versiones LSI del PDP-11 estaban disponibles, primero como unidades de múltiples chips como el propio LSI-11 de DEC , [7] y luego en versiones de un solo chip como el J-11 . [8]
El VAX era un sistema más complejo, más allá de las capacidades del LSI de la década de 1970 en un formato de un solo chip. Los primeros modelos se parecían a los PDP de las generaciones anteriores, pero con múltiples chips LSI en placas de circuitos impresos formando la CPU más compleja en lugar de chips SSI en placas envueltas en cables. [a] A mediados de la década de 1980, los implacables efectos de la ley de Moore habían empujado a LSI a lo que ahora era una integración a muy gran escala (VLSI). Los circuitos integrados de VLSI pueden contener cientos de miles o millones de transistores, lo suficiente para implementar un sistema VAX completo en un solo chip. Esto llevó al MicroVAX 78032 de 1985 , que implementó un subconjunto del VAX, pero estaba claro que no pasaría mucho tiempo antes de que el VAX "completo" quepa en un solo chip. [B]
La tecnología CMOS típica utilizada para fabricar estos circuitos integrados era en ese momento lenta en comparación con un sistema de la competencia, lógica de acoplamiento de emisor (ECL). ECL era más rápido, pero tenía una densidad más baja que CMOS y estaba aproximadamente una generación por detrás en términos de tamaños de funciones. Esto significaba que se podía construir una máquina muy rápida usando ECL a costa de tener que usar más circuitos integrados, o una máquina algo más lenta usando CMOS pero reducida a unos pocos circuitos integrados. El uso de ECL sería más complejo, pero al mismo tiempo, continuaría la larga historia de DEC de diseños de CPU de múltiples chips y tarjetas.
Un problema con el enfoque ECL es que cada uno de los chips requeriría una gran cantidad de pines para enviar datos a los otros chips, lo que genera un trabajo de cableado extremadamente difícil. Otro problema es que los transistores ECL gastan más energía y, por lo tanto, requieren fuentes de alimentación más grandes y, lo que es más crítico, generan más calor. En 1980, Gene Amdahl formó Trilogy Systems con el objetivo de resolver estos problemas (entre otros) para producir mainframes basados en ECL de muy alto rendimiento. Como parte de estos desarrollos, Trilogy había desarrollado un nuevo sistema de conexión entre chips utilizando conductores de cobre incrustados en aislamiento de poliimida para producir una película delgada con cableado extremadamente denso. [9]
En 1984, DEC obtuvo la licencia de partes de las tecnologías de Trilogy y comenzó el desarrollo de versiones prácticas de estos conceptos en su Hudson Fab. Este fue el nacimiento del proyecto 9000. En contraste con el objetivo de Trilogy de introducir sus propios mainframes compatibles con plug-in y competir con IBM directamente, [9] DEC utilizaría una tecnología similar para producir un VAX que superaría las ofertas de IBM. Las tecnologías de cableado de Trilogy se utilizarían para producir "unidades de varios chips" (MCU) del tamaño de una tarjeta que se utilizarían juntas al estilo de los diseños anteriores de CPU de varias tarjetas. En el diseño final, 13 MCU formaron la CPU.
Al principio, los objetivos de rendimiento solo podían cumplirse si el sistema se enfriaba con agua, lo que llevó al nombre de Acuario, el portador de agua. Durante el desarrollo, se introdujo un nuevo sistema de refrigeración por aire con la potencia necesaria, por lo que la línea se trasladó a este sistema. Esta versión fue nombrada en código Airdus, para "seco". [10]
Cambios de mercado
Mientras el desarrollo estaba en curso, a finales de 1988 IBM presentó sus sistemas AS / 400 , una nueva línea de gama media que era mucho más competitiva en costos que las ofertas anteriores. La ventaja de precio de DEC se vio seriamente erosionada y su crecimiento en el mercado terminó casi de inmediato. IBM finalmente generaría aproximadamente $ 14 mil millones en ingresos anuales de la línea, que era más que los ingresos totales de la compañía de DEC. Mientras tanto, Sun estaba presentando su microprocesador SPARC que permitía a las máquinas de escritorio superar incluso a las más rápidas de las máquinas existentes de DEC. Esto erosionó el valor de DEC en su otro mercado tradicional de sistemas Unix. [6]
Con la compañía comprimida en el rango bajo y medio, el 9000 se convirtió en el foco principal de la compañía; se refirieron a él como el "asesino de IBM". [11] El comité de ingeniería de la empresa, el Grupo de trabajo de estrategia, recomendó repetidamente cancelar el proyecto. Todos los años intentaban recortar el presupuesto del proyecto, solo para que el líder del proyecto, Bob Glorioso, fuera directamente a Ken Olsen y a la junta y lo restablecieran, diciendo "estos ingenieros no tienen derecho a decirnos a los empresarios qué hacer hacer." [12]
—Ken Olsen [13]
Esto continuó a pesar del creciente coro de preocupación de otros ingenieros dentro de la empresa. Bob Supnik afirma que estaba claro para los técnicos superiores ya en 1987 que la próxima generación de chips CMOS, el NVAX , funcionaría tan bien como el 9000 en 1988, aunque el 9000 no estaba programado para lanzarse hasta 1989. [11 ] Hay indicios de que Olsen estaba al tanto del problema pero no podía aceptarlo. Hay varias citas de ingenieros prominentes sobre el proyecto NVAX que describen la falta de voluntad de Olsen para matar al 9000 incluso después de que le dijeran a bocajarro que no sería competitivo a principios de la década de 1990. [11]
A medida que la empresa seguía respaldando el 9000 mientras se hacía cada vez más claro que no sería competitivo, varios grupos dentro de la empresa comenzaron a desarrollar sus propios sistemas RISC. Algunos tenían como objetivo reemplazar el VAX con un núcleo RISC, mientras que otros estaban destinados a retomar el mercado de estaciones de trabajo Unix de Sun. Las luchas internas entre los grupos llevaron en cambio a la mayoría de estos proyectos a ser eliminados, sobre todo el prometedor DEC PRISM . [14]
Lanzamiento
DEC anunció formalmente los 9000 en octubre de 1989, afirmando en ese momento que se enviaría "la próxima primavera". Comparándolo con un IBM 3090 de gama baja , DEC posicionó la máquina para el procesamiento de transacciones y los sistemas de base de datos de gama alta. Se anunciaron cinco sistemas, de $ 1.2 a $ 3.9 millones, que abarcan un rango de rendimiento de 30 a 117 veces mayor que el del 11/780 [15]
El desarrollo del 9000 finalmente ascendió a unos $ 3 mil millones. [11] Programado para su lanzamiento en 1989, los retrasos en la fabricación del chip lo retrasaron un año, y más retrasos en la construcción de la máquina completa significaron que solo se entregaron pequeñas cantidades en 1990. Los sistemas estaban plagados de problemas y requerían un mantenimiento constante en el campo. . [6] En 1991, la empresa tenía una cartera de pedidos de sólo 350 sistemas. A $ 1.5 millones por máquina, el sistema había recuperado solo el 25% de los costos de desarrollo, excluyendo la fabricación real. [11] En febrero de 1991, anunciaron una versión de gama baja, el Modelo 110 a $ 920,000, que atraía a los clientes que buscaban potencia de CPU sin la necesidad de un almacenamiento extenso u otras opciones. [dieciséis]
Mientras tanto, las predicciones del equipo de ingenieros sobre la implacable marcha de CMOS resultaron ser ciertas. En 1991, la NVAX también estaba en el mercado, ofreciendo aproximadamente el mismo rendimiento por una pequeña fracción del costo y tamaño. En configuraciones de rendimiento más bajas, el mismo diseño estaba disponible en forma de escritorio, superando a todas las máquinas VAX anteriores. El 9000 logró no solo perder miles de millones de dólares, sino que también llevó al final de varios diseños mucho más prometedores. [11]
Descripción
El VAX 9000 era un multiprocesador y admitía una, dos, tres o cuatro CPU con frecuencia de 62,5 MHz (tiempo de ciclo de 16 ns). El sistema se basaba en un conmutador de barra transversal en la unidad de control del sistema (SCU), al que se conectaban de una a cuatro CPU, dos controladores de memoria, dos controladores de entrada / salida (E / S) y un procesador de servicio. La E / S fue proporcionada por cuatro buses de interconexión de memoria extendida (XMI).
Procesador escalar
Cada CPU se implementó con 13 unidades de chip múltiple (MCU), y cada MCU contenía varias matrices de macroceldas de lógica acoplada a emisor (ECL) que contenían la lógica de la CPU. Los arreglos de puertas se fabricaron en el proceso "MOSAIC III" de Motorola , un proceso bipolar con un ancho de dibujo de 1,75 micrómetros y tres capas de interconexión. Las MCU se instalaron en un módulo plano de CPU, que acomodaba 16 MCU y tenía un tamaño de 24 por 24 pulgadas (610 mm).
Procesador de vectores
La CPU del VAX 9000 se combinó con un procesador vectorial con un rendimiento teórico máximo de 125 MFLOPS. El circuito del procesador vectorial estaba presente en todas las unidades enviadas y desactivadas mediante un interruptor de software en las unidades vendidas "sin" el procesador vectorial. El procesador vectorial se denominó V-box y fue la primera implementación de ECL de Digital de la arquitectura vectorial VAX. El diseño del procesador vectorial comenzó en 1986, dos años después de que comenzara el desarrollo de la CPU VAX 9000. [17]
La implementación de V-box comprendía 25 dispositivos Motorola Macrocell Array III (MCA3) distribuidos en tres unidades multichip (MCU), que residían en el módulo plano. El V-box era opcional y se podía instalar en el campo. La V-box constaba de seis subunidades: la unidad de registro vectorial, la unidad de suma vectorial, la unidad de multiplicación vectorial, la unidad de máscara vectorial, la unidad de dirección vectorial y la unidad de control vectorial.
La unidad de registro vectorial, también conocida como archivo de registro vectorial, implementó los 16 registros vectoriales definidos por la arquitectura vectorial VAX. El archivo de registro vectorial era multipuerto y contenía tres puertos de escritura y cinco puertos de lectura. Cada registro constaba de 64 elementos, y cada elemento tenía 72 bits de ancho, con 64 bits utilizados para almacenar datos y 8 bits utilizados para almacenar información de paridad. [18]
Síntesis de procesadores vectoriales y escalares SID
SID (Synthesis of Integral Design) era un programa de síntesis lógica utilizado para generar puertas lógicas para el VAX 9000. A partir de fuentes de nivel de transferencia de registro y comportamiento de alto nivel , aproximadamente el 93% de las unidades escalares y vectoriales de la CPU , más de 700.000 puertas, fueron sintetizado. [19]
SID era un sistema de inteligencia artificial basado en reglas y un sistema experto con más de 1000 reglas escritas a mano. Además de la creación de puertas lógicas , SID llevó el diseño al nivel del cableado, asignando cargas a las redes y proporcionando parámetros para colocar y enrutar las herramientas CAD . A medida que se ejecutaba el programa, generó y expandió su propia base de reglas a 384,000 reglas de bajo nivel. [19] [20] Una ejecución de síntesis completa para el VAX 9000 tomó 3 horas.
Inicialmente fue algo controvertido, pero se aceptó para reducir el presupuesto general del proyecto VAX 9000. Algunos ingenieros se negaron a usarlo. Otros compararon sus propios diseños de nivel de puerta con los creados por SID, y finalmente aceptaron SID para el trabajo de diseño de nivel de puerta. Dado que las reglas SID fueron escritas por diseñadores lógicos expertos y con la participación de los mejores diseñadores del equipo, se lograron excelentes resultados. A medida que avanzaba el proyecto y se escribían nuevas reglas, los resultados generados por SID se volvieron iguales o mejores que los resultados manuales tanto para el área como para el tiempo. Por ejemplo, SID produjo un sumador de 64 bits que era más rápido que el diseñado manualmente. Las áreas diseñadas manualmente promediaron 1 error por cada 200 puertas, mientras que la lógica generada por SID promedió 1 error por cada 20,000 puertas. Después de encontrar un error, se corrigieron las reglas de SID, lo que resultó en 0 errores en ejecuciones posteriores. [19] La parte generada por SID del VAX 9000 se completó 2 años antes de lo programado, mientras que otras áreas del desarrollo del VAX 9000 encontraron problemas de implementación, lo que resultó en un lanzamiento del producto muy retrasado. Después del VAX 9000, SID nunca se volvió a utilizar.
Modelos
VAX 9000 Modelo 110
El VAX 9000 Modelo 110 era un modelo de nivel de entrada con el mismo rendimiento que el Modelo 210, pero tenía una menor capacidad de memoria y se incluía con menos software y servicios. El 22 de febrero de 1991, tenía un precio de 920.000 dólares EE.UU. y, si estaba equipado con un procesador vectorial, de 997.000 dólares EE.UU.
VAX 9000 Modelo 210
El VAX 9000 Modelo 210 era un modelo de nivel de entrada con una CPU que podía actualizarse. Si había un procesador vectorial, se lo conocía como VAX 9000 Modelo 210VP.
VAX 9000 Modelo 4x0
El VAX 9000 Modelo 4x0 era un modelo con capacidad de multiprocesador , el valor de "x" (1, 2, 3 o 4) denota el número de CPU presentes. Estos modelos admitían el procesador vectorial, con un procesador vectorial admitido por CPU. Una configuración máxima tenía 512 MB de memoria. El número de buses de E / S admitidos varió, con los modelos 410 y 420 compatibles con dos XMI, diez CI y ocho VAXBI ; mientras que los modelos 430 y 440 admitían cuatro XMI, diez CI y 14 VAXBI.
Notas
- ^ Vea, por ejemplo, [1] esta imagen del VAX DPM, una tarjeta de nueve que componían la CPU del 11/750. Compare eso con la imagen de la CPU LSI-11 en el Manual del usuario.
- ^ Que surgió como el CVAX .
Referencias
Citas
- ^ Semiconductor International . Editorial Cahners.
- ^ Decisiones de informática y comunicaciones . Compañía Editorial Hayden. 1988.
- ^ Datamación . Editorial Cahners. 1992.
- ^ Scott 1994 , p. 7.
- ↑ a b Scott , 1994 , p. 8.
- ↑ a b c Scott , 1994 , p. 9.
- ^ LSI-11, PDP-11/03 Manual del usuario (PDF) . Corporación de Equipos Digitales. 1976.
- ^ "Especificación del chip de datos J-11" (PDF) . Corporación de Equipos Digitales. 1 de julio de 1982.
- ^ a b "Trilogy Systems Corp" . ComputerWorld . 15 de junio de 1981. págs. 11-12.
- ^ Schein 2010 , p. 313.
- ↑ a b c d e f Goodwin & Johnson , 2009 , p. 6.
- ^ Schein 2010 , p. 307.
- ^ Schein 2010 , p. 314.
- ^ Smotherman, Mark. "Croquis de DEC PRISM" .
- ^ Brown, Jim (30 de octubre de 1989). "DEC empuja a IBM mart con introducción de mainframe" . Mundo de la red . págs. 2, 64.
- ^ Johnson, Maryfran (25 de febrero de 1991). "Computerworld" . Computerworld . pag. 4.
- ^ Brunner, Richard A .; Bhandarkar, Dileep P .; McKeen, Francis X .; Patel, Bimal; Rogers Jr., William J .; Yoder, Gregory L. (otoño de 1990). "Procesamiento de vectores en el sistema VAX 9000" (PDF) . Revista Técnica Digital . 2 (4): 61–79.
- ^ Bhandarkar, Dileep; Brunner, Richard (1990). "Arquitectura vectorial VAX". Actas del 17º simposio internacional anual sobre arquitectura informática (ISCA '90) . Asociación para Maquinaria de Computación. págs. 204–215. doi : 10.1145 / 325164.325145 . ISBN 0897913663. S2CID 17866614 .
- ^ a b c Carl S. Gibson, et al, VAX 9000 SERIES, Digital Technical Journal of Digital Equipment Corporation, Volumen 2, Número 4, Otoño de 1990, pp118-129.
- ^ Hooper, DF (1988). "SID: síntesis de diseño integral". Actas 1988 IEEE International Conference on Computer Design: VLSI . págs. 204–8. doi : 10.1109 / ICCD.1988.25691 . ISBN 0-8186-0872-2. S2CID 62241940 .
Bibliografía
- Goodwin, David; Johnson, Roger (2009). DEC: Los errores que llevaron a su caída (PDF) (Informe técnico). Universidad de londres.
- Scott, Greg (1994). Corporación de equipos digitales: ¿RIP o un futuro competidor esbelto y mediocre? (PDF) (Informe técnico). Scott Consulting.
- Schein, Edgar (2010). Cultura organizacional y liderazgo . John Wiley e hijos. ISBN 9780470185865.