Workstation, parte prima - Workstations, part I
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Le immagini in bianco e nero verranno sostituite con versioni a colori
Sun Microsystems SPARCstation 10; DEC DECstation 5000/240; IBM RS/6000 7012-350; Apollo DN5500; HP/Apollo 9000/425t; HP 9000/380
Sun Microsystems SPARCstation 10 (1992, vedi) - Introdotta nel 1992 (vedi: http://www.obsolyte.com/sun_ss10/) , la SPARCstation 10 (SS-10, anche conosciuta come "Campus-2") è stata la prima workstation desktop multiprocessore fabbricata da Sun Microsystems (vedi). La SS-10 utilizza un case di tipo "pizza-box" (cioè a basso profilo, un formato popolare all’inizio degli anni Novanta) molto simile a quello delle precedenti SS-1 ed SS-2. L’architettura di sistema è basata sul bus locale Sun M-Bus (impiegato la prima volta nel server SPARCserver 600MP, 1991), sul bus S-Bus e sui processori della famiglia SuperSPARC (SPARC V8) fabbricati da Texas Instruments (TMS390) oppure sugli HyperSPARC di ROSS/Fujitsu. Una SS-10 (vedi) può contenere un massimo di 4 CPU ripartite tra due moduli M-Bus. L’M-Bus nelle SPARCstation 10 funziona a 36 (inizialmente 33 nel modello -20) oppure a 40 MHz; i moduli contenenti le CPU possono o meno ospitare della cache di secondo livello, che a sua volta può essere ampia 512 KB oppure 1 MB. La SS-10 supporta CPU senza cache funzionanti alla medesima frequenza dell’M-Bus ovvero moduli processore con cache operanti ad una frequenza maggiore (40,3 - 50 MHz); la RAM di sistema può essere ampia al massimo 512 MB. Il sistema operativo originariamente installato in queste workstation era la versione 4.1 di SunOS (vedi), un dialetto Unix sviluppato da Sun; le SS-10 più recenti venivano invece vendute con Solaris 2.1 (introdotto nel 1992), derivato da SunOS e conosciuto come una delle più popolari versioni Unix degli anni Novanta (vedi).
Vista dell’interno della macchina. I due dischi SCSI sono un Seagate ST1480N ed un Seagate "Hawk" ST12400N.
Processori: SuperSPARC a 33, 36, 40, 45 e 50 MHz (86,1/96,2 MIPS) su moduli M-Bus, oppure ROSS/HyperSPARC
Motherboard: 501-1733/2259/2274
Cabinet: "square pizza-box" a basso profilo di colore bianco (41,7 x 40,9 x 6,7 cm)
Bus: S-Bus, 4 slot disponibili ed M-bus, 2 slot disponibili
Memoria RAM: max. 512 MB (fisica); 32 KB cache L2 off-chip nel modello 30; 1 MB direct-mapped nel modello 41; 1 MB nei modelli 30LC, 412MP, 51, 512MP, 514MP, 52 e 54.
Architettura di sistema/famiglia: sun4m
Altro: floppy da 1,44 MB - 3,5 pollici. SMP fino a 4 CPU. RAM in SIMM da 70 ns, tagli da 8, 16 o 64 MB. Disponibile un’interfaccia Ethernet a 10 Mbps, una porta ISDN, una porta SCSI. La macchina può ospitare un massimo di due hard disk SCSI con connettore a 50 pin.
Vedi: http://www.netside.net/SS10.html.
M-Bus
L’M-Bus (vedi: http://mbus.sunhelp.org/buses/index.htm) è un bus locale per sistemi SPARC progettato da Sun Microsystems ed introdotto nel 1991, concepito per offrire un canale di comunicazione ad alta velocità tra CPU, memoria RAM e motherboard. L’M-Bus ha un datapath ampio 64 bit ed utilizza indirizzi di memoria a 36 bit (corrispondenti ad uno spazio di indirizzamento di 64 GB). La velocità di trasferimento è di 80 MB/s (320 MB/s il valore di picco). M-Bus consente di implementare direttamente sistemi SMP con un massimo di 8 CPU. Nei sistemi di fascia più elevata (SPARCserver 1000) Sun ha adoperato un’evoluzione dell’M-Bus di tipo "packet-switched" chiamata "XBus".
Dettaglio (fronte e retro) di un modulo MBus SM-51 con processore a 32 bit SuperSPARC (TMS390) a 50 MHz ed 1 MB di cache L2 off-chip. Il SuperSPARC (SPARC V8) è stato il primo microprocessore superscalare (capace cioè di eseguire più istruzioni in un singolo ciclo di clock grazie alla presenza di unità di esecuzione multiple) disponibile commercialmente. Contiene 3,1 milioni di transistor ed è fabbricato con processo CMOS a 0,80 micrometri. E’ contenuto in un package PGA a 292 piedini.
S-Bus
L’S-Bus o SBus è un bus di sistema a 32 bit introdotto da Sun nel 1989 nei propri sistemi SPARC in sostituzione del VMEbus impiegato fino ad allora. S-Bus, impiegato unicamente per la connessione delle periferiche, è stato progettato in modo specifico per supportare processori SPARC; utilizza indirizzi a 28 bit ed ha una frequenza di funzionamento di 16,6 - 25 MHz, che garantisce una velocità di trasferimento dati massima di 100 MB/s (36 MB/s il valore medio).
Vedi: http://www.sparcproductdirectory.com/history.html; http://www.obsolyte.com/sun_ss10/; http://www.netside.net/SS10.html
Anche: http://www.sunshack.org/data/sunpix_sun4m.html; http://www.obsolyte.com/sunPICS/.
Digital Equipment Corporation DECstation 5000/240 (1991; in alto a sinistra un esempio di macchina completa, tratto dal sito web: http://john.ccac.rwth-aachen.de:8000/alf/ds5000_200/) - Parlando di workstation, il marchio "DECstation" identifica una vasta e variegata famiglia di sistemi prodotti da DEC tra il 1989 ed il 1994 basati su CPU MIPS (questo stesso nome identifica anche altre macchine DEC, in particolare alcuni PC con architettura x86 ed un sistema di videoscrittura basato sul minicomputer PDP-8). Il primo membro di questa linea di prodotti, la DECstation 3100 (presentata nel 1989), è stata la prima workstation RISC fabbricata da DEC ed una delle prime al mondo. Le DECstation 5000 sono state invece le prime workstation DEC ad utilizzare un bus di sistema standard (il TURBOchannel) per le schede di espansione. Il modello 5000/240 "3MAX+" era una workstation desktop di fascia alta basata su microprocessore MIPS R3400 a 40 MHz. Le DECstation sono caratterizzate da un’architettura di sistema basata sul bus a 32 bit TURBOchannel, utilizzato successivamente nella prima macchina DEC Alpha (DEC 3000 AXP). Il sistema operativo impiegato è l’Ultrix, un dialetto di Unix sviluppato da DEC (per qualche tempo è stata disponibile una versione di Windows NT per CPU MIPS). I sistemi della serie 5000 sono state le ultime e più avanzate workstation della famiglia DECstation, rimpiazzati a partire dal 1993 con le nuove macchine basate su processori Alpha (AlphaStation).
Vedi: http://www.vaxpower.org/~isildur/computers.html.
Vista della macchina aperta. La 5000/240 utilizza una CPU MIPS R3400 a 40 MHz che è una versione single-chip del microprocessore R3000A, contenente l’unità integer, la FPU R3010A ed il buffer di memoria R3220A. La cache esterna è ampia 64 KB e comunica con la CPU tramite un bus a 40 MHz che serve anche a collegare la scheda processore con la motherboard. Quest’ultima utilizza tre circuiti integrati ASIC VLSI (fabbricati da LSI Logic) in luogo della gran quantità di componenti a media scala di integrazione impiegata nei modelli precedenti. Tali ASIC sono: il Memory Buffer (MB) che funge da interfaccia tra il modulo processore e la scheda madre funzionante a 25 MHz; l’MT o System Controller che gestisce la memoria, l’I/O, l’ECC e le operazioni di DMA ed infine l’MS (Memory Strobe) che fa da interfaccia con la memoria RAM. La DECstation 5000/240 offre 8 MB di spazio di indirizzamento fisico a disposizione di ciascuno slot TURBOchannel (quest’ultimo funzionante a 25 MHz). Le periferiche di I/O (controller SCSI, controller Ethernet e così via) fanno parte di un sottosistema integrato nella scheda madre che si interfaccia col bus TURBOchannel mediante un apposito circuito integrato ASIC. Lo stesso approccio è stato usato in seguito nella DEC 3000 AXP. Nella macchina raffigurata qui sopra sono installati 64 MB di RAM suddivisi tra 4 moduli da 16 MB ciascuno con ECC. Notare che sono disponibili in tutto 15 slot per schede di memoria, di capacità compresa tra 8 e 32 MB, il che consente di installare un massimo di 480 MB di RAM (un’enormità nel 1991).
Vedi: http://www.xs4all.nl/~vhouten/mipsel/dior.html; http://john.ccac.rwth-aachen.de:8000/alf/ds5000_240/.
Anche: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=128810 (5000/200); http://www.ctrl-c.liu.se/~janha/cecilia2.html.
"Sometimes, when IBM decides to do something, it does it right" (Byte, Sept. 1995)
IBM RISC System (RS)/6000 7012-350 (1990/1) - La serie 7012, presentata nel 1990, è la prima famiglia di macchine IBM dotate di CPU RISC con architettura POWER (retroattivamente denominata POWER-1 dopo l’introduzione della POWER-2). I 7012 sono sistemi Microchannel che possono essere adoperati tanto come workstation quanto come server per piccoli/medi gruppi di lavoro. Il sistema operativo originale era l’IBM AIX 3.x (un dialetto di Unix). Utilizzano un case (contenitore) plastico ispirato a quelli dei PS/2 90 che può essere orientato come desktop (vedi l’immagine) oppure come minitower con l’aggiunta di un piedistallo. Il Modello 350 del 1991 è un’evoluzione dell’originale Modello 320, rispetto al quale ha un processore funzionante ad una maggiore frequenza (41 contro 20 MHz) e la possibilità di installare più memoria RAM (128 contro 32 MB). L’esemplare mostrato qui, fabbricato dall’IBM Semea in Italia, è dotato di due hard disk SCSI IBM 0663, notevoli perché questo modello di disco rigido è stato il primo hard disk a fare uso di testine con tecnologia magnetoresistiva (MR) e di 128 MB di RAM ripartiti in 16 SIMM (72 pin, 80 ns, parità) da 8 MB ciascuna. Gli acquirenti delle macchine RS/6000 7012 potevano scegliere tra una grande varietà di schede grafiche, a seconda delle rispettive esigenze; in questo caso la scheda montata è un semplice framebuffer IBM in bianco e nero capace di una risoluzione massima di 1.280 x 1.024 con 256 tonalità di grigio.
Vedi: http://www.walshcomptech.com/ohlandl/7012/7012_Common_Devices.html.
Una vista del retro della macchina mette in evidenza la notevole quantità di porte disponibili, tra cui quella per la tavoletta grafica (graphic tablet) e la porta per la connessione di rete Ethernet (sia BNC che AUI). La porta SCSI su scheda è di tipo "differenziale" (differential SCSI o "diff-SCSI") e viene usata per connettere unità disco esterne oppure unità nastro (tape streamer).
L’interno della macchina, molto ordinato (notare la quasi totale assenza di "cavi volanti") e con un numero minimo di viti. I 4 connettori MCA sulla scheda madre, qui non visibili, sono tutti a 32 bit. I sistemi 7012 contengono due schede di memoria RAM ciascuna delle quali può "ospitare" un massimo di 64 MB suddivisi in 8 moduli SIMM. La CPU POWER (qui di tipo RIOS-9) è contenuta in un’apposita scheda (si ricordi che POWER, come il successore POWER-2, è un processore multi-chip). La scheda IBM RIC PortMaster (Realtime Interface Co-processor, vedi, oppure qui) è in sintesi una multiseriale con buffer da 128/512 KB che mette a disposizione 8 porte RS232 (standard X.21/V.24) alle quali si possono collegare terminali, modem od altre apparecchiature per l’appunto seriali.
Apollo Computers Domain Series DN5500 (1989) - Le workstation grafiche della famiglia Domain sono state prodotte da Apollo Computers Inc. tra i primissimi anni Ottanta (1980/81) ed il 1989. A parte i modelli più vecchi e la DN10000 la quale utilizza un processore RISC proprietario chiamato "PRISM", si tratta di macchine desktop basate su CPU Motorola m68K (68020, 68030, 68040) con un’architettura di sistema chiaramente ispirata a quella dei PC AT (ad esempio nel bus utilizzato, l’ISA, e nella possibilità di utilizzare schede di espansione originariamente progettate per i PC IBM compatibili) ed un sistema operativo proprietario (DomainOS) dalle caratteristiche avanzate per l’epoca (filesystem ad oggetti, funzionalità di rete, interfaccia grafica integrata). Le workstation Apollo sono tutte caratterizzate dalla presenza di almeno un’interfaccia di rete: la possibilità di organizzare rapidamente reti locali con condivisione delle risorse tra più macchine e tra gruppi di macchine Apollo e sistemi con architetture diverse è stata negli anni Ottanta uno dei più notevoli punti di forza di questa famiglia.
Vista dell’interno della macchina. L’organizzazione ricorda da vicino quella dei PC AT.
Dettaglio della CPU Motorola 68040RC-25.
I sistemi Apollo DN3000 e DN4000, introdotti nella seconda metà degli anni Ottanta ed entrambi basati sulla CPU Motorola 68020, sono stati due macchine rivoluzionarie sotto diversi aspetti. Essi rappresentano infatti il primo caso di workstation grafiche professionali di fascia medio/alta basate sull’architettura di sistema dei PC AT. L’impiego del bus ISA avrebbe dovuto assicurare ai loro acquirenti, almeno nelle intenzioni del produttore, la possibilità di accedere al vastissimo mercato delle schede di espansione per PC IBM compatibili; nella pratica invece, sebbene tanto la DN3000 quanto la 4000 siano state workstation molto popolari, ciò non è avvenuto se non in minima parte perché assolutamente rari sono stati i fabbricanti di schede per PC AT che hanno prodotto i driver software necessari a farle funzionare nelle macchine Apollo. Entrambi i sistemi sono stati aggiornati nel 1988 con le versioni DN3500/4500, basate su CPU Motorola 68030 a 16 oppure 20 MHz. Nel 1989 venne infine introdotta la versione DN5500, qui raffigurata nella versione commercializzata da Mentor Graphics (notare che l’etichetta in alto a destra riporta la dicitura "Domain Series 4000"), con CPU 68040RC a 25 MHz e hard disk ESDI da 5,25'' - 330 MB (67, 150 oppure 300 nelle versioni precedenti). La memoria RAM delle DN5500 può essere espansa ad un massimo di 64 MB suddivisi in schede proprietarie da 4, 8 oppure 16 MB ciascuna. Nelle macchine DN4000, 4500 e 5500 è stata utilizzata una particolare scheda di rete Token Ring a 12 Mbps sviluppata da Apollo, che poteva essere installata anche in un comune PC AT consentendo la creazione di reti locali "miste" Apollo/PC IBM.
Vista interna di un sistema desktop HP/Apollo 9000/425t (1990, vedi), direttamente derivato dal DN5500 dopo l’acquisizione di Apollo Computers da parte di Hewlett Packard nel 1989 (vedi, oppure qui). In questa macchina sono installati 64 MB di RAM ripartiti in 4 moduli da 8 MB ed in due da 16 MB. Vedi: http://typewritten.org/Articles/HP/a1630-90006.pdf.
Il principale limite delle workstation Apollo è stato il sistema operativo proprietario DomainOS; quest’ultimo, benché facile da gestire e ragionevolmente efficiente, era più costoso dei dialetti Unix che si stavano diffondendo alla fine degli anni Ottanta perché costringeva ad usare software applicativi progettati esplicitamente per funzionare con esso. Inoltre, l’avvento delle prime macchine RISC basate su chip MIPS, SPARC e PA-RISC rese rapidamente obsolete tutte le architetture basate su CPU Motorola m68K. Il tentativo di introdurre una macchina RISC, la DN10000, fallì a causa dei costi troppo elevati. Nel 1989 Apollo Computers venne così acquisita da HP, che utilizzò il marchio "Apollo" in diversi suoi prodotti, primi fra tutti le workstation della serie 9000/400 HP/Apollo 425i e 433i che potevano utilizzare DomainOS così come lo Unix di HP, chiamato HP-UX. In seguito furono chiamate "Apollo" anche le macchine RISC della serie HP 9000/700 con CPU PA-RISC.
Vedi: http://mit.edu/kolya/www/csa-faq.html; http://www.planetmulti.de/v2/index.html?http://www.planetmulti.de/v2/apollo/apollo9000.html.
Anche: http://www.hunkler.com/aegis.htm.
Hewlett Packard 9000/300 Modello 380 (1990) - La workstation 9000/380 (A1458A), introdotta nel Giugno 1990, era la macchina di punta della serie HP 9000/3xx, iniziata nel "lontano" 1985 col modello 310. Assieme al modello 382 rappresenta l’ultimo aggiornamento di questa longeva e fortunata famiglia di computer. I sistemi di questo tipo sono basati su microprocessori Motorola m68K (68040RC-25 nel caso del 380) e sul sistema operativo di classe Unix HP-UX. Si tratta di una famiglia di workstation altamente modulari, compatte (notare la dimensione in confronto con la penna in primo piano) ed espandibili con un gran numero di periferiche, accessori dedicati e software (vedi: http://www.hpmuseum.net/exhibit.php?class=1&cat=40). Le macchine HP 9000, molto diffuse come stazioni di lavoro grafiche in ambito ingegneristico e scientifico, venivano usualmente vendute in "bundle" con una dotazione essenziale di software a scelta dell’utente e con un sottosistema grafico di diversa capacità (monocromatico, a colori, accelerato per la grafica 2D/3D) a seconda delle richieste dell’acquirente.
Vista del retro della macchina. Notare il gran numero di interfacce disponibili, tra cui la porta HP-IB (uno standard nei sistemi HP dell’epoca), l’uscita audio, i connettori Ethernet (BNC e AUI), il connettore per le periferiche HP-IL (al quale si collegavano mouse, tastiera ed eventuale tavoletta grafica). In basso a sinistra i tre BNC della scheda video, una 98543A Color Video Interface. I sistemi 9000/3xx non hanno hard disk interni; i dischi trovano invece posto in unità di espansione esterne collegate tramite SCSI oppure interfaccia HP-IB.
Vista generale della scheda processore, che contiene la gran parte dell’elettronica. Le schede installate nelle macchine 9000/3xx si connettono ad un bus (backplane bus) a 32 bit chiamato "DIO-II". Nel modello 380 sono disponibili due slot di questo tipo. La RAM può essere espansa fino ad un massimo di 128 MB.
Motherboard di una NeXTstation (1993). Le "NeXTstation" formavano una famiglia di workstation high-end prodotte dall’americana NeXT Inc. tra il 1990 ed il 1994; questi computer erano basati su microprocessori Motorola 68040 a 25 oppure 33 MHz a seconda della versione. Il sistema operativo, object-oriented e di derivazione UNIX, era il NeXTSTEP (dal quale a sua volta sono derivati altri sistemi tra cui Mac OS X).
Vista interna di una NeXTstation, dalla brochure originale NeXT (1993).
I computer NeXT sono storicamente importanti per più di un motivo: 1) hanno dato un notevole contributo alla diffusione nel settore dei personal computer dei sistemi operativi e dei sistemi di sviluppo object-oriented nonché delle interfacce grafiche (GUI) avanzate; 2) sono state le prime workstation UNIX dotate di buone capacità grafiche ad essere commercializzate a prezzi relativamente accessibili (meno di 10.000 Dollari); 3) rappresentano il primo impiego commerciale su larga scala di drive magneto-ottici e non ultimo 4) è su un computer NeXT che nel 1990 Tim Berners-Lee ha sviluppato e fatto funzionare il primo server Web. Nonostante tutto ciò le workstation NeXT sono rimaste per tutta la loro vita prodotti di nicchia dalla scarsa diffusione (ad esempio, sono state prodotte solamente circa 50.000 NeXTstation, considerando tutte le versioni).
Vedi: http://www.simson.net/ref/NeXT/; http://www.simson.net/ref/NeXT/byte_article.htm; http://www.nextcomputers.org/.
