O comparație echitabilă între sistemele UNIX și Windows NT era până nu demult destul de greu de făcut, mai ales din punct de vedere hardware. O stație UNIX presupunea volume mari de calcul și număr ridicat de utilizatori concurenți și de aceea necesitățile hardware presupuneau din start procesoare RISC, cantități mari de memorie sau de spațiu pe disc. Evoluții ulterioare au schimbat lucrurile și în această zonă.
Windows NT a apărut inițial pe sisteme PC - care din punct de vedere arhitectural erau destul de limitate - dar fiind gândit ca un sistem scalabil și capabil de a gestiona resurse hardware mult mai mari decât ale unor PC-uri obișnuite, proiectanții au început să gândească arhitecturi mult mai complexe, comparabile cu cele ale sistemelor RISC/UNIX.
În domeniul serverelor, firme precum NCR sau Compaq au proiectat și realizat sisteme de calcul bazate pe Intel/Windows NT cu 4, 8 sau chiar mai multe procesoare.
Un alt domeniu în care sistemele bazate pe UNIX erau predominante este domeniul stațiilor grafice unde contează în primul rând performanțele grafice și puterea de calcul. Începând cu 1992, când firma Intergraph a decis schimbarea platformei de operare ale produselor lor software și hardware din UNIX (CLIX) în Windows NT/Intel, a apărut conceptul de Personal Workstation (vezi și articolul "Personal Workstation" semnat de Mihai BOTEZ și apărut în numărul 2 din 1997 al revistei CAD report). Noile computere au însemnat încă de la început o amenințare pentru lumea UNIX datorită extraordinarului raport preț/performanță. Dar domeniul high-end era încă dominat de platformele RISC/UNIX, cu arhitecturi multiprocesor avansate.
Nu pentru mult timp însă, pentru că recent Intergraph Computer Systems a anunțat o nouă generație de stații grafice Intel/Windows NT, numită TDZ 2000 GT1 ViZual Workstation, ce beneficiază de arhitectura "Concurrent Multiport" și de noul procesor Pentium II la 400 MHz.
Această nouă arhitectură, bazată pe chipset-ul Reliance Champion 2.0 beneficiază de subsisteme I/O și de acces la memorie cu performanțe excepționale, atingând 1 GB/s rată de transfer I/O și 1,6 GB/s rată de transfer cu memoria ceea ce înseamnă o rată cu 60% mai mare decât a arhitecturii de tip "crossbar switch" folosită în stațiile SGI Octane și de 3 ori mai mare decât a sistemelor Intel/Windows NT curente. Astfel, Intergraph reușește să elimine barierele de performanță dintre stațiile grafice Windows NT și RISC/UNIX, adresând-se cu acest produs celor mai intensive medii de aplicații vizuale, incluzând animație 3D complexă, editare video, simulare vizuală.
Cum am amintit mai sus, înaintea apariției computerelor performante bazate pe Intel/Windows NT, piața stațiilor profesionale era dominată de mașini RISC/UNIX. Proiectanții acestor mașini au încercat în primul rând să elimine dezavantajele magistralelor partajate care nu permiteau comunicația simultană decât între două dispozitive la un moment dat. Răspunsul a fost arhitectura "crossbar switch" (Figura 1) care teoretic furnizează fiecărui dispozitiv ce formează computerul un canal dedicat către oricare din celelalte dispozitive.
Practic, acest multiplexor suportă doar un număr limitat de conexiuni punct la punct simultane și, deși rata de transfer a unui proces odată inițiat este ridicată, există o latență semnificativă până când se pot realiza transferuri ulterioare de date.
Ultimul procesor de performanță Intel este Pentium II, curent la 333 MHz și cât de curând (data lansării: 15 Aprilie) la 400 MHz. Nu toate sistemele bazate pe aceste procesoare sunt egale, diferențele apărând datorită chipset-ului ce are ca destinație principală realizarea legăturilor și a fluxurilor de date între sub-sistemele computerului. Chipset-urile Intel curente asigură o magistrală procesor la 66 MHz și una PCI la 33 MHz. Cum o magistrală PCI este limitată din punctul de vedere al numărului dispozitivelor ce se pot cupla (3-4), o soluție pentru a putea mări numărul de plăci de extensie a fost folosirea unui "PCI bridge", un dispozitiv ce adaugă o magistrală secundară în continuarea celei existente. Rata de transfer rămâne aceeași, 133 MB/s (bus de 32 biți, la 33 MHz) și astfel magistrala poate deveni supraîncărcată ținând cont că un controler SCSI de tip Ultra2 poate transfera 80 MB/s și tot pe bus-ul PCI se poate afla și controlerul grafic. Prima soluție pentru mărirea ratei I/O a fost apariția magistralei AGP - Advanced Graphics Port, care separă interfața video a computerului de bus-ul PCI, în plus aducând o rată de transfer posibilă mult mai mare (Figura 2).
Cunoscând limitările acestei arhitecturi, câteva companii au proiectat soluții ce promiteau să exploateze mai bine potențialul procesorului Pentium II. O astfel de soluție a fost folosirea unei perechi de chipset-uri ce furnizau două controlere de memorie și două magistrale PCI (Figura 3).
Totuși, această soluție nu includea și suportul pentru AGP, astfel că aceste computere nu pot folosi încă sub-sisteme grafice performante de tip Advanced Graphics Port.
Deși arhitectura cu controlere duale promitea performanțe mult mai ridicate decât cea clasică Intel, s-a constatat că în realitate un bun design al sistemului contează tot atât de mult ca tehnologia pe care se bazează. Astfel, primele stații grafice Intergraph TDZ 2000 bazate pe arhitectura Intel clasică s-au dovedit la fel sau chiar mai performante ca sistemele bazate pe controlere duale. Experiența de 30 ani a companiei Intergraph în proiectarea stațiilor grafice și a sub-sistemelor video împreună cu noul chipset Reliance Champion 2.0 a dat naștere la arhitectura Concurrent Multiport (Figura 4) care permite atingerea de noi culmi de performanță pentru sistemele Windows NT.
Caracteristicile principale ale acestei arhitecturi sunt: buffere largi de citire/scriere, tehnologii sofisticate de cache, sub-sistem avansat de acces la memorie, totul ducând la rate de transfer excepționale, comparabile cu sistemele RISC/UNIX cele mai performante.
Referindu-ne la componentele de tip buffer prezente în această arhitectură, ele sunt de 2 până la 4 ori mai largi decât la alte chipset-uri. În plus, există un astfel de buffer pentru fiecare conexiune posibilă (procesor-memorie, procesor-AGP, procesor-PCI, memorie-PCI etc.) ceea ce implică posibilitatea transferurilor concomitente între diverse dispozitive. Acest chipset conține și elemente pentru cache, ce permit spre exemplu ca în situația unui dispozitiv PCI ce scrie date în memorie iar procesorul încearcă imediat să citească datele de la aceeași adresă, să i se livreze acestuia informațiile stocate în cache-ul chipset-ului ducând la o viteză de acces mai mare și la eliminarea accesurilor multiple în memorie pentru aceleași date. Sub-sistemul de acces la memorie permite timpi de acces de tipul 8-1-1-1, fiind mai mici decât cei obișnuiți (10-1-1-1) și ducând la performanțe ridicate în special la calcule în virgulă mobilă.
Un număr de 8 accesuri multiple la memorie pot fi "stivuite", dublu față de posibilitățile chipset-urilor curente. Tot dublu este și numărul paginilor de memorie ce pot fi deschise, adică 8. Cele două controlere de memorie furnizează maximul de eficiență în sistemele multiprocesor și cum fiecare controler poate suporta până la 1,5 GB de RAM, în total aceste stații grafice pot avea 3 GB de RAM, putând astfel satisface și cele mai intensive aplicații din domeniul "visual computing".
Calculele ratelor de transfer arată astfel că această arhitectură permite o viteză de 800 MB/s pe fiecare controler de memorie (magistrala procesorului Pentium II la 400 MHz funcționând la 100 Mhz) și amândouă putând ajunge la 1,6 GB/s. Similar, în timp ce o magistrală PCI poate transfera maxim 133 MB/s, arhitectura Intergraph conține 3 astfel de magistrale plus interfața AGP, ajungând astfel să transfere 133*3+533 =933 MB/s deci aproape 1 GB/s rată de intrare/ieșire. Notabil este faptul că fiecare slot PCI este primar, eliminându-se astfel problemele de cuplare a anumitor plăci de extensie ce nu suportă să se afle "în spatele" unui bridge PCI.
Iată deci că noua stație grafică Intergraph TDZ 2000 GT1 beneficiază de o arhitectură avansată ce îi va permite la data apariției (în Iunie anul acesta) să atingă și chiar să depășească performanțele atinse până acum numai de cele mai profesionale sisteme RISC/UNIX.
Pentru detalii, autorul poate fi contactat la sediul Intergraph ROMÂNIA, tel: 6384595, e-mail: office@ingr.ro