Электронный документооборот страхового общества

сложность технологии, высокие тактовые частоты и высокие требования Digital

к сертифицируемой продукции.

Производительность

Оценка производительности — дело достаточно сложное. Собственно,

вывести некую «абсолютную» величину скорости работы процессора вообще

практически невозможно; слишком многое зависит от операционной системы,

специфики приложений и т.д. Для сравнения систем, работающих под Windows 95

и Windows NT, обычно используют тесты от Ziff-Davis: ZD WinBench и ZD

WinStone. Они позволяют протестировать весь комплекс в целом, создавая

условия, максимально приближенные к «реальным», т.е. тем, в которых

работает «средний пользователь».

Однако, такие тесты совершенно непригодны для сравнения разных

процессоров, работающих в разных операционных системах. Здесь больше

подходит набор неких «усреднённых» тестов, легко переносимых на любую

платформу; таковыми являются SPECint95 (для операций с фиксированной

точкой) и SPECfp95 (для операций с плавающей точкой).

Цифры впечатляют: 18 SPECint95 и 27 SPECfp95 для 21164–600; 40

SPECint95 и 60 SPECfp95 для 21264–600. Для сравнения: процессор Pentium II

с частотой 333MHz и кэш-памятью 512Kb показывает около 13 на тесте SPECint

и 9 на SPECfp.

Фирма Aspen Systems, Inc., поставляющая рабочие станции на базе Alpha,

приводит следующие данные:

| |SPECint95 |SPECfp95 |

|Aspen Systems | | |

|Alpha 21064, 275 MHz |4.24 |6.29 |

|Alpha 21164PC, 400MHz |10.4 |14.2 |

|Alpha 21164PC, 466 MHz |11.0 |15.0 |

|Alpha 21164PC, 500MHz |12.6 |16.1 |

|Alpha 21164, 266MHz |7.7 |9.9 |

|Alpha 21164, 300MHz |8.7 |11.2 |

|Alpha 21164, 333MHz |9.2 |13.2 |

|Alpha 21164, 366MHz |11.3 |14.5 |

|Alpha 21164, 400MHz |10.4 |14.2 |

|Alpha 21164, 433MHz |11.25* |18.3 |

|Alpha 21164, 500MHz |15.6 |22.5 |

|Alpha 21164, 533MHz |16.6* |24.0* |

|Alpha 21164, 566MHz |17.6* |25.5* |

|Alpha 21164, 600MHz |18.0 |27.0 |

|Alpha 21164, 633MHz |19.0* ** |28.5* ** |

|Alpha 21164, 667MHz |20.1* ** |30.0* ** |

|Alpha 21264, 500MHz |33.3* ** |50.00* ** |

|Alpha 21264, 600MHz |40.0* ** |60.00* ** |

|Intel | | |

|Pentium II 233 MHz 512K cache |9.47 |7.31 |

|Pentium II 266 MHz 512K cache |10.8 |7.98 |

|Pentium II 300 MHz 512K cache |11.7 |8.49 |

|Pentium II 333 MHz 512K cache |12.8 |9.25 |

|SUN | | |

|UltraSPARC II 167 MHz |6.39 |11.8 |

|UltraSPARC II 250 MHz |7.88 |14.7 |

|UltraSPARC II 300 MHz |12.1 |15.5 |

|Silicon Graphics | | |

|R5000 180 MHz (O2) |4.8 |5.4 |

|R5000 200 MHz (O2) |5.4 |5.7 |

|R10000 175 MHz (Octane) |8.4 |15.5 |

|R1000 195 MHz (Octane) |9.3 |17.0 |

|Hewlett-Packard | | |

|8000 180 MHz |11.8 |20.2 |

|8200 220 MHz |15.5* |25.0* |

* Ориентировочно

** Ещё не поставляется

Кроме того, интересны результаты следующих тестов:

- Тест 1 — медианная фильтрация картинки размером 512x512 (маска

размером 7x7).

- Тест 2 — быстрое преобразование Фурье (2048x2048).

- Тест 3 и Тест 4 — набор функций обработки сигналов, довольно часто

встречающийся в системах реального времени (много операций с

плавающей точкой, в том числе вызовы тригонометрических функций).

Все времена даны в миллисекундах.

| |Pentium MMX |Pentium II |Alpha |Alpha |

| |200 |300 |21164A-500 |21164A-500 |

| | | |(native) |(FX!32) |

|Тест 1 |177 |138 |86 |420 |

|Тест 2 |13,8 |6,1 |2,8 |3,9 |

|Тест 3 |0,055 |0,049 |0,041 |0,116 |

|Тест 4 |3,116 |1,115 |0,673 |0,990 |

Тестирование для Pentium MMX проходило на компьютере с материнской

платой ASUS TX97E, процессор Pentium-200 MMX, 64Mb SDRAM, 512Kb cache,

Windows 95 OSR2; компилятор: Intel Optimizing compiler, входящий в состав

Borland C++ 5.01.

Процессор Pentium II был установлен на материнской плате Intel AL440LX

с 64Mb SDRAM, 512Kb cache; компилятор: Intel C/C++ Compiler 2.4.

Alpha: материнская плата AlphaPC164, процессор 21164A-500, 1024Kb

cache, 128Mb FP DRAM; компилятор: Visual C++ 5.0 (RISC Edition).

Справедливости ради надо отметить, что вариант для Intel довольно

тщательно оптимизировался с помощью пакета VTune с целью максимально

загрузить конвейер Pentium (инструкции MMX, правда, не использовались).

Вариант для процессора Alpha был получен простой перекомпиляцией (не считая

небольших изменений, связанных с замерами времени), так что резервы для

оптимизации имеются (применение даже довольно старых математических

библиотек от Digital, разработанных в 1993 году ещё для Windows NT 3.1,

даёт дополнительный выигрыш до 15%).

Последний столбец в таблице показывает время выполнения на Alpha

тестов, скомпилированных для процессора Intel, т.е. в режиме эмуляции.

Результаты достаточно приличные; несколько портит картину только первый

тест — дело в том, что используемые в нём массивы данных не умещаются во

внутреннюю кэш–память).

В лаборатории журнала BYTE (см. «Low-Cost Alpha Offers Cheap Power»,

February 1998) был проведён сравнительный анализ последних моделей от

Micron (Powerdigm XSU) и Hewlett-Packard (Kayak XU), построенных на базе

двух процессоров Pentium II, и рабочей станции «начального уровня» от

Microway (Scream'n Demon-SX 533) на базе Alpha 21164PC. При том, что

последняя дешевле своих конкурентов более чем в два раза, она с легкостью

оставила их позади, выполнив тест Lightwave 3D за 683 секунды, в то время

как Micron и HP потратили на него 833 и 842 секунды, соответственно. И для

сравнения — результаты, полученные на процессоре Alpha 21164A: 511 секунд

при частоте 600MHz и 594 секунды при частоте 533MHz.

С выпуском компанией Intel процессора Merced ситуация вряд ли

изменится. Этот процессор и так уже опаздывает на два года; ожидается, что

он будет иметь производительность порядка 40 SPECint. Alpha пересекут этот

барьер уже летом нынешнего года; а к моменту выхода Merced (примерно через

год) Digital и Samsung будут иметь процессор Alpha 21364, с

производительностью порядка 130–160 SPECint.

Кстати, почти все кадры последнего голливудского блокбастера «Титаник»

обрабатывались на Alpha–станциях — 200 компьютеров от Digital работали 24

часа в сутки в течение двух месяцев под управлением ОС Linux64.

Великолепные спецэффекты в последних эпизодах широко известного сериала

«Вавилон-5» тоже стали возможными только благодаря мощности процессора

Alpha.

Программное обеспечение

На сегодняшний день существует более трёх тысяч «родных» приложений для

компьютеров на базе процессоров Alpha, работающих под операционной системой

Windows NT (Softimage, AutoCad, Lotus Notes, LightWave 3D), и их число

постоянно увеличивается. На web–сервере Digital можно с лёгкостью

проверить, перенесена ли та или иная программа на платформу Alpha; полный

список приложений можно получить от DIGITAL Partner Applications Catalog

Некоторой неожиданностью стал недавний отказ фирмы Autodesk от выпуска

новых версий AutoCad (начиная с версии 14) для этой платформы; по словам

представителей фирмы, 240000 Alpha–систем (а именно столько было продано

Digital за последний год) — это слишком мало.

Однако расстраиваться не стоит. Digital выпустила продукт FX!32

(распространяется бесплатно), позволяющий запускать на Alpha–станциях

(работающих под Windows NT) приложения для DOS, Win16 и Win32 (Intel).

FX!32 — это не просто эмулятор. Будучи проинсталлированным, он

отслеживает запуск «чужих» приложений и эмулирует процессор Intel только

при первом их запуске, одновременно переводя команды для Intel в «родной»

код Alpha. После того, как программа заканчивает выполнение, код довольно

тщательно оптимизируется. При дальнейших запусках выполняется уже «родной»

Alpha–код. Digital утверждает, что такой подход позволяет на 21164 достичь

производительности, сравнимой с PentiumPro–200, что совсем неплохо. С

совместимостью, кстати, проблем почти нет: скажем, Microsoft Office 97,

работает под Windows NT (Alpha) даже надёжнее, чем под Windows 95 (в скором

времени, кстати, Microsoft планирует выпустить если не полный Office, то

как минимум Word 97 и Excel 97 для платформы Alpha). Даже такие «монстры»,

как 3D Studio Max и Adobe Photoshop 4.0, работают под FX!32 исключительно

хорошо. Проблемы, конечно же есть, но их немного и они в принципе решаемы.

Ожидается, что эта технология будет встроена в финальную версию Windows NT

5.0.

Разработчики приложений для Windows NT тоже не испытывают трудностей

при переносе своих программ на Alpha: Microsoft недавно выпустила Visual

C++ v.5.0 и даже Visual Basic v.5.0 (RISC edition). Вышел также и Digital

Visual Fortran, ранее известный как Microsoft Fortran PowerStation —

Microsoft полностью передала его фирме Digital (включая Intel–версию). Опыт

показывает, что простой перекомпиляции исходных текстов обычно бывает

достаточно (плюс некоторые «мелочи» — например, разные размеры страниц

памяти у процессоров Intel и Alpha); определённые сложности вызывает только

перенос kernel–mode драйверов, но и эта проблема решаема (можно, например,

воспользоваться услугами Microsoft Porting Lab или DEC Migration Lab).

Тем не менее «родной» операционной системой для процессора Alpha

является всё–таки UNIX. В отличие от NT, UNIX — полностью 64-разрядная

система, а это немаловажно для некоторых приложений (32–разрядная адресация

в Windows NT позволяет держать в памяти «всего» 4Gb данных, и это

достаточно серьёзное ограничение для систем управления базами данных и ряда

других приложений). Следующая версия NT будет поддерживать 64–разрядные

адреса (VLM — Very Large Memory), но истинно 64–разрядной будет только NT

6.0. Впрочем, большинство пользователей могут об этом не беспокоиться;

нижеприведённые данные показывают, что существенной разницы в скорости

работы под Digital UNIX и Windows NT не наблюдается (тестировались рабочие

станции Digital Personal Workstation; модели 433a, 433au, 500a, 500au,

600a, и 600au — первые три цифры означают тактовую частоту процессора, "а"

- Alpha, "u" - Unix):

|SPECint_base95 |

|CPU |MHz |NT |Unix |Ratio |

|Alpha 21164 |433 |12.2 |12.1 |101% |

|Alpha 21164 |500 |13.9 |13.7 |101% |

|Alpha 21164 |600 |16.3 |16.0 |102% |

|SPECfp_base95 |

|CPU |MHz |NT |Unix |Ratio |

|Alpha 21164 |433 |15.3 |16.9 |91% |

|Alpha 21164 |500 |16.5 |18.0 |92% |

|Alpha 21164 |600 |18.4 |19.9 |92% |

Будущее

Во втором квартале текущего года должно начаться производство

процессора 21264 (EV6) — по той же 0.35–микронной технологии, что и 21164;

количество транзисторов на площади 302 мм2 — более пятнадцати миллионов;

внутренняя кэш–память будет расширена до 128 килобайт (2x64), а частота

обращения к ней достигнет 333MHz (пропускная способность — до 5.2GBps).

Анонсирован и новый набор микросхем 21272 «Tsunami», который поддерживает

один или два процессора 21264, одну или две шины памяти (256-бит, 83MHz,

SDRAM) и две параллельных 64–разрядных шины PCI (пропускная способность —

до 2.6 GBps).

Сфера применения систем на базе Alpha процессоров

Учитывая отношение цена/качество систем на базе Альфы, можно

предположить, что они смогут потеснить продукцию Intel, особенно на рынке

настольных рабочих станций (в сервере вычислительная мощность процессора не

является определяющей, гораздо больше зависит от пропускной способности

дисковой и сетевой подсистемы).

Учитывая дороговизну DigitalUNIX и слабую поддержку Windows наиболее

разумным выбором будут, получившие широкое распространение в Internet,

свободно распространяемые варианты Unix–подобных систем — Linux, NetBSD.

Делая такой выбор мы перестаем зависеть от прихоти одного производителя

и сводим затраты на программное обеспечение к нулю.

Linux для Альф имеет едва ли не такую же широкую поддержку как и для

i386, делая такой выбор можно получить доступ к огромному количеству

качественного бесплатного программного обеспечения и главное, к опыту

накопленному «сетевой общественностью».

В последнее время все больше производителей коммерческого программного

обеспечения портируют свои приложения на платформу Linux, так что любители

«коробочных» программ также найдут для себя много интересного.

Люди, желающие получить надежную систему и обеспокоенные проблемами

безопасности информации, сочтут более подходящим вариантом NetBSD —

наследницу знаменитой 4.4 BSD Lite 2. Это проект, появившийся несколько

позднее широко известной в кругах российских провайдеров операционной

системы FreeBSD, призванный расширить круг поддерживаемого во FreeBSD

железа (в частности архитектуру Альфа). NetBSD сохранила совместимость с

FreeBSD и унаследовала высокое качество кода ядра и его устойчивость. Корме

того NetBSD в отличие от Linux поддерживается централизованно и нет

множества «чуть-чуть» отличающихся редакций, которые зачастую нуждаются в

отдельном документировании. Так как NetBSD относится к семейству BSD, то и

множество книг по 4.4 LIte2, BSDI, FreeBSD вполне подходят на роль

сопроводительных документов.

Использование операционных систем Linux или NetBSD в качестве решений

для систем на основе Альфы наиболее предпочтительны именно в России. Эти

операционные системы бесплатные и пользуются широкой поддержкой в

Интернете. Таким образом затраты на программное обеспечение при построении

(например) Веб–сервера сведутся только к затратам на железо.

Архитектура IA64

В конце 1999 года Intel (в сотрудничестве с Hewlett–Packard) планирует

представить Merced — первый процессор, построенный с использованием

архитектуры нового поколения, совместно разработанной двумя компаниями.

Хотя эта 64–разрядная архитектура основана на многолетних исследованиях

Intel, HP, других компаний и университетов, она радикально отличается от

всего, что было до сих пор представлено на рынке.

Эта архитектура, известная под названием Intel Architecture–64 (IA–64),

полностью «порывает с прошлым». IA–64 не является как 64–разрядным

расширением 32–разрядной архитектуры х86 компании Intel, так и переработкой

64–разрядной архитектуры PA–RISC компании HP. IA–64 представляет собой

нечто абсолютно новое — передовую архитектуру, использующую длинные слова

команд (long instruction words (LIW)), предикаты команд (instruction

predication), устранение ветвлений (branch elimination), предварительную

загрузку данных (speculative loading) и другие ухищрения для того, чтобы

«извлечь больше параллелизма» из кода программ. Несмотря на то, что Intel и

HP обещали добиться обратной совместимости с существующим программным

обеспечением, работающим на процессорах архитектур х86 и PA–RISC, они до

сих пор не разглашают, каким образом это будет сделано. На самом деле

обеспечить такую совместимость совсем не просто; достаточно вспомнить

гораздо менее кардинальный переход с 16–разрядной на 32–разрядную

архитектуру х86, продолжавшийся 12 лет и до сих пор не завершённый.

Правда, переход к архитектуре IA–64 в ближайшее время вряд ли затронет

большинство пользователей, поскольку Intel заявила, что Merced

разрабатывается для серверов и рабочих станций класса high–end, а не для

компьютеров среднего уровня. Фактически, компания заявила, что IA–64 не

заменит х86 в ближайшем будущем. Похоже на то, что Intel и другие

поставщики продолжат разрабатывать чипы х86.

Перед тем, как углубиться в технические детали, попробуем понять,

почему Intel и HP рискнули пойти на столь кардинальные перемены. Причина

сводится к следующему: они считают, что как CISC, так и RISC–архитектуры

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25