"Химическая" атака SGI

В 1997 году SGI ответила выпуском недорогой рабочей станции О2. Пользователи, среди которых многие работают в области химии, сразу окрестили ее "кислородом". Цены на младшие модели О2 были ниже 10 тыс. долл., а для университетов, с учетом большой академической скидки, и вовсе попадали в диапазон "навороченных" ПК, каковыми, грубо говоря, и являются рабочие станции Intergraph. Последняя ответила выпуском серии TDZ 2000, в которой в свою очередь "замахнулась" уже на SGI Octane - рабочие станции старшего ценового диапазона.

Впрочем, и стоимость старших моделей TDZ 2000 оказалась в типичном диапазоне рабочих станций RISC-архитектуры.

Заменитель "кислорода"

Новый этап гонки графических вооружений наступил с появлением на рынке давно ожидаемых станций SGI Visual PC, представших перед публикой в январе нынешнего года под несколько измененным названием - Visual Workstation. SGI, которую угроза появления Merced вынудила отказаться от стратегического направления на развитие линии Mips R10000/R12000, не только планирует перейти в будущем к архитектуре Intel IA-64, но и в своих последних рабочих станциях воспользовалась процессорами семейства х86. Более того, Visual Workstation будет поставляться не с OC IRIX, а с Windows NT.

Нельзя не отметить, что это означает кардинальную перестройку в SGI. Реакция наблюдателей была очень бурной и противоречивой, вплоть до предположений об угрозе "конца SGI". Между тем, по мнению автора, данный шаг имеет под собой серьезные основания с точки зрения обеспечения высокого уровня конкурентоспособности перспективных рабочих станций, особенно в младшем ценовом диапазоне.

Остается, правда, вопрос, почему вместо IRIX пользователям предлагают NT (у многих, кстати, именно это вызвало разочарование). Стали раздаваться и вопросы, будет ли работать на Visual Workstation операционная система Linux. Спешу обрадовать поклонников этой стремительно набирающей популярность ОС: работы по переносу Linux на Visual Workstation близятся к завершению.

Ответ на вопрос, почему SGI вдруг обратилась к процессорам Intel х86, вероятно, лежит на поверхности: отсутствие быстрого прогресса в развитии линии микропроцессоров Mips R10000. Intel буквально "выпекает" все новые и новые процессоры, которые, правда, по производительности операций с плавающей запятой все еще сильно отстают от R10000, но уже опережают их по параметру SPECint95. А в недорогих моделях О2 применяются микропроцессоры R5000, которые, пожалуй, уже не в состоянии конкурировать с последними моделями Pentium II и Pentium III.

При этом SGI имеет прекрасные разработки в области собственно компьютерных архитектур. Отметим, например, архитектуру UMA (Unified Memory Access) в О2. Поэтому идея объединить архитектурные наработки SGI и микропроцессоры Intel имеет вполне определенные основания.

По сути, Visual Workstation представляет собой дальнейшее развитие архитектуры UMA, но уже с микропроцессорами Pentium II. Можно предположить, что в маркетинговом отношении Visual Workstation будет рассматриваться как замена О2 для пользователей, которым нужны недорогие решения.

"Мышьяк" против конкурентов

Разберем основные архитектурные компоненты различных моделей Visual Workstation. Собственно, можно говорить о двух моделях: 320 и 540. Первая может иметь до двух процессоров Pentium II с тактовыми частотами 350/400/450 МГц или Pentium II с частотами 450/500/550 МГц, оснащенных вторичным кэшем емкостью 512 Кбайт, работающим на половинной частоте процессора. Вторая, старшая модель может содержать до четырех процессоров Pentium II Xeon с тактовой частотой до 450 МГц и Pentium III Xeon с частотой до 500/550 МГц, оснащенных вторичным кэшем емкостью от 512 до 2048 Кбайт, работающим на частоте процессора.

С точки зрения поддержки многопроцессорности обе станции обладают SMP-архитектурой, но это не главное. Основное, чем отличается архитектура Visual Workstation, - это разработанный SGI набор микросхем, получивший название Cobalt.

Хотя это "всего лишь" набор микросхем, в SGI за ним стоит, если хотите, определенная философия, представление о том, каково должно быть стратегическое направление развития архитектуры графических станций в будущем.

Новую архитектуру в SGI назвали IVC (Integrated Visual Computing - "интегрированные визуальные вычисления"). Хотя это название никак не напоминает UMA, IVC - очевидное развитие стратегических идей UMA, среди которых можно отметить использование технологии коммутации; применение общей оперативной памяти, в том числе под хранение текстур, буфера кадров и других данных при соответствующем резком увеличении ее пропускной способности; выделение отдельных трактов для передачи графической и мультимедийной информации с целью разгрузки PCI-шин ввода/вывода.

В предложенном SGI наборе всего три микросхемы: Arsenic, Cobalt и Lithium. Из школьного курса химии известно, что литий черезвычайно химически активен и на воздухе возгорается, а соли кобальта - ядовиты. Вспомнив о мышьяке, хорошо известном из художественной литературы яде, остается предположить, что название этой триаде дано для устрашения конкурентов.

Основная микросхема в наборе - Cobalt. Она содержит четыре логических устройства, одним из которых является коммутатор. Второе логическое устройство представляет собой контроллер оперативной памяти, поддерживающий динамическое распределение физической оперативной памяти между собственно "системной" памятью и памятью текстур.

Так, до 900 Мбайт памяти Visual Workstation 320 может быть отведено под память текстур. По другим данным, в этой модели с максимальной емкостью оперативной памяти, равной 1 Гбайт, под текстуры может быть отведено около 80% памяти. Модель 540, у которой четыре слота модулей памяти DIMM против двух в модели 320, имеет соответственно еще большие возможности.

Применение микросхемы Cobalt позволяет осуществлять мультипроцессорный рендеринг, что, естественно, значительно повышает общую графическую производительность. Cobalt является частью графического конвейера и позволяет оптимизировать производительность OpenGL, разгружая процессор от выполнения многих работ. Данная микросхема содержит 10 млн. транзисторов и имеет 1521 внешний контакт.

Другой компонент набора - Arsenic - микросхема, "обращенная" к графическому монитору. Она отвечает за генерацию сигналов для дисплея, обеспечивает режим DMA при передаче из буфера кадров и т. п. В качестве мониторов SGI предлагает 17-дюймовый Panasonic или 21-дюймовый Sony (оба с разрешением 1600х1200), а также 17,3-дюймовый плоскопанельный монитор 1600SW с разрешением 1600х1024, обеспечивающий очень высокое качество изображения.

Наконец, микросхема Lithium служит чем-то вроде контроллера ввода/вывода. Она обеспечивает работу с видео- и аудиопотоками (в частности, для модели 540 - работу так называемой Digital Video I/O card, - мощного средства, управляющего одновременно двумя видеовходами и двумя видеовыходами, то есть четырьмя видеопотоками в реальном времени). Это позволяет разгрузить PCI-шины от передачи такой мультимедийной информации. Понятно, какую большую дополнительную нагрузку на PCI-шины дала бы передача несжатой видеоинформации.

Кроме того, Lithium поддерживает порт последовательной шины IEEE-1394 с пропускной способностью 400 Мбит/с, предназначенный для работы с устройствами типа цифровых видеокамер. Эта возможность будет поддерживаться следующей версией NT.

Наконец, Lithium обеспечивает работу двух PCI-шин, а не одной, как это обычно имеет место в ПК. В модели 540 обе PCI-шины 64-разрядные, а в модели 320 одна из них 32-разрядная.

Для подсоединения диска можно использовать шину EIDE (при работе с UltraDMA-накопителями) или SCSI. Стандартная поддержка SCSI (Ultra2 Wide) обеспечена только в модели 540.

Вернемся к принципиальному вопросу о пропускной способности и потоках данных. Пропускная способность коммутатора Cobalt составляет 3,2 Гбайт/с (против 2,1 Гбайт/с в О2), что в шесть раз больше, чем у шины Intel AGP 2х. Cobalt поддерживает соединения "точка-точка" (четыре пути по 800 Мбайт/с каждый). Напомним, что микропроцессоры Pentium II не могут обмениваться данными с оперативной памятью со скоростью большей чем 800 Мбайт/с.

Формально модели Intergraph TDZ 2000 GT1 имеют еще более высокую пропускную способность шины (6 Гбайт/с). Однако, по утверждению специалистов SGI, 3,2 Гбайт/с есть лишь только видимая пользователю часть пропускной способности. В частности, трафик из Cobalt в оперативную память при OpenGL-рендеринге здесь не учтен, а он может составлять еще 1,4 Гбайт/с. При этом в Visual Workstation передача текстур из памяти не влияет на пропускную способность тракта процессор - память из-за применения коммутатора.

Цены ниже докризисных

Основная, с моей точки зрения, причина внимания к этому оборудованию - низкая цена при весьма высокой производительности и соответственно рекордное, по утверждению SGI, их отношение.

Стоимость Visual Workstation 320/450 МГц с жестким диском UltraATA емкостью 6 Гбайт и 128 Мбайт памяти составляет в США 3995 долл. (без монитора). Таким образом, минимальная цена Visual Workstation ниже, чем цена рабочей станции О2.

Несомненно, что SGI предлагает отличный интегрированный инструмент для работы с графикой и мультимедиа, причем не только с точки зрения аппаратуры. В стандартно поставляемое программное обеспечение, кроме NT 4.0 и графических средств, входит целый ряд средств обеспечения интероперабельности с Unix и Mac OS.

Учитывая ориентированность на графические и мультимедийные приложения, я бы рекомендовал приобретать Visual Workstation с Pentium III, поскольку в последние микропроцессоры Intel встроена поддержка нового графического расширения команд.

Таблица 1. Некоторые характеристики рабочих станций SGI