В середине 90-х Unix-серверы компании Bull оказались в центре внимания многих специалистов [1-3]. С тех пор о них писалось не так много, поэтому стоит вернуться к этой теме, дополнив чисто технический аспект небольшим историческим экскурсом. Указанные статьи не утратили своей актуальности: за прошедшие годы серверный ландшафт во всем мире претерпел огромные изменения, и продукция Bull не исключение, но, как говорят французы, «все останется по-прежнему, даже если изменится полностью».

Даже среди очень ограниченного числа производителей Unix-серверов и рабочих станций на RISC-процессорах компания Bull стоит особняком. Тому виной ее французское происхождение. Во все годы Франция отличалась самостоятельностью в политике, в широком смысле, и в технической политике, в частности. Подобная тяга к самобытности ведет к тому, что компания, занимающаяся компьютерным бизнесом в этой стране, должна постоянно разрешать противоречие между вынужденной необходимостью кооперироваться с американскими компаниями и заданной степенью независимости от них. Это очень непросто, тем более что из Франции вышло не так уж много оригинальных новинок и изобретений, относящихся к ИТ, — в этом отношении она явно уступает Великобритании. Как следствие, сложилась немного странная практика лицензирования иностранных технологий с неизбежным приданием продуктам собственного непередаваемого национального колорита. Справедливости ради замечу, что примеры оригинальных и весьма значимых французских изобретений все же есть, в частности, сеть Cyclades, созданная в середине 70-х Луи Пузеном и Хьюбертом Циммерманом, оказавшая заметное влияние на создание протокола TCP/IP.

Как и все в Европе, в большинстве своем здешние компании имеют глубокие корни. На фоне историй американских компьютерных фирм, коротких и прямых, как калифорнийский хайвэй, не может не показаться удивительным то «спагетти» из политических и экономических событий, которыми отмечен более чем 80-летний путь Bull. В его хитросплетениях удается отчасти разобраться только потому, что Старый Свет отличается от Нового не только сложностью перипетий, но и более пристрастным отношением к своей истории.

Вот уже много лет существует Federation des Equipes Bull, организация, объединяющая друзей и приверженцев Bull. Подчеркивая историческую преемственность, в своих документах она указывает, что существует на основании принятого в 1901 году закона об общественных организациях. Федерация ведет огромную хронологию, где отмечены все мыслимые и немыслимые события, имевшие место на протяжении этих долгих лет. Анализ этих хроник показывает, что историю Bull можно условно разделить на три периода, первый можно считать объектом для палеонтологических исследований, второй можно сравнить с античной историей, которую знать надо, но практическая польза этого знания невелика, и, наконец, новейшая, необходимая для понимания текущего момента.

Немного из палеонтологии

Отсчет следует вести с 1919 года, когда Фредерик Розен Бюлль (1882-1925 гг.), в ту пору служащий норвежский страховой компании, предложил собственную оригинальную конструкцию табуляторов. Этим он привлек к себе внимание нескольких бельгийских и швейцарских предпринимателей, и те создали компанию, вот уже 80 с лишним лет носящую его имя. До 1930 года ее штаб-квартира находилась в Норвегии, затем всего на год переместилась в Цюрих, чтобы с 1931-го окончательно осесть в Париже.

Производственные мощности Bull находились в Осло, Цюрихе и Париже. Отсюда электромеханическими табуляторами снабжались крупнейшие фирмы и государственные учреждения Европы. Вскоре компания начала практику сотрудничества с американскими Remington Rand и IBM, в последующем партнеры часто менялись, но традиция взаимодействия с заокеанскими фирмами сохранялась всегда.

Шли годы, менялись не только партнеры, но и владельцы. До начала Второй мировой войны их было несколько, а затем Bull надолго перешла в руки братьев Галье. Во время войны Bull, как и IBM France, работала под германским контролем, но при этом так осторожно и без признаков коллаборационизма, что после освобождения не только сохранилась ее принадлежность семье Галье, но даже менеджмент остался на своих местах.

Все первые двадцать лет Bull выпускала электромеханические вычислительные инструменты Gamma, успешно конкурируя с IBM на европейском рынке.

Античность

Эра счетных электромеханических устройств закончилась в начале 50-х. Первым электронным устройством, изготовленным в Bull, оказался электронный калькулятор Gamma 3 (1953 год), а через три года последовал и первый компьютер, мэйнфрейм Gamma 60. Он выпускался пять лет, пользовался неплохим спросом, но все же уступал бестселлеру того времени IBM 1401 (1401 называли еще «моделью Т», по аналогии с фордовской популярной моделью, но, правда, у той было собственное прозвище — «Жестянка Лиззи»).

Для того чтобы предложить европейскому рынку конкурентоспособный компьютер, в Bull вынуждены были пойти на сотрудничество с другими американскими компаниями, признанными авторитетами того времени. В 1961 году Bull лицензировала компьютер у американской компании Radio Corporation of America — это была модель RCA 301, которая выпускалась во Франции под именем Gamma 30 (в Великобритании эту же машину лицензировала компания ICT, а в Германии — Siemens). О мегалитических масштабах машин того времени говорит всего одна цифра: вместе с инженерным оборудованием RCA301 весила 10 тонн.

Вторым и последним плодом этой совместной деятельности Bull с RCA стал компьютер Gamma 40 (его прототип назывался RCA3301), позже в 1964 году по каким-то причинам произошел разрыв между Bull и RCA, и был найден следующий американский партнер — компания General Electric. Тогда она была одним из лидеров ИТ-рынка, однако подразделение GE Computer Department просуществовало лишь с 1956 по 1970 год. Так что и этот брак оказался недолговечным, объединенное предприятие Bull-General Electric прекратило свое существование. Все это время Bull дублировала компьютерную производственную программу GE.

Свертывание самостоятельных разработок и усиление позиций американских компаний не вызвало особенно восторга в правительственных кругах Франции, такой поворот событий рассматривался как угроза национальному суверенитету. Для Франции всегда была характерно стремление к самобытности и евроцентризму, следствием которой была политика технологической автономизации и создания трансъевропейских союзов. Поэтому ответной реакцией на появление GE под французским прикрытием Bull стала национальная программа French Plan Calcul, появившаяся на свет в 1965 году и призванная обеспечить технологическую независимость вооруженных сил и других институтов национальной безопасности от Америки. Программа давала преимущества местным производителям и исследовательским организациям. Ведущие роли в ней отводились таким крупным компаниям, как Compagnie Industrielle pour l?Informatique, Thompson и ряду других. С приятием программы частная инициатива компаний, занятых в информационной сфере, оказалась очень тесно связанной с государственной политикой. Такие компании пользовались определенным правительственным патернализмом, а их интересы лоббировались.

Для противостояния гегемонизму США в период с 1972 по 1976 год Франция, Германия, Дания, а в последующем и Великобритания предприняли попытку создать унифицированный еврокомпьютер Unidata. Окончилась она безрезультатно: в отличие от более известных проектов «Аэробус» и «Евроистребитель» здесь консенсус найти не удалось. А жаль, возможно, в ИТ было бы интересное альтернативное направление.

Компьютерное отделение GE оказалось купленным другим ветераном приборной промышленности США, компанией Honeywell. Автоматически эта компания стала новым партнером Bull. Новый союз оказался хотя и более долговечным, но тоже ограниченным по времени. Спустя десять лет компьютерный бизнес и в Honeywell свернули, хотя в 70-е годы он процветал, например, знаменитая модель 516 использовалась в качестве платформы для IMP (прототип современных маршрутизаторов) в сети ARPANET. Итак, в третьем по счету браке на протяжении десяти лет Bull выпускала машины на этот раз родственные Honeywell; называлось это предприятие соответственно — Honeywell-Bull. В 1975 году произошло еще одно, на этот раз внутреннее, объединение с главным соотечественником-конкурентом CII, в итоге появилась трехглавая компания CII-Honeywell-Bull, просуществовавшая как частная до 1982 года, пока не была национализирована, чтобы потом снова денационализироваться в 1994 году.

В 80-е годы на Bull, как и на другие традиционные компании, обрушился ветер перемен. Ей нужно было каким-то образом перестроиться. Как основу новой собственной стратегии решено было использовать операционную систему Unix, хотя к тому времени компания отчасти преуспела и в производстве персональных компьютеров. Были поставлены на поток модели BM-30, BM-300 и BM-40 на базе 386-го процессора, спроектированные существовавшей тогда французско-американской компанией R2E, известной также под именем Bull Micral, а также известной и сегодня компанией Acer.

Еще формально находясь в союзе с Honeywell, в Bull автономно разрабатывали собственную Unix-стратегию, где в качестве глобальной задачи рассматривалась интернационализация Unix. Вспомним, что на тот момент авторское право на Unix принадлежало AT&T, что было препятствием для его более свободного распространения. Поэтому Bull усиленно лоббировала идею превращения Unix в стандарт, независимый от этой компании. Для этого она использовала международные организации ECMA и ISO, а также Европейскую комиссию, сыграв в конечном итоге ключевую роль в создании стандартов X Open, сначала принятых в Европе, а затем распространившихся и в США. X Open стандартизировал API-интерфейсы Unix и был желателен для многих разработчиков, но не для всех.

Примерно на 1988 год приходится пик событий в печальной по своим последствиям войне между двумя лагерями адептов Unix. Действия одной стороны — Open Systems Foundation — получили поддержку не только Bull, но и Hewlett-Packard, DEC, IBM и даже Microsoft, но этой группе были противопоставлены объединенные силы AT&T и Sun Microsystems. В результате противоборства мы имеем сегодня несколько версий Unix, а Bull, пожалуй, приобрела меньше всех. Она не стала заметной фигурой на поле операционных систем и на долгие годы избрала для себя IBM AIX.

Выбор аппаратной платформы под Unix тоже оказался не простым делом. Поначалу была предпринята самостоятельная попытка создания аналога Motorola 68000 под именем DPX/2, затем было принято решение строить компьютеры с SMP-архитектурой на процессорах MIPS R4000. Однако промышленный выпуск этих процессоров задерживался, а конкуренты (IBM, HP и DEC) выходили с новыми моделями серверов, поэтому от сотрудничества с MIPS тоже пришлось отказаться. На этой неопределенности в поиске пятого по счету заокеанского партнера античная история заканчивается.

Новейшая история

В начале 90-х Bull предстала перед необходимостью искать себе нового партнера, на этот раз в мире Unix, но выбор невелик: HP, Sun или IBM. Суровые условия, предложенные первым потенциальным партнером, лишили бы Bull самостоятельности, компания Sun, несмотря на быстрые успехи, тогда еще одной ногой стояла в Стэнфорде и не спешила кооперироваться. Оставалась IBM с ее решениями на процессоре Power PC. Выбору именно этой альтернативы способствовала специфика момента: тогда очень многих охватила временная эйфория, вызванная моделями микропроцессоров Power PC 601, 603, 604 и 620. Казалось, вот-вот и появится конкурент процессорам Intel на массовом рынке, поэтому тройственному союзу Motorola — IBM —Apple, создававшему Power PC, уделялось тогда огромное внимание.

Первым результатом сотрудничества с IBM стала модель сервера DPX/20, совместимая с RS-6000, а в полном объеме оно воплотилось в семействе серверов Escala (на проектной стадии носивших название Pegasus). Видовыми признаками нового семейства, сохраняющимися до сих пор, стали процессоры Power PC 601, позже 604 и операционная система IBM AIX. Все последующие годы Bull самостоятельно разрабатывала архитектуру серверов, используя эти два существенных компонента. С 1998 года, отвечая велению времени, Bull предлагает решения и на платформе NT. Эту задачу решает линейка серверов Express 5800, лицензированная у NEC, по производительности они стоят ниже Escala и ориентированы на рынок SMP-систем.

Партнерство Bull с IBM в области операционных систем основывается на работе более 250 специалистов Unix-центра в Эйшироле. Работая с 1992 года, они внесли значительный вклад в развитие AIX во многих направлениях, необходимых для управления большими системами: безопасность, масштабируемость, коммуникации, администрирование, управление ресурсами, конфигурируемость.

Серверы Escala

Еще пару лет назад разобраться в номенклатуре серверов Escala было очень просто. Младшая серия S была явной наследницей так и не ставших массовыми ПК на PowerPC 603, за ней следовали две серии E (PegaBaby) и T (PegaKid). Наконец, завершала этот ряд «взрослая» серия EPC (Escala Power Cluster). Сейчас же линейная стройность и точность названий оказались утерянными. Например, в названии EPC явно присутствует слово «кластер», но оно только указывает на возможность образования кластерных конфигураций, а сами по себе узлы вполне могут рассматриваться как отдельные серверы в стоечном исполнении. Кроме того, две младшие модели EPC мало отличаются от соответствующих моделей серии Т.

В 2001 году была предложена новая система именования, отражающая намерение реструктурировать спектр выпускаемых Unix-серверов, упростив его. Самым существенным в ней является то, что в близком будущем вместо одной появится две линейки Escala. Первая — традиционная, на основе на RISC-процессоров Power. Вторая должна появиться с конца года и будет основана на IA-64. Линейки будут называться соответственно Escala PL и Escala IL. О IL пока еще мало что известно, можно только утверждать, что эти серверы будут оснащаться операционной системой AIX 5L и, следовательно, будет обеспечена совместимость приложений (с условием перекомпиляции).

Внутри линейки PL все продукты будут объединены единой системой наименования, она будет строиться по синтаксическому правилу «Escala PL xy0z», где x — максимальное число процессоров, y — версия изделия, z — исполнение (Т — башня, а R — стойка). Такому правилу наименования будут подчинены новые модели, выпускаемые с 2001 года. Пока же в производственной программе сочетаются старые модели и две новых — PL600T и PL600R.

Серия S

До недавнего времени производились две модели Escala S 100 и S 120, предназначенные, как утверждается, для использования в качестве рабочих станций или серверов рабочих групп. Общими для этих машин являются следующие характеристики: процессор PowerPC 604e с тактовой частотой 250 МГц или 375 МГц; операционная система AIX 4.3; кэш второго уровня емкостью 1 Мбайт; шина PCI с пропускной способностью 132 Мбайт/с; внутренняя дисковая память емкостью до 45,5 Гбайт; стандартный набор периферийных устройств ввода/вывода.

Сейчас в производственной программе осталась одна модель Escala S 120. У нее увеличенный размер памяти (стандартный вариант — 128 Мбайт; максимальный — 1 Гбайт). Кроме того, повышена частота системной шины с 66 МГц до 83 МГц. Этот компьютер совсем современным не назовешь, более того, он вызывает ностальгические воспоминания о середине 90-х, когда казалось, что с появлением PowerPC монополия Intel на настольные системы будет нарушена. К тому же признать S 120 полноценным сервером по современным меркам довольно сложно: он не обладает никакими «серверными» средствами для обеспечения надежности и готовности. По сути, это рабочая Unix-станция с показателями производительности, уступающими современным образцам.

Серии E, T и младшие модели EPC выпуска до 2001 года

Серверы обеих серий уже не новы, они прошли ряд модернизаций, на них сменилось несколько поколений процессоров PowerPC. Сегодня модели E, T и младшие модели EPC строятся только на «медных» процессорах PowerPC RS64 III. Основой системной архитектуры, как и прежде, остается коммутатор PowerScale [3], адаптированный к новым процессорам.

В нынешнем виде серия Е представлена единственной моделью E250. Это вполне современный 2-процессорный сервер, укомплектованный дисками с горячей заменой и встроенным сервисным процессором. По своей оснащенности сервер ни чуть не уступает своим «одноклассникам», которыми можно считать Sun UE 250/280, HP L1000 и Compaq Alpha DS20E.

Два сервера серии Т (модели 450/610) имеют своих аналогов-тезок среди EPC. Они отличаются конструктивным исполнением, допуская установку в стойку. Обе пары 450/610 построены на PowerPC RS64 III/400 Мгц, но различаются максимальным числом процессоров (в первом случае их 4, во втором — 6). Серверная оснащенность по сравнению с E250 усилена дублированной системой электропитания. В один ряд с этой моделью можно поставить Sun UE 450, HP L2000 и Compaq ES40. Восьмипроцессорная модель EPC 810 не имеет аналогов в серии Т и отличается от своих младших собратьев только максимальным числом процессоров.

Серверы средней производительности модельного ряда?2001

В апреле 2001 года были анонсированы первые унифицированные модели Escala 600R и Escala 600T. От своих предшественников они отличаются, прежде всего, новым процессором Power PC RS64 IV, где используются уже привычная для Power PC медная технология и новая технология «кремний-на-изоляторе» (SOI — silicon-on-insulator). В варианте с двумя или четырьмя процессорами используются 600-мегагерцевые модели, а полностью укомплектованный 6-процессорный сервер снабжается более производительными 666-мегагецевыми моделями. Эти серверы «по полной программе» снабжены средствами категории RAS (reliability, availability и serviceability - «надежность, готовность, обслуживаемость»): память, выполненная по технологии Chipkill; выделенный сервисный процессор; код ECC для данных; горячая замена дисков, слотов PCI, источников питания и вентиляторов; динамическая выгрузка процессоров; резервные источники питания и вентиляторы.

Предполагается, что Escala 600R и 600T займут собой нишу от серии E вплоть до EPC 810.

Флагман — Escala EPC2450

Представленный в октябре 2000 года 24-процессорный сервер Escala EPC2450 призван выступить на равных с такими системами, как IBM RS/6000 Model S80, HP Superdome и Sun E6500/10000. В Bull представляют его как самый быстрый сервер, обладающий наилучшими показателями производительность/цена по сравнению с конкурентами. Эти утверждения трудно опровергнуть, но также трудно с ними и согласиться. Ни одно из объявлений новых продуктов не обходилось без подобных заверений, обильно иллюстрированных графиками и подтвержденных показателями тестирования. Если же не заниматься сравнением и ранжированием, а просто непредвзято посмотреть на EPC2450, нельзя не признать, что это действительно один из лучших мощных SMP-серверов. Высокую производительность обеспечивают процессоры PowerPC RS64 IV/600 МГц, а по своей оснащенности EPC2450 ни чуть не отстает от более известных изделий. Он обладает полным набором средств RAS, и получившей распространение относительно недавно возможностью динамического масштабирования вычислительной мощности (power-on-demand), обеспеченной резервными процессорами, которые включаются в работу по запросу.

Предполагается, что в октябре у EPC2450 появится преемник Escala PL3200R на процессорах с тактовой частотой 1 Ггц. Понимая новую систему образования названий, нетрудно догадаться, это будет 32-процессорный сервер.

Escala EPC2450 состоит из одной стойки центрального комплекса (Central Electronics Complex — CEC) и еще максимум четырех стоек ввода/вывода, из которых одна («первичная») является обязательной, а еще три («вторичных») — факультативными. Оборудование первичной стойки обеспечивает функционирование сервера, в первую очередь это системный диск, сервисный процессор, другие сервисные средства. Оставшаяся часть занята слотами PCI. Три вторичные стойки расширяют возможности ввода/вывода и содержат только слоты PCI и посадочные места под диски.

Конструкция CEC предусматривает установку до четырех процессорных плат, на каждой из которых размещено по 6 процессоров PowerPC RS64-IV/600 Мгц с внутренним кэшем на 128 Kбайт и кэшем второго уровня на 16 Мбайт. Таким образом, общее число процессоров может быть увеличено от 6 до 24 с квантом приращения, равным 6. Оперативная память в виде учетверенных плат устанавливается в четыре слота и может варьироваться в пределах от 4 до 96 Гбайт. Также в CEC находятся контроллер ввода/вывода, обеспечивающий обмен с каждой из стоек ввода/вывода на скорости 500 Мбайт/с, плюс к тому резервированные системы питания и охлаждения.

В первичной стойке ввода/вывода имеется две области для дисков с горячей заменой (9,1 или 18,2 Гбайт Ultra2 SCSI), имеющие по 6 посадочных мест на каждой, и два дополнительных посадочных места — одно обязательно для CD-ROM, а другое для DAT, VDAT или еще одного CD-ROM. Кроме того, там устанавливается один гибкий диск, один параллельный и два последовательных порта RS232, порты для клавиатуры и мышки. Один из слотов PCI используется для установки сервисного процессора — в этом качестве используется PowerPC 603.

Во вторичной стойке может быть размещено еще 12 таких же дисков в двух областях, два устройства DAT, VDAT или CD-ROM, еще там имеется 14 слотов PCI (5 — 64-разрядных и 9 — 32-разрядных).

Архитектура сервера EPC 2450 построена по иерархическому принципу, сочетая шинный подход на уровне процессорных плат с коммутируемым на уровне задней панели.

Процессоры RS64 IV в EPC2450 установлены по шесть на одной плате с общей кэш-памятью второго уровня по 8 Mбайт на процессор. Подобная конструкция ограничивает установку на одной плате процессоров только с равной тактовой частотой. К каждой системной плате подходит по две SMP-шины, обеспечивающие соединение с задней панелью.

Системные шины, работающие на частоте 150 МГц, оптимизированы для коммерческих приложений. В них применяется 128-разрядный канал для передачи данных и 64-разрядный для передачи адреса; обеспечивается когерентная передача блоков размером по 128 байт. Для обеспечения надежности передача адреса, данных и управляющих сигналов снабжена контролем четности. Системная шина работает в режиме «подлинного разделения транзакций». Большое внимание в ней уделено конвейерной передаче: очередной запрос может быть выдан раньше, чем завершен предыдущий.

В задней панели используется коммутируемый управляющий комплекс памяти (switch based memory controller complex). К нему подходят десять системных шин, 8 от процессорных плат (или 4 спаренных) и пара от устройств ввода/вывода, они объединяются на плате концентратора ввода/вывода. Комплекс управления памятью состоит из десяти микросхем, разделенных на два подмножества, один набор работает на четной линии кэш-памяти, а второй на нечетной. Из пяти микросхем каждого набора одна отвечает за управление, а четыре — за поток данных. Совокупная пропускная способность этой системы составляет 43,2 Гбайт/с, что делает возможным в перспективе установку более производительных процессоров.

EPC2450 имеет полный набор средств RAS, которыми снабжаются современные серверы: возможность автоматического обнаружения и изоляции неисправностей; динамический контроль ошибочных состояний и защита кодами ECC основной памяти, кэшей первого и второго уровней; резервирование по принципу «N+1» систем питания и охлаждения; предиктивный анализ состояния процессоров, памяти, ввода/вывода и дисковой памяти; отключение вышедшего из строя процессора; и т.п.

Escala в России

Значительную известность приобрела Информационная система Федеральной службы налоговой полиции (ISINPOL) — пожалуй, самый крупный интеграционный проект Bull в России. Целью первой очереди проекта было создание системы обмена данными между 89 отделениями ФСНП в крупнейших городах России. По данным Bull, в первую очередь проекта вошли 97 машин Escala, 4400 рабочих станций и 150 файловых процессоров на Intel-платформе. В настоящее время принято решение о дальнейшем расширении информационной системы ФСНП.

Литература

[1] В. Шнитман, С. Кузнецов. Серверы корпоративных БД. Симметричные мультипроцессорные системы компании Bull, www.citforum.ru/database/skbd/ glava_11.shtml

[2] Михаил Кузьминский, Компьютеры семейства Bull Escala. «Computerworld Россия», 1996, № 44

[3] Виктор Шнитман. Архитектура PowerScale, Семейство Unix-серверов Escala, «Открытые Системы», 1996, № 4

В книге «Физики шутят» приводится любопытный пример использования RCA301. «Счетную машину (так тогда говорили — Л.Ч.) RCA-301 научили писать белые стихи. Словарный запас полупроводникового поэта — 130 слов. Размер стихов жестко задан. Начиная очередное стихотворение, вместо названия машина ставит порядковый номер: «Поэма номер такой-то», а в конце ставит свою подпись: «RCA-301». Приведем дословный перевод одного из таких стихотворений:

Поэма №929

Пока слепо плыл сон по разбитым

надеждам,

Космос с болью сочился над разбитой

любовью,

Был из скрытных людей свет твой

медленно изгнан,

И небо не спало.

RCA-301

По мнению программистов, это произведение очень напоминало стихи современных поэтов Эллиота и Каммингса, но ни один из них не мог соревноваться с машиной в плодовитости. RCA-301 создавала 150 четверостиший в минуту.