Могучим оружием PA-8500 является его способность производить спекулятивное выполнение, которое заставляет процессор "отгадывать" путь выполнения и выполнять инструкции по этому пути. Если догадка неверна, спекулятивно выполненные инструкции сбрасываются. Спекулятивное выполнение поддержано интеллектуальным механизмом предсказания ветвлений, базирующемся на 2,048-командном кэше истории ветвления. Предсказание ветвлений определяет порядок выполнения инструкций (то есть, какая инструкция, по его мнению, будет выполнена) и эти инструкции спекулятивно выполняются. Если ответвление предсказано неправильно, эти инструкции просто сбрасываются, в случае если они еще не удалены.
Таблица истории ветвлений (BHT - branch history table) в PA-8500 является стандартной матрицей двухбитных ячеек, но информация, хранимая в них, не является информацией о направлении ответвления (выбранного или невыбранного). Модернизированный BHT позволяет PA-8500 сочетать возможности статического и динамического методов предсказания ветвлений в одной аппаратной структуре, что не требует наличия двух или трех аппаратных матриц, как в некоторых других методах предсказания ветвлений.
Конструкция процессора обеспечивает реализацию двух способов построения многопроцессорных систем. При первом способе каждый процессор подсоединяется к интерфейсному кристаллу, который наблюдает за всеми транзакциями на шине основной памяти. В такой системе все функции по поддержанию когерентного состояния кэш-памяти возложены на интерфейсный кристалл, который посылает процессору соответствующие транзакции. Кэш данных построен на принципах отложенного обратного копирования и для каждого блока кэш-памяти поддерживаются биты состояния "частный" (private), "грязный" (dirty) и "достоверный" (valid), значения которых меняются в соответствии с транзакциями, которые выдает или принимает процессор.
Второй способ организации многопроцессорной системы позволяет объединить два процессора и контроллер памяти и ввода-вывода на одной и той же локальной шине памяти. В такой конфигурации не требуется дополнительных интерфейсных кристаллов и она совместима с существующей системой памяти. Когерентность кэш-памяти обеспечивается наблюдением за локальной шиной памяти. Пересылки строк между кэшами выполняются без участия контроллера памяти и ввода-вывода. Такая конфигурация обеспечивает возможность построения очень дешевых высокопроизводительных многопроцессорных систем.
В секторе рынка серверов рабочих групп компания HP представлена довольно широкой серией систем HP9000 класса D. Это серия систем с относительно низкой стоимостью, которая конкурирует с серверами, построенными на базе ПК. 1–2–процессорные серверы начального уровня на процессорах РА–7300LC и РА–8000. Изначально позиционировались как серверы для малого бизнеса, однако сейчас производительность новых старших моделей этого класса вполне достаточна для обслуживания очень больших организаций (несколько сотен активных пользователей СУБД). При этом стоимость их по–прежнему соответствует стоимости серверов нижнего уровня. Работают под управлением операционной системы HP-UX.
1–6–процессорные серверы среднего уровня на процессорах РА–8000 и РА8200. Модель К570 с шестью процессорами РА–8200 200MHz является рекордсменом по скорости обработки транзакций в классе средних серверов — 21.358tpm (ближайший конкурент — AlphaServer 4100 с четырьмя процессорами DECchip 21164 600MHz — показал 15.100tpm). Официальные данные по быстродействию вышедших в феврале моделей K380/K580 еще не опубликованы, однако, по оценкам НР, их транзакционная производительность на 15–20% выше, чем у К570. Серверы способны обслужить до тысячи активных пользователей СУБД, а значит, перекрывают потребности подавляющего большинства организаций.
Архитектуры D– и K–Class схожи: процессоры, память и контроллеры ввода/вывода общаются через внутреннюю шину с производительностью 960MB/sec. Различается максимальное число процессоров, а также интерфейсы для подключения плат расширения: в D–Class используются шины EISA и HP–HSC (High Speed Connect, пиковая скорость 160MB/sec), а в K–Class — шины HP–HSC и HP–PB (Precision Bus, пиковая скорость 32 MB/sec). Стандартные интерфейсы серверов включают: 2 x RS–232 (для консоли и UPS), Centronics, Ethernet, SCSI–2 и/или F/W SCSI–2, многие модели — также порт удаленного управления со встроенным модемом. Платы расширения включают F/W SCSI–2, Fibre Channel, Ethernet, Token–Ring, FDDI, 100VG, 100Base–T, ATM, ISDN, X.25, SNA, мультиплексоры на различное число портов RS–232.
В конструкции сервера предусмотрены 4 отсека для установки дисковых накопителей, а с помощью специальных стоек (кабинетов) расширения емкость дисковой памяти системы может быть доведена до 8.3 Тбайт. Основные параметры серверов HP9000 класса К представлены в таблице 3.
Таблица 3. Основные характеристики серверов HP 9000 класса K
| МОДЕЛЬ | K210 | K220 | K260 K420 K450 K460 |
| ЦП | |||
| Тип процессора | PA7200 | PA7200 | PA8000 PA7200 PA8000 PA8000 |
| Тактовая частота (МГц) | 120 | 120 | 180 120 160 180 |
| Число процессоров | 1-4 | 1-4 | 1-4 1-4 1-4 1-4 |
| Пропускная способность системной шины (Мб/сек) | 960 | 960 | 960 960 960 960 |
| Размер кэша (Кб) (команд/данных) | 256/ | 1024/ | 1024/1024 1024/1024 1024/1024 1024/1024 |
| ПАМЯТЬ | |||
| Минимальный объем (Мб) | 64 | 128 | 128 128 128 128 |
| Максимальный объем (Гб) | 2.0 | 2.0 | 2.0 3.0 4.0 4.0 |
| ВВОД/ВЫВОД | |||
| Количество слотов | 1 | 1 | 1 5 5 5 |
| Количество слотов HP-PB | 4 | 4 | 4 8 8 8 |
| Максимальная пропускная способность подсистемы в/в (Мб/сек) |
|
|
|
| Количество отсеков для дисков Fast/Wide SCSI-2 | 4 | 4 | 4 4 4 4 |
| Максимальная емкость дисковой памяти (Tб) | 3.8 | 3.8 | 3.8 8.3 8.3 8.3 |
| Количество последовательных портов | 2 | 2 | 2 2 2 2 |
| Количество параллельных портов | 1 | 1 | 1 1 1 1 |
| Сетевые интерфейсы | Ethernet | Ethernet | Ethernet Ethernet Ethernet Ethernet |
Самым мощным и расширяемым рядом корпоративных серверов компании HP на базе ОС UNIX является семейство HP9000 класса T. Это следующее поколение серверов, которое было разработано компанией вслед за HP9000 model 870. В настоящее время объявлены 12-процессорные системы Т600 на базе процессора PA-8000, поставки которых должны начаться в 1997 году. Существующие системы (Т500 и Т520) допускают замену старых процессоров на процессоры PA-8000.
Характерной особенностью архитектуры серверов класса Т является большая емкость кэш-памяти команд (1 Мбайт) и данных (1 Мбайт) у каждого процессора системы. Серверы класса T используют 64-битовую шину с расщеплением транзакций, которая поддерживает до 14 процессоров, работающих на частоте 120 МГц. Эта шина обеспечивает в установившемся режиме пропускную способность 768 Мбайт/с при пиковой производительности 960 Мбайт/с.
Серверы класса T могут поддерживать до 8 каналов HP-PB (HP Precision Bus), работающих со скоростью 32 Мбайт/с, однако в стойке основной системы поддерживается только один канал HP-PB. Для обеспечения полной конфигурации подсистемы ввода/вывода необходима установка 7 стоек расширения, занимающих достаточно большую площадь. Общая пиковая полоса пропускания подсистемы в/в в полностью сконфигурированной 8-стоечной системе составляет 256 Мбайт/с, что меньше полосы пропускания подсистемы в/в серверов класса К. Однако максимальная емкость дисковой памяти при использовании RAID-массивов достигает 20 Тбайт.
Указанная двухярусная шинная структура сервера обеспечивает оптимальный баланс между требованиями процессоров и подсистемы ввода/вывода, гарантируя высокую пропускную способность системы даже при тяжелой рабочей нагрузке. Доступ процессоров к основной памяти осуществляется посредством мощной системной шины процессор-память, поддерживающей когерентное состояние кэш-памятей всей системы. В будущих системах планируется 4-кратное увеличение пропускной способности подсистемы ввода/вывода.
4. Отказоустойчивые серверы компании Tandem Computer Inc.
Надежные вычислительные машины являются ключевыми элементами для построения наиболее ответственных прикладных систем в сфере розничной торговли, финансов и телефонной коммутации. На современном этапе развития информационных технологий подобные приложения предъявляют широкий диапазон требований к масштабируемости, поддержке открытых стандартов и обеспечению отказоустойчивости систем. Одной из наиболее известных в мире фирм, работающих в данной области, является компания Tandem. В настоящее время для удовлетворения различных требований рынка надежных вычислений она поставляет две различные линии своих изделий: системы Tandem NonStop и системы Tandem Integrity.