Эта статья прислана на конкурс.
r12k (автор играет на конкурсе под псевдонимом)
1. Введение
В своей конкурсной работе я хочу рассказать о своей машине, построенной на материнской плате DEC AlphaPC 164lx, основанной на чипсете 21174, с процессором DEC Alpha 21164. Данная материнская плата была компромиссным решением, имеющим высокую производительность и не слишком высокую стоимость вкупе с возможностью установки операционных систем как Digital Unix/OpenVMS, так и MS Windows давало возможность покупателю возможность приобщиться к миру UNIX и HPC, не опустошая карман на многие тысячи долларов.
2. Обзор материнской платы
2.1 Шины ввода-вывода
На материнской плате в наличии следующая конфигурация слотов расширения: четыре слота PCI, два из которых 32х битные, оставшиеся два - 64х битные, два слота для подключения устройств с шиной ISA. Шесть слотов на платы расширения, не так уж и много, учитывая отсутствие на материнской плате встроенного контроллера SCSI, интегрированного видео, звука и сетевого адаптера.
2.2 Процессор
21066A(слева) в сравнении 21164(справа)
Согласно технической документации, DEC 164lx поддерживает процессоры DEC 21164 с частотами 466, 533, 600, 666 мегагерц под сокет 499. Замечательная особенность процессоров DEC Alpha заключается в том, что коэффициент умножения не фиксированный, а может быть изменен с помощью набора перемычек, что позволяет при наличии удачного экземпляра процессора поднять производительность путем разгона.
DEC 21164 является наследником DEC 21064A, привнесшим эволюционные изменения в архитектуру DEC Alpha, заключающиеся в удвоении количества конвейеров, как целочисленных, так и вещественных, увеличение объема кэш-памяти, процессор мог содержать три уровня кэш-памяти, два находятся на кристалле, третий, опциональный, мог находиться на материнской плате в виде микросхем SRAM памяти. Серия материнских плат DEC AlphaPC 164lx может иметь вплоть до 4х мегабайт кэша третьего уровня. Конкретно мой экземпляр несет на борту 2 мегабайта кэша.
2.3 Порты на задней стороне платы
DEC AlphaPC 164lx на задней стороне содержит довольно-таки спартанский набор портов: два последовательных порта, два PS/2 порта для подключения клавиатуры и мыши и один параллельный порт. Интересной особенностью платы является то, что SRM уведомляет о том что отсутствует/неисправна клавиатура или мышь. В случае отсутствия видеокарты или клавиатуры весь ввод-вывод можно направить на последовательный порт. Есть и на материнской плате порт, который в документации назван как порт тестирования SROM, насколько я правильно понимаю, он предназначен для глубокой отладки и выявления проблем в системе, к сожалению, нужный кабель у меня отсутствует, поэтому проверить, на что он способен, у меня возможности нет.
2.4 Джамперы
На материнской плате присутствует большое количество блоков джамперов, предназначенных для конфигурирования оборудования и администрирования машины.
- DEC Alpha имеет не заблокированный множитель, поэтому частоту процессора можно выставлять в пределах от 466 до 1000 мегагерц.
- AlphaBIOS поддерживает защиту паролем, соответственно, установив данный джампер, настроить AlphaBIOS и загрузить систему будет невозможно, пока не будет введен корректный пароль
- В случае возникновения проблем с firmware существует джампер, который отвечает за выбор загрузчика. В открытом состоянии он загружает firmware, в закрытом состоянии он вызывает fail-safe загрузчик, который пытается найти на дискете файл с прошивкой для того, чтобы восстановить работоспособность прошивки
- Для защиты от случайной порчи прошивки или нежелательного изменения firmware есть джампер запрещающий запись в Flash ROM.
2.5 IDE/Floppy
Материнская плата благодаря контроллеру CMD646 содержит два разъема для подключения IDE устройств и разъем для подключения флоппи дисковода(контроллер SMC FDC37C935). Фактически поддержку IDE устройств на AlphaPC 164lc можно назвать неполноценной, так как работает он очень медленно, при том что загрузка с IDE устройства возможна только в Linux и MS Windows. Я на своей машине пытался подключить IDE-шный сидиром, но SRM его не увидела, а что касается жестких дисков с IDE интерфейсом, как только появится время, обязательно протестирую и замеряю производительность.
2.6 Firmware
AlphaPC 16lx в зависимости от модификации может содержать как SRM, так и ARC(AlphaBios), в отличие от DEC UDB - ПЗУ может содержать только одну фирмварь, для смены SRM на ARC и наоборот требуется дискета с прошивкой.
После тестирования и инициализации оборудования SRM предоставляет доступ к командному интерпретатору, напоминающий усеченную оболочку Born Shell для UNIX (или DCL для OpenVMS). Интерпретатор предназначен для модификации системных переменных, загрузки с различных носителей информации (в том числе загрузки по сети), тестирования устройств и вывода информации о наличии и состоянии их в системе.
Если на экране при включении машины и прохождении инициализации устройств не появляется приглашение SRM “>>>”, нужно нажать комбинацию CTRL+C и в строке приглашения ввести “init”, после чего машина перезагрузится.
3. Память
Материнская плата поддерживает 168-пиновые модули памяти стандарта SDRAM, как односторонние, так и двухсторонние с частотой 100 либо 133 мегагерц. В документации к плате 164lx указано, что память должна быть c ECC, хотя на практике 164lx готова работать с обычной памятью без ECC, максимально поддерживаемый объем оперативной памяти составляет 1 гигабайт. Память на материнской плате организована в виде двух банков, состоящих из двух модулей оперативной памяти, каждый банк памяти должен состоять из модулей одинакового номинала и одинаковой частоты, планки памяти с большим номиналом должны быть расположены в нулевом банке, который расположен ближе к задней стенке корпуса. В моей конфигурации на данный момент установлено четыре модуля по 128 мегабайт каждый, в наличие у меня есть 4 модуля по 256 мегабайт, но с ними возникли проблемы — вся память определяется в SRM, но при прохождении теста памяти в SRM возникают ошибки, также в ОС TRU64 UNIX с этой памятью возникает kernel panic. Позднее машина будет доукомплектована 1 гигабайтом «правильной» памяти. При возникновении проблем с ОЗУ спикер, если таковой подключен, в цикле издает один длинный и три коротких сигнала.
4. Блок питания
Для обеспечения стабильной работы материнской платы подходит стандартный ATX блок питания с 20-контактным разъемом основного питания. Сама материнская плата с процессором на 533 мегагерца без учета плат расширения потребляет в среднем чуть менее 100 ватт. В моей машине я использую блок питания, шедший в комплекте с корпусом, мощностью 400 ватт, что более чем достаточно, несмотря на немалое количество периферии.
5. Qlogic 1040B (KZPBA-CB)
На данную материнскую плату я поставил контроллер Qlogic 1040B(KZPBA-CB), который совместим с материнской платой и определяется в SRM. Сложность выбора контроллера для 164lx, да и в целом для машин на архитектуре DEC Alpha заключается в том, что выбор контроллеров ограничен поддержкой оных в firmware SRM, из множества контроллеров, перепробованных мной, по всем критериям подошел только Qlogic. Контроллер рассчитан на 32-битную шину PCI, располагает одним внешним и одним внутренним 68-пиновым коннектором с максимальной скоростью передачи 40 мегабайт в секунду и одним внутренним 50-пиновым коннектором с максимальной скоростью 20 мегабайт в секунду. К сожалению, тонкая настройка параметров контроллера возможна только в firmware ARC.
Основные проблемы, связанные с контроллерами:
- SRM не видит контроллер либо устройства подключенные к контроллеру
- Операционная система не поддерживает данный тип контроллера(отсутствуют драйвера либо vendor id/device id не совпадает с теми, которые прописаны в драйвере устройства)
6. Жесткие диски
Машина укомплектована двумя 68-пиновыми SCSI жесткими дисками Seagate Cheetah (ST373207LW) на 73 гигабайта, обеспечивающими приемлемый уровень быстродействия и низкий уровень шума, единственной проблемой является довольно высокая рабочая температура дисков, усугубляемая конструктивом корпуса.
Так как HDD Led на материнской плате предназначен исключительно для IDE устройств, индикацию активности дисковой системы пришлось повесить на первый жесткий диск.
Позднее в корпус будут установлены дополнительные вентиляторы, которые, как я надеюсь, понизят общую температуру в корпусе и жестких дисков в частности.
7. DEC Powerstorm 4D40T(PBXGI-AA)
Данная видеокарта является ускорителем трехмерной графики, рассчитанным на работу с библиотекой OpenGL, по своей сути DEC Powerstorm 4D*T является лицензированной у компании Intergraph линейкой ускорителей серии Realizm, оптимизированных для работы на платформе DEC Alpha.
Для вывода изображения на монитор 4D40T использует стандартный разъем VGA, также в наличии присутствует разъем для подключения стереоочков и разъем для подключения внешней видеокарты для вывода 2d графики, для отключения встроенной Cirrus Logic на карте предусмотрена специальная перемычка.
Данный «монстр» имеет длину 35,5 сантиметров, что создаёт некоторые неудобства в размещении его в корпусе, поэтому при выборе корпуса нужно учитывать как длину самого корпуса, так и расположение отсеков для жестких дисков(корпуса с большим количеством отсеков для жестких дисков банально не дают видеокарту воткнуть в слоты PCI).
Графический ускоритель несет на борту 16 мегабайт видеопамяти и опционально поддерживает дополнительные 32 мегабайта SDRAM памяти. Физически видеокарта состоит из нескольких частей и занимает два PCI слота. Установив 4D40T в машину, я был неприятно удивлен тем, что «из коробки» видеокарта операционной системой TRU64 UNIX не определяется и ядро «радостно» рапортует о том, что используется стандартный vga драйвер с низким разрешением и цветопередачей в 8 бит, в то время как Diamond и безымянная видеокарта, обе на чипе S3 Trio, работали вполне удовлетворительно. Решить проблему помогла установка пакета драйверов с официального сайта HP (хотя впоследствии этот же драйвер был найден на диске дополнительным софтом для TRU64 UNIX). Единственной не решенной проблемой для видеокарты на данный момент остаётся OpenVMS, в силу моих, мягко говоря, слабых познаний в ней, DEC Windows с иксами так и не удалось пока запустить.
8. Сидиром
Так как на данный момент у меня отсутствует сетевой контроллер, общается машина с внешним миром посредством «полуживого» внешнего SCSI привода Yamaha CRW4260tx, подключается вся эта конструкция к скази-контроллеру через переходник на задней стороне корпуса, либо с помощью внутреннего, опять же, SCSI сидирома Toshiba XM3501 BU.
9. Поддерживаемые операционные системы
Уж извините, на фото только установка системы, статья написана впопыхах за один день
К сожалению, DEC Alpha, как и многие другие прорывные процессорные архитектуры, канула в лету, с нею и прекратилась разработка и поддержка операционных систем. На данный момент Alpha поддерживается такими операционными системами, как NetBSD, OpenBSD, дистрибутивом Linux – Gentoo, и OpenVMS. На своей машине я поставил TRU64 Unix и OpenVMS, в дальнейшем я посмотрю, как себя «ведет» MS Windows. Так как DEC Alpha еще востребована как в среде энтузиастов, так и на предприятиях и фирмах, где по каким либо причинам отказываются обновлять парк машин либо переписывать софт, который работает на данной архитектуре, найти программное обеспечение не является непосильной задачей, и машина на этой архитектуре может быть не только «изюминкой» коллекции, но и настольным компьютером для повседневных задач.
Обсудить статью в специально созданной ветке форума. Эта статья прислана на конкурс.
© Текст, фотографии - r12k (автор играет на конкурсе под псевдонимом)
© Железные призраки прошлого - 2017 г.
Опубликовано 25.04.2017 г.
Дополнения или поправки на phantom@sannata.ru
|
