Максим Гребенников m_grebennikov@it.spb.ru

Сегодня практически в любой компании используются компьютеры для решения различного рода задач. Компьютер используется по-разному: одни заменили им пишущую машинку - другие переложили на электронного помощника весь документооборот; некоторые используют компьютер как калькулятор - другие полностью автоматизировали управление предприятием. В любом случае последнее время обойтись без ЭВМ практически невозможно. Я не случайно избегаю в этом вступлении словосочетания персональный компьютер или ПК. В силу объективных причин эта фраза де-факто стала синонимом слов Intel + MS Windows = Wintel. В этом нет ничего удивительного. Для большинства пользователей Wintel является достаточным решением. Но если MS Office не является вашим основным рабочим инструментом и вас не устраивает мощность ПК стоимостью $2000 - $3000 (не забудьте посчитать стоимость операционной системы), а главное, требуется устойчивая работа приложений, то стоит оглянуться вокруг в поисках более подходящего решения. Если не смотреть на мир сквозь облачка в окошках, то можно увидеть достойную альтернативу платформе Wintel. Одной из таких альтернатив является продукция компании Sun Microsystems.

Компания Sun Microsystems, основанная 1985 году, является ведущим производителем Unix систем. В этой статье мы познакомимся с линейкой рабочих станций по Sun Ultra 5, Sun Ultra 10, Sun Ultra 30, Sun Ultra 60 и Sun Ultra 450, а также вариантами серверных решений на этих платформах. Каждая из представленных моделей построена на основе архитектуры UltraComputing. Эта архитектура открывает новые возможности при построении рабочих станций и серверов. Радикально новым в архитектуре Ultracomputing стал отказ от традиционной шины, захватываемой активным устройством, в пользу коммутатора пакетов для связи основных компонентов системы. Коммутатор объединяет в сеть (вспомните девизы Sun "Сеть - это компьютер" и "Компьютер - это сеть") отдельные подсистемы компьютера: связь между процессором, оперативной памятью, графической подсистемой и подсистемой ввода-вывода в компьютерах Ultra осуществляется через коммутатор пакетов Ultra Port Architecture (UPA), допускающим одновременную транспортировку нескольких потоков данных между ЦП, памятью, системами ввода/вывода и другими периферийными устройствами. Именно в этом и заключается его основное преимущество, поскольку какой бы производительной не была традиционная шина, ей присуще время простоя на период обработки принятого сообщения, и, до тех пор, пока приемник, обрабатывает это сообщение, шина остается занятой, а коммутатор сообщений свободен от этого недостатка. Поэтому использование UPA позволяет повысить скорость обмена между устройствами до 1.3 ГБ/с. Основным отличием от других архитектур является сбалансированность всех компонентов системы, построенной с использованием этой архитектуры. Приобретая Wintel, вы можете потратить деньги на мощный процессор, быструю дисковую подсистему, мощную графическую карту... ...и установить все эти дорогие "игрушки" на одну медленную шину. Это все равно, что выбрасывать деньги на ветер, т.к. производительность системы определяется самым медленным компонентом. Таким образом, иметь быстрый процессор - это не значит иметь быструю систему, если этот процессор большую часть времени простаивает в ожидании инструкций.

Младшая из модельного ряда, рабочая станция Sun Ultra 5, представляет собой прекрасную, недорогую альтернативу для ПК. Хочется оговориться, недорогую по сравнению с ПК, способными нормально работать с ресурсоемкими приложениями. К таким приложениям можно отнести задачи двухмерного проектирования, различные дизайнерские задачи, задачи управления сетевым оборудованием. Конечно, многое можно запустить и на ПК, но именно запустить. Нельзя сказать, что система нормально работает, если, например, итерации по трассировке печатной платы занимают львиную долю рабочего времени. Машина должна ждать человека, а не наоборот! Высокую производительность станции Sun Ultra 5 обеспечивает 64-разрядный процессор UltraSparc-IIi. Об этом процессоре писали достаточно много (например, статья "i - дешево, и сердито" Михаила Кузьминского в Computerworld Россия N18 1998г.). Три стандартных PCI интерфейса дают возможность использовать дешевые (по сравнению с традиционным для платформы Sun SBUS) периферийные платы. Но такая возможность скорее гарантия дальнейшего развития, чем суровая необходимость. Базовый набор интерфейсов практически полностью отвечает задачам, на которые ориентирована Sun Ultra 5. Стандартно Ultra 5 имеет процессор UltraSparc-IIi 270 MГц, память 128 MБ (возможно от 64 до 512 MБ), встроенную графическую подсистему оптимизированную для работы с двух и трех мерной графикой, 4,3 ГБ EIDE диск, 1,44 MБ гибкий диск. Ну и, конечно, для работы в сети предусмотрен Ethernet адаптер 10/100Base-T. Обычно такая станция комплектуется 19'' монитором. Из приведенной спецификации видно сходство многих позиций с аналогичной конфигурацией ПК. Но это сходство только в названиях. Реально вы получаете сбалансированную систему, каждый компонент которой не мешает работать соседям. За счет этого и достигается высокая производительность системы в целом. Не случайно на этой же аппаратной платформе предлагается строить серверные решения начального уровня. Sun Ultra Enterprise 5s имеет аналогичные характеристики и может поставляться без монитора (который нормальному серверу не очень нужен).

Следующая модель из линейки Ultra - это Sun Ultra 10. По сути, это еще один шаг в сторону профессиональных рабочих станций. Собрать аналогичную по производительности рабочую станцию для решения задач обработки графики (особенно трехмерной) в те же деньги на платформе Wintel практически невозможно. По сравнению с Sun Ultra 5 Ultra 10 поставляется с более мощным процессором UltraSparc-IIi 300 MгЦ или 333 MГц. Учитывая, что UltraSPARC-IIi имеет лучший в своем классе показатель на операциях с плавающей точкой (превосходит даже последние модели процессоров Intel Pentium II), он незаменим при выполнении задач моделирования и обработке трехмерной графики. Для увеличения скорости обработки графических приложений в Sun Ultra 10 применяются графические адаптеры с интерфейсом UPA (Ultra Port Architecture). Если провести грубую аналогию, то можно сказать, что UPA отличается от PCI так же, как коммутатор от хаба. Благодаря использованию этой архитектуры Sun Ultra 10 выигрывает в производительности у рабочих станций на платформе Wintel. В качестве графической карты может использоваться Creator, Creator 3D или, для самых привередливых, можно установить Elite3D m3. Если же вам нужна платформа для выполнения задач моделирования и математических расчетов, то можно обойтись и видеоадаптером, интегрированным на материнскую плату. Кроме того, в станцию Sun Ultra 10 можно установить от 64 MБ до 1 ГБ оперативной памяти. Такая возможность дает большие преимущества при выполнении различных расчетных задач.

Хочется дополнительно отметить, что рассмотренные выше две рабочие станции серии Ultra находятся в одной ценовой нише со старшими моделями ПК, но по производительности намного превосходят последних. Превосходство достигается не просто за счет какого-то одного компонента системы, а продуманной архитектурой и сбалансированностью работы всех системных компонентов. Так же, как и Ultra 5, на этой платформе предлагается как сервер начального уровня Sun Ultra Enterprise 10s.

Если для решения задач вам потребовалась станция, намного превосходящая возможности ПК, то имеет смысл обратить внимание на Sun Ultra 30. Эта серьезная графическая станция позволит вам решать большинство задач, связанных с проектированием сложной трехмерной графики. Она ориентирована в первую очередь на разработчиков и проектировщиков. Эта станция также построена с использованием архитектуры Ultracomputing и является самой мощной однопроцессорной рабочей станцией фирмы Sun Microsystems. Сердцем станции является 64-разрядный процессор UltraSPARC-II 333 MГц ( отсутствие суффикса i это не опечатка ) имеющий 2 MБ кэш. Емкость оперативной памяти составляет от 128 MБ до 2 ГБ, графическая система может включать от "простенького" Creator до мощнейшей платы Elite3D m6, дисковая подсистема ( внутренняя ) может содержать от 4,2 - 18.2 ГБ UltraSCSI со скоростью ввода/вывода 40 MБ/с. В станции Ultra 30 использована коммутирующая шина UPA, обеспечивающая высокую совместную производительность всех компонентов системы. Ее ближайшая родственница, старшая сестра, - Sun Ultra 60 в максимальной конфигурации может содержать 2 процессора. UltraSPARC-II 360 MГц с 4 MБ кэша на каждый, до 2 ГБ оперативной памяти, UPA и РCI интерфейсы. Рабочая станция Sun Ultra 60 имеет отличный показатель цена/производительность. Здесь уже речь не идет о сравнении с ПК, это результат по сравнению с другими производителями RISC-систем, ориентированных на работу с приложениями САПР. Современные ПК не в состоянии быстро обрабатывать задачи трехмерного проектирования, тем более в масштабе реального времени. Попробуйте раскрасить небольшое помещение с учетом всех источников света и особенностями отделочных материалов на ПК. После запуска подобной задачи на ПК вы можете идти пить кофе ( а иногда можно успеть пообедать). Поэтому, если вам дорого рабочее время, то требуется новый взгляд на организацию рабочего места проектировщика. Продукция компании Sun как нельзя лучше подходит для решения подобного рода проблем.

На вершине линейки рабочих станций Ultra гордо стоит рабочая станция нового поколения Sun Ultra 450. Хотя система позиционируется как рабочая станция, по функциональным возможностям она может выступать как мощный (по сравнению с решениями на ПК) сервер приложений. По сравнению с Ultra 60 эта система может расширяться до 4 процессоров UltraSPARC-II, объем оперативной памяти можно наращивать до 4 ГБ, предусмотрена дисковая подсистема емкостью до 182 ГБ (внутренняя). Хочется отметить возможность горячей замены жестких дисков (еще один штрих серверной платформы). В Sun Ultra 450 можно установить две графические карты Elite3D m6. Выбор этой платформы позволит вам решать задачи по проектированию любого уровня сложности. Кроме того, в Sun Ultra 450 предусмотрена возможность подключения большого числа периферийных устройств. Для этих целей в рабочей станции создана многоканальная шина PCI, позволяющая подключить до 10 различных устройств. Термин многоканальная значит, что несколько PCI устройств могут передавать данные одновременно. За счет такого решения можно, экономя на оборудовании, практически не терять на скорости работы системы. Требовательные к скорости ввода вывода платы (например, графический адаптер) подключаются через интерфейс UPA.

Конечно, пользовательские приложения не работают непосредственно в "железе". Для обеспечения взаимодействия прикладного ПО с вычислительными ресурсами вашей системы нужно некое системное ПО, называемое операционной системой (ОС). Как ни странно, но эту простую истину часто забывают при выборе платформы для вычислений. Вначале платят большие деньги за аппаратное обеспечение, а потом львиную долю дорогих ресурсов расходуют на внутренние нужды ОС. Поэтому мало создать хорошее "железо", необходимо это "железо" дополнить ПО. Это ПО должно полностью раскрывать все возможности системы, заставляя эту систему работать на вас. Поэтому логическим дополнением к грамотно созданной рабочей станции Sun Ultra 5, является ОС Solaris. Эта ОС поддерживает 64-разрядные вычисления и оптимизирована для работы на процессорах фирмы Sun. Использование Solaris гарантирует защиту инвестиций в прикладное ПО. Переход с одной версии ОС на другую не приводит к смене версии прикладного ПО. На всем пути эволюции Solaris, компания Sun добивается максимальной совместимости со старыми приложениями. О достоинствах ОС Solaris можно говорить очень долго, а их смысл заключается в простой фразе - Solaris предоставляет вам прозрачный доступ к вычислительной мощи вашей рабочей станции. Пользователи рабочих станций Sun под управлением Solaris пребывают в счастливом неведении о том, что некоторые ОС надо регулярно переставлять, проверять все файлы на вирусы, а то, что пользовательская задача, которая может запросто "завесить" систему - это нонсенс. Это значит, что пользователи не тратят время на бесконечные перезагрузки системы, не дергают постоянно вашу сервисную службу - они работают. Используя технологии фирмы Sun, вы получаете в распоряжение мощную, надежную вычислительную платформу. Высокая надежность для некоторых задач является главным фактором для многих приложений. Например, если вы из-за проблем в системе не сможете вовремя получать почту, или еще хуже остановится весь документооборот, то убытки фирмы могут превзойти стоимость всего компьютерного оборудования в компании. Если вы вынуждены перезагружать систему после каждой реконфигурации или установки нового ПО, то говорить о высокой доступности или готовности системы не приходится. При работе с ПК в основном говорят об отказоустойчивости. Такое явление, как перезагрузка ПК, происходит регулярно, и это считается нормально (в мире офисных приложений). Но в системах, где требуется постоянная готовность к обработке запросов, перезагрузка недопустима. Способность вовремя обрабатывать запросы называется доступностью. Конечно, можно говорить о том, что пользователь подождет, но такой ответ не всегда принимается. Конечно, если на рабочей станции просматривать странички в Internet, то от перезагрузки особо никто не пострадает. А если система отвечает за сбор статистики в сети, занимается тарификацией использования ресурсов или отвечает за авторизацию доступа к ресурсам? Перезагрузка такой системы может привести к потере данных и отказу в доступе к ресурсам. Это уже прямые убытки. Например, вы предоставляете услуги удаленного доступа в Internet, станция, на которой будет вестись учет всех входящих запросов, должна обладать исключительной надежностью, готовностью и доступностью (Ultra 5s или Ultra 10s идеально подойдут для этой задачи). Понятно, что только аппаратурой нельзя обеспечить все эти требования. Только весь комплекс целиком, "hard"+"soft", может дать нужный результат. Мы продолжим тему в следующей статье обзором решений компании АйТи на серверных платформах компании Sun.