1.1.2 Процессорный модуль мвс/с

Процессорный модуль МВС/С строится на базе микросхем "система на кристалле "Багет-супер-1М". Каждая микросхема "Багет-супер-1М" содержит 2 процессора "Багет-супер-1" с общим кэшем второго уровня, контроллер памятиDDRSDRAMи набор периферийных контроллеров для доступа к внутренним и внешним устройствам ЭВМ и каналам связи. Кроме того, микросхема "Багет-супер-1М" содержит контроллер двух дуплексных каналов удаленного доступаRDMA, позволяющих образовывать системы из нескольких микросхем "Багет-супер-1М". В процессорном модуле такая система содержит до 4 микросхем "Багет-супер-1М", соединенных в кольцо с помощью каналов удаленного доступа.

В качестве исследуемой альтернативы рассматривается возможность включения в микросхему "Багет-супер-1М" еще одного канала удаленного доступа. Это позволило бы в системе из 4-х микросхем "Багет-супер-1М" иметь связи по типу "каждый с каждым", что упростило бы взаимодействие микросхем при организации их параллельной работы. Однако в настоящее время принято решения о двух каналах удаленного доступа в микросхеме "Багет-супер-1М", продиктованное лимитом внешних выводов в количестве 700.

Принятая конфигурация процессорного модуля представляет собой в предельной комплектации 4-х машинный комплекс, где каждая машина содержит микросхему "Багет-супер-1М", оперативную память и постоянную память для начальной загрузки. Каждая микросхема "Багет-супер-1М" имеет доступ только в свой блок оперативной памяти, а взаимодействие с другими микросхемами "Багет-супер-1М" осуществляется через каналы удаленного доступа. В качестве базового управляющего канала предлагается использовать локальную сеть Ethernet, образованную соединением встроенных в микросхему котроллеровEthernet100.

Таким образом, процессорный модуль является 8-ми процессорной вычислительной системой с оперативной памятью до 8 Гбайт и набором периферийных контроллеров. Кроме того, процессорный модуль имеет два посадочных места на шине PCIдля установки дополнительных контроллеров. Процессорный модуль состоит из 4-х машин, каждая из которых имеет собственную оперативную память и работает под управлением собственной комплекта операционной системы.

Каждая из машин содержит 2-х процессорную микросхему "Багет-супер-1М", являющуюся системой на кристалле, ПЗУ начальной загрузки и блок оперативной памяти емкостью до 2 Гбайт. Микросхема "Багет-супер-1М" содержит два универсальных процессора с архитектурой SPARCс внутренними кэшем первого уровня и общим кэшем второго уровня, а также контроллер оперативной памяти и набор периферийных контроллеровRDMA,Ethernet,SCSI-2,EBus,PCI,RS-232 и клавиатуры/мыши.

Для обеспечения ввода-вывода модуля используются периферийные контроллеры только одной микросхемы "Багет-супер-1М".

Блок-схема процессорного модуля представлена на рисунке 1.1.4. Процессорный модуль содержит:

- 4 микросхемы "Багет-супер-1М";

- 4 блока оперативной памяти типа DDRSDRAMемкостью до 2 Гбайт каждый;

- 4 ПЗУ начальной загрузки "Boot";

- ПЗУ NVRAMдля хранения параметров конфигурации модуля иRTC(часы);

- периферийный коммутатор SB, содержащий 2 контроллераEthernet100, контроллерUSB1.1и контроллерIDE;

- аудио контроллер;

- видео контроллер;

- мост PCI-PCIдля подключения дополнительных контроллеров;

- два посадочных места для установки дополнительных контроллеров на шине PCI.

Синхронизация параллельной работы 4-х машин и обмен данными между ними осуществляется через высокопроизводительные каналы удаленного доступа RDMAи локальную сетьEthernet100.

К внутренней шине PCIподключены аудио контроллер, видео контроллер, мостPCI-PCIдля перехода на внешнюю шинуPCIи мультиконтроллерSB.

К шине EBusподключены постоянная память начальной загрузкиBoot, перезаписываемая памятьNVRAM, часы реального времениRTC. Кроме того, к шинеEBusможет быть подключен накопитель на гибких магнитных дисках, не входящий в состав модуля центрального процессора.

К шине SCSI-2 могут быть подключены накопители на оптических и жестких магнитных дисках.

Периферийный коммутатор SBсодержит контроллерыEthernet,USBиIDEдля подключения внешних устройств и линий связи.

Рисунок 1.1.4 - Восьмипроцессорный модуль с четырьмя системами на кристалле "Багет-супер-1М"

SoC0

"Багет-супер-1М"

RDMA1

SCSI-2

EBus

RDMA2

Ethernet 100

Клавиатура мышь

RS-232/422

DDR SDRAM

SB

Ethernet

Ethernet

USB 1.1

IDE

IEEE 1284

Audio

controller

Video

controller

PCI-PCI

cPCI slots

SoC1

"Багет-супер-1М"

SoC3

"Багет-супер-1М"

SoC2

"Багет-супер-1М"

Boot

Boot

Boot

При инициализации системы все 4 микросхемы "Багет-супер-1М" выполняют чтение загрузочного модуля из своих блоков постоянной памяти Boot, затем микросхема "Багет-супер-1М" с системным номером 0 выполняет загрузку операционной системы для себя и других микросхем "Багет-супер-1М" с жесткого магнитного диска в оперативную память каждой машины.

Технические данные модуля центрального процессора представлены в таблице 1.1.1.

Таблица 1.1.1 – Технические данные модуля центрального процессора

Название параметра	Значение
Количество машин	4
Количество процессоров	в модуле –8 в машине -2
Производительность	модуля – 3520 MIPS/ 1520MFLOPS машины - 900 MIPS/ 380MFLOPS
Память	Объем: модуля – до 8 Гбайт машины – до 2 Гбайт Пропускная способность канала обмена – 4 х 2,664 Гбайт/с
Флэш-память	- 512 КБ OpenBoot PROM, стандарт IEEE-1275-1994)
Часы и NVRAM	- 8 КБ NVRAM с автономным питанием (от батарейки)
Периферийная шина PCI	Количество слотов - 8 Пропускная способность шины - 264 Мбайт/с
SCSI-2	Пропускная способность шины - 10 Мбайт/с
Ethernet 100	Количество каналов – 2 Пропускная способность канала - 100 Мбит/с
RS-232	Количество каналов – 2 Пропускная способность канала - 115 Кбит/с
Мышь и клавиатура	Пропускная способность канала – 5 Мбайт/с
USB 1.1	Пропускная способность канала - 12 Мбит/с
IDE	Пропускная способность канала - 33/66 МБайт/с
Аудио контроллер	SVGA,truecolour, 1024х768, 24 бита на пиксель
Видео контроллер