Почему нам нужна другая архитектура ЦП для сервера и мини-/мейнфреймовый и смешанное ядро? [закрытый]

Рабочие станции в настоящее время представляют собой почти вымершую форму компьютеров. В основном это были высокопроизводительные компьютеры, похожие на настольные компьютеры, но с некоторыми важными отличиями, такими как процессоры RISC, диски SCSI вместо IDE и работающие под управлением операционных систем Windows UNIX или (более поздней версии) NT. Mac Pro можно рассматривать как нынешнюю форму рабочей станции.

Мэйнфреймы - это большие (хотя они не обязательно занимают целый этаж) компьютеры. Они обеспечивают очень высокую доступность (большинство частей мэйнфрейма, включая процессоры и память, могут быть заменены без выхода из строя системы) и обратную совместимость (многие современные мэйнфреймы могут запускать немодифицированное программное обеспечение, написанное для мэйнфреймов '70).

Самым большим преимуществом архитектуры x86 является совместимость с архитектурой x86. CISC обычно считается устаревшим, поэтому большинство современных архитектур основаны на RISC. Даже новые процессоры Intel и AMD поддерживают RISC.

В прошлом разрыв между домашними компьютерами и «профессиональным» оборудованием был намного больше, чем сегодня, поэтому «микрокомпьютерное» оборудование не подходило для серверов. Когда было создано большинство «серверных» архитектур RISC (SPARC, PowerPC, MIPS, Alpha), большинство микрокомпьютерных микросхем все еще были 16-разрядными. Первый 64-битный чип для ПК (AMD Opteron), выпущенный через 10 лет после MIPS R4000. То же было и с операционными системами: операционные системы ПК (DOS и Windows, отличные от NT) просто не подходили для серверов.

Во встроенных системах чипы x86 просто недостаточно энергоэффективны. Процессоры ARM обеспечивают сопоставимую вычислительную мощность, потребляя гораздо меньше энергии.

Я не знаю, что такое рабочая станция. Кто-то уточнить насчет рабочей станции .

Рабочие станции раньше были классом систем, предназначенных для использования отдельными (или чередующимися) пользователями для задач, которые требовали большей вычислительной мощности, чем предлагал ПК. Они в основном вымерли в 1990-х годах, поскольку экономия на масштабе в исследованиях и разработках позволила стандартному аппаратному обеспечению ПК предлагать такую ​​же (а в конечном итоге и более высокую) производительность по гораздо более низкой цене.

Рабочие станции производились такими компаниями, как Sun, SGI и HP. Обычно они использовали проприетарный вариант Unix и часто также имели специализированное оборудование. Типичными приложениями были научные вычисления, САПР и высококачественная графика.

«Архитектуры рабочих станций» характеризовались целью обеспечить высокую производительность для однопользовательских приложений с ценой в качестве второстепенного соображения.

Мэйнфрейм

• Обрабатывает большой объем информации с одновременным выполнением множества инструкций.
• Домашний (ПК / настольный) компьютер не справляется с одновременным запуском большого количества кода, даже с обработкой большого количества данных.
• Операционная система, специфичная для конкретной архитектуры, делает ее более эффективной для конкретного оборудования.

Пример архитектуры HW

Мэйнфрейм погоды, обрабатывающий в реальном времени информацию от датчиков в различных состояниях.

Пример архитектуры ОС

Допустим, обычная команда для рисования чего-либо: НАРИСОВАТЬ «текст». Это на обычном ПК. Теперь предположим, что у вас много экранов и вы хотите нарисовать одно и то же на каждом, на этом ПК вам придется вызывать DRAW «текст» для каждого. Однако вы можете просто сделать какое-то оборудование с команда "DRAWS", которая автоматически рисует один и тот же текст на каждом экране: DRAWS "text"

В двух словах: любой дизайн должен удовлетворять некоторым требованиям. При удовлетворении любого сложного набора требований придется идти на компромиссы, выполнение требования X в n-й степени может сделать невозможным выполнение требования Y. Итак, говорите ли вы о процессорах или стиральных машинах, будет множество конструкции для удовлетворения разнообразных требований.

Ситуация усложняется, но существенно не меняется в результате эволюции как технологий, так и требований с течением времени.

Могли бы вы, например, решить все проблемы с транспортировкой в ​​мире, если бы единственным транспортным средством был пикап Toyota с автоматической коробкой передач (старые маленькие, а не новые полноразмерные)?

Зачем вам когда-либо что-то еще?

Не все умеют водить клюшку, не все подходят к тойоте (я думаю, высота больше, чем ширина). Вы не можете нести семью. Вы не можете тащить большие предметы, тем более неэффективно. Как заставить грузовики продавать дилеру? Управляйте ими по одному?

Если бы мы использовали процессор серверного класса в нашем телевизионном пульте дистанционного управления, нам потребовались бы удлинитель и охлаждающий вентилятор, или нужно было бы заменять батареи при каждом нажатии кнопки и ждать, пока он загрузится. первый.

Rtoses и операционные системы, тот же ответ, что и выше. Вы не используете rtos в микроконтроллере с низким энергопотреблением, обычно, у вас часто ROM измеряется сотнями байтов, а RAM измеряется десятками байтов. Нет места для вредоносного ПО. Специально созданное программное обеспечение на специально созданном оборудовании.

Посмотрите на то, что происходит сейчас между ARM и Intel. Intel ужасно разбирается в дизайне оборудования, их успех достигается исключительно в конференц-залах и телеконференциях, а не в аппаратном обеспечении на материнской плате. Вы можете получить такую ​​же производительность, используя альтернативные наборы инструкций от альтернативных поставщиков за небольшую часть первоначальных и эксплуатационных затрат. Зачем останавливаться на одном древнем решении?

Немногие операционные системы являются надежными, как и компиляторы и оборудование в этом отношении. Некоторое программное и аппаратное обеспечение разработано для обеспечения производительности или надежности, но не обязательно для удобства пользователя.Я не хочу, чтобы рычаг шасси заставлял пилота дотягиваться до мыши и проверять кнопку ОК на "вы уверены, что хотите развернуть окно шасси", а затем наблюдать за вращением песочных часов, пока он думает о делать это или нет.

По той же причине, по которой вам нужен пикап для одних работ и тягач с прицепом для других, вам нужен один класс машин (и программное обеспечение) для домашнего рабочего стола, другой - для серверов малого и среднего бизнеса, а третий - для крупных корпораций. Вы не можете просто сделать пикап меньше или бесконечно больше в зависимости от работы, иногда вам нужно больше колес, кожухов или нет, больше или меньше сидений, коробок отбора мощности, гидравлики или нет и т. Д. В зависимости от задачи, для которой он предназначен.

Где бы мы были, если бы остановились на 8-битном процессоре, работающем с CP / M? Он решает все мировые проблемы, зачем вообще нужно разрабатывать альтернативу? 100% инноваций, экономии затрат, повышения производительности - это результат того, чтобы подвергнуть сомнению текущее решение и попробовать что-то другое.

Один размер подходит всем никому не подходит.