Etikett: RISC

  • DECstation – när DEC försökte ta klivet in i RISC-eran

    DECstation var Digital Equipment Corporations försök att möta den nya RISC-eran. Med snabba MIPS-processorer, Unix-systemet ULTRIX och avancerad grafik blev maskinerna viktiga arbetsstationer för forskare, ingenjörer och utvecklare. Samtidigt blev DECstation också ett tydligt exempel på den turbulenta tid då klassiska minidatorföretag försökte överleva övergången till Unix, PC-datorer och nya processorarkitekturer.

    I slutet av 1980-talet stod datorvärlden inför ett teknikskifte. De klassiska minidatorerna, som länge dominerats av företag som Digital Equipment Corporation, började utmanas av snabbare och billigare Unix-arbetsstationer. Sun Microsystems och andra tillverkare lockade kunder med RISC-processorer, bättre pris/prestanda och grafiska arbetsstationer för ingenjörer, forskare och utvecklare.

    DEC:s svar blev DECstation – ett namn som förvirrande nog användes för flera olika datorfamiljer, men som framför allt kom att förknippas med företagets MIPS-baserade Unix-arbetsstationer.

    Tre olika DECstation-familjer

    Namnet DECstation användes inte bara för en enda typ av dator. Det förekom i tre ganska olika sammanhang.

    Den första DECstation-linjen dök upp redan 1978 och var egentligen ett ordbehandlingssystem byggt kring PDP-8-teknik. Dessa maskiner var inbyggda i terminaler av typen VT52 och kallades även VT78.

    Den andra och mest kända DECstation-familjen lanserades 1989. Det var en serie Unix-arbetsstationer baserade på MIPS-processorer. Dessa körde främst ULTRIX, DEC:s egen Unix-variant, och var tänkta att konkurrera med arbetsstationer från bland annat Sun.

    Samtidigt använde DEC också namnet DECstation på en serie PC-kompatibla datorer med Intel-processorer. Dessa körde MS-DOS och hade modellnummer som DECstation 210, 316 och 450dx2. De var alltså något helt annat än Unix-arbetsstationerna.

    DECstation 3100 – DEC:s första stora RISC-satsning

    Den mest historiskt viktiga modellen var DECstation 3100, som presenterades den 11 januari 1989. Det var DEC:s första kommersiellt tillgängliga RISC-baserade arbetsstation.

    Bakgrunden var att DEC behövde ett snabbt svar på marknadens förändring. Företagets klassiska VAX-system var kraftfulla, men dyra och byggda kring CISC-teknik. RISC-maskiner kunde ofta ge betydligt bättre prestanda per krona.

    DECstation 3100 byggde på en MIPS R2000-processor med separat flyttalsprocessor och cacheminne. Maskinen körde i little-endian-läge, bland annat för att passa bättre ihop med DEC:s VAX-värld och den växande PC-marknaden.

    DEC marknadsförde den som världens snabbaste Unix-arbetsstation vid lanseringen. Den var betydligt snabbare än samtida VAXstation-modeller och erbjöd ett attraktivt pris/prestanda-förhållande jämfört med konkurrenterna.

    En arbetsstation utan vanlig expansionsbuss

    DECstation 3100 var en mycket integrerad maskin. Till skillnad från senare modeller hade den ingen riktig expansionsbuss. Det betydde att det fanns ganska få saker användaren kunde byta eller bygga ut.

    De viktigaste valen var mängden internminne och vilken grafiklösning som satt i maskinen. Grafiken kunde vara monokrom eller färg, beroende på vilken framebuffer-modul som användes.

    Minnet såg vid första anblick ut som vanliga PS/2-SIMM-moduler, men var i själva verket DEC-specifikt. Modulerna hade 80 kontakter i stället för 72 och var organiserade på ett särskilt sätt. Det gjorde att vanliga PC-minnen inte kunde användas.

    Grafik, nätverk och SCSI direkt på moderkortet

    DECstation 3100 och 2100 var på många sätt kompletta arbetsstationer direkt från fabrik. De hade inbyggt Ethernet, SCSI, seriella portar, tangentbordsanslutning, musanslutning och grafik.

    Ethernet-gränssnittet använde 10 Mbit/s och var typiskt för professionella Unix-miljöer vid tiden. SCSI användes för hårddiskar och externa lagringsenheter. Det gjorde maskinerna användbara i nätverksmiljöer där arbetsstationer ofta var kopplade till filservrar, skrivare och andra Unix-system.

    Grafiken kunde visa upplösningar som 1024 × 864 pixlar, vilket var avancerat för arbetsstationer vid slutet av 1980-talet. För tekniska användare, programmerare och forskare var detta en viktig del av arbetsmiljön.

    DECstation 5000 – Turbochannel och bättre expansion

    Efter de första 2100- och 3100-modellerna kom DECstation 5000-serien. Här tog DEC ett stort steg framåt genom att införa TURBOchannel, en expansionsbuss för grafikkort, nätverkskort och andra tillägg.

    DECstation 5000 fanns i flera nivåer. Personal DECstation 5000 var enklare instegsmodeller, medan 5000 Model 100 och Model 200-serierna riktade sig mot mer krävande användare.

    De senare modellerna kunde använda snabbare MIPS-processorer, till exempel R3000, R3400, R4000 och R4400. Vissa system kunde även utrustas med avancerade 2D- och 3D-grafikkort, videoinmatning och ljudkort.

    För sin tid var detta kraftfulla maskiner, särskilt inom teknisk grafik, forskning, Unix-utveckling och akademiska miljöer.

    En kort men viktig Unix-era

    DECstation-maskinerna körde främst ULTRIX, DEC:s egen Unix-version. Under början av 1990-talet fanns även planer på att föra över DECstation-användarna till OSF/1, ett modernare Unix-system som senare blev viktigt på DEC:s Alpha-plattform.

    Men DEC:s strategi blev rörig. Företaget började satsa allt mer på sin egen Alpha-arkitektur, som skulle ersätta både VAX och MIPS. Det ledde till osäkerhet bland DECstation-kunderna. Skulle MIPS-maskinerna få framtida stöd? Skulle OSF/1 verkligen komma? Skulle kunderna tvingas byta både hårdvara och operativsystem?

    Till slut fasades de MIPS-baserade DECstation-maskinerna ut till förmån för Alpha-baserade arbetsstationer.

    En maskin som levde vidare genom fri programvara

    Trots att DECstation-linjen försvann från marknaden fick maskinerna ett långt efterliv. Operativsystem som NetBSD och Linux/MIPS portades till flera DECstation-modeller. Det gjorde att entusiaster, samlare och teknikhistoriker kunde fortsätta använda maskinerna långt efter att DEC själva hade lämnat plattformen.

    Även emulatorer som GXemul har gjort det möjligt att köra DECstation-liknande miljöer utan originalhårdvara.

    Priset speglar tiden

    DECstation var inte billiga konsumentdatorer. En DECstation 3100 med färgskärm, hårddisk och 8 MB RAM kunde kosta mycket stora summor. I Tyskland låg priset enligt en användaruppgift på omkring 60 000 D-mark för en konfiguration med 8 MB minne, 332 MB hårddisk och 19-tums färgskärm.

    Det låter extremt i dag, men arbetsstationer var professionella verktyg. De köptes av universitet, forskningsinstitut, ingenjörsföretag och större organisationer – inte av vanliga hemanvändare.

    Varför DECstation är historiskt intressant

    DECstation är intressant därför att den visar ett skifte i datorhistorien. DEC var ett av de stora företagen från minidatorernas era, men tvingades anpassa sig till en ny värld där Unix, RISC-processorer och grafiska arbetsstationer blev allt viktigare.

    Maskiner som DECstation 3100 visade att DEC kunde bygga snabba och konkurrenskraftiga Unix-arbetsstationer. Samtidigt visade historien också företagets problem: man hade VAX, MIPS, Alpha, ULTRIX, OSF/1 och olika PC-linjer samtidigt. Strategin blev svår att följa, både för kunder och för DEC själva.

    Sammanfattning

    DECstation var mer än bara en datorserie. Den var DEC:s försök att möta RISC-revolutionen och konkurrera med Unix-arbetsstationer från Sun och andra tillverkare.

    Särskilt DECstation 3100 blev en viktig modell. Den var snabb, tekniskt avancerad och byggd för professionella Unix-miljöer. Samtidigt blev den också ett exempel på hur snabbt datorbranschen förändrades i början av 1990-talet.

    När DEC senare satsade på Alpha hamnade MIPS-baserade DECstation i skuggan. Men för många entusiaster lever den kvar som en fascinerande maskin från en tid då arbetsstationer var dyra, kraftfulla och byggda för människor som verkligen behövde datorkraft.

    Youtube innehåll om DECstation

    Teknisk faktaruta: DECstation

    Tillverkare: Digital Equipment Corporation, DEC

    Produktnamn: DECstation

    Lansering: Första DECstation-namnet användes 1978. De mer kända MIPS-baserade arbetsstationerna lanserades 1989.

    Viktig modell: DECstation 3100

    Processorarkitektur: MIPS RISC

    Processorer: Bland annat MIPS R2000, R3000, R3400, R4000 och R4400

    Operativsystem: ULTRIX och vissa tidiga versioner av OSF/1

    Grafik: Monokrom eller färg, beroende på modell och grafikkort

    Nätverk: Inbyggt 10 Mbit/s Ethernet på flera modeller

    Lagring: SCSI, ofta med interna eller externa hårddiskar

    Expansion: Tidiga modeller som DECstation 3100 saknade vanlig expansionsbuss. Senare DECstation 5000-modeller använde TURBOchannel.

    Användningsområde: Unix-arbetsstationer för forskning, teknik, programmering, grafik och nätverksmiljöer

    Historisk betydelse: DECstation visar hur DEC försökte möta konkurrensen från RISC-baserade Unix-arbetsstationer under slutet av 1980-talet och början av 1990-talet.

    Annons

    Strul med e-posten? Hjälp med TV? Problem med wifi?
    Digital Fixare

  • IBM RT PC – när IBM tog sina första steg in i RISC-världen

    IBM RT PC var IBMs första försök att etablera sig på marknaden för RISC-baserade arbetsstationer under 1980-talet. Trots att systemet introducerade avancerad teknik och lade grunden för framtida utveckling inom processorarkitektur och Unix-system, blev det ingen kommersiell framgång. Däremot kom erfarenheterna från RT PC att spela en avgörande roll i utvecklingen av senare och mer framgångsrika system från IBM.

    När IBM lanserade IBM RT PC år 1986 var det ett djärvt steg in i framtiden. Det var företagets första kommersiella dator byggd på den då nya principen RISC (Reduced Instruction Set Computer) – en arkitektur som senare skulle dominera allt från servrar till mobiltelefoner.

    Men trots sin tekniska ambition blev RT PC aldrig någon större succé. Istället blev den en viktig lärdom på vägen mot IBMs senare framgångar.

    Vad var speciellt med RT PC?

    Till skillnad från tidigare IBM-datorer byggde RT PC på en ny typ av processor kallad ROMP (Research OPD Micro Processor). Den här tekniken hade sitt ursprung i ett forskningsprojekt där IBM experimenterade med enklare och snabbare instruktioner i processorer.

    Grundidén bakom RISC var att använda färre och enklare instruktioner, vilket gjorde att processorn kunde arbeta snabbare och mer effektivt. Detta synsätt har senare blivit standard i många moderna processorer.

    En arbetsstation före sin tid

    RT PC var inte en vanlig hemdator utan en arbetsstation riktad till ingenjörer, forskare och universitet. Den användes ofta inom områden som CAD och teknisk utveckling.

    Datorn kunde köra flera olika operativsystem, bland annat AIX (IBMs egen Unix-variant), det BSD-baserade Academic Operating System (AOS) och affärssystemet Pick.

    En ovanlig egenskap var att RT PC använde en mikrokärna (microkernel). Det gjorde det möjligt att köra flera operativsystem samtidigt och växla mellan dem – något som var mycket avancerat för sin tid.

    Varför misslyckades den?

    Trots sina tekniska innovationer hade RT PC flera problem.

    För det första var prestandan relativt låg jämfört med konkurrenterna, och i vissa fall låg den upp till ett och ett halvt år efter i utveckling.

    För det andra var priset högt. Ett komplett system kunde kosta runt 40 000 dollar, vilket gjorde den svår att sälja.

    Dessutom fanns det begränsat med programvara, och många utvecklare var tveksamma till att satsa på IBMs Unix-variant AIX.

    Internt inom IBM bidrog också organisationen till problemen. Datorn behandlades till en början som en vanlig PC, vilket ledde till felaktig marknadsföring och svagt säljstöd.

    Trots allt – inte helt bortglömd

    RT PC hittade ändå vissa användningsområden. Den användes inom CAD-system, i affärssystem för butiker (särskilt med Pick OS), och som gränssnitt mot större IBM-system.

    Den spelade också en roll i utvecklingen av internet. RT PC användes i NSFNET, ett tidigt nätverk som blev en föregångare till dagens internet, där flera maskiner kopplades ihop som routrar.

    Arvet efter RT PC

    Även om RT PC inte blev en kommersiell framgång, hade den stor betydelse för framtiden.

    Den visade att RISC var en lovande teknik och lade grunden för senare IBM-system. Erfarenheterna från RT PC ledde direkt till utvecklingen av RS/6000, som blev betydligt mer framgångsrik.

    RT PC är därför ett tydligt exempel på hur en produkt kan misslyckas kommersiellt men ändå spela en viktig roll i teknikhistorien.

    Youtube innehåll för IBM RT PC

    Teknisk fakta: IBM RT PC

    Lanseringsår: 1986

    Typ: Arbetsstation

    Processor: IBM ROMP

    Arkitektur: RISC

    Minne: 1 MB RAM, utbyggbart till 16 MB

    Lagring: Hårddisk på 40 eller 70 MB, senare upp till 300 MB

    Operativsystem: AIX, Academic Operating System (AOS), Pick

    Nätverk: Token Ring eller Ethernet

    Grafik: Skärmupplösning upp till 1024 × 768

    Efterföljare: IBM RS/6000

    Annons

    Strul med e-posten? Hjälp med TV? Problem med wifi?
    Digital Fixare

  • MC88100 – Motorolas djärva RISC-processor

    MC88100 var Motorolas första RISC-mikroprocessor och lanserades 1988 som ett försök att ta steget in i nästa generation av högpresterande datorarkitekturer. Med en ren instruktionsuppsättning, många register och avancerad pipelining representerade den ett tydligt brott mot företagets tidigare CISC-baserade 68000-familj. Trots tekniska fördelar fick MC88100 begränsad kommersiell framgång, men den kom att få betydelse som ett tidigt exempel på idéer som senare blev standard i moderna processorer.

    I slutet av 1980-talet befann sig datorindustrin i ett teknikskifte. Traditionella CISC-processorer, med allt mer komplexa instruktioner, började ifrågasättas av en ny filosofi: RISC – Reduced Instruction Set Computer. Motorola, vid denna tid en av världens ledande processortillverkare, valde att ta steget fullt ut och presenterade 1988 mikroprocessorn MC88100. Det var företagets första implementation av den nya 88000-arkitekturen och tänkt som en efterträdare – eller till och med ersättare – till den framgångsrika 68000-familjen.

    Vad var MC88100?

    MC88100 var en 32-bitars RISC-processor designad för hög prestanda genom enkelhet och parallellism. I stället för att låta varje instruktion göra mycket arbete, byggde man processorn kring korta, snabba instruktioner som kunde flyta genom en pipeline. Arkitekturen var ren och konsekvent, vilket gjorde den attraktiv både för kompilatorer och operativsystem.

    Processorn hade separata exekveringsenheter för heltalsberäkningar, flyttalsaddition, flyttalsmultiplikation samt minnesoperationer. Trots detta kunde endast en instruktion utföras per klockcykel, men tack vare pipelining och parallella enheter uppnåddes ändå hög genomströmning för sin tid.

    Ett ovanligt cache-upplägg

    En av MC88100:s mest särpräglade egenskaper var att den saknade inbyggd cache och minneshantering. I stället användes en extern stödkrets, MC88200, som innehöll både nivå-1-cache och MMU. Ett typiskt system använde två sådana kretsar – en för instruktioner och en för data – vilket effektivt gav processorn en modifierad Harvard-arkitektur.

    Tanken bakom detta var flexibilitet. Systembyggare kunde välja hur mycket cache som behövdes och anpassa priset därefter. I praktiken blev resultatet ofta det motsatta: fler kretsar krävde större kretskort, fler bussar och mer komplex design, vilket ökade både kostnad och energiförbrukning.

    Registermodell långt före sin tid

    MC88100 hade en mycket modern programmeringsmodell. Den erbjöd 32 allmänna register, där ett register alltid innehöll värdet noll – ett koncept som idag känns självklart men då var relativt nytt. Processorn kunde samtidigt läsa från fyra register och skriva till två, vilket gav goda möjligheter till optimering.

    Registermodellen och instruktionsuppsättningen påminner starkt om akademiska RISC-designer från samma period, och likheter kan även ses med senare arkitekturer som RISC-V. För programmerare framstod MC88100 som konsekvent, logisk och framtidssäker.

    Tillverkning och teknik

    MC88100 innehöll omkring 165 000 transistorer och tillverkades i Motorolas egen 1,5 mikrometers CMOS-process. Stödkretsen MC88200 var betydligt större, med cirka 750 000 transistorer. Vid slutet av 1980-talet var detta avancerad halvledarteknik, särskilt för RISC-processorer som ofta prioriterade enkelhet framför hög transistorbudget.

    Varför blev den ingen succé?

    Trots sina tekniska kvaliteter blev MC88100 aldrig någon kommersiell framgång. Det fanns flera orsaker. Den kanske viktigaste var intern konkurrens inom Motorola. Företaget tjänade stora pengar på 68000-familjen, som användes i persondatorer, arbetsstationer och inbyggda system. 88000-arkitekturen uppfattades därför som ett hot snarare än en naturlig utveckling.

    Dessutom prissattes MC88100 högt, särskilt eftersom fungerande system i praktiken krävde flera extra kretsar. Samtidigt lanserade konkurrenter som MIPS och SPARC mer integrerade lösningar som var enklare och billigare att bygga system kring. MC88100 hamnade därmed i ett tekniskt starkt men kommersiellt utsatt mellanläge.

    Användningsområden

    Trots begränsad spridning användes MC88100 i vissa nischer. Den förekom i avancerade inbyggda system, i Motorolas egna arbetsstationer och i större Unix-system från tillverkare som Data General och Unisys. I vissa fall användes processorn till och med utan extern cache, exempelvis i grafiska X-terminaler där kostnad var viktigare än maximal prestanda.

    Arvet efter MC88100

    MC88100 fick en efterföljare i MC88110, som integrerade fler funktioner och rättade till flera av de ursprungliga svagheterna. Ändå blev 88000-familjen kortlivad. I stället kom många av idéerna att leva vidare när Motorola senare samarbetade med IBM och Apple kring PowerPC-arkitekturen.

    En processor före sin tid

    MC88100 är ett tydligt exempel på hur teknisk kvalitet inte alltid räcker för kommersiell framgång. Arkitekturen var elegant, modern och i många avseenden före sin tid. Men höga kostnader, komplex systemdesign och interna affärsbeslut gjorde att den aldrig fick chansen att slå igenom brett.

    I efterhand framstår MC88100 som en viktig milstolpe i RISC-historien – inte för sin marknadsandel, utan för sina idéer. Många av de principer som idag dominerar moderna processorer fanns redan där, inbakade i Motorolas djärva men olyckliga satsning från 1988.

    Faktaruta: Motorola MC88100
    Typ
    Mikroprocessor (RISC)
    Arkitektur
    Motorola 88000 (32-bit)
    Lanserad
    1988
    Efterföljare
    MC88110
    Utförande
    Separata enheter för heltal, FP-add, FP-mul och load/store
    Instr./cykel
    Upp till 1 instruktion per klockcykel
    Register
    32 allmänna register (R0=0), samt kontrollregister
    Cache/MMU
    Via extern stödkrets MC88200 (ofta två: instr./data)
    Transistorer
    MC88100: ~165 000 • MC88200: ~750 000
    Tillverkning
    1,5 µm CMOS (Motorola)
    Användning
    Högklassiga inbyggda system, arbetsstationer och vissa Unix-servrar

    Annons

    Strul med e-posten? Hjälp med TV? Problem med wifi?
    Digital Fixare