Menüü
· Viimane number
· A&A konverentsi slaidid
· Küberturve
· Tudengitelt
· E-õpe
· Videomaterjalid
· Avalikud loengud
· Ilmunud numbrid
· Magistrirubriik
· Teemad
· Otsi
· Tellimine
· Küsitlused
· Soovita meid
· Tagasiside
· Top 10
· Statistika
· Toimetuskolleegium

Logi sisse
Kasutajanimi

Parool

Registreeri kasutajaks
Unustasid parooli?

Muutused protsessorite ja pc-de võitlustandril
Postitatud: Tuesday, January 28 @ 19:32:27 EET by Kalle Tammemäe

Riistvara
Ilmus numbris 03/1999


Praegusele ajajärgule on omased kiired muutused arvutitega seotud valdkonnas ning muutustega kursisolek on lausa moes. Lisaks tavapärasele evolutsioonile on turul terve rida lahendusi, mis teatud mõõtmes ületavad väljakujunenud standardeid, kuid pole kas piisavalt head või pole neil piisavat seljatuge, et saada valitsevateks. Ühel hetkel saabub uus tegija ning korjab aasta auhinnalaua tühjaks. Käesolev artikkel käsitleb uusi tuuli eelkõige protsessorite ning välissiinide valdkonnas, kuid olgem ausad - see on vaid piisk tulevaste muutuste meres.

Kas AMD või Pentium, kas AMD 3Dnow! käsustik või ainult MMX, kas Slot 1 või Socket 7 või hoopis Socket 370, kas DirectX+ActiveX, kas Creative või Aureal audio, kas Nvidia või 3Dfx graafika jne. Paljuski võib tegu olla vaid uute värskete tegijate poolt põhjustatud häiritusega ehk fluktuatsiooniga, mille suurfirma rahulikult alla neelab, kui aeg küpseks saab. Siiski, see on tants nugadel ning otsusega hilinemine võib panna ka "suure" pikaldaselt põdema ning esiliinilt taanduma. Võib veendunult prognoosida, et aastad 1999 ja 2000 toovad esile uusi tegijaid ja raputavad jätkuvalt vanu. Lõppkasutaja aga võidab, sest suhteliselt väikese väljaminekuga saab uskumatult palju arvutusvõimsust - tänapäeva lauaarvuti on igas mõttes jõudsam kui 1976. aasta supearvuti Cray-1, mis maksis siis 4 miljonit dollarit.

PROTSESSORID

Kui mõned aastad tagasi oli riistvara tegijate jaoks oluline saada oma tootele peale Windows-ühilduvuse logo, siis praeguses protsessorite sõja olukorras ei ole see enam sugugi ainukriteerium, olgu pealegi, et kontoritarkvara osas on Microsoft kindlalt standardiks saanud ja teised tarkvara tegijad peavad hoolt kandma selle eest, et MS Wordi ja muude formaatide filtrid oleksid kindlalt paigas, vältimaks klientide kaebusi ja kaotusi. Täiesti loomulik, et töö seisukohalt on ühilduvus kõige tähtsam või muidu takerdub kogu äritegevus pisiasjade taha. Paraku pole kontoritarkvara tänapäeval ammugi enam maailmas suunamääraja, selleks kipuvad saama hoopiski mängud.

Mängude valdkonnas on kaos lubatavam ja ongi hetkel suur. Kui räägitakse, et "jalakäijad moodustavad inimkonna parima osa", siis midagi selle väljendi mõttest on kehtiv ka mängijate kohta. Ilmselge, et ei ole ka parimad laiatarbe-arvutilahendused praegu veel unelmatekvaliteediga - nad ei kujuta endast juhitavat virtuaalreaalsust, mis oma detailirohkuse ja täpsuse osas vastaks tegelikule maailmale (kes meist ei tahaks käia ära Filipiinidel, Babülon 5-l, mikro- või makrokosmoses, ja seda ilma töölaua tagant tõusmata?). Kui nii, siis on iga lahendus, mis võimaldab paremat töötlust ja kõrgemat kvaliteeti, teretulnud ja enam kui Windowsi logo maksab riistvara tegijate hulgas Tomb Raideri kaubamärk. Mitte inimene kontorist ei ütle, et üks riistvara on parem kui teine (seda teeb tema eest Microsoft), vaid seda määrab inimene "tänavalt", so mängur. Arvutitootjatel pole vaja karta mingi firma otsust valida nende asemel teine tarnija, vaid valdava kasutajarühma - mängurite arvamuse kaldumist ühe või teise tootja kasuks, mille tagajärjed jõuavad varem või hiljem töökohtadele.

Mängurid tunnevad oma arvutit läbi-lõhki seest ja väljast ning on valmis kulutama raha, et aegunud või mitterahuldavalt funktsioneerivat komponenti välja vahetada. Praegu on mängurite hulgas kogu noorem põlvkond ja ka keskealised, arvutite hulk kodudes kasvab järjepanu ja see on lõik, kus ei vaadata ainult Windowsi logot, olgugi et operatsioonisüsteemina on see kaubamärk peaaegu ainutuntud.

Rääkides protsessoritest, on hiiglane Intel hädas AMDga (Advanced Micro Devices), kes tegi aruka panuse multimeedia- ja meelelahutussuunale. Mitmed multimeedia jõudlustestid kipuvad visa järjekindlusega näitama AMD-protsessorite suuremat jõudlust ja seda kuni kolmandiku võrra madalama hinna juures. Kontori ja firma arvutipargis valitseb küll Intel (Celeron, Celeron-A, Pentium-II) - seda põhjendatult, sest Inteli toodang on optimeeritud kontoriarvutusteks, aga küllap ka seepärast, et nii on saanud kombeks. Samas mängurit ei seo traditsioonid ning tema valib protsessori, mis kiirendab enam pilditöötlust või üldiselt kogu multimeediat - 20-30 % enam kaadreid sekundis on võhikulegi märgatav vahe.

Frame_69.JPG Frame_66.JPG

Niisiis, vastutus protsessorite ja neid ümbritsevate alamsüsteemide arengu eest on liikunud hoopiski mänge valmistavatele väikefirmadele ja need peavad oma valikutes tegema vastutusrikkaid otsuseid.

Inteli vastulöök ei jää tulemata, oodatav Katmai ehk Pentium-III käsustik sisaldab samuti uusi ja suuri täiendusi multimeedia toetuseks (SSE - Streaming SIMD Extensions, või KNI - Katmai New Instructions). Karta on, et AMD peab siis pigem loobuma oma 3Dnow! käsustikust ja kloonima Intelit nagu tavaliselt ning arvestatavalt hästi.

Nagu näha jooniselt 2, koosneb Sharptooth 21,3 miljonist transistorist, mis on sisuliselt tänase päeva tipptase protsessorite osas, kuid kaugeltki mitte tehnoloogiline piir.

TÖÖSTUSSTANDARDID

Tarbija õnneks (eks muidugi aruka tootja õnneks esmalt) reguleerivad võimalikku lahenduste anarhiat mitmed suurtootjatevahelised kokkulepped, de facto standardid, mille eesmärgiks tänapäeval on lihtsustada arvuti hooldust, käsitsust ning konfiguratsioonimuutusi, mis siiani nõuavad toimetulemiseks süsteemiinseneri oskusi.

Omaette lugu on protsessori välissiiniga, mis Intelil on Slot 1, AMD aga kasutab 100 MHz Super 7 siinilaiendusega pesa vähemalt 1999. aasta lõpuni. Alles uus põlvkond, so AMD K7 protsessor läheb senise Inteli toodanguga vähemalt füüsiliselt samasugusele liidesele Slot 1, lubades sellel esialgset töö- sagedust 200 MHz. Siiski, tegemist ei ole Inteli Slot 1-ga, AMD K7 valikuks on Digitali multiprotsessorsiini EV6 variant (Slot A). Planeeritav K7 esmane töösagedus on 500 MHz, aga viimaste uudiste valguses, mis näitavad IMB vaskühenduste tehnoloogia ja AMD protsessori patentide ristkasutamist, võib juba 2000. aasta algul jõuda koduarvutitesse maagilise 1GHz töösagedusega protsessor.

Suurte numbritega peab muidugi ettevaatlik olema, sest mida suurema jõudlusega on keskus, seda enam peab ka ümbrus talle järele tulema, või kogu oodatav efekt taandub vaid lipikule "1 GHz inside". Kõik need keerulised ja mitmeastmelised siinid, vahemälud, kiirendid jms teenivad ikka ühte eesmärki - anda protsessorile talle sobivat tööd just nii kiiresti, kui ta on suuteline seda tegema. Keerulisemaks muutuv emaplaat kannab teenimatult lihtnime "plaat", tegemist on protsessoriga sünergilises seoses oleva seadmega ja paraku eri protsessoritootjad enam universaalse emaplaadi ideed ei toeta. Muide, selles pole ka midagi uut - milliseks PC emaplaat kujuneb, võib aimu saada, vaadates mõne UNIX-tööjaama või -serveri sisemusse.

Järgnev tabel illustreerib toimunud muutusi personaalarvutite ehk PCde tuumas.

Frame_98.JPG

HOOLDUSVABA PC

Nagu juba öeldud, nõuab praeguste arvutite konfigureerimine häid süsteemiinseneri teadmisi ja kogemusi, ning see tehakse lähtetööna ära müügifirmas. Edasiste muutmiste jaoks tuleb kas tellida teenindus või riskida ja õppida vigadest. Viimane variant on kindlasti juba kasvatanud terve hulga frustreeritud ja arvutivaenulikke kodanikke, kelle meele parandamine saab raske töö olema. Tundub, et aeg on küps senise praktika muutmiseks, tegemaks arvutid samavõrd teenindusvabaks nagu on nüüdisaegsed televiisorid või kassettraadiod. Tõepoolest, arvuti emaplaat pole ju lihtsalt mitmekihiline ühendusvõrk, vaid tipphäälestuses tervikseade, mida kasutajal ei tohiks vaja olla kunagi puutuda. Sellise null- või tühihoolduse tagamiseks soovitatakse uued korpused ehitada orvadega, millesse paigaldatavad lisaseadmed ei puutu kokku mitte tundliku andmesiiniga emaplaadil, vaid jadaliidestega USB või IEEE 1394, mida kasutatakse ka muude lähis-välisseadmete juurdeühendamiseks. See on piltlikult öeldes juba tuntud PnP- (Plug-in-and-Play) tehnoloogia väljaspool arvutit, mida mõistetakse Microsofti lihtsa interaktiivse personaalarvutina (SIPC - Simple Interactive Personal Computer). Lisaks seadmete juurdeühendamise lihtsusele käivad SIPC juurde energiasäästutehnoloogiad OnNow ja ACPI.

  • OnNow-tehnoloogia eesmärgiks on vähendada energiatarvet kolmandiku võrra, garanteerides samas väiksema kui viiesekundilise töövalmiduse arvuti suikeseisundist. OnNow toimimine nõuab vastavat valmisolekut kõigilt alamsüsteemidelt nii emaplaadil kui väljaspool arvutit, aga samamoodi rakendustarkvaralt, operatsioonisüsteemilt (OS) ja BIOSelt.
  • ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) on spetsifikatsioon ja keel, mille abil OS juhib installeeritud seadmete energiavajadust, järelikult peavad seadmete draiverid olema ACPI-valmid. ACPI loodi Inteli, Microsofti ja Toshiba ühistööna, toetamaks OnNow initsiatiivi.

PC-le lisaseadmete ühendamise tülikus ja piiratus on olnud pinnuks silmas paljudele ning ei saa öelda, et lahendusi poleks pakutud (Apple'i GeoPort, Philipsi Access-siin), aga nagu ikka, kõige suuremad määravad - Intel/Microsoft/IBM-trio selge toetus USB-le ja IEEE 1394-le on ilmselt otsustav. Vähemalt see on kindel, et üsna lähimal ajal võime unustada arhailised 9- ja 25-klemmilised jadaliidesed RS-232 ja 25-pesalise Centronicsi printeriliidese. Üleminek ei saa muidugi toimuda üleöö, vana ja uus püsivad paralleelselt kasutusel, kuni uudse standardiga perifeeriaseadmed on vanad välja söönud.

ÜLDOTSTARBELISED SIINID

Universaalne jadaliides

Universaalne jadasiin (USB - Universal Serial Bus) on jadaprotokolliga siin suhteliselt madala andmevahetusvajadusega seadmete triviaalseks kokkuühendamiseks. Selliste seadmete hulka loetakse klaviatuur, hiir, telefonimodemid, audioseadmed, skannerid, printerid jms.

Frame_107.JPG

USB kasutab korruselist tähttopoloogiat (jadamisi ühendatud tähtede jadad). Iga hargnemine nõuab jaoturit (HUB), mis moodustab korruse, millest võib edasi minna veel kuni 6 korrust, kusjuures ühendussegmendi kaabli pikkus võib olla kuni 5 meetrit. Selline topoloogia võimaldab kokku ühendada maksimaalselt 127 seadet. USB-segmendid töötavad pooldupleks-reûiimis koos veakontrolli ja veataastusega. Jaotur on iseenesest lihtsa kontroll-loogikaga seade, milles toimub signaali viivituseta kordamine. PC on nii USB-kontroller kui ka -jaotur, olles varustatud tüüpiliselt kahe USB-pistmikuga. USB-kaablid on neljajuhtmelised - kaks diferentsiaalsignaali jaoks ning kaks toitejuhet, millest piisab (sõltuvalt jaoturi tüübist on 5V pingel toitejuhtmete koormatavus 100-500 mA) väikese voolutarbega lisaseadmete toiteks. Ka jaotur võib saada toite siinilt, aga sel juhul ei saa temale uusi "korruseid" juurde ühendada.

Frame_108.JPG

USB-kontroller hoolitseb ühendatud seadmete tuvastamise, adresseerimise ja mitmereûiimilise andmevahetuse korraldamise eest. Uue seadme avastamisel siinil (seadmeid võib juurde ühendada või eemaldada töö ajal) määratakse kindlaks selle liik, omistatakse talle aadress, informeeritakse OSi vajaliku seadmedraiveri otsimiseks ja laadimiseks, konfigureeritakse seade ning lõpuks antakse OSle teada draiveri käivitamisvalmidusest. Vastavalt eelmises peatükis kirjeldatud energiasäästutehnoloogiatele võib kontroller väljastada siinile suike- ja taastamiskäske juurdeühendatud seadmete toitemajanduse juhtimiseks. Kontroller määrab dünaamiliselt andmevahetusekiiruse siinil, mis võib ulatuda kuni 12 Mbitini sekundis, millest piisab ka MPEG-2-video ja CD-ROM-seadmete jaoks. Aeglasemad seadmed, nt hiir, võivad samal ajal kasutada madalama kiirusega alamkanalit, mis lubab keerutamata juhtmepaaril kuni 1 Mbps - keerutamine maksvat 4 senti jala kohta.

IEEE 1394 (FireWire)

IEEE 1394 on alates PC 98 spetsifikatsioonist nõutav jadaprotokolliga siin, mis on mõeldud selliste suurt andmevahetuskiirust vajavate seadmete nagu videokaamerad, videosalvestid, videokonverentsiseadmed, kõvakettad, CD- ja DVD-seadmed jms arvutile juurdeühendamiseks. IEEE 1394 standard mahus 292 lehekülge on liiga suur sisuliseks refereerimiseks, nii et järgnevas leiate vaid mõningaid silmatorkavamaid fakte.

Kiiruslikult asendab IEEE 1394 tänapäeval emaplaadil oleva ATA/IDE-liidese, olles samaaegselt lokaalvõrgu võimetega. IEEE 1394 andmevahetuskiiruseks on 100, 200 ja edaspidi 400 Mbitti sekundis samal kaablil, kusjuures seadmetevaheline andmevahetuskiirus määratakse nendevahelise kokkuleppeprotokolliga. Nagu USB korralgi, on seadmetele aadresside omistamine dünaamiline ja toimub vastavalt seadmete juurdeühendamisele ja eemaldamisele. Ühendusviis on punktist punkti, aga hargnemisvõimalused suvalises punktis võimaldavad ehitada peaaegu suvalise puukujulise võrgu, kusjuures punktidevahelise ühenduse pikkus ei tohi olla üle 4,5 m ja lubatud on maksimaalselt 16 hüpet kahe punkti vahel. Ühel siinilõigul võib füüsiliselt olla kuni 63 seadet, kusjuures sildade abil on see laiendatav hierarhiliseks mittetsükliliseks võrguks sisuliselt piiramatu arvu seadmetega. FireWire kaabel on kuuejuhtmeline, millest kaks paari on andmesignaali jaoks ja kaks juhet sarnaselt USBle väikese energiavajadusega lisaseadmete toiteks (kokku kuni 60 W). IEEE 1394-l on teisigi ühendusviise, nt seadmetele emaplaadil või siis neljajuhtmeline, so toiteta, audio-visuaalseadmete jaoks.

Frame_109.JPG

FireWire käivitamisel toimub siini struktuuri automaatne määramine. Üks seade, tavaliselt PC, saab ja jääb väljalülitamiseni ühenduspuu "juure"-seadmeks. Kasutamislihtsuse seisukohalt on kõige tähtsam omadus ikkagi sõlmede juurde- ja lahtiühendamise võimalus töö ajal - uus konfiguratsioon tuvastatakse ja võetakse omaks nii nagu USB korralgi ilma kasutajapoolse vahelesegamiseta.

SCSI

IEEE 1394 andmevahetuskiirus 400 Mbitti sekundis on küll märkimisväärne , aga sellest ei piisa paljude lokaalsete seadmete, nagu nt kiirete kõvaketaste ja muude salvestusseadmete jaoks. Seepärast võib oletada SCSI-(Small Computer System Interface) liidesele veel küllalt pikka eluiga. Kui SCSI1 ja SCSI2 (mõlemad 5 MBps) ei ole FireWire'le võistlejad, siis uuematel standarditel - Fast SCSI2 (10 MBps), Wide-SCSI2 (20 MBps), Ultra-SCSI või SCSI3 (20 MBps) ja Wide Ultra SCSI (40 Mbps) - on piisavalt eluruumi. SCSI-l on mitmeid lokaalvõrgu atribuute, see lubab kokku ühendada kuni 8 (Ultra-SCSI 16) "sõlmseadet" ning teha mitmeid failiülekandeid samaaegselt. Ei saa alahinnata ka suurfirma Hewlett-Packardi SCSI soosimist.

KOKKUVÕTTEKS

Maailm muutub ja eriti muutuvad arvutid, mille hämmastavat mõju ühiskonnale on raske hinnata, sest oleme selle kiirendusega toimuva arengu sees, et mitte öelda "alguses". Mingi stabiilne etapp arvutite väljanägemises ja ühendusviisis on ümber saamas ning uus arenguspiraali ring algamas. Muutused puudutavad peaaegu iga detaili, sest küpseks on saanud uus kiibi-, kuva-, salvestustehnoloogia jne, rääkimata võrkude ja tarkvaratehnoloogiate arengust. Liiguvad mälestused riigimehest, kes 1970ndatel julges arvata, et Eestile on vaja maksimaalselt kolme arvutit, aga mõeldes, kui palju need siis maksid, võis see olla majanduslikus mõttes isegi õige hinnang! Kui palju ja milliseid arvuteid me vajame kümne aasta pärast, ei oska aga keegi veenvalt ennustada - 600MHz Pentium-III on siis juba ajalugu.

Frame_111.JPG

KIRJANDUST

  • Bruce Shiver, Bennett Smith. The Anatomy of a High-Performance Microprocessor. A Systems Perspective. IEEE Computer Society Press, 1998.
  • John L. Hennessy, David A. Patterson. Computer Organization and Design. The Hardware/Software Interface. Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 1998.
  • Ingrid J. Wickelgren. The facts about FireWire. IEEE Spectrum, April, 1997.

Kalle Tammemäe
TTÜ arvutitehnika instituut


 
Seotud lingid
· Veel Riistvara


Kõige populaarsem artikkel kategoorias Riistvara:
Vana flopiseadme uus nägu


Artikli reiting
Keskmine tulemus: 0
Hääled: 0

Oleks tore kui sa annaksid sellele artiklile oma hinnangu:

Super!
Väga hea
Hea
Keskmine
Halb





All logos and trademarks in the site are property of their respective owner(s). Comments are property of their posters, all the rest © 2003 by A&A
A&A elektrooniline väljaanne on valminud IT Kolledži toetusel.
Sait kasutab PHP-Nuke mootorit © 2002. Kõik õigused reserveeritud. PHP-Nuke on GNU/GPL litsensiga tasuta levitatav tarkvara.
Lehe loomiseks kulus: 0.139 sekundit