Что если я скажу вам, что уже во второй половине 80-х годов ХХ века были машины с многозадачной ОС с развитым графическим интерфейсом, цветными дисплеями высокого разрешения, мощными процессорами и десятками мегабайт оперативной памяти, способные выполнять задачи работы с графикой, обслуживать системы трехмерного моделирования и другие вещи, ставшие под силу ПК только в середине следующего десятилетия?
Добро пожаловать в параллельный мир, мир рабочих станций Unix!
Для большинства из нас основная ассоциация со словом «компьютер» — это IBM PC-совместимые системы, реже — Apple Macintosh. Соответственно и первое знакомство с графическим интерфейсом — это либо классические Windows (не буду называть версий, это пахнет эйджизмом!), либо не менее классические Mac OS (тогда еще совсем не Unix-like!). А другие компьютеры? Кто-то назовет Amiga, кто-то вспомнит другие домашние и персональные системы, проигравшие конкурентную борьбу.
Большинство из нас при слове «сервер» или «рабочая станция» также первым делом подумают о могучем, но все-таки произошедшим от обычной «персоналки» (простите, поклонники Apple, но ваши машины хоть и не IBM PC-совместимые, но изначально тоже «персональные») компьютере или крутом Макбуке/Финкпаде с профессиональным видео и пачкой сертификатов от производителей инженерного и дизайнерского ПО.
Вы откуда и куда?
Долгое время основным форматом компьютера был мейнфрейм, большая вычислительная машина, доступная для работы множеству пользователей одновременно с помощью терминалов. Сначала они подключались напрямую, потом появились системы модемного доступа, позднее и сети. В 60-х годах появились и стали завоевывать рынок массовых вычислений миникомпьютеры, в отличии от мейнфреймов занимавшие не комнату или несколько, а всего лишь шкаф.
Лидером этого направления стала Digital Equipment Corporation, знаменитая DEC со своим не менее знаменитым PDP — Programmed Data Processor. Компания даже старалась не называть свою систему компьютером, потому что компьютер тогда ассоциировался с огромной машиной стоимостью в миллионы долларов, а PDP стоил лишь пару сотен тысяч и был доступен не только правительственным организациям, университетам и крупному бизнесу, но сравнительно небольшим компаниям.
Именно для PDP была в 1969 году написана ОС Unix и именно миникомпьютерами были первые рабочие станции и появившиеся с распространением компьютерных сетей серверы.
Первые микрокомпьютеры, основанные на процессорах, реализованных на одной (реже нескольких) микросхемах первое время не могли предложить достаточный уровень производительности, чтобы решать возложенные на мини-ЭВМ задачи. Ограничивала производительность очень высокая сложность CISC процессоров — каждая дополнительная инструкция усложняла ядро, требовалось больше транзисторов, тяжелее было наращивать тактовые частоты.
Все изменил RISC. В RISC-процессоре присутствуют только базовые инструкции, остальные эмулируются последовательностью основных инструкций. В добавок, все инструкции имеют одинаковую длину, что упрощает блок декодера операций. Остаются возможность для размещения на том же кристалле кэш-памяти, более простой процессор легче разгоняется до высоких частот, да и на той же частоте зачастую работает быстрее конкурирующих CISC-решений.
Вот только, если в мире CISC нашлась архитектура (спасибо, IBM!), которая стала общей для построения множества компьютерных систем разных производителей и способных работать с огромным набором программного обеспечения, то в мире RISC этого не произошло. Ни одна из множества архитектур не смогла стать поистине массовой — каждая компания выпускала рабочие станции со своими процессорами на своей архитектуре и под своей операционной системой, которой, как правило, была одна из множество версий Unix.
Программы, впрочем, сравнительно легко переносились между Unix-машинами — в большинстве случаев требовалась лишь перекомпиляция под требуемый процессор. И до сих пор можно собрать Linux-программу компилятором в старом Unix, лишь бы были доступны необходимые зависимости.
Попытка сделать единый RISC для всех была предпринята той же IBM, что дала миру IBM PC. Альянс AIM — Apple/IBM/Motorola развивал архитектуру PowerPC (не путать с Power, схожей архитектурой для тяжелых Enterprise-серверов и мейнфреймов), но успехом пользовались лишь Apple Macintosh. AIX машины от IBM и Motorola были все равно слишком дороги для массового пользователя. Некогда хилые х86 процессоры заметно набрались сил — с выходом Pentium Pro, массовая архитектура стала стремительно приближаться к возможностям RISC-машины, будучи при этом хоть и дорогой по меркам рынка «персоналок», но значительно дешевле проприетарных рабочих станций.
Pentium Pro, как и дальнейший Xeon, был один на всех, а RISC был у почти у каждого свой. MIPS у Silicon Graphics, SPARC у Sun, Alpha у Digital, POWER и PowerPC у IBM, даже Intel имела свои планы на этот лакомый кусочек. Но успеха х86 ей повторить не удалось — i860, i960 и великое разочарование по имени Itanium имели лишь ограниченный рыночный успех.
В основной линейке Intel выпускала более сложные чипы с большей площадью ядра, но смогла сделать их дешевле за счет объемов производства, в то время как более компактные и простые RISC выпускались в сравнительно небольших объемах и стоили гораздо дороже. Intel могла вкладывать куда большие средства в разработку и совершенствование технологии, в результате частоты x86 процессоров стали стремительно расти, обогнав более архитектурно совершенных конкурентов.
Игроки рынка RISC-систем уже в конце 90-х переориентировались с рабочих станций на серверы, чем способствовал «бум доткомов», но после его краха и с продолжением экспансии Intel на серверный рынок вынуждены были покинуть и его к концу первого десятилетия нового века.
Чипопилка Паккард
Своя RISC-архитектура была и у Hewlett-Packard — PA-RISC (Precision Architecture). Именно для ее замены готовился Itanium. Из-за внутренней конкуренции с ней (и Itanium — некоторое время архитектуры развивались параллельно) было свернуто развитие пожалуй самой многообещающей архитектуры — Alpha.
PA-RISC процессоры появились во второй половине 80-х для использования в собственных разработках HP вместо собственных и сторонних CISC процессоров — Motorola 68k, HP FOCUS и нескольких унаследованных проприетарных архитектур. В их списке была и x86, но ее заменять на собственную не решились — настолько свое производство было не удешевить. Напомним, мейнстримом тогда был Intel 80286…
К началу 90-х, это была уже уважаемая линейка процессоров от уважаемой компании, применяемая в не менее уважаемой серии рабочих станций, серверов и миникомпьютеров — HP 9000. Уважаемые компании очень уважают цифры. Много цифр — чем больше, тем лучше. Поэтому наш сегодняшний герой из коллекции техники «Digital Vintage» в названии цифр содержит с избытком. Встречайте — HP 9000 712/60, одна из младших моделей Series 700 вышедшая в январе 1994 года. Наша машина одна из ранних, на всех микросхемах маркировка еще 1993 года.
Основа рабочей станции — процессор PA-7100LC с частотой 60 МГц (одновременно была представлена 80 версия). Напомним, до марта 1994 года самым быстрым процессором Intel был 66 МГц чип Pentium. Процессор HP также как и Pentium был суперскалярным, имел несколько упрощенный блок операций с плавающей запятой (FPU) и поддерживал мультмедийный SIMD-инструкции MAX-1.
Чип был предназначен для рабочих станций начального и среднего уровня и имел встроенный контроллер памяти FPM, поддерживающий до 2 Гбайт ОЗУ на процессор (чипсет Intel 430NX, предлагаемый к применению в рабочих станциях и серверах поддерживал вчетверо меньше). При этом процессор содержал втрое меньше транзисторов — 900 тысяч вместо 3.1 миллиона у Pentium и имел в полтора раза меньшую площадь ядра — 202 мм2 при том же 0.8 мкм техпроцессе.
Справедливости ради стоит отметить, что кэша было куда меньше — всего 1(!) Кбайт L1, предназначенный только для инструкций. Но предусматривался полноскоростной внешний L2 кэш объемом до 2 Мбайт, подключенный отдельной шиной, а не использующий системную, как у процессоров Intel вплоть до поколения Pentium Pro. В модели 712/60 кэша не так много — всего 96 Кбайт (32 для данных и 64 для инструкций), в старшей 712/80 суммарный объем составлял уже 384 Кбайт, но и стоила такая машина вдвое дороже — $8820 вместо $4400.
Объем памяти в этих машинах был ограничен 128 Мбайтами, минимальный объем составлял 16 Мбайт, но самой популярной версией была 64 Мбайт. Использовались «почти обычные» модули FPM SIMM, от обычных отличавшиеся поддержкой ECC. Причем более распространенные модули с Parity в машине не работают.
В представленном экземпляре — как раз такой объем, он более чем достаточен для работы серьезных приложений в HP-UX 9, с которой поставлялись эти машины, его хватит и для более новой HP-UX 10, равно как и для портированной на PA-RISC (и оптимизированной именно для Series 700) NeXTstep 3.3.
В комплект по умолчанию не входил ни жесткий диск ни какой-либо дисковод — HP предлагала загружать операционную систему по сети. Опционально можно было установить внутренний SCSI диск на 260 Мбайт, 525 Мбайт или 1 Гбайт. Были доступны к заказу внутренний 3.5” дисковод и внешние накопители с интерфейсом SCSI — жесткий диск, CD-ROM и DDS/DAT стример.
Не кормите этим черепашек!
Сама машина выполнена в формате «pizzabox» — очень тонкий и плоский Desktop. Высота корпуса всего 7 см, подразумевается установка его под монитор, но возможно и вертикальное расположение с опциональной подставкой (на похожую можно было установить и более поздние модели, например… Itanium-сервер Integrity RX2660). Формат этот был довольно популярен — в нем выпускались рабочие станции Sun, SGI, компьютеры Apple Macintosh.
Существовал также и еще более компактный и весьма оригинальный формат — lunchbox, такие компьютеры были сравнимы по габаритам с 5.25” устройством во внешнем боксе. Такие модели, например, была у Sun — рабочая станция, внешний CD-ROM и внешний стример собирались в своеобразный стек. Выглядела такая инсталляция крайне занятно.
Небольшие размеры pizzabox подразумевают скромные возможности расширения. Все необходимое интегрировано непосредственно на материнскую плату — видеоадаптер с 1 Мбайт видеопамяти, звуковая система. SCSI-контроллер NCR710 (Fast SCSI c 50-пиновыми внутренним и внешним разъемами) и 10 мбит/с сетевой адаптер Intel и вовсе лицензированы у разработчиков и интегрированы в чипсет LASI производства конечно же HP.
Сама плата небольшая — по размеру что-то между современными mini-ITX и MicroATX, чипы на ней располагаются с обеих сторон. Чипсет распаян снизу, что создает довольно необычное впечатление от очень просторной компоновки платы, установленной в корпусе. Помимо интегрированных компонентов на нее поместились два слота расширения проприетарного формата.
В один из них возможно установить второй видеоадаптер, дополнительный последовательный порт или сетевой адаптер. Другой выделен для установки платы Teleshare — интегрированного модемного решения для телефонии с поддержкой голосовой связи и работы с факсом. Также в присутствуют 4 слота для оперативной памяти и один слот для расширения видеопамяти, в него можно установить карточку с еще одним мегабайтом памяти (установлена в представленной системе).
Слева от платы расположен большой черный кожух блока питания. Вентилятор под ним обеспечивает охлаждение всех компонентов системы, для относительно холодного процессора не требуется даже отдельный воздуховод. Под кожухом находится и динамик для озвучивания системных событий.
В передней части корпуса расположено два пенопластовых бокса для накопителей. Установка приводов элементарна — снять пенопластовую крышку, положить привод в пенопластовое шасси и закрыть крышку. При установке крышки корпуса накопитель будет надежно зафиксирован, а все вибрации погасит мягкий пенопласт.
На задней панели размещены все порты для внешних устройств. Пара PS/2 разъемов — в этой серии HP отказалась от использования собственного интерфейса HIL (Human Interface Link). Последовательный и параллельный порт. Обычный VGA видеоразъем. Разъем внешних SCSI устройств. Пара сетевых разъемов — UTP и AUI для внешнего трансивера, одновременно можно использовать только один из них. И полный набор звуковых джеков — выход на наушники, линейный и микрофонный входы.
Основные операции с машиной не требуют использования инструмента — крышка корпуса фиксируется двумя защелками, материнская плата также использует защелки для своего крепления. Все дополнительные устройства фиксируются закрытием корпуса. Гениально и очень просто!
Не сверни с Unixway!
Принципами Unix здесь пропитано все! Любимый из них, судя по всему, у разработчиком системы был KISS — «не усложняй». Строгий и при этом очень привлекательный минималистичный дизайн корпуса. Единственная кнопка — кнопка включения, фиксирующая в включенном положении. Вот только, если ее нажать, не завершая работу ОС, машина корректно завершит работу и только после этого обесточит блок питания. Единственный индикатор — мигает пока управление не передано загрузчику ОС и постоянно горит после начала загрузки.
После включения машины первым делом запускается встроенная диагностика, экран которой выводится даже при наличии критических неисправностей, например отсутствия памяти. На экране при этом отмечается даже расположение сбойного устройства на плате. При сбое модуля памяти отмечается его положение, при отсутствии памяти вообще — выделяются все слоты памяти (этот алгоритм сохранился на экранах диагностики более поздних машин и попил немало крови при запуске Integrity RX2660).
Если все необходимые компоненты присутствуют и исправны, первым, что увидит пользователь будет стильный бут-скрин с логотипом HP и краткой информацией о системе. При возможности загрузки через несколько секунд начнется запуск операционной системы. Если в это время нажать Escape (или загрузочное устройство недоступно), машина откроет консоль настройки Firmware.
В отличии от SRM у Alpha и OpenBoot PROM у Sun, прошивка HP не имеет фирменного наименования. Как и у других RISC-машин, здесь не привычное пользователям PC меню настроек. Здесь удобная и лаконичная консоль.
Команд немного, в отличие от той же SRM, но все необходимое присутствует. Вывод информации о системе, установка пароля. настройка загрузочного устройства — можно указать адрес SCSI устройства или сервера сетевой загрузки. Уже поддерживается загрузка с CD-ROM (таким образом и выполнялась установка системы) или даже стримера. Здесь задается видеорежим — доступны разрешения с соотношением сторон 4:3 и 5:4 (для 1280х1024) и несколько вариантов частот.
Максимальное разрешение поддерживается с установленной платой расширения видеопамяти, иначе пределом будет 1024х768. Видеоадаптер «Artist» поддерживает только 8-битный цвет (256 цветов) вне зависимости от разрешения экрана. Выбранный видеорежим будет использоваться с момента включения машины — в том числе и для бут-скрина и консоли.
Если монитор не поддерживает выбранный видеорежим, возможно переключение его по хоткею до начала загрузки ОС. Что интересно — для этой рабочей станции уже предлагался ЖК-монитор: 12” цветной экран с активной матрицей и разрешением 1024х768!
Система загружается не очень быстро, по ощущениям до появления экрана логина проходит чуть меньше минуты. В консольном режиме, уже на этапе загрузки, внизу экрана отображаются восемь софт-кнопок соответствующие ряду кнопок F1 — F8 на клавиатуре. Ими можно переключать параметры отображения системы или вызывать различные функции и переключать настройки системы. Эта же особенность присуща части консольных приложений от HP, например клиенту почтовой системы.
Экран логина графической оболочки стилистически копирует бут-скрин, вплоть до размеров логотипа вендора. Вводим логин и пароль — получаем… синий экран! Не пугайтесь — это всего лишь внушительный список копирайтов компаний, чьи наработки используются в графической оболочке HP VUE (Visual User Environment).
Оболочка написана с использованием набора библиотек Motif и очень похожа на CDE. Это неспроста — HP принимала ключевое участие в разработке CDE и значительная часть ее идей перекочевала в новую «общую оболочку». Местами совпадают даже используемые значки!
Она проста, но при этом привлекательна и очень удобна. Док с кнопками запуска приложений и подменю в нижней части экрана. Небольшой набор элементов контроля — часы и календаря, индикатор загрузки процессора и индикатор занятости системы в виде светодиода. Ну и как же без логотипа Hewlett-Packard! Рядом с ним — кнопки блокировки экрана, вызова терминала и текстового редактора. Тут же и кнопка выхода. Полностью выключить систему можно через команду в терминале, но рекомендуется использовать кнопку на корпусе.
В оформлении витает дух восьмидесятых — пастельные тона схем оформления (на экране — кастомная схема на основании предпочтений автора), крупные шрифты и кнопки. Управление — интуитивно понятное. Непривычно лишь отсутствие значков на рабочем столе (туда, как в Windows 3.x лишь сворачиваются запущенные приложения), да относительная скудность настроек системы — большая их часть делается через текстовые файлы конфигов, а не в графическом интерфейсе. В значительной мере это решение удобно и оправдано.
Набор софта в комплекте с системой довольно скромен, но вполне достаточен для старта. В основном, это те или иные утилиты, основная из которых SAM — утилита настройки системы. Работает она довольно нестабильно, насколько мне известно она была полностью переработана в 10 версии HP-UX и проблема исчезла. Особого упоминания заслуживает шикарный и очень атмосферный калькулятор, напоминающий девайсы того же HP. Есть также клиент для почтовой системы, поставляемой вендором.
Остается только приобрести и установить приложение, которое станет основным для рабочей станции, например 3D-пакет HP PowerShade. Да, эта машина поддерживает работу не только с 2D, но и с 3D графикой — за это отвечает библиотека PEX, утилита для ее тестирования устанавливается с ОС. Это, конечно, не современное 3D с текстурами высокого разрешения и фотореалистичной визуализацией.
В те времена трехмерная графика использовалась в основном для проектирования и часто даже не подразумевала наложение текстур. Здесь оно уже есть, но посмотрите как скромно выглядит демонстрационная программа!
Kiss, HP!
Как бы сильно не старались разработчики HP следовать своему любимому принципу, получалось у них не всегда. В этот раз куда больше приключений доставила не реставрация, а отладка машины! Внешне машина была в отличном состоянии уже на момент поступления, лишь немного заляпанная — отмывку уже поставил на поток мой верный помощник Александр (обычно помощника эксцентричного исследователя зовут Игорь, у меня есть и такой помощник!).
По аппаратной части проблем был минимум — из запаса пришлось извлечь полугиговый жесткий диск (так уж вышло, он от старого Macintosh) и шлейф для него. Битым оказался один из модулей памяти, но тут снова выручил коллега Алексей из VintageServerRoom, у него в запасах нашлась идентичная планка. Итого 60 МГц, 64 Мбайт ОЗУ и 500 Мбайт жесткий диск — недурно для 1994 года!
Занятным приключением стало определение жесткого диска — прошивка ни в какую не желала общаться ни с ним, ни с оптическим приводом. Курьез — в моем экземпляре пластиковая рамка SCSI-коннектора была установлена задом наперед, пришлось срезать ключ с коннектора шлейфа, тогда все заработало. И это не намеренное ограничение HP, на других экземплярах коннектор выполнен нормально.
А вот с настройкой ОС пришлось повозиться. Собственно установка прошла штатно. Машина загрузилась с установочного диска, за несколько минут развернулась базовая система. После этого компьютер перезагрузился, попросил диск с основной частью ОС, меньше чем за полчаса все наборы ПО (filesets) установились и машина была готова к работе. Тут-то и начались настоящие приключения!
Наверное, если бы мне удалось найти мануал, было бы проще, а так пришлось многое делать по аналогии с более знакомыми мне Linux и Tru64 Unix. С некоторыми вопросами помогло гугление, а в чем-то пришлось довериться интуиции. Первой проблемой оказалось отличие номеров runlevel в HP-UX. Графический режим не привычный пятый, а внезапно четвертый. Основной консольный — 2, а третий отличается от него включенной службой сервера NFS.
Следующим «приколом» оказался сброс настроек сети после пары перезагрузок. Причину искал полдня! Оказалось, система берет IP адрес из файла /etc/hosts, сопоставляя записи с hostname. А я первым делом прописывал имя машины для 127.0.0.1 — старая привычка (вероятно, не самая полезная). Убрал, попутно поправил скрипт запуска сети чтобы он брал настройки из src.sh — где задаются другие настройки, в том числе и hostname.
После запуска сети стало понятно, что привычка прописывать имя хоста для 127.0.0.1 в данном случае совершенно бесполезна. HP-UX не умеет использовать несколько источников информации о хостах — покуда недоступна сеть, используется /etc/hosts, как только запущена сеть, если прописан адрес DNS-сервера — используется только он и мы теряем localhost. Поддержка nsswitch, устраняющая эту проблему появляется только с последними патчами для HP-UX 9.0, которых найти мне пока не удалось.
С этим связана еще одна особенность — если машина не может обратиться к себе по имени, отваливается внутренняя очередь сообщений и до восстановления коннекта в графическом режиме будет доступен только fail-safe режим. Так что не забудьте прописать машину с HP-UX в локальном DNS и получайте свою дозу Unix-ностальгии!
Заключение
Другой мир это всегда мир, куда сложно попасть. Рабочие станции всегда были довольно дороги, что раньше, что в наши дни, но сегодняшние прайсы производителей уже не пытаются напугать вас так сильно, как прежде. Пять тысяч долларов? Бюджетное решение! Пятнадцать (712/100 без жесткого диска) — это мы еще не добрались до среднего уровня. Но такие машины приобретались для выполнения конкретных задач и возможности, и надежность этих машин оправдывали вложенные средства.
С точки зрения коллекционера — это очень сложная техника в плане поиска самих машин и тем более запчастей для них. Небольшие объемы выпуска — это полбеды, техника очень надежная и, как правило, эксплуатировалась весьма бережно. Основная проблема — крайне малые объемы поставок, в начале девяностых и IBM PC считался роскошью и только к середине десятилетия крупные компании смогли позволить себе окунуться в мир Unix-систем.
Вот только если отработавшие свое «персоналки» часто отправлялись доживать свой век к сотрудникам компаний и дошли до нас в сравнительно большом числе, то корпоративная техника работает до списания куда дольше, а дома пользы приносила крайне мало и так, а к моменту списания и вовсе превращалась скорее в занятную диковинку.
Но все эти сложности только увеличивают интерес к редким компьютерам и делают их более ценными для увлеченных энтузиастов. Пора констатировать факт — ваш покорный слуга «заболел» миром Unix-станций, а значит этот обзор — не последний и количество таких систем в коллекции «Digital Vintage» будет только увеличиваться.
До новых встреч!
