Futurebus - Futurebus
Futurebus nebo IEEE 896 je standard počítačové sběrnice , který má nahradit všechna připojení místní sběrnice v počítači, včetně CPU , paměti , zásuvných karet a dokonce do jisté míry i LAN spojení mezi stroji. Úsilí začalo v roce 1979 a nebylo dokončeno až do roku 1987 a poté se okamžitě dostalo do redesignu, který trval až do roku 1994. V tomto okamžiku chybělo zavedení čipové sady založené na standardu na vedoucí pozici v oboru. Zaznamenala jen malé využití v reálném světě, ačkoli vlastní implementace se i nadále navrhují a používají v celém průmyslu.
Dějiny
Na konci 70. let byl VMEbus rychlejší než do něj zapojené součásti. Bylo celkem rozumné připojit CPU a RAM k VME na samostatných kartách, aby se vytvořil počítač. Jak se však rychlost CPU a RAM rychle zvyšovala, byla VME rychle ohromena. Zvýšení rychlosti VME nebylo snadné, protože všechny zapojené součásti by musely být schopny podporovat i tyto vyšší rychlosti.
Futurebus se snažil tyto problémy vyřešit a vytvořit nástupce systémů jako VMEbus se systémem, který by mohl růst rychlostí bez ovlivnění stávajících zařízení. Za tímto účelem byla primární technologie Futurebusu postavena pomocí asynchronních spojů, což umožňuje zařízením zapojeným do ní mluvit jakoukoli rychlostí, jakou si přejí. Dalším problémem, který bylo třeba řešit, byla schopnost mít v systému několik karet jako „master“, což umožnilo Futurebus stavět víceprocesorové stroje. To vyžadovalo nějakou formu „distribuované arbitráže“, která by umožnila různým kartám získat přístup na sběrnici v jakémkoli bodě, na rozdíl od VME, která vložila jednoho pána do slotu 0 s celkovou kontrolou. Aby měl Futurebus jasnou výhodu v oblasti výkonu, byl navržen tak, aby měl v budoucnu výkon potřebný deset let.
Typické standardy IEEE začínají vytvořením zařízení společností a jejím odesláním do IEEE za účelem standardizace. V případě Futurebusu to bylo obráceno, celý systém byl navržen během úsilí o standardizaci. To se ukázalo jako jeho pád. Jak společnosti se přišlo podívat Futurebus jako v systému, všichni připojili. Brzy setkání normy měly stovky lidí navštěvuje, všechny z nich požadují, aby jejich specifické potřeby a chce být zahrnuty. Jak rostla složitost, proces standardů se zpomalil. Nakonec trvalo dlouhých osm let, než byla konečně dohodnuta specifikace v roce 1987. Tektronix vyrobil několik pracovních stanic založených na Futurebusu. Společnost American Logic Machines (ALM) pokračuje v budování hybridních řešení Futurebus typu end-to-end, včetně VME-to-Futurebus + a dalších technologií mostů Bus-to-Futurebus.
To bylo právě včas pro americké námořnictvo, které hledalo nový vysokorychlostní systém pro projekt Next Generation Computer Resources (NGCR) pro předávání sonarových dat ve svých nově navržených ponorkách třídy Seawolf a řekli, že standardizují na Futurebus, pokud by bylo provedeno jen několik dalších změn. Vzhledem k potenciálnímu masivnímu nákupu vlády začalo úsilí o přidávání okamžitě na Futurebus + . Trvalo další čtyři roky, než byl standard Futurebus + vydán, a tentokrát se v oboru ujala vedení vlastní varianta Futurebus.
Všichni navrhovatelé Futurebus + měli představu o tom, co by Futurebus + měl být. To se zvrhlo v „profily“, různé verze Futurebus + zaměřené na konkrétní trh. U desek, které vyhovovaly jednomu profilu Futurebus +, nebylo zaručeno, že budou pracovat s deskami postavenými do jiného profilu. Politika vývoje standardů Futurebus + se natolik zkomplikovala, že se výbor IEEE 896 oddělil od Výboru pro standardy IEEE pro mikropočítače a vytvořil Výbor pro standardy IEEE Bus Architecture (BASC).
Nakonec se pokusilo o velmi malé použití Futurebusu. Desetiletí trvající výkonnostní mezera, kterou systém dal, se v procesu desetiletého standardu odpařila a konvenční místní sběrnicové systémy, jako je PCI, byly výkonově blízké. Mezitím se ekosystém VME vyvinul do takové míry, že je používán i dnes, v dalším desetiletí. Vlastní implementace technologie Futurebus se v současné době používají jako technologie backplane pro špičkové síťové aplikace, směrovače podnikové třídy, vysoce výkonné blade servery a aplikace s vysokým obsahem poptávky, jako je video na vyžádání.
Úsilí Futurebus fungovalo jako katalyzátor pro jednodušší sériové technologie. Skupina se poté zorganizovala a vytvořila systém zaměřený přímo na tuto potřebu, což nakonec vedlo k Scalable Coherent Interface (SCI). Mezitím se další člen rozhodl jednoduše znovu vytvořit celý koncept na mnohem jednodušším základě, což vyústilo v QuickRing . Kvůli jednoduchosti těchto standardů byly oba standardy dokončeny před Futurebus +. Futurebus + předběhl svou dobu v 80. letech. VME a další standardy paralelních sběrnic se stále snaží přizpůsobit koncepty implementované ve Futurebus, zejména ve vysoce výkonných aplikacích.
Futurebus byl zdrojem některých původních prací o koherenci mezipaměti , živém vkládání desek a lichoběžníkových transceiverech. Trapézové vysílače a přijímače mají řízenou dobu životnosti a podstatně zjednodušují design backplane a bus. Původní lichoběžníkové vysílače a přijímače byly vyrobeny společností National Semiconductor . Novější vysílače a přijímače Futurebus +, které splňují standard IEEE Std 1194.1-1991 Backplane Transceiver Logic (BTL), stále vyrábí společnost Texas Instruments . Futurebus + byl použit jako I / O sběrnice v systémech DEC 4000 AXP a DEC 10 000 AXP . V operačním systému OpenVMS jsou desky Futurebus + FDDI stále podporovány . Vlastní čipy Futurebus + podporují pokročilé symetrické a asymetrické verze operačních systémů typu Unix podporované společnostmi, jako jsou American Logic Machines .
Mnoho technických funkcí (asynchronní datová sběrnice, arbitráž distribuované sběrnice, velká velikost desky) jsou sdíleny s FASTBUS standardem IEEE . FASTBUS byl používán jako systém sběru dat v mnoha experimentech fyziky vysokých energií v 80. a 90. letech.
Popis
Futurebus je popsán pouze v několika standardech IEEE :
- 896.1-1987 Specifikace IEEE standardního sběrnice sběrnice pro víceprocesorové architektury: Futurebus
- 1101-1987 Standard IEEE pro specifikace specifických mechanických jader pro mikropočítače pomocí konektorů IEC 603-2
Systémy Futurebus byly implementovány pomocí mechaniky 9Ux280 Eurocard pomocí 96kolíkových DIN konektorů, což mělo za následek propojovací linku, která podporovala šířku 16 a 32 bitové sběrnice.
Abyste porozuměli Futurebus +, musíte si přečíst mnoho standardů IEEE :
- 896.1-1991 IEEE Standard pro Futurebus + - Specifikace logického protokolu
- 896.2-1991 Specifikace IEEE standardního sběrnice sběrnice pro víceprocesorové architektury: Futurebus +
- 896.3-1993 IEEE doporučený postup pro Futurebus +
- 896.4-1993 IEEE Standard for Conformance Test Requirements for Futurebus +
- 896.5-1993 IEEE Standard pro Futurebus +, profil M (vojenské)
- 896.6 Futurebus + telekomunikační systémy, profil T (telekomunikace)
- 896.7 Propojení mezi systémy Futurebus +
- 896.8 Malý modul rozšiřitelnosti počítače pro systémy Futurebus +, profil D (desktop)
- 896.9-1994 Rozšíření architektury Futurebus + odolná proti chybám
- 896.10-1997 Standard pro Futurebus + kosmické systémy - profil S
- Standard 896.11 pro odkazy IEEE 1355 na konektoru propojovacího modulu Futurebus +
- 896.12 Standard pro klasifikaci tolerance chyb počítačových systémů
- 1194.1-1991 IEEE Standard pro elektrické vlastnosti obvodů rozhraní backplane transceiver logic (BTL)
- Standard 1301 Standard for Metric Equipment Practice for Microcomputers - Koordinační dokument
- 1301.1-1991 IEEE Standard for a Metric Equipment Practice for Microcomputers — Convection-Cooled with 2 mm Connectors
- 1156.1 Standardní mikroprocesorové specifikace prostředí pro počítačové moduly
- 2 mm dvoudílné konektory EIA IS-64 (1991) pro použití s deskami s plošnými spoji a základními deskami
896.2 obsahuje tři profily pro cílové trhy, A pro obecné systémy, B pro I / O sběrnici a F pro Futurebus + budou všechny možnosti, díky nimž bude rychlý. Profil A byl sponzorován komunitou VMEbus . Profil B byl sponzorován společností Digital Equipment Corporation a implementován do systémů VAX a Alpha jako I / O sběrnice. Profil F sponzoroval John Theus, když pracoval ve společnosti Tektronix, a byl určen pro špičkové pracovní stanice.
Futurebus + podporuje šířky sběrnice od 32 do 256 bitů. Je možné postavit desku, která podporuje všechny tyto šířky sběrnice a bude spolupracovat s deskami, které podporují pouze podmnožinu. Transakce rozdělené sběrnice jsou podporovány, takže pomalá odezva na čtení nebo zápis nebude spojovat sběrnici základní desky. Soudržnost mezipaměti, implementovaná pomocí protokolů MESI , byla velmi komplikovaná, ale výrazně zlepšila výkon. Futurebus + byl jedním z prvních otevřených standardů na podporu Live Insertion, který umožňoval výměnu desek za běhu systému.
Desky Futurebus + jsou metrické velikosti 12SUx12SU definované ve standardech IEEE 1301.
Jednou z nejelegantnějších vlastností designu Futurebus je jeho arbitrážní mechanismus distribuované sběrnice. Další informace najdete v patentu USA číslo 5060139. Nakonec to bylo nahrazeno centrálním arbitrem.
Viz také
- InfiniBand
- QuickRing
- SCI
- Topologie sběrnice
- Příručka Futurebus +, John Theus, VITA
- Příručka Futurebus + pro digitální systémy, Digital Equipment Corporation
- FASTBUS