Ретроклокинг: «Проект36» – обгоняя время или мультипроцессорная революция 20 лет назад

Оглавление

Вступление

В рамках данного проекта у вас будет уникальная возможность узнать о мини-мэйнфрейме по цене Ferrari, обладающим колоссальной мощью по меркам 1997 года, а также о тонкостях установки более современной операционной системы Windows и других интересных подробностях. Скорее всего, некоторым читателям что-то уже скажет громкое название суперсервера ALR Revolution 6x6, о нем и пойдет речь в новой статье.

Лаборатория продолжает цикл статей о «Ретроклокинге», но в этот раз вместо обычного материала стартует целый проект по сбору, настройке и запуску уникальной системы, состоящей из шести процессоров Intel Pentium Pro с частотой 200 МГц в исполнении Socket 8. Вас ждет и знакомство с теми трудностями, с которыми пришлось столкнуться при реализации всего задуманного.

Данный проект растянулся во времени более чем на полгода и для его реализации мне пришлось нехотя расстаться со многими уникальными и ключевыми экспонатами своей коллекции: процессорами, материнскими платами и видеокартами, которые успели побывать в прошлых выпусках «Ретроклокинга» и которые я, возможно, уже не увижу вновь, и все это ради одного многопроцессорного монстра, которому в этому году исполнился 21 год.

500x385  72 KB. Big one: 693x537  205 KB





В одиночку воплотить все задуманное мне было бы попросту нереально, без помощи моих товарищей из России, США и Великобритании данный «Проект» остался бы проектом на бумаге, но их неоценимая помощь позволила сбыться задуманному…

И почти сорок килограммов чистого веса проделали путь длиною более чем 11 тысяч километров за три захода. Итого суммарное расстояние, в результате которого все части собрались воедино, составило 30 тысяч километров (для справки: окружность Земли составляет 40 тыс. км), так что данный труд отчасти и их заслуга, за что я им безмерно благодарен.

500x642  68 KB. Big one: 1090x1400  245 KB

Перед тем, как приступить к начальной части проекта, расскажу, что пытаясь разобраться в теме «мэйнфреймов и суперкомпьютеров», понял одно – собрать пусть и «мини» мэйнфрейм дома, как это сделал Коннор Крукоски (Connor Krukosky) вполне реально, а вот еще и разогнать его было бы интереснее.

450x600  62 KB

При изучении вычислительных супермашин такого рода было решено остановиться на системах, состоящих из процессоров Pentium Pro, так как установив Windows-совместимые приложения и бенчмарки, можно было бы посмотреть, насколько производительность ушла вперед за десятилетия.





В идеале, конечно, хорошо бы было обзавестись Intel ASCI Red, но я начал с его мини-версии.

Процессоры Intel Pentium Pro

Основу любых компьютеров составляют центральные процессоры. Процессоры Intel Pentium Pro были представлены публике в 1995 году. В это время существовали и обычные «Пентиумы» без приставки Pro, но данный префикс в наименовании модели говорил о том, что данные процессоры позиционируются в первую очередь как решения для серверов и рабочих станций.

Главное отличие Pentium Pro от обычных десктопных собратьев заключалось в наличии кэш-памяти второго уровня (L2), которая работала на частоте ядра процессора, что позволяло значительно увеличить общую производительность.

500x264  37 KB. Big one: 1400x739  252 KB

Встреча конкурирующих решений HEDT CPU спустя 21 год в масштабе 32:1.

У разных моделей процессоров объем L2 кэша был разным, от 256 Кб до 1 Мб. Кэш память первого уровня у обыкновенного Pentium и Pentium Pro на фоне таких больших цифр объема L2 кэша казалась миниатюрной и составляла всего каких-то 16 Кб, из которых 8 Кб предназначалось для данных и столько же 8 Кб для инструкций.

Напомню, что у последующих Intel Pentium-II кэш-память второго уровня работала на половине частоты ядра процессора.





500x535  64 KB. Big one: 620x664  177 KB

Модели с частотой 150 МГц производилась с применением норм 500 нм техпроцесса (BiCMOS), от 166 и до 200 МГц уже c применением более тонкого 350 нм техпроцесса.

Количество транзисторов у Pentium Pro составляло 5.5 млн. шт. для самого процессорного ядра и целых 15.5 – 31 миллионов приходилось на кэш-память второго уровня, в зависимости от ее объема и модели процессора соответственно. Сама кэш-память второго уровня располагалась на отдельном кристалле рядом с ядром CPU.

Процессор имел свободный множитель и частоту системной шины в зависимости от модели 60 либо 66 МГц. Разгон процессора всецело упирался в разгон кэш-памяти второго уровня, именно она являлась сдерживающим фактором.

500x427  75 KB. Big one: 1265x1080  486 KB
Справа ядро CPU, слева L2 кэш.

И в более увеличенном виде:





500x270  49 KB. Big one: 1440x779  383 KB

Разгон и тогда был лотереей, поэтому он зависел от удачности самого экземпляра CPU. Так как процессор имел свободный множитель, значит комфортный и классический разгон был возможен без каких-либо ухищрений, нужно было просто переставить джамперы на материнской плате в соответствии с «мануалом».

Частота FSB также задавалась комбинацией джамперов, и несмотря на ограничение (по спецификации потолок системной шины равнялся 66 МГц), отдельные материнские платы имели недокументированные возможности дальнейшего увеличения FSB вплоть до 75 МГц. Разгонять такого рода системы даже сейчас одно удовольствие.

500x416  64 KB

Архитектура Pentium Pro была рассчитана на однопроцессорные и многопроцессорные системы, интерфейс системной шины обеспечивал объединение до четырех процессоров на одной шине с помощью внутренних схем арбитража в симметричную мультипроцессорную систему (SMP).

Но так как архитектура была достаточно гибкой, то отдельные крупные производители серверов выходили за рамки спецификаций чипмейкера и создавали настоящие технологические шедевры с шестью и более центральными процессорами.

500x423  62 KB

Пример двухпроцессорной платы.

Процессоры Pentium Pro были очень хорошо оптимизированы для параллелизации выполнения команд. Они имели несколько декодеров, позволяющих преобразовать входные команды в микрооперации и буферизовать их. Далее эти микрооперации анализировались и их последовательность изменялась для оптимизации параллельного выполнения команд.

Иными словами, внутри процессора инструкции могли исполняться не в том порядке, который предполагает программный код, а в динамическом, что давало солидный прирост производительности на уровне использования самой архитектуры CPU, а не только тактовой частоты ядра CPU.

Немаловажным аспектом являлась стоимость процессоров, лучше всего на этот вопрос ответит следующий скриншот из 1995 года:

500x317  67 KB

Младшая модель в 1995 году стартовала с отметки $974, а за Pentium Pro c 512 Кб L2 и частотою 200 МГц пришлось бы заплатить почти две тысячи долларов. Но в прайс-листе конца 1995 года естественно не хватает самого быстрого представителя с одним мегабайтом кэш-памяти второго уровня с частотой 200 МГц, который имел полностью черный цвет и был представлен спустя два года после выпуска первых моделей.

500x393  50 KB. Big one: 620x487  128 KB

Такой «черный» Pentium Pro был представлен 18 августа 1997 года и продавался по цене $2675. (Для справки, двумя месяцами ранее в июне 1997 года только что выпущенный топовый Pentium MMX 233 МГц стоил $594 в партиях от 1000 штук.)

TDP самого быстрого из Pentium Pro был равен 47 Вт, что было достаточно много для процессоров того времени. Обыкновенный Pentium (не MMX) с частотой 200 МГц потреблял лишь 15.5 Вт. Как можно понять практически вся мощность Pentium Pro приходилась на кэш-память второго уровня.

Для сравнения уровня цен на PC тех лет, фото двух различных платформ Dell:

500x498  71 KB

Несколькими месяцами позже, в августе 1997 года в связи с выходом Pentium-II, Pentium MMX 233 подешевел до $386.

Основой Socket8 материнских плат на начальном этапе являлся чипсет Intel 450GX "Orion" и 450KX "Mars". Префикс «GX» говорил о принадлежности к линейке «старших» моделей материнских плат с количеством процессоров равным четырем и более, «KX» предназначался для рабочий станций с одним или двумя CPU.

Чипсет получился большим во всех смыслах этого слова, он состоял из четырех отдельных микросхем достаточно большого размера, по этой отличительной черте его можно отличить от последующего набора системной логики для Socket8.

500x349  74 KB. Big one: 1200x837  366 KB
Набор микросхем Intel 450GX.

Позднее появился следующий более прогрессивный набор системной логики - Intel 440FX "Natoma", поддерживающий более скоростной стандарт оперативной памяти - EDO, в отличие от Intel 450GX, который работал лишь с памятью стандарта FPM (Fast Page Mode). Intel 440FX был призван заменить собою чипсет Intel 450KX, а для Intel 450GX замены выпущено не было. Стоимость набора системной логики Intel 450GX для производителей материнских плат была установлена в размере $291, 450KX обходился дешевле – $209.

1997 год, можно сказать, был переломным в плане использования оперативной памяти различных видов и типов. В системы на базе чипсета Intel 450GX "Orion" устанавливалась память стандарта FPM как в форм-факторе simm 72 pin, так и в dimm 168 pin. Стоила в те годы память недешево, впрочем, и сейчас явно не лучшие для нее времена.

500x294  66 KB. Big one: 1071x630  222 KB

За 64 Мб оперативной памяти в отживающим свое исполнении simm 72 pin в середине 1997 году просили в среднем $350, в современном в то время dimm 168 pin исполнении те же 64 Мб стоили столько же или чуть дороже $350.

За 128 Мб одной планкой пришлось бы отдать уже $1000-1200. А вот только что появившаяся SDRAM стоила еще дороже, за 64 Мб просили уже $400. И это что касается обычной не серверной памяти.

500x339  60 KB. Big one: 867x587  185 KB

Для рабочих станций и серверов память с коррекцией ошибок стоила как почти новый ПК. Для примера 128 МБ модуль памяти стандарта EDO с ECC стоил $1500 и выше, приобретая 256 Мб модуль памяти с аналогичными характеристиками приходилось расстаться с суммой порядка $3500.

500x125  41 KB. Big one: 1000x249  118 KB
«Трехэтажный» модуль памяти стандарта FPM объемом 256 Мбайт.

Но как гласит историческая наука – все возвращается на круги своя. В сегодняшних реалиях 128 Гб оперативной памяти стандарта DDR4 одной планкой стоит практически столько же: от 1500 до 2900 долларов в зависимости от скоростных характеристик.

За $600-700 можно купить 64 Гб, а за $300-350 32 Гб оперативной памяти одной планкой. Как видим, паритет сохранен, а ведь прошло чуть больше 20 лет.

500x265  48 KB

500x347  46 KB. Big one: 1100x763  132 KB
Модуль памяти объемом 128 Гбайт стандарта DDR4.

Охватив основные характеристики мультипроцессорных платформ: процессоры, память, чипсеты, мы плавно подошли к самим супер-серверам того времени.

Advanced Logic Research и ALR Revolution 6X6

Производительности никогда не бывает много и Калифорнийская компания Advanced Logic Research Inc. (ALR), которая с 80-х годов прошлого века занималась разработкой высокопроизводительных систем решила нарушить устоявшийся порядок и выпустить систему на базе шести процессоров Intel Pentium Pro, тем самым обойти ограничения спецификаций самой Intel, которые позволяли выпускать только четырехпроцессорные конфигурации.

Основным заказчиком и соразработчиком выступила еще одна очень крупная американская компания Unisys Corp., которая имела огромный опыт разработки мэйнфреймов и соперничала на этом поле с IBM. В результате совместного труда в середине 1997 года и появился «революционный» высокопроизводительный сервер с получивший название ALR Revolution 6X6, который был быстрее четырехпроцессорных серверов, представленных тогда на рынке, в различных задачах вплоть до 43%.

450x675  64 KB. Big one: 668x1002  252 KB

Впоследствии Unisys используя разработанную аппаратную платформу ALR представила свой суперсервер Unisys Aquanta HS6, который был как две капли воды похож на ALR Revolution 6X6. Успех ALR Revolution 6X6 был очень большим, и так получилось, что спустя всего лишь пару месяцев еще один крупный игрок американского компьютерного рынка компания Gateway 2000 Inc. летом 1997 года приобретает Advanced Logic Research за 194 млн. долларов.

Естественно, третий клон ALR Revolution 6X6 появился в прайс листе Gateway под названием Gateway 2000 NS9000. Вот так одна уникальная разработка трижды покорила рынок.

450x754  50 KB. Big one: 799x1338  223 KB

Если обратиться к документу «Microsoft SQL Server Scalability: A White Paper from the Desktop and Business Systems Division Revised December 1997» то можно увидеть на 11-й странице интересные цифры:

500x339  67 KB

Эти цифры касаются производительности в SMP-тесте Microsoft SQL Server в сравнении с сопоставимыми результатами других поставщиков баз данных и аппаратных платформ. Данный тест показывает, что Windows NT Server Enterprise Edition и Microsoft SQL Server 6.5 масштабируется до огромной пропускной способности, обеспечивая поддержку 12 000 пользователей, обращающихся к базе данных объемом 1.2 терабайта. Это показывает, что SQL Server и NT на 8-way SMP имеют производительность, сопоставимую с 8-way UNIX системами DB2 и Informix, но решение Microsoft в два-три раза дешевле. Oracle достигает впечатляющей производительности, но для этого требуется 24 процессора и затраты в 3.3 миллиона долларов.

Цифры немаленькие и говорят о том, что ALR Revolution 6X6 способен удовлетворить запросы 13 тысяч пользователей при стоимости всей клиент-серверной инфраструктуры почти в 460 тысяч долларов. Я не зря в начале статьи указал стоимость оперативной памяти и процессоров, а еще в сухом остатке остается дисковая подсистема, RAID контроллеры, система питания сервера, лицензионное программное обеспечение и остальные компоненты, которые, впрочем, на итоговую пятизначную сумму особо-то и не влияют.

Если покопаться в интернете, то можно найти прайс-листы тех лет. Вот, например, стоимость четырехпроцессорного сервера Compaq:

349x573  71 KB

Итого 44 тысячи долларов за четырехпроцессорную конфигурацию. Но цены на HDD еще интереснее.

500x417  100 KB. Big one: 941x785  262 KB

Наиболее емкий 9 Гб и самый дорогой SCSI HDD Seagate стоил в то время 2 тысячи долларов. Да вот такой «малыш» внутри имел целых 10 пластин, так что стоимость вполне оправдана.

500x480  50 KB. Big one: 1000x959  238 KB

Вопрос сколько их можно было поставить в ALR Revolution 6X6? Ответ много и даже очень много. Если учесть, что на плате имеется 8 PCI слотов, куда можно было установить столько же SCSI RAID контроллеров и еще один дискретный SCSI и один такой же IDE контроллер, то общее количество дисков могло быть от 56 до 120 шт. не беря в расчет встроенные контроллеры. Итого, получаются цифры от 504 Гб до сумасшедшего 1 Тбайта дискового пространства и это, напомню - 1997 год.

Конечно, обычной организации, не говоря уже о суперсостоятельном пользователе такая система не была по карману, проще было купить Ferrari и наслаждаться скоростью, пусть и другого формата. Спустя 21 год такая система с точки зрения производительности уже ничего не представляет, современный мобильный телефон в разы ее быстрее, но приобрести такую систему сейчас очень сложно, хотя бы из-за ее весовых и габаритных характеристик, но об этом ниже.

Возникает вопрос как столько HDD, которые физически не поместятся в просторный корпус ALR Revolution 6X6, будут работать? Ответ я нашел в одном документе Unisys Corporation «TPC Benchmark Full Disclosure Report Unisys Corporation Open Business Systems Aquanta HS/6 Server (4P) using Microsoft NT Server 4.0 Enterprise Edition and Microsoft SQL Server 6.5 Enterprise Edition Second Edition December 19th 1997», вот фото одной из 186 страниц, наглядно объясняющих суть.

500x359  38 KB. Big one: 742x527  66 KB

На фото видно, что нагрузочные испытания базы данных Microsoft SQL Server 6.5 происходили на чудовищном объеме дисковой стойки тех лет - 760 Гб, куда обращались 9200 клиентов. Стоимость такой стойки отдельно была на уровне $200 000. В данном отчете фигурирует стоимость и самого сервера производителя, а также стоимость комплектующих сторонних компаний. Но вначале спецификация от производителя:

450x607  74 KB. Big one: 913x1232  399 KB
Нажмите для увеличения.

А теперь переходим непосредственно к стоимости сервера и его комплектующих.

450x611  89 KB. Big one: 633x859  190 KB

В левом верхнем углу красуется сумасшедшая стоимость сервера и всех прилагаемой инфраструктуры – более 400 тысяч долларов. При этом сам сервер оснащен по максимуму: 6 процессоров Pentium Pro c частотой 200 МГц и кэш-памятью второго уровня 1 Мб, 4 Гб оперативной памяти, 7 рейд контроллеров и дисковый массив объемом 860 Гб. Не указана система питания, но, как правило, в такой конфигурации стояли четыре блока питания по 350 Вт каждый, пара из которых была резервными.

Ниже стоимость отдельных комплектующих:

500x351  70 KB. Big one: 695x488  196 KB

Сам сервер в такой конфигурации стоил 275 тысяч долларов, из которых 24 тысячи приходилось на платы расширения для процессоров и сами 6 процессоров. 4 Гб оперативной памяти стандарта FPM, состоящей из 16 модулей объемом 256 Мб каждый стоили $32 000, 7 рэйд контроллеров стоили $12 000 и так далее.

И вот такой суперсервер мне посчастливилось протестировать. Наверное, если сложить стоимость всего протестированного overclockers.ru железа за год, то возможно и получится выйти на сумму, равную стоимости героя сегодняшней статьи. Но были также сервера с центральными процессорами Intel Pentium Pro, которые были еще мощнее упомянутых выше трех представителей платформы ALR Revolution 6X6. Я назову лишь несколько примеров.

Data General AViiON AV 8600 данный сервер содержал 8 процессоров Pentium Pro, общая стоимость всей системы составляла 897 290 долларов США, из которых 548 тысяч приходилось на сам сервер. Он также оснащался 4 Гб оперативной памяти и мог обслуживать одновременно 13 тысяч клиентов. Еще одним примером может стать NCR WorldMark 4300 OctaScale, который также обладал 8-ю процессорами Pentium Pro. Размер и вес этих двух 8-ми процессорных монстров был почти в 2 раза больше чем у ALR Revolution 6X6, который имел следующие габариты: высота - 68 см, ширина – 32 см, глубина – 58 см, масса – от 52 кг.

500x403  47 KB. Big one: 1200x966  223 KB
Gateway 2000 NS9000 в кругу друзей.

Еще одним другом можно зазвать Unisys Aqanta XR/6 который состоял из 12-ти процессоров Intel Pentium Pro, но тут уже совсем другие габариты и стоимость, измеряемая шестизначными числами. Характеристики и внешний вид Unisys Aqanta XR/6 можно увидеть ниже на фото:

450x656  100 KB. Big one: 602x877  237 KB

Вес данного сервера начинался с отметки 297 кг, высота - 177.3 см, ширина - 54.6 см и глубина - 92.2 см. Такой сервер дома уже не поставишь, хотя нет ничего невозможно, может быть после прочтения этой статьи кто-то да и решится на подобный шаг =) Да, еще исследуя просторы интернета, я набрел на интересное фото 4-х процессорного сервера от IBM, на фоне его дети кажутся еще меньше, чем есть на самом деле, чтобы это увидеть можно перейти по ссылке.

Software или выбор операционной системы

ALR Revolution 6X6 и его братья близнецы могли работать под управлением следующих операционных систем: Microsoft Windows NT Server 4.0 Enterprise, Microsoft Windows 2000 Advanced/Datacenter Server, OS/2 Warp Server Advanced SMP от IBM, Unix от Santa Cruz Operation (SCO) и NetWare 6 от Novell. Из всего перечисленного под мои задачи, а это сравнение производительности в бенчмарках и тестовых программах, которые на 95% выпускались под операционные системы производства Microsoft, подходила только Windows 2000 Advanced Server. Windows NT Server 4.0 я даже не пытался устанавливать ввиду ее возраста и еще большей ограниченностью в плане совместимости используемого программного обеспечения в сравнении с Windows 2000 Advanced Server.

Если у кого-то возникнет вопрос, а почему не просто Windows 2000 Professional с последним сервиспаком либо обычный Microsoft Windows 2000 Server? Ответ кроется в поддержке SMP или ограничениями многопроцессорных конфигураций определенной версией ОС.

479x360  53 KB

Как видите, Windows 2000 Server поддерживает всего два физических процессора, впрочем, как и Windows 2000 Professional. А вот версия Advanced Server поддерживает уже восемь физических процессоров (не путать с логическими), что как раз мне и подходит. Эту версию я первым делом и установил на свой сервер. Каких-либо трудностей с установкой не возникло.

500x375  48 KB. Big one: 640x480  94 KB

Но счастье длилось недолго, да, я увидел все шесть ядер в диспетчере задач, но при первой попытке сделать скриншот простой программой, которая работала идеально в Windows XP SP3 я получил ошибку, не хватало некоторых библиотек Windows для ее нормальной работы. Дальше – больше, некоторые программы нормально работавшие в Windows XP отказались запускаться выдавав ошибку: «нe найдена точка входа в процедуру в библиотеке kernel32.dll», это касалось например WinRar версии 5.40, Java JDK7 и так далее.

Получается, что я получил работоспособную систему, но без софта, с которым постоянно привык иметь дело и в котором тестирую производительность таких ретро систем. А если учесть, что пара Intel Pentium Pro нормально работала под управлением Windows XP SP3 без каких либо проблем, то я начал искать пути решения этой проблемы.

Освежив информацию по семейству ОС Windows 2000 я понял одно, эта серия для полноценного тестирования мне ничем не поможет, слишком уж много ограничений по сравнению с Windows XP SP3. А еще почитав описание к версиям используемого мною ПО, я только укрепился в своем желании взять ОС с ядром не ниже чем Windows XP, так-как у того же WinRar’a последняя версия для семейства Windows 2000 – 4.11, а я привык использовать 5.40 и выше.

Windows XP SP3 для системы с шестью физическими CPU также не подходит, так как также имеет поддержу всего двух физических процессоров и выбор в результате пал на линейку Windows Server 2003.

500x210  54 KB

У первых двух версий Windows Server 2003 также присутствуют ограничения по количеству используемых физических процессоров, поэтому приемлемым вариантом была версия – Enterprise Edition и я сразу решил ее установить с последним Service Pack 2. Установка заняла в два раза больше времени, чем Windows 2000 Advanced Server и я уже предвкушал использование более новой и «навороченной» ОС, даже в сравнении с Windows XP, которая имеет внутреннюю версию 5.1 против 5.2 у 2003 Server. Но и тут меня ждала очередная проблема. В диспетчере задач было видно всего одно ядро CPU.

Прочитав про данный феномен, я понял, что он заключался в отсутствии поддержки SMP во всем семействе ОС Windows Server 2003, вызванной из-за аппаратной ошибки в ядре CPU процессоров семейства Intel Pentium Pro и ранних Penitum-II и связанной с этим проблемой «утечки» памяти. Вот что гласят официальные документы на этот счет:

«There is also a known issue with Windows Server 2003 on some Pentium Pro or Pentium II dual-processor or multiple-processor servers where the server may fire up with only one processor.

This situation may occur if you upgrade from Windows NT 4.0 or Windows 2000 to Windows Server 2003. The error message of "Unsupported Multiprocessor Configuration" will be displayed according to Microsoft Knowledge Base Article - 319091. The Unsupported Multiprocessor Configuration issue affects the following Intel processors:

x86 Family 6 Model 1 Stepping X GenuineIntel (where X = 1, 2, 6, 7, or 9)

x86 Family 6 Model 3 Stepping X GenuineIntel (where X = 3 or 4)

When you perform the compatibility check after upgrading the operating system you may receive the following message if you are using these processors: "Microsoft Windows Server 2003 family of operating systems and the processors in this system do not operate together in a multiprocessor configuration." The upgrade will continue, but on completion, Windows Server 2003 will operate with only a single processor».

Здорово! Приехали! Перерыв весь интернет я не нашел ни одного упоминания запуска системы на базе процессоров Pentium Pro на Windows Server 2003. Казалось бы, вот конец статьи, но как показывает практика, если проблема софтовая, то ее можно решить с успехом на 99%, будь то запуск в Sli режиме двух видеокарт на любой платформе, даже пусть это будет Pentium-III, где это в принципе было невозможно, либо запуск пары процессоров Pentium Pro на Slot-1 материнских платах. Вопрос только, сколько на это потребуется времени, выше названные проекты заняли не один месяц экспериментов и этот не стал исключением.

Ниже будет представлен своеобразный «ворклог», посвященный запуску шести процессоров Intel Pentium Pro на ОС семейства Windows Server 2003.

SoftWorkLog

Перед стартом установки ОС нужно выбрать правильное ядро операционной системы, для этого на начальном этапе установки необходимо нажать клавишу F5.

500x289  43 KB. Big one: 1000x577  131 KB

В данном случае мы выбираем MPS Multiprocessor PC, поскольку остальные опции попросту не подходят, ведь ACPI данный сервер, естественно, не поддерживает. Вообще советую всем, кто ставит такого рода эксперименты, при выборе более «современной» ОС, которая старше, чем само «железо», выключать в BIOS (при наличии) поддержку ACPI. Это простое действие прилично сохранит нервы.

Итак, Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition установилась, и, как уже упоминалось выше, в системе красовалось одно рабочее ядро CPU.

500x286  44 KB. Big one: 1200x687  287 KB

Далее была предпринята попытка установки операционной системы из самой ОС методом обновления, но уже на первоначальном этапе инсталлятор Windows Server 2003 Enterprise Edition предупредил меня, что используется неподдерживаемая системой мультипроцессорная конфигурация.

500x387  41 KB

Впрочем, существует много способов установки ОС . В качестве альтернативы я попробовал метод переноса ОС с заведомо работоспособной конфигурацией SMP.

Для этого использовалась материнская плата ASUS P2L97-DS на чипсете Intel 440LX с парой Intel Pentium-II с частотой 450 МГц, которые должны быть лишены аппаратной ошибки. Но после выбора ядра «MPS Multiprocessor PC» процесс установки закончился, не начавшись, на этапе копирования первоначальных файлов, дойдя до момента установки на жесткий диск. На этом месте система зависала, не доходя до выбора источника установки. Было перепробовано многое, в том числе шлейфы, разные накопители и оперативная память, но все без толку. На этом же моменте зависал и одиночный Pentium-3 на материнской плате ASUS P3B-F (чипсет Intel 440BX).

В итоге я взял еще одну системную плату с двумя разъемами SLOT1 – ASUS P2B-D (чипсет Intel 440BX), и пару Intel Pentium-III. ОС Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition благополучно установилась, осталось перенести ее на шестипроцессорный сервер. Подсунув нужный жесткий диск, решил сделать первую загрузку в «безопасном режиме», чтобы исключить влияние различных устройств обеих систем друг на друга, но в результате получил BSOD.

500x457  104 KB. Big one: 1000x913  325 KB

Остановка заканчивалась на файле «acpitabl.dat», и множественные пути ее решения не привели к успеху, включая самый простой – удаление файла «update.sys» из папки «drivers». Но дело тут вовсе не в ACPI, как мне кажется, а скорее всего в различных южных мостах у обеих систем.

Что остается делать в таком случае? Ответ – уравнять шансы обеих систем, используя дискретный контроллер. Установка ОС на пару контроллеров PCI-SATA закончилась провалом, а вот со контроллером SCSI Adaptec AHA-2940 все отлично установилось и впоследствии загрузилось на сервере. Но после загрузки ОС и рабочего стола я снова увидел прежнюю картину – одно ядро!

500x280  48 KB. Big one: 1000x560  160 KB

Рабочих идей, как заставить работать то, что не должно работать, у меня не оставалось, кроме как заняться деассемблированием ОС, но на эту реализацию ушли бы годы .

Обратившись к общественности, особого понимания в реализации своей сумасшедшей идеи я не встретил, но товарищ ATauenis оказался единственным, кто откликнулся и заинтересовался проектом. Он предложил несколько свежих идей, в основе которых лежал принцип «software reverse engineering» и имплементация различных частей разных операционных систем в итоговую тестовую ОС. Этим мы и начали заниматься с ним вдвоем на протяжении следующего месяца.

Данный метод заключался в изучении beta версий операционной системы, из которой впоследствии произошла Windows Server 2003 и ее подвиды. Все началось с изучения материалов ресурса Betaarchive.com, где собраны все бета-билды интересующей нас ОС.

До появления в продаже проект разработки Windows Server 2003 начинался с ОС с кодовым именем «Whistler Server», в основе которой лежало ядро Windows XP. К слову, Windows XP c SP3 без всяческих проблем установилась на шесть Pentium Pro, но системе было доступно только два ядра. Это наводит на определенные размышления, касающиеся возможности работы системы с количеством процессоров больше одного. Получается, ограничения у Windows Server 2003 лежат где-то в исходных кодах ее библиотек; естественно, в каких именно – мы не знали.

Сам процесс появления Windows Server 2003 происходил в несколько этапов. В начале 2000 года началась разработка следующей после Windows 2000 операционной системы – Windows 5.1 под кодовым названием «Whistler 2002». Поначалу проект Whistler развивался по аналогии с Windows 2000 – планировались версии Professional, Personal (Home), Server (Standard Server) и Advanced Server. Но на определенном этапе разработки выяснилось, что процесс создания клиентских версий прошел успешно и к лету 2001 года Windows XP Pro и XP Home были готовы на 99%. Серверные же компоненты были еще далеки от совершенства. Кроме того, архитектура ядра Windows XP обладала некоторыми недочетами, делавшими ее не лучшим вариантом для сильно загруженной серверной среды. Поэтому Microsoft отказалась от выпуска серверных версий XP (5.1.2600) и выделила серверную систему в новую ветку – Windows .NET Server 2002/2003. Из Windows .NET Server и появился привычная всем Windows Server 2003.

Я решил начать эксперимент с последнего билда Whistler Server – 2493, так как в последующих билдах, начиная с 3501, были внесены существенные изменения. В результате Whistler Server 2493 была успешно установлена, и на мониторе появилась вот такая занятная картинка.

496x395  36 KB

Авторизовавшись и увидев рабочий стол ОС, я сразу же запустил «Диспетчер задач» Windows. Передо мною были шесть рабочих процессоров. Это была первая маленькая победа.

500x400  45 KB. Big one: 1280x1024  227 KB

Программа, которая делает скриншоты в PNG, сделала свой первый скриншот, это событие меня обрадовало, но некоторые другие бенчмарки опять не могли найти точку входа в процедуру в библиотеке «kernel32.dll». Зато установщик Java уже не ругался, а просто требовал для продолжения установки Windows Installer версии 2.0, а 3DMark 2006 попросил набор библиотек DX9.1 и так далее.

Чтобы не искать решения этой проблемы, я перешел к установке следующего билда 3505. Но после двух попыток установить ОС получал фатальную ошибку на этапе установки:

500x282  46 KB. Big one: 1200x677  179 KB

Значит, при переходе от версии 2493 к 3505 в дистрибутив ОС были внесены существенные изменения. Если посмотреть на фото, можно увидеть, что схема оформления установщика в точности повторяет интерфейс Windows XP. Установщик пока не обзавелся темно-серой темой оформления, как у Windows Server 2003.

Несмотря на неудачу, я решил продолжить и взял билд 3718, который относился уже к ранней сборке Windows .NET Server.

500x360  47 KB. Big one: 1000x720  162 KB

В процессе установки фатальных ошибок не возникало, ОС установилась в штатном режиме. Графическая оболочка претерпела изменения, гамма сменилась на привычный для серверных ОС темно-серый фон.

500x309  41 KB. Big one: 925x572  147 KB

Наименование ОС также изменилось на Windows .NET Server 2003, а бегунок прогресса загрузки ОС поменял свой цвет с зеленого на серый.

500x337  24 KB. Big one: 1000x673  75 KB

Но при каждой попытке загрузить ОС в нормальном режиме я получал черный экран и никаких признаков активности системы. В «сэйв моде» операционная система показала мне рабочий стол, но запустив, наверное в сотый раз, «Диспетчер задач», я увидел одно ядро.

Следовательно, на этой стадии уже были внесены ограничения на уровне ОС по количеству работающих CPU из-за аппаратной ошибки. И последующие версии смысла проверять уже не было.

500x294  45 KB. Big one: 1000x588  149 KB

Что ж, у вас ушло на прочтение вышенаписанного всего несколько минут, у меня же прошла неделя. Обсудив план дальнейших действий с ATauenis, мы приняли решение возвратиться к работающему билду 2493, поскольку иного варианта у нас не было.

500x318  37 KB. Big one: 1000x636  162 KB

Дальнейший план был таков – попробовать установить на билд 2493 Service Pack 1 от обычной Windows XP, тем самый «проапгрейдив» нашу beta версию серверной ОС. Исхода событий могло быть два: первый – файлы из первого сервиспака заменят собою файлы, отвечающие за SMP, и на выходе мы получим опять один CPU; второй – файлы не затронут эту фишку ОС. Но вы же понимаете, уже по традиции, получилось не один и не два, а целых три с половиной варианта

До запуска инсталлятора Service Pack 1 совсем выпало из памяти, что установщик сервиспака проверяет номер билда ОС и если он ниже, чем финальный 2600, то установка прекращается. Решить проблему с первым сервиспаком я начал с самого простого, разархивировал его содержимое, нашел файл «update.ini», который отвечает за условия установки и изменил в нем одну переменную, в результате чего установка SP1 пошла, но спустя 20 секунд закончилась ролбэком.

Сработал защитный механизм цифровой подписи службы криптографии, отвечающий за целостность файлов в сервиспаке, а так-как один файл (update.ini) был изменен, то инсталлятор откатил все назад. Можно конечно было попробовать повозиться с переподписанием дистрибутива, но временные затраты перечеркнули бы все задуманное. Наличие такой хитрой системы защиты неслучайно, все сделано для того, чтобы посторонние лица не смогли интегрировать в дистрибутив свое вредоносное ПО, но нас эта новость заставила дальше заниматься решением новой проблемы.

Запасной вариант заключался во внесении изменений в реестр ОС, чтобы инсталлятор сервиспака думал, что он имеет дело с билдом операционной системы - 2600. Сказано - сделано, изменения были внесены, и весь софт рапортовал, что он имеет дело с билдом 2600, но инсталлятор SP1 не обманешь, он видимо брал информацию о версии ОС и билде из файлов ядра ОС, которые находятся в оперативной памяти и никак не подлежали замене.

Сразу же было решено брать английскую RTM версию Windows XP без сервиспака и пробовать заменять файлы ядра, отдельные драйверы и службы, которые загружаются автоматом, в том числе в сэйв моде. Сходу были заменены NTOSKRNL, HAL, NTDLL, KERNEL32, LSASS, CSRSS, SMSS, WINLOGON, MSGINA и т.д. В результате замены и пробного запуска весь процесс загрузки зависал на загрузке «winsrv.dll», вызывая очередной синий экран с надписью «STOP: c0000135».

500x172  17 KB. Big one: 1016x350  38 KB

Чтобы попробовать решить проблему, данную библиотеку я поочередно подменял из других доступных билдов, но успеха это не принесло. Далее следовал переход к плану «Б», который заключался во всех вышеуказанных действиях, но с использованием уже Service Pack 2 для Windows XP. В результате полученного опыта с заменой dll файлов из Windows XP SP0, нужные файлы были найдены и заменены и процесс установки Service Pack 2 начался!

500x301  41 KB. Big one: 1023x615  126 KB

И после успешной установки я наконец-то увидел долгожданный экран приветствия с чудной надписью, которой в природе попросту не может быть: «Windows .Net Enterprise Server. Build 2600 Service Pack 2».

500x339  31 KB. Big one: 1000x677  132 KB

Начальный экран загрузки ОС также изменился на следующий:

500x371  17 KB. Big one: 800x593  34 KB

После этого в «Диспетчере задач» красовались все шесть процессоров. Дополнительно был установлен Net Framework 2.0, Java 7, Windows Media Player 10 и другое современное программное обеспечение, которое было недоступно для Windows 2000 Advanced Server. Думаю, этот скриншот скажет гораздо больше, чем любое количество печатных символов:

500x281  45 KB. Big one: 1920x1080  322 KB

Можно констатировать, что данная часть «Проекта» была успешно завершена. Каких-либо аналогичных экспериментов в глобальной сети мне так и не повстречалось, так что, возможно, это будет первый запуск шести Pentium Pro на XP-подобной операционной системе.

На протяжении тестируемого периода данная версия (пока еще безымянной ОС) работала стабильно без единого сбоя.

500x619  113 KB. Big one: 664x822  243 KB

Осталось выяснить, на что способен такой монстр из прошлого, благо теперь можно будет сравнить результаты, сделанные одними и теми же тестовыми программами в одной и той же операционной системе. Мало того – для такой системы открываются фантастические возможности, которые раньше были ей недоступны. А пока приведу ссылку на валидацию с использованием ОС Microsoft Windows 2000 Advanced Server.

403x402  30 KB

И, собственно, на результат эксперимента. ОС в данном случае движок CPU-Z опознает как Microsoft Windows XP с Service Pack 2 (Build 2600), но теперь мы знаем, что это попросту невозможно Но факт остается фактом.

Заключение

Именно Intel ASCI Red был первым суперкомпьютером, который преодолел рубеж в один TFLOPS. Он состоял из 9152 Pentium Pro с тактовой частотой 200 МГц и 1 Мбайт кэш-памяти второго уровня, а стоил 55 млн долларов США. Главное назначение машины заключалось в мониторинге ядерного арсенала США после объявления в октябре 1992 года моратория на проведение ядерных испытаний.

Отчасти благодаря Intel ASCI Red на свет появился уникальный процессор с разъемом Socket 8 и мощью Pentium II – Pentium II OverDrive с частотою 333 МГц. «Заряженный» Intel ASCI Red второй версии после апгрейда с запасом удвоил производительность предшественника, доведя ее до значения 2.38 TFLOPS в тесте Linpack. Данные характеристики позволили Intel ASCI Red удерживать звание самого быстрого суперкомпьютера, начиная с июня 1997 до середины 2000 года. И эти факты и события на века увековечены на рабочем столе Гордона Мура, автора одноименного закона, согласного которому число транзисторов на кристалле микропроцессора увеличивается в зависимости от времени.

500x378  60 KB. Big one: 1300x982  360 KB

Для продолжения моего исследования необходимы результаты системы на базе ЦП Intel Core i7-7800X в исполнении LGA 2066. Я хочу взять за основу результаты этого современного шестиядерного HEDT процессора и сравнить с результатами шести моделей CPU образца 1997 года. Думаю, всем будет интересно как минимум взглянуть на цифры в Cinebench. Поэтому попрошу обладателей таких систем написать мне в ЛС для получения необходимых инструкций и набора ПО для тестирования. План «Б» при отсутствии результатов Core i7-7800X может заключаться в использовании результатов Core i7-8700K (LGA 1151).

Необходимое количество Pentium Pro c 1 Мбайт и 256 Кбайт кэш-памяти второго уровня у меня есть, а вот Pentium II OverDrive 333 МГц всего пара, требуется еще четыре штуки для создания Intel ASCI Red mini второй версии, поэтому буду признателен, если кто-нибудь презентует их на благо эксперимента. Так что продолжение этой истории частично будет зависеть уже от вас. Свои предложения можно оставлять в этой теме, либо написать мне в ЛС.

Я же пока сделаю небольшую паузу и буду готовить продолжение «Проекта36».

500x667  130 KB. Big one: 750x1000  288 KB

В нем вас будет ждать более подробное знакомство с хардварной составляющей узлов системы и возможностями BIOS. И, конечно же, я попробую разогнать этого монстра, так что продолжение истории обязательно будет. А пока небольшая «завлекалочка»:

500x345  48 KB. Big one: 1200x828  207 KB

500x457  76 KB. Big one: 1200x1097  335 KB

Max1024


Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Страницы материала
  • Вступление, процессоры Intel Pentium Pro, Advanced Logic Research и ALR Revolution 6X6, Software или выбор операционной системы, SoftWorkLog, заключение
Страница 1 из 1
Оценитe материал
рейтинг: 5.0 из 5
голосов: 123

Комментарии 90 Правила

Лента материалов раздела



Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают