Системы от NeTpower: NT, power и никакого РИСК А

Пятнадцать лет назад высокопроизводительные рабочие станции представляли собой крайне дорогие и весьма специализированные вычислительные системы. Сейчас это универсальные и широко используемые во многих приложениях инструменты, чья стоимость уже не кажется столь пугающей, хотя и остается внушительной. Еще совсем недавно самая популярная в мире станций платформа UNIX/RISC, обеспечивающая весьма неординарные возможности, казалась безальтернативной для сколько-нибудь тяжелых приложений, особенно с 3D графикой. Однако ОС NT, поддержанная процессорами Intel, дала толчок появлению новой вычислительной платформы, которая стремится к сочетанию преимуществ как классических RISC станций, так и высокопроизводительных ПК. Попробуем на примере систем производства компании NeTpower познакомиться с техническими характеристиками систем на платформе NT/Intel, а также с особенностями их современного позиционирования на рынке.

По сравнению с тем поистине взрывным ростом, который имел место в недавние годы на рынке персональных компьютеров, достижения рынка рабочих станций выглядят скромнее, хотя они и более стабильны. По данным IDC, в 1995 году было продано около 1,2 млн. систем (в 30 раз меньше, чем ПК) и годовой доход от их продаж составил 15 млрд. долл. (в 10 раз меньше по сравнению с рынком ПК). Конечно, главная причина такого неравномерного деления рынка - экономическая: высокопроизводительные станции стоят дорого и средний потребитель не раз подумает, прежде чем расставаться с такими деньгами.

Высокая цена станций от известных производителей оправдывалась теми революционными инновациями, которые и определили их привлекательность: прежде всего - это адаптация концепции открытых систем на основе ОС UNIX с обеспечением распределенного сетевого обслуживания и масштабируемой архитектуры; вычислительная мощь, способная, в частности, поддержать быструю интерактивную 3D графику. Однако, по видимому, не только социальные, но и технологические революции имеют склонность "пожирать своих детей": основные черты, присущие миру станций с их неординарными возможностями сегодня становятся характерными для конкурентного мира ПК.

Две платформы: сближение через соперничество

Главной движущей силой, сближающей эти, еще недавно достаточно далекие друг от друга миры, является выход на передний план новых приложений, связанных с визуальными технологиями, предполагающими создание, хранение, обработку и передачу как по локальным, так и по глобальным сетям больших объемов мультимедийных данных, дополненных реалистической 3D графикой. Соответственно, появился быстро растущий класс пользователей, стремящихся получить - и желательно прямо на своем столе - инструмент, который предоставлял бы большие возможности, чем обычный ПК, но за приемлемую цену. В ответ на столь четко обозначившийся спрос обе заинтересованные стороны были вынуждены начать движение навстречу друг другу.

Прежде всего, стала постоянно расти вычислительная мощь ПК. В частности, компания Intel, с выпуском процессоров линии P6, начала делать ставку на достижение все более высокой производительности, вполне сравнимой с обеспечиваемой RISC-чипами (кстати, и архитектурно эти платформы вовсе не отделены китайской стеной). С другой стороны обозначилась тенденция сближения рабочих станций и высокопроизводительных ПК по такому важнейшему параметру, как цена/производительность. Да и столь солидный еще недавно разрыв в функциональности и технологичности, особенно при работе с многооконными системами, сокращается буквально на глазах. Появились и графические ускорители, способные обеспечить для ПК необходимую для 3D графики производительность на уровне станций средней мощности. Наконец, ПК энергично продвинулись и на серверный рынок.

Становится все более очевидным стремление основных производителей рабочих станций заимствовать и интегрировать многие присущие ПК черты, как технологические, так и "экономические". В то же время они пытаются сохранить те особенности своих систем, которые столь долго определяли их привлекательность для заинтересованного потребителя. Можно вспомнить, например, что такая поначалу характерная только для ПК память, как SIMM, с успехом использовалась и в рабочих станциях. Еще более показательный пример - адаптация стандарта шины PCI - первоначально такими производителями рабочих станций, как IBM и DEC (вслед за которыми по тому же пути начали движение Sun и HP).

Тенденция сближения двух миров обрела второе дыхание с выходом на потребительский рынок ОС NT. Не останавливаясь подробно на ее достоинствах и недостатках сравнительно с UNIX [1], отметим, что эта многозадачная операционная среда, которая призвана обеспечить высокую масштабируемость и взаимодействие с другими платформами, с успехом заимствует многие особенности ОС UNIX. NT более привычна и удобна для массового пользователя. К тому же характерный для Microsoft агрессивный маркетинг (суть которого лучше всего выражается народной мудростью "Против лома нет приема") не оставляет никаких сомнений в том, что NT в ближайшем будущем займет доминирующее положение на рынке операционных систем.

Уже в 1995 году продажи клиентских систем с рабочими станциями на традиционной основе UNIX/RISC и на базе Wintel практически сравнялись. В 1996 году количество лицензий Windows NT Server, проданных во всем мире, почти в два раза превысило объем продаж сервера Novell NetWare 4.x. Что касается будущего, то приведем только один недавний прогноз все той же IDC: к 2001 году именно на NT будет работать более 50% Web-серверов. Ну а признание нового статуса, достигнутого Intel в игре "на чужом поле", выразилось в создании альянса с HP по разработке микропроцессоров следующего поколения с архитектурой, которая на базе 64 разрядов обеспечит совместимость 32-разрядного ПО, накопленного для платформ Intel и PA-RISC.

Семя, брошенное Intel, попало на благоприятную почву: известно, что каждый из основных производителей рабочих станций разрабатывал собственную RISC-архитектуру, что требовало и внесения определенных изменений в используемую версию UNIX. Такая конкуренция способствовала росту производительности, но приводила к фрагментации рынка. Отсюда - необходимость специального портирования приложений на конкретные станции, в результате чего появилось множество их версий (в бинарном виде) для поддержки систем от разных производителей. На этом фоне процессоры Intel, которые являются индустриальным стандартом, вкупе с NT способны обеспечить желаемую в условиях фрагментированного рынка универсальность и совместимость приложений, включая требующие высокой производительности и функциональности 3D приложения на основе давно уже стандартного для RISC - станций графического интерфейса OpenGL. Все это инициировало появление нового поколения программных систем, предлагающих столь же богатую функциональность, что и комплексы на основе платформы UNIX/RISC, но по более низкой цене.

В целом, можно сделать принципиальный вывод: по существу, в комбинации с Pentium Pro и Pentium II, Windows NT дала жизнь новой сильной и перспективной платформе, объединяющей в себе черты, характерные, с одной стороны, для рабочих станций средней производительности, но с другой - имеющие технологические, экономические и потребительские ПК-корни. Пользователи UNIX/RISC рабочих станций традиционно лояльны по отношению ксвоим поставщикам; тем не менее, рыночные реалии заставляют большинство из них рассматривать возможность адаптации решений на основе Wintel. Получили шанс и те ориентированные ранее на ПК потребители, которые были заинтересованы в адаптации требующих высокой производительности и развитой 3D графики приложений, но не могли платить за это установившуюся на элитарном рынке станций цену.

Таким образом, возникла перспективная рыночная ниша, особенно заинтересовавшвя представителей молодых компаний, не отягощенных инерцией традиционных решений.. Может быть, самым показательным примером такой компании является малоизвестная NeTpower. Заслуживают внимательного рассмотрения не только системы ее производствае, но и вся стратегия деятельности компании в условиях давно поделенного рынка.

Компания NeTpower и ее партнеры

Компания NeTpower Inc. со штаб-квартирой в Sunnyval, Калифорния, и офисами по всему миру была основана в 1993 году. Основатель и глава NeTpower Роберт Миллер (Robert C. Miller) считается "отцом" RISC-процессоров (до организации NeTpower он возглавлял компанию MIPS Technologies). Надо сказать, что список ее менеджеров выглядит очень впечатляюще: в него входят известные специалисты, ранее занимавшие ответственные посты в HP, Sun, IBM и SGI.

Уникальность NeTpower в том, что она является пока единственным производителем компьютерных систем, который полностью сконцентрировался на производстве, поддержке и оптимизации графических станций и серверов исключительно на базе ОС Windows NT и процессоров Intel. Такая ориентация еще недавно могла показаться (и многим казалась!) слишком жесткой, а потому - неперспективной; однако теперь уже ясно, что она явилась следствием опережающего анализа тех самых тенденций, о которых уже шла речь. Ставка была сделана на то, что в связи с масштабной экспансией Windows NT на рынок в качестве эффективной по цене и возможностям альтернативы UNIX-системам, неизбежно возникнет необходимость в аппаратной платформе, специально созданной и настроенной на эту ОС с учетом всей ее специфики.

Компания Intel приняла обязательство предоставлять NeTpower свои новые разработки еще на самой ранней возможной стадии, задолго до их массового выпуска на рынок, что позволяет NeTpower своевременно интегрировать процессоры в свои компьютеры. Это относится и к возможности создания систем на основе первого IA-64 процессора Merced, что обеспечит реализацию самой современной визуальной компьютерной технологии. Сегодня NeTpower участвует в разработке архитектуры и программного обеспечения, лежащих в основе этой технологии (особенно в части, связанной с графикой). Ориентируясь на использование в системах на микропроцессорах следующего поколения, специалисты NeTpower разработали технологию FAST (Fast Access Switch Technology), реализующую "коммутационный" метод организации многопроцессорных вычислений.

Что же касается взаимоотношений с Microsoft, то NeTpower является одной из немногих компаний, имеющих лицензионный доступ к исходному коду NT. Можно утверждать, что за пределами Microsoft NeTpower имеет более длительный и богатый опыт работы с NT, чем любая другая компания. Входящая в состав Microsoft Лаборатория Аппаратной Совместимости (Hardware Compatibility Lab - HCL) сертифицирует все производимые NeTpower аппаратные средства. О многом говорит и то, что Microsoft сама покупает системы NeTpower.

При производстве компьютеров NeTpower использует только brand-name компоненты: Seagate, Adaptec и т.д. Важнейшим партнером является 3DLabs - ведущий мировой производитель аппаратных и программных решений для 3D графики, поставляющий, в частности, чипы Glint, на основе которых NeTpower строит свои графические карты.

Рыночная стратегия компании

Руководство NeTpower полагает, что постоянно расширяющееся рыночное пространство, на котором позиционируются предлагаемые компанией системы, довольно специфично. Прежде всего, это не элитарный рынок дорогих высокопроизводительных систем, особенно имеющих специализацию, предполагающую использование закрытых архитектур. Однако это и не то поле рынка ПК, на котором "пасутся" такие компании, как Dell, способные предложить всеядные аппаратные платформы, по вычислительным характеристикам - на первый взгляд - близкие станциям от Sun, HP или SGI. Однако, помимо связанных с вычислительной мощностью "количественных" факторов, существует и качественное различие между этими двумя рынками, связанное с уровнем предлагаемого сервиса и поддержки.

В России сложилась традиция причислять к ПК любые машины на базе процессоров Intel; а вот руководители NeTpower не устают повторять, что специфика рыночного поведения их компании как раз и определяется тем, что они предлагают не многообразно конфигурируемые ПК с большими вычислительными возможностями, а именно графические станции. Хотя эти станции сравнимы по цене с мощными ПК и используются в качестве настольных компьютеров, они поддерживаются всем арсеналом пред- и после-продажных опций и сервисов. Может быть, в первую очередь здесь имеется в виду вот что: каждое адаптируемое к платформе приложение должно быть сертифицировано его производителем. Таковы сложившиеся правила игры на рынке UNIX/RISC и, следуя им, NeTpower уделяет особое внимание не просто производству и продаже компьютерных систем, но и их всестороннему обслуживанию. Отработаны процедуры по интеграции, сертификации, настройке, поддержке и адаптации систем к нуждам конкретного потребителя. Каждая из систем NeTpower получает пожизненную техническую поддержку, бесплатную поддержку Windows NT в течение 90 дней и трехлетнюю - с возможностью дальнейшего продления - гарантию на аппаратуру.

Все это прямо нацелено на пользователей платформы UNIX/RISC, которым необходима уверенность в том, что они не потеряют привычного для себя уровня сервиса. Убедившись в этом, потребители начинают обращать внимание на технологические и экономические преимущества новой платформы. Естественно, что обычно речь идет не о замене всей UNIX среды (часто это невозможно по многим причинам, в том числе и потому, что некоторые тяжелые и распределенные приложения, особенно с многопользовательским доступом, требуют мощностей и возможностей, недостижимых для новой платформы), но скорее о постепенном добавлении опирающихся на NT систем в UNIX среду. Проблемы интеграции UNIX и NT подробно рассматривались в [1-3], а NeTpower предлагает собственную специальную программу UNITE, которая обеспечивает весьма мягкую и технологичную интеграцию NT в существующую UNIX среду.

Технологически UNITE - это множество инструментов и сервисов, которые могут позволить уже существующим UNIX-приложениям выполняться в среде NT. При этом исчерпывающее функциональное меню включает обеспечение сетевой интеграции, возможность подключения сетевого ПО, совместное использование одних и тех же файлов, методику системного администрирования. В зависимости от сложности исходной UNIX-сети выбирается один из трех уровней интеграции; самый сложный Fusion, используется для решения вопросов функционирования гетерогенной сети при условии одновременной работы обеих операционных сред и при необходимости удовлетворения специальных требований к интеграции (например, наличие файловых серверов, удаленных лент и принтеров). Используемое ПО включает средства XServer, DiskShare, NFS (Network File System) и C Shell. Вся процедура интеграции рассчитана на три дня; если выбран один из двух других уровней интеграции, "Unity" или "Connect", то достаточно и одного дня.

Модели компьютеров NeTpower

NeTpower представляет полный спектр систем на базе процессоров Pentium Pro и Pentium II - от однопроцессорных станций до четырехпроцессорных серверов как в обычном, так и в стоечном исполнении. Станции построены на основе индустриального стандарта Intel 82440FX PCI chipset, серверы - на основе Intel 82450GX PCI chipset. Все станции и серверы разработаны с учетом потребностей цифрового медиа, механических САПР, серверов баз данных, mail-серверов, Internet-приложений и соответствующим образом сертифицированы.

Со всеми моделями поставляются графические акселераторы собственной разработки из семейства True FX - True FX Pro - Ultra FX2 c аппаратной поддержкой стандартов OpenGL и Heidi. О производительности акселераторов свидетельствует скорость закраски по Гуро, превышающая у старшей модели 1 млн. полигонов/сек. Возможен выбор различных цветовых режимов и разрешения в зависимости от используемого монитора - вплоть до 24-разрядного true color и разрешения экрана 1792 x 1120. Реализована обработка текстур (от 8 Мбайт памяти для True FX до 60 Мбайт для Ultra FX), Z-буфер, анти-алайсинг, альфа-блендинг, прозрачность и атмосферные эффекты. Акселераторы используют оптимизированные для работы под NT собственные драйверы семейства Nitro, позволяющие значительно ускорить работу с приложениями.

На рис. 1 приведены сравнительные данные по производительности ускорителя True FX и некоторых графических карт других фирм, в том числе Oxygen 102 от Dynamic Pictures, Glorial от ELSA, Intense3D от Intergraph, AccelPro от Accel Graphics. Заметим, что как и в последующих примерах, здесь сравнение проводится на основе специально разработанных для конкретных реальных приложений тестов, что, собственно, и позволяет судить об истинных достоинствах продукта. Для рис. 1 был задействован тест "Pro/E Ver.17 graphic rich benchmark", запускавшийся на стандартной конфигурации: Pentium Pro 200, 128Mбайт, диск SCSI.

Приведем краткое описание основных моделей NeTpower (подробные спецификации можно найти на сервере [4]).

Станция CALISTO2, будучи в линии NeTpower младшей, а потому - самой дешевой моделью (стоимость базовой конфигурации в Москве - от 4,5 тыс. долл.), предназначена для использования прежде всего в таких приложениях, как САПР, системы анимации, создание медиа информации и видеомонтажа. Включает Pentium II/266 с кэш-памятью 512Kбайт L2, память RAM до 256 Мбайт EDO/ECC.

Станции SYMETRA (в корпусе minitower) и SYMETRAraq (в стоечном исполнении), имея производительность UNIX-системы среднего класса, ориентированы на более тяжелые приложения, среди которых анимация и 3D рендеринг (который можно выполнять параллельно на нескольких компьютерах), обработка видео кинематографического качества, а также системы САПР и ГИС высокой сложности. Станции включают один или два Pentium Pro/200 с кэш-памятью 256 Kбайт или 512 Kбайт L2 и память RAM до 512 Мбайт EDO/ECC.

Серверы SPARTA (корпус напольный double tower) и SPARTAraq (вмонтирован в стойку) могут быть использованы как серверы рендеринга и анимации в реальном времени, как файловые серверы, медиа-серверы в системах хранения и управления мультимедийных (в частности, видео) данных, в телекоммуникационных решениях, в том числе как Internet-серверы и серверы вещания MPEG2. Строятся на базе четырех процессоров Pentium Pro/200 и имеют память до 4Гбайт. Станции оборудованы дисками и дублированными источниками питания с горячей заменой, развитой системой самодиагностики, системой управления серверами с элементами кластеризации. Поставляются с инсталлированной ОС Windows NT Server 4.0 и 10 клиентскими лицензиями.

Особый интерес представляет станция SYMETRA2, которая стала первой - и на момент объявления о начале поставок в июне 1997 года - пока единственной на рынке рабочей станцией с процессором 300MHz Pentium II, сертифицированной Microsoft для Windows NT. В таблице 1 представлены три типовых конфигурации системы.

Таблица 1.
Конфигурации станции SYMETRA2.

Каждая из систем на основе станции SYMETRA2 поставляется с Windows NT 4.0 и содержит (помимо компонентов, приведенных в таблице 1) следующий стандартный набор: сетевой контроллер 10/100 Base-TX Fast Ethernet RJ45, Ultra Wide external SCSI-3 контроллер, аудио SoundBlaster Vibra 16 PnP, накопители на гибком диске и 16xCD-ROM drive.

Достижению более высокой производительности способствует использование нового дисковода фирмы Seagate - 4GB Cheetah 10000 RPM SCSI. Диск Cheetah со скоростью 10000 оборотов в минуту считается сегодня лучшим по производительности при множественных случайных операциях ввода-вывода. Он обеспечивает особенно высокую производительность для приложений, требующих постоянных операций чтение/запись - типичных для работы с задачами 3D графики и нелинейного видеомонтажа. В целом, как показывает предварительное тестирование, по сравнению с системами на базе Pentium Pro станция SYMETRA2 демонстрирует увеличение производительности приложений не менее, чем на 33%. Это подтверждают результаты нескольких тестов.

На рис. 2 и 3 представлены итоги теста "DX-03", разработанного SPEC [5] и предназначенного для измерения стандартизованных графических последовательностей при анализе и визуализации 3D данных. Станции CALISTO с процессором Pentium Pro и SYMETRA2 сравнивались со станциями от SGI, DEC и Intergraph.

Тест "Bench 97" разработанный по заказу журнала "PRO/E The Magazine", основан на методике "TI Benchmark" от Texas Instruments и включает тестирование всех основных функций механических САПР (черчение, проектирование, анализ). Рис. 4 содержит данные по значениям параметров цена/производительность для SYMETRA, SYMETRA2, и работающих на платформе UNIX моделей от HP, Sun, SGI, DEC.

На Рис. 5 и 6 приведены результаты тестирования по "PMark 95", разработанного Client Server Lab - независимой организацией по сертификации и тестированию систем. Тест RPMark 95 ориентирован на проверку производительности серверов среднего класса в рамках архитектуры клиент/сервер. В данном тестировании, проводившемся в марте 1997 года, сервер SPARTA в конфигурации 2 x 200MГц, 512K кэш, 6 x 4Гбайт Ultra Wide SCSI диски, Ultra Wide Mylex RAID Controller показал лучшую производительность в сравнении с другими NT-системами.

Приложения для работы на базе систем NeTpower

Хотя поставляемые NeTpower системы имеют универсальный в рамках платформы Wintel характер и позволяют работать с полным каталогом соответствующих приложений, можно все же особо отметить следующие ключевые сегменты вертикального рынка:

Чтобы предложть потребителям законченные и оптимизированные решения, для каждого из перечисленных направлений были выбраны в качестве партнеров ведущие производители программных систем. В области, связанной с цифровой медиа-информацией и 3D графикой, NeTpower работает вместе с Softimage, Kinetix, Avid и др.; решения по управлению медиа-ресурсами создаются в сотрудничестве с Bulldog Group и Informix; в секторе механических САПР в список партнеров входят EDS/Unigraphics, PTC, SDRC и Solid Works; в области Web-сервисов основные партнеры - это Microsoft и Netscape; наконец, решения в рамках технологии клиент/сервер разрабатываются совместно с Microsoft, Red Brick, Oracle и Octopus Technologies. Остановимся несколько подробнее только на одном из многих предлагаемых NeTpower решений.

MEDIAstage - интегрированная платформа на основе станций SYMETRA для цифровой медиа-среды (Digital Media Platform), которая объединяет средства графического дизайна, анимации, монтажа, сборки и компоновки изображений. MEDIAstage сконфигурирована, оптимизирована и сертифицирована для набора следующих приложений: Softimage 3D, Kinetix 3D Studio Max, AVID MCXpress и Adobe After Effects. Платформа MEDIAstage поставляется с инсталлированными программными средствами Adobe Premier (видео-монтаж) и Adobe Photoshop (работа с изображениями и фотокомпозинга); Kinetix HYPERWIRE (визуальная среда для построения сложного интерактивного 2D и 3D Web-контента и Java-апплетов); MetaTools Kai's Power Tools - набор расширений, увеличивающих (на основе спецификации Adobe plug-in) возможности средств редактирования и монтажа; MetaTools Kai's FinalAffects AP - набор встраиваемых в Adobe Premier средств генерации спецэффектов на основе, в частности, пучков частиц (particle systems); NetObjects Fusion - средство проектирования и генерации узла Web; Spaceward Graphics Satori - мощный графический пакет, ориентированный на нужды художника. Кроме того, пользователь сам может инсталлировать с прилагаемого к системе диска такие средства, как Vxtreme WebTheater Сервер - для управления потоком видео и аудио файлов высокого качества по Internet и корпоративным сетям, при этом просмотр содержимого можно начинать немедленно, не дожидаясь полной загрузки всего файла; Net Dynamics - специальное средство разработки Web-приложений с помощью Java с ориентацией на бизнес-решения масштаба предприятия; Intergraph DiscAccess - обеспечивает совместную работу Windows и UNIX.

В целом платформа MEDIAstage предоставляет весьма широки возможности для организации совместной работы группы дизайнеров и художников, работающих в распределенной среде. Причем за вполне приемлемую цену.

Литература

[1] В. Черный "Интеграция платформ Unix и NT", Открытые Системы, # 3, 1997, с. 28-31

[2] В. Коваленко "OpenNT: путь к "открытому" NT?", Открытые Системы, # 3, 1997, с. 42-45

[3] Д. Линтикум "Опасности на пути из UNIX в NT", Открытые Системы, # 4, 1996, с. 18-23

[4] http://www.netpower.com

[5] Дм. Французов, Дм. Волков "Новое поколение тестов SPEC", Открытые Системы, # 4, 1996, с. 58-63