DEC ホタル

DEC ホタル
開発者デジタル・イクイップメント・コーポレーション・システムズ・リサーチ・センター
タイプ共有メモリ非対称マルチプロセッサワークステーション
オペレーティング·システムTaos、V（オペレーティング システム）
メモリ4 MB～128 MB
画面1024 x 768ピクセルのモノクロディスプレイ
入力キーボードとマウス

Fireflyは、 Digital Equipment Corporation（DEC）傘下の研究機関であるSystems Research Center（システム・リサーチ・センター）によって開発された、共有メモリ型の非対称マルチプロセッサ・ワークステーションです。最初のバージョンは、最大7個のMicroVAX 78032マイクロプロセッサを搭載していました。各マイクロプロセッサのキャッシュは、キャッシュ・コヒーレンス・アルゴリズムであるFireflyプロトコルを用いて、同一のメインメモリの一貫したビューを維持していました。Fireflyの第2バージョンでは、より高速なCVAX 78034マイクロプロセッサを搭載していました。後にDECからVAXstation 3520/3540（コードネームFirefox）として製品化されました。

ハードウェアの説明

Firefly は、マイクロプロセッサのうち 1 つだけがI/O サブシステムを実装する Q-Busインターフェイスにアクセスできるため、非対称マルチプロセッサに特化したラック型コンピュータでした。

プロセッサ

Fireflyには、プライマリプロセッサボードと、0、1、2、または3枚のセカンダリプロセッサボードが含まれていました。これらのプロセッサボードのサイズは8インチ×10インチでした。プライマリプロセッサボードには、マイクロプロセッサ、浮動小数点コプロセッサとキャッシュ、Q-Bus制御ロジックが含まれていました。セカンダリプロセッサボードにはそれぞれ、2つのマイクロプロセッサ、浮動小数点コプロセッサ、およびキャッシュが含まれていました。オリジナルのFireflyプロセッサボードは、MicroVAX 78032マイクロプロセッサとMicroVAX 78132浮動小数点コプロセッサを使用していましたが、後のFireflyシステムでは、より高速なCVAX 78034マイクロプロセッサ、CVAX浮動小数点チップ（浮動小数点コプロセッサ）を使用しました。プロセッサボードは、MBusを介して相互に、およびメモリと通信しました。オリジナルのFireflyのプロセッサボードで使用されていたコンポーネントは、元々MicroVAX IIシステム用に設計されたものと同じでした。元々、このシステムはこの一般的なアーキテクチャ内でMotorola 68010プロセッサを使用するように設計されていました。[ 1 ]

Fireflyのキャッシュは、簡素化とマルチプロセッシングのサポートのためダイレクトマップ方式を採用し、キャッシュの一貫性を確保するためにFireflyプロトコルを採用した。MicroVAXプロセッサボードのキャッシュは16KB（4バイトライン×4,096）の容量を持ち、11個の2KB（4ビット×4,096ワード）SRAMと20個のトランジスタ・トランジスタ・ロジック（TTL）デバイスで実装されていた。キャッシュ制御ロジックは15個のデバイスで実装され、その大部分はプログラマブル・アレイ・ロジック（PAL）デバイスで構成されていた。CVAXプロセッサボードのキャッシュは容量のみ異なり、64KB（4バイトライン×16,384）で、8KB（4ビット×16,384ワード）SRAMで実装されていた。

メモリ

Fireflyのプロセッサは、個別のキャッシュとMBusを介してメインメモリと通信しました。メモリは、MBusに接続された1～4個のメモリモジュールによって実装されていました。初期のFireflyは、容量4MBのマスターメモリモジュールと、同じ容量の最大3個のスレーブメモリモジュールを搭載し、メモリ容量は4～16MBでした。後のFireflyシステムでは、容量32MBのメモリモジュールが使用され、メモリ容量は32～128MBでした。初期のMicroVAXベースのFireflyのメモリアクセス時間は400nsでしたが、CVAX版では200nsでした。

入出力

I/OデバイスはQバスを介してシステムに接続され、Qバスの22ビットアドレス空間は、マスタープロセッサによって制御されるマッピングレジスタを用いてFireflyの24ビットメモリアドレス空間にマッピングされました。デバイスは、メインプロセッサのキャッシュを介してメモリにアクセスするために、ダイレクトメモリアクセス（DMA）を使用しました。FireflyのI/Oデバイスは、モノクロディスプレイコントローラ（MDC）、磁気ディスクドライブ用バッファ付きコントローラ、RQDX3 、およびDEQNA Ethernetコントローラでした。

DECはI/Oシステムの大半に既存のコンポーネントを採用しましたが、ディスプレイコントローラは、既存の製品ではパフォーマンス要件を満たせないと感じたプロジェクトエンジニアによってFirefly専用に設計されました。ディスプレイコントローラは2つあり、1つはカラーグラフィックス用、もう1つはモノクログラフィックス用でした。これらのコントローラは、DMAを使用してメモリ上にセットアップされたワークキューをチェックすることで動作し、すべてのプロセッサからディスプレイハードウェアへの完全に対称的なアクセスを可能にしました。

モノクロディスプレイコントローラ（MDC）は、プロセッサボードの半分の大きさのボードに搭載され、1024 x 768ピクセルの解像度を実現していました。MDCは、10MHzで動作する16ビットのAm29116マイクロプロセッサと、2,048ワードの40ビットマイクロ命令メモリを格納した10KBのメモリを搭載していました。1024 x 1024ピクセルのフレームバッファはVRAMで実装されており、その4分の3はディスプレイビットマップの保持に使用され、残りの部分はディスプレイマネージャやフォントのキャッシュに使用されていました。

29116マイクロプロセッサは、DMAを使用してメモリ内にセットアップされたワークキューを定期的にチェックし、そのキューからコマンドを実行しました。これらのコマンドは、フレームバッファ内、システムメモリとフレームバッファ間のBitBlt操作を実行し、フォントキャッシュからの文字の描画にも使用されました。

ディスプレイハードウェアは、キーボードとマウス用のインターフェースも提供していました。MDCは、マウスの位置とキーボードの状態を表すエンコードされていないビットマップを、1秒間に60回メモリに書き込みました。MDCをI/Oデバイスとして実装した結果、Fireflyは複数のモニターに接続された1つのシステムで複数のディスプレイコントローラーをサポートしました。

ソフトウェア

Fireflyの派生型のうち2つはTopazと呼ばれるシステムソフトウェアを使用していた。これは、 Nubというマイクロカーネルを使用するTaosオペレーティングシステムやTrestleウィンドウシステムなど、複数のコンポーネントで構成されていた。Taosの特徴の1つは、Ultrixバイナリ呼び出しインターフェースをサポートし、MicroVAX用にコンパイルされた既存のUltrixバイナリをFirefly上で修正されていないイメージで実行できることだった。Ultrixとは対照的に、Topazは複数のプロセッサにまたがる複数のスレッドを持つプロセスをサポートし、TaosシステムはUltrixとTopazの両方のアプリケーションを同時に実行できた。Modula -2+（Modula-2拡張言語）は、Topazとそのアプリケーションのプログラミングに使用された。

Stanford V (オペレーティング システム)は、BA123 シャーシおよび QVSS-VCB01 グラフィックス内の 1 つの CVAX と 4 つの Microvax-II CPU を備えた構成で Firefly もサポートしていました。

参照

参考文献

  1. ^ Thacker, Charles (1984年9月22日). Fireflyワークステーション(PDF) (技術レポート). Digital Systems Research Center . 2021年11月21日閲覧。
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