Solaris10基础: Solaris硬件系统架构B

　　1.2.5 Solaris的硬件系统架构（2）

　　典型的Solaris SPARC工作站包含下面的部件。

　　- 基本部件，包括主板、SCSI控制器和SBUS卡。

　　- 使用SCSI总线或者IDE连接线和基本部件上的SCSI控制器相连的SCSI设备。

　　- CD-ROM驱动器，内部或者外部（SCSI或者IDE）。

　　- DVD-ROM驱动器，内部或者新的系统。

　　- 音响和麦克风，外部设备。

　　- 两个串行接口（A和B）。

　　- 一个并行接口。

　　- 内部或者外部磁带驱动器（DAT/DDS/QIC等）。

　　- 鼠标（机械的或者光电的）和键盘。

　　下面比较两个典型的SPARC系统。

　　仔细分析两种SPARC系统：工作站（UltraSPARC 5）和服务器（UltraSPARC E-450），UltraSPARC 5系统是曾经流行的低端桌面模型。尽管它已经被新的、花费更少的Sun Blade 100取代，但在低端商业和家庭应用中它仍然非常受欢迎，UltraSPARC 5它支持270MHz～400MHz的UltraSPARC-IIi CPU。它内部建有16KB的指令和数据缓存，支持256KB～2MB的外部缓存。在内存和磁盘容量方面系统支持512MB物理内存，CD-ROM和一个1.44MB的软盘，两个硬盘驱动器系统有三个外围设备（两个串口和-个并口）并具有内置的以太网适配器10Mb/100Mb速度。UltraSPARC 5在性能上和桌面PC相当。

　　UltraSPARC E-450是工作组级别的服务器，支持对称多处理、更多的磁盘、高速总线、热切换、每个CPU有更多的缓存RAM。UltraSPARC E-450支持4个UltraSPARC-Iii CPU，速度在250MHz～480MHz。每个CPU内部有16KB的指令和数据缓存，外部缓存可以达到4MB。系统支持多达16个双内置内存模块（DIMMS），物理内存可以达到4GB。此外也可以在底盘上安装热插拔交换电源，从而可以使用两个不同的电源。系统有三个外围设备（两个串口和-个并口）并具有内置的以太网适配器10Mb/100Mb速度。一个用于备份的DDS-3的DAT磁带驱动器。

　　RISC小贴士

　　精简指令集计算机CPU的一种设计模式，也被称为RISC（Reduced Instruction Set Computing的缩写）。常见的精简指令集微处理器包括AVR、PIC、ARM、DEC Alpha、PA-RISC、SPARC、MIPS、Power架构等。早期，这种CPU指令集的特点是指令数目少，每条指令都采用标准字长、执行时间短、CPU的实现细节对于机器级程序是可见的等。实际上在后来的发展中，RISC与CISC在争吵的过程中相互学习，现在的RISC指令集也达到数百条，运行周期也不再固定……虽然如此，RISC设计的根本原则--针对流水线化的处理器优化--没有改变。RISC的三个要素是：一个有限的简单的指令集；CPU配备大量的通用寄存器；强调对指令流水线的优化。

　　基于以上三要素的RISC机器的特征如下。

　　（1）使用等长指令，目前的典型长度是4个字节。

　　（2）寻址方式少且简单，一般为2～3种，最多不超过4种，绝不出现存储器间接寻址方式。

　　（3）只有取数指令、存数指令访问存储器。指令中最多出现RS型指令，绝不出现SS型指令。

　　（4）指令集中的指令数目一般少于100种，指令格式一般少于4种。

　　（5）指令功能简单，控制器多采用硬布线方式，以期更快的执行速度。

　　（6）平均而言，所有指令的执行时间为一个处理时钟周期。

　　（7）指令格式中用于指派整数寄存器的个数不少于32个，用于指派浮点数寄存器的个数不少于16个。

　　（8）强调通用寄存器资源的优化使用。

　　（9）支持指令流水并强调指令流水的优化使用。

　　（10）RlSC技术的复杂性在于它的编译程序，因此软件系统开发时间比CISC机器长。

　　RISC与CISC的主要特征对比如表1-3所示。

　　表1-3 RISC与CISC的主要特征对比

　　2．Intel硬件

　　如果Solaris只是为运行在SPARC硬件上而设计的，那么Sun可以在SPARC上赚到钱，为什么Sun还要支持Intel版本呢？对于初学者而言，世界上的Intel系统要比SPARC系统多。Sun和Intel还有历史上的关系，Intel在80386和80486中支持SunOS4.x。然而，正是因为这样，Sun开发了SPARC的CPU，它是现在UltraSPARC系列CPU的先驱。基于Intel的系统也可以在工作站环境中运行，比SPARC系统要便宜得多。因为Sun的生意主要在服务器硬件上，所以它为Intel工作站开发可靠的（它自己的高端服务器也支持）操作系统。

　　对于很多潜在的Solaris用户来说，即便是他们想要获得UNIX操作系统的特性，但SPARC系统对于他们来说还是太昂贵了。一般来说，各种组织总是要充分利用他们现有的在PC硬件上的投资。然而，一些PC操作系统并不能满足他们的需要。虽然PC已经成为桌面计算机的事实标准，但基于PC解决方案的投资有时候并不能让用户满意，因为PC操作系统缺乏稳定性，尤其是出现各种特定于应用程序的问题，即便操作系统也可能出现问题。还有一些其他问题，包括系统可能在进行重要商业操作的时候缺乏可靠性。尽管Intel的CPU允许对这些造成失败的操作进行逻辑上的隔离（例如保护模式），但这需要操作系统的支持，操作系统厂商并没有完美地完全实现它。换句话说，PC硬件可以胜任任务，但操作系统从来没有完全利用它的能力。也许是过多的失败导致很多有才能的开发人员并不更正现有的PC操作系统中的错误，因为大多数的PC操作系统都具有专利权。也就是说，操作系统厂商要求用户报告操作系统的错误，在错误得到确认后才进行改正。此外，一些所谓的"标准"硬件经常会产生错误，它们经常和应用程序和服务器软件不兼容。例如，在80286CPU系统被吹捧和IBM兼容的时候，大多数使用ISA总线，但是实际上IBM在它们的PS/2系统上使用微通道体系结构（MicroChannelArchitecture，MCA）作为总线。然而，PC硬件已经形成了一些标准，比如PCI总线，PC上的数据吞吐量已经极大地改进了性能指数。

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