VAX 8000

VAX 8550과 DEC 프로페셔널 콘솔

VAX 8000은 디지털 이큅먼트 코퍼레이션(DEC)이 개발 및 제조한 슈퍼미니컴퓨터 계열로, VAX 명령어 집합 구조(ISA)를 구현하는 프로세서를 사용한다.

8000 시리즈는 1984년 10월 8600 모델과 함께 도입되어 VAX 제품군의 하이엔드 시장을 이어받았다. 원래 11/790으로 알려졌던 이 시스템은 이전의 11/780보다 약 4배 높은 성능을 제공했다. 1985년 12월에는 8650(이전 명칭 11/795)이 뒤를 이었다. 1986년 1월에는 미드레인지급인 8200 및 8300 제품군이 출시되었다. 1987년에는 8800이 하이엔드급의 8600을 대체했으며, 8700과 8500은 이들 시스템의 저성능 버전으로 출시되었다. DEC는 또한 다양한 모델 번호를 가진 여러 클러스터 구성을 제공했다. 다른 VAX 시스템과 마찬가지로, 이들은 VMS 또는 Ultrix 운영 체제와 함께 판매되었다.

본래 8800은 VAX 9000으로 하이엔드 시장에서 대체될 예정이었으나, 해당 프로젝트는 실패했다. 대신 8700/8500을 대체하기 위한 미드레인지 모델이었던 VAX 6000이 업그레이드되어 8800과 거의 동일한 수준의 성능을 절반의 비용으로 제공하게 되었다. 이후 1992년 7월에 이 모든 모델이 VAX 7000/10000으로 대체되었다. 이들은 NVAX CPU를 기반으로 한 단일 칩 구현 방식이며, 마지막 전용 VAX 기기들이다.

VAX 8600

VAX 8600용 4MB 메모리 보드

1984년 10월에 도입된 코드네임 "비너스(Venus)"인 VAX 8600은 VAX-11/785의 후속 모델이다. 원래 명칭은 "VAX-11/790"이 될 예정이었으나 출시 전 변경되었다. VAX 8600은 성공적인 모델이었으며 당시 가장 많이 팔린 하이엔드 VAX였다. 1987년 VAX 8800 제품군이 그 뒤를 이었다.

VAX 8600의 CPU는 80ns 사이클 타임(12.5 MHz)을 가지며, 이미터-결합 논리(ECL) 매크로셀 어레이(MCA)로 구현되었다. CPU는 E Box, F Box, I Box, M Box라는 4개의 주요 논리 섹션으로 구성된다. E Box는 마이크로코드를 통해 부동 소수점 연산을 포함한 모든 명령어를 실행한다. 여기에는 산술 논리 장치(ALU)와 배럴 시프터가 포함되어 있다. F Box 또는 부동 소수점 가속기(FPA)는 부동 소수점 명령어와 정수 곱셈 및 나눗셈을 가속화하는 선택적 기능이다. 이는 가산기 모듈과 곱셈기 모듈로 구성된 2모듈 세트이다. 가산기 모듈은 24개의 매크로셀 어레이를 포함하며, 곱셈기 모듈은 21개를 포함한다. I Box는 명령어를 가져오고(fetch) 디코딩한다. M Box는 메모리와 입출력을 제어하고, 가상 주소를 물리적 주소로 변환하며 16 KB 데이터 캐시를 포함한다.

CPU는 145개의 MCA를 사용한다. 이는 모토로라가 3 μm MOSAIC 바이폴라 공정으로 제작한 초대규모 집적 회로 장치이다. 이들은 68핀 리드리스 칩 캐리어 또는 핀 그리드 배열에 패키징되어 인쇄 회로 기판의 소켓에 장착되거나 납땜된다. 추가로 1,100개의 소규모 집적 회로(SSI) 및 중규모 집적 회로(MSI) ECL 논리 장치가 사용된다. 이 IC들은 백플레인에 꽂히는 17개의 모듈에 걸쳐 분산되어 있다.

VAX 8600은 4~512 MB의 ECC 메모리를 지원하며 백플레인에 메모리 모듈을 위한 8개의 슬롯이 있다. 시스템은 원래 256 KBit 금속 산화물 반도체(MOS) RAM으로 구성된 4 MB 메모리 모듈을 사용했으며, 이로 인해 용량이 32 MB로 제한되었다. 더 큰 용량의 모듈은 나중에 도입되었다. 메모리는 M Box에 의해 제어되며, M Box는 메모리 접근에 사용되는 메모리 어레이 버스도 제공한다. 80ns(12.5 MHz) 사이클 타임을 가진 이 전용 버스는 I/O 장치와 공유되는 동기식 백플레인 상호연결(SBI)을 통해 메모리에 접근하던 VAX-11/780 대비 VAX 8600의 향상된 성능에 기여한다.

입출력은 SBI를 통해 제공된다. VAX 8600은 하나의 SBI를 특징으로 하지만 두 개로 구성될 수도 있다. SBI는 SBI를 M Box에 연결된 내부 어댑터 버스와 인터페이스하는 SBI 어댑터에 의해 제공된다. 각 SBI에는 I/O 장치를 위한 16개의 슬롯이 있지만, 한 슬롯은 SBI 어댑터용으로 예약되어 있어 15개만 사용할 수 있다. 하나의 SBI를 사용할 경우 대역폭은 13.3 MB/s이다. 두 개의 SBI를 사용할 경우 총 대역폭은 17.1 MB/s이다. SBI와 M Box를 인터페이스하는 어댑터 버스의 대역폭은 33.3 MB/s이다. 유니버스(Unibus)와 매스버스(Massbus)도 지원되며, SBI에 꽂히는 어댑터로 제공된다. VAX 8600 I/O 캐비닛은 시스템 콘솔 역할을 하는 PDP-11 컴퓨터, 유니버스 카드 케이지, 디스크 드라이브 장착 공간을 포함한다.

VAX 8650

VAX 8650은 코드네임 "모닝스타(Morningstar)"로, 1985년 12월 4일에 도입된 VAX 8600의 고속 버전이다. 원래 명칭은 "VAX-11/795"가 될 예정이었으나 출시 전 변경되었다. VAX 8600은 VAX-11/780 및 VAX-11/785와 100% 호환되며, PDP-11 호환 모드를 가지고, VAX-11/78x에서 사용되던 SBI를 사용하는 마지막 VAX이다. CPU는 55ns 사이클 타임(18.18 MHz)을 가진다.

VAX 8200 및 VAX 8300

KA820-AA CPU 모듈

코드네임 "스콜피오(Scorpio)"인 VAX 8200과 VAX 8300은 1986년 1월 29일에 도입된 미드레인지 미니컴퓨터이다. VAX 8300은 VAX 8200의 듀얼 프로세서 변형 모델이며, 같은 날 도입된 VAX 8800과 함께 최초의 멀티프로세서 VAX 컴퓨터 중 하나이다. 이들은 5 MHz(200ns 사이클)로 작동하는 V-11 마이크로프로세서를 포함한 KA820 CPU 모듈을 사용하며, 최대 128 MB의 ECC 메모리를 지원한다. 하나의 VAXBI 버스를 가지며 선택적으로 유니버스를 지원한다.

VAX 8250 및 VAX 8350

VAX 8250과 VAX 8350은 1987년 초에 도입된 VAX 8200 및 VAX 8300의 고속 모델이다. 이들은 6.25 MHz(160ns 사이클)로 작동하는 V-11 마이크로프로세서를 포함한 KA825 CPU 모듈을 사용한다.

VAX 8800 제품군

VAX 8800

코드네임 "노틸러스(Nautilus)"로, VAX 8800 제품군의 하이엔드 모델이다. 기본적으로 2개의 CPU와 2개의 VAXBI 버스를 갖추고 있다. VAX 8800 CPU는 초기 상용 MIPS 및 SPARC 설계보다 약간 앞선 고도로 파이프라인화된 설계이다. VAX 8800의 개발은 1982년 8월~11월에 시작되어 1986년 1월 29일에 도입되었다. "폴라스타(Polarstar)" 시스템과 새로운 명명 규칙이 도입되었을 때, VAX 8800은 VAX 8820 "폴라스타"와 구분하기 위해 VAX 8820N으로 개명되었다. 명칭 조정 및 완전한 SMP 기능으로 업그레이드된 후, 이전의 VAX 8700과 VAX 8800 모델은 VAX 88x0 기기가 되었으며, 여기서 "x"는 CPU의 개수(예: VAX 8810, 8820, 8830, 8840)를 나타낸다. 업그레이드 키트에는 새로운 명칭을 반영하기 위해 기기 전면에 부착할 교체용 번호판이 포함되어 있다.

VAX 8700

코드네임 "노틸러스"인 VAX 8700은 1986년 8월 초에 도입되었다. VAX 8800과 유사하지만 하나의 CPU와 VAXBI 버스를 가진다. VAX 8800으로 업그레이드가 가능하다. SMP 업그레이드와 개정된 명명 규칙 이후 VAX 8810이 되었다.

VAX 8550

코드네임 "스킵잭(Skipjack)"인 VAX 8550은 1986년 8월 초에 도입되었다. VAX 8700과 유사하지만 VAX 8800으로 업그레이드할 수 없다.

VAX 8500

코드네임 "플라운더(Flounder)"인 VAX 8500은 VAX 8550의 저성능 변형 모델로, 마이크로코드를 사용하여 작동 중에 NOP를 삽입하여 성능을 제한한다.

VAX 8530

코드네임 "스킵잭"인 VAX 8530은 성능 향상을 위해 NOP가 제거된 업그레이드된 VAX 8500이다. 1987년 3월 초에 도입되었다.

폴라스타 (Polarstar)

폴라스타는 1~4개의 프로세서와 업데이트된 콘솔 프로세서를 갖춘 노틸러스의 변형 모델이다. 모델 구성은 다음과 같다.

  • VAX 8810 - 단일 프로세서 시스템
  • VAX 8820 - 2개 프로세서 시스템
  • VAX 8842 - VAX 8820 시스템 2대의 클러스터
  • VAX 8830 - 3개 프로세서 시스템
  • VAX 8840 - 4개 프로세서 시스템
  • VAX 8974 - 1987년 1월 20일 도입, VAX 8700 시스템 4대의 클러스터
  • VAX 8978 - 1987년 1월 20일 도입, VAX 8700 시스템 8대의 클러스터

상세 설명

VAX 8800 제품군은 CPU, 메모리 컨트롤러 및 I/O 어댑터를 연결하는 NMI 버스를 기반으로 한다. NMI 버스는 32비트 동기식 버스로 가용 대역폭은 64 MB/s이다.

CPU

VAX 8800 제품군의 중앙 처리 장치(CPU)는 22.22 MHz(45ns 사이클 타임)로 작동하며 8개의 모듈에 분산된 개별 이미터-결합 논리(ECL) 장치로 구현된다. ECL 장치의 대부분은 1,200개의 논리 회로를 가진 매크로셀 어레이이며, 범용 레지스터와 부동 소수점 장치는 디지털에서 개발한 커스텀 논리 장치이다. CPU는 10ns 및 15ns ECL 랜덤 액세스 메모리 장치로 구현된 64 KB 캐시를 가진다.

이 프로세서는 VAX 명령어를 파이프라인화하려고 시도하는 대신 "균일 마이크로 명령어(uniform microinstructions)"를 활용하여 "딥 파이프라이닝(deep pipelining)"을 채용한다. 5단계 파이프라인은 각 디코딩된 기계어 명령에 대한 마이크로 주소를 생성하는 초기 디코드 단계로 시작하며, 이는 전체 기계어 명령을 수행하는 데 필요한 마이크로 명령어를 제공하는 제어 저장소(control store) 내의 마이크로코드 루틴을 참조한다. 이러한 마이크로 주소는 제어 저장소 조회 및 순차 처리를 담당하는 두 번째 파이프라인 단계에서 사용된다. 각 마이크로 명령어의 요소들은 후속 파이프라인 단계에서 사용되는데, 세 번째 단계는 피연산자 및 레지스터 읽기, 네 번째 단계는 산술 및 부동 소수점 연산을 포함한 실행, 다섯 번째 단계는 레지스터 및 메모리 쓰기를 담당한다. 다중 마이크로코드 명령어를 사용하여 구현된 기계어 명령어는 다음 기계어 명령어가 가져오기(fetch) 및 디코딩되기 전에 마이크로 명령어 시퀀스가 스케줄링되어 파이프라인을 통과하도록 하며, 이는 마이크로 명령어 시퀀스가 끝난 후에만 발생한다.

메모리

VAX 8800과 8700은 1~8개의 메모리 어레이 모듈을 지원하며, VAX 8550과 8500은 1~5개의 메모리 모듈을 지원한다. 메모리 어레이 모듈은 NMI 백플레인과 분리된 전용 백플레인에 설치된다. VAX 8800과 VAX 8700은 4~32 MB 메모리를 지원하고, VAX 8500과 VAX 8550은 4 MB 메모리 모듈을 사용하여 4~20 MB를 지원한다. 16 MB 메모리 모듈이 도입되었을 때 VAX 8800과 8700의 메모리 용량은 128 MB로, VAX 8550과 8500은 80 MB로 증가했다. 추가로 64MB 메모리 모듈이 도입되었을 때 VAX 8800과 8700의 메모리 용량은 512MB로, VAX 8550과 8500은 320MB로 증가했다.

메모리 시스템은 메모리 컨트롤러, 트랜지스터-트랜지스터 논리(TTL) 버스 및 1~8개의 메모리 어레이 모듈이라는 세 가지 주요 부분으로 구성된다. 메모리 컨트롤러는 ECL 게이트 어레이로 구현되며 NMI 버스 모듈에 상주한다. 메모리 어레이 모듈이 연결되는 TTL 버스를 구현한다. VAX 8800용으로 4 MB 모듈, 16 MB 모듈, 64MB 모듈의 세 가지 메모리 모듈을 사용할 수 있었다. 4 MB 어레이 모듈은 금속 산화물 반도체(MOS) 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 장치와 집적 회로 중규모 집적 회로(MSI) FAST 트랜지스터-트랜지스터 논리(TTL) 장치가 거의 동일한 수로 배치된 8층 인쇄 회로 기판이다. 16 MB 어레이 모듈은 4 MB 모듈과 유사하지만, 각각 DRAM으로 제작된 2 MB 메모리가 포함된 8개의 표면 실장형 도터 보드가 들어있다.

입출력

VAX 8800은 입출력을 위해 VAXBI 버스를 사용한다. VAX 8800은 최대 4개의 VAXBI 버스를 지원하며, 각 버스는 최대 16개의 I/O 장치를 지원한다. VAXBI 버스는 VAXBI 버스 프로토콜을 구현하는 칩이 포함된 NBI 어댑터에 의해 NMI 버스에 인터페이스된다. NBI 어댑터는 I/O 장치로의 모든 CPU 참조와 직접 메모리 접근(DMA) 트랜잭션을 처리한다. 어댑터는 5 MHz로 작동하며 자체 클럭 신호를 생성하므로 CPU와 비동기적으로 작동한다. NBI 어댑터는 NBIA와 NBIB라는 두 개의 모듈로 구성된다. NBIA는 어댑터의 NMI 측이고, NBIB는 VAXBI 측이다.

VAX 콘솔

VAX 콘솔은 DEC 프로페셔널 시리즈 PC-38N이다. 이는 노틸러스 제품군 프로세서의 시스템 콘솔로 사용되는 실시간 인터페이스(RTI)가 있는 PRO-380이다. RTI에는 두 개의 직렬 라인 유닛이 있다. 하나는 VAX 환경 모니터링 모듈(EMM)에 연결되고 다른 하나는 데이터 전송에 사용할 수 있는 예비용이다. RTI의 IEEE-488 인터페이스는 사용되지 않는다. RTI의 프로그래밍 가능한 24비트 주변 장치 인터페이스(PPI)는 노틸러스 시스템 콘솔 인터페이스와 VAX 콘솔 간의 데이터, 주소 및 제어 신호를 위한 3개의 8비트 포트로 구성된다. 콘솔의 주요 기능은 시스템 부트스트랩이다. 노틸러스 제품군 프로세서에는 비휘발성 메모리가 없다. 콘솔은 구성 레지스터를 설정하고, CPU 마이크로코드를 쓰기 가능한 제어 저장소에 로드하며, 프로세서 모듈 진단 테스트를 수행하고, TOY 클록(연간 클록)을 재설정하고, 특정 유형의 오류를 기록하며, 다른 감독 기능을 수행하고, 현장 서비스 진단 및 테스트를 위한 인터페이스 역할을 한다.

각주

  1. 1 2 “Digital VAX Line”. 《뉴욕 타임스》. 1986년 1월 30일. 4면.
  2. ↑ Haber, Lynn (May 1988). “Newest High-End VAX Migrates Customers to More Power”. 《Hardcopy》. 24,26쪽. 2025년 12월 9일에 확인함.
  3. 1 2 Sanger, David E. (1987년 1월 20일). “Digital To Offer Mainframes”. 《뉴욕 타임스》.
  4. ↑ Clark, Douglas W. (1987). 《Pipelining and Performance in the VAX 8800 Processor》. Second International Conference on Architectural Support for Programming Language and Operating Systems (ASPLOS II). 173–177쪽. 2026년 1월 18일에 확인함.
  5. ↑ 《VAX 8500/8550 System Hardware User's Guide》. 디지털 이큅먼트 코퍼레이션. 1986. 1–8쪽.

참고 문헌