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22.04.1988 - 

80386er Systeme mausern sich zum Bindeglied zwischen PC und Minicomputer:

32-Bit-Prozessor eröffnet Einstieg in Mehrplatzbetrieb

Der Prozessor 80386 ist nicht nur ein leistungsfähiger Baustein für Anwendungen mit Standard-Betriebssystemen, sondern auch für leistungsfähige Systeme mit Mehrplatzarchitektur. Die Architektur von Mehrplatzsystemen erfordert jedoch eine besondere Konfiguration des Prozessors. Dann kann auch das Betriebssystem Unix, das sich immer mehr zu einem Standard unter den Mehrplatzsystemen entwickelt, seine Leistungsfähigkeit auf einer 80386er-Architektur ausspielen.

Die Ankündigungen von auf 8ß386 basierenden Systemen unter dem Aspekt der Mehrplatz-(Unix-)Fähigkeit erinnern sehr an ähnliche Worte bei der Einführung des 80286-Prozessors. Zu dieser Zeit ergab ein Test bei einem Anwender, daß ein auf dem 8086 (8 Megahertz) basierendes System mit vier Arbeitsplätzen zirka zehnmal bessere Antwortzeiten lieferte als ein damals neu eingeführtes 80286-System mit 10 Megahertz.

Mehrplatzbetrieb schon mit dem 8086

Viel Test wurde durchgeführt mit einer bereits auf 8-Bit-Systemen im Mehrplatzbetrieb (!) eingesetzten Anwendung unter dem Betriebssystem "Oasis". Beweist dieses Ergebnis nun, daß der 80286-Prozessor grundsätzlich schwächer ist als der 8086? Nein, denn es wurden lediglich Äpfel mit Birnen verglichen. Bei dem 8086-System handelte es sich um eine speziell für den Mehrplatzbetrieb entwickelte Rechnerarchitektur mit weiteren Z80-Prozessoren für die Bedienung der Bildschirme und der Festplatten. Das 80286-System wer hingegen ein dediziertes Einplatzsystem, das, unter Einplatzbedingungen getestet, sicherlich die vierfache Leistung des 8086-Systems erbracht hätte. Ähnliche Ergebnisse kann man zur Zeit erzielen, wenn man auf dem 80386 basierende Systeme mit anderen vergleicht und dabei vergißt, daß die Systemarchitektur von Mehrplatzsystemen nur sehr bedingt mit der von Einplatzsystemen vergleichbar ist.

Betriebssystem ist die entscheidende Variable

Die Mehrplatzfähigkeit eines Systems wird durch die Systemarchitektur und durch das Betriebssystem bestimmt. Mehrplatzfähige Systeme mit bis zu vier Arbeitsplätzen können auch mit 8-Bit-Prozessoren zur Zufriedenheit der Anwender realisiert werden, was auch geschehen ist. Man täte daher einem Prozessor wie dem 80386 unrecht, wenn man ihn lediglich in preis- wie leistungsmäßige Einstiegssysteme für Mehrplatzanwendungen einbauen würde. Wenn nämlich Funktionen wie Unter brechungsbehandlung (Interrupts), Speicherverwaltung und Ein-/Ausgabe von ihm ferngehalten werden, das heißt, durch separate Prozessoren erledigt werden, so leistet ein solches 386-System bis zu 7,9 Mips oder 6250 Dhrystones - also mehr als mancher Mainframe.

Wichtig in einer solchen Architektur ist auch, daß Daten und Instruktionen nicht direkt aus einem relativ langsamen, dynamischen RAM geladen werden müssen, sondern in einem schnellen, aus statischen Speicherbausteinen bestehenden Cache-Speicher zur Verfügung gestellt werden.

Bei einer Taktfrequenz von 20 Megahertz muß dieser Cache-Speicher mit einer Zykluszeit von 35 Nanosekunden ausgelegt sein, damit Daten und Instruktionen tatsächlich ohne Wartezustände vom Prozessor angefordert werden können. Das gleiche Verfahren wird bei Mehrplatzsystemen mit Hilfe eines dedizierten Prozessors (File-Prozessor) für die Plattenzugriffe realisiert. Der File-Prozessor verfügt ebenfalls über einen eigenen Speicher (bis zu 16 MB), in dem häufig gebrauchte Daten abgelegt werden.

So bildet in einem Mehrplatzsystem jeder Funktionsblock eine unabhängige Einheit mit eigenem Speicher und eigener Betriebssoftware, so daß die Bedienung der Bildschirmarbeitsplätze, die Plattenzugriffe und die Rechenoperationen parallel ausgeführt werden können. Ein derart aufgebautes System ist der ideale Unterbau für ein Multitasking-, Multiuser-fähiges Betriebssystem wie Unix. Ein auf dem 80386 basierendes, voll ausgerüstetes Mehrplatzsystem kann durchaus 64 Benutzer sinnvoll bedienen. Interessant ist dabei, daß der 80386 in idealer Weise den Einsatz von MS-DOS-Applikationen unter Unix unterstützt.

Der Nachteil einer speziellen Mehrplatzarchitektur sei aber nicht verschwiegen. Derartige Systeme lassen sich praktisch nur mit einem herstellerspezifischen Bus-System realisieren. Ein Mehrplatzsystem ist, wenn es ordentlich konstruiert ist, natürlich auch modular aufgebaut und kann im Feld aufgerüstet werden. Standard-PC-Steckkarten können aber nicht eingesetzt werden. Erweiterungen, die nicht vom Hersteller angeboten werden, sind nicht möglich.

Der 80386 wird sich wohl an zwei Fronten durchsetzen. Zum einen als leistungsfähiger Prozessor in Systemen mit Standardarchitektur, die sicher auch im Mehrplatzbetrieb ihren Einsatz finden werden, wenn auch in eingeschränktem Maße. Zum anderen in leistungsfähigen Systemen mit Mehrplatzarchitektur, die beim weiteren Vormarsch des Betriebssystems Unix eine wichtige Rolle spielen werden.

Wolf R. Schwan betreibt das Produkt-Marketing bei Altos Computer Systems in Gräfelfing.