VAX 8000

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
جهاز VAX 8550 مزود بوحدة تحكم DEC Professional

VAX 8000 هي عائلة متوقفة من أجهزة الكمبيوتر الصغيرة للغاية التي طورتها وصنعتها شركة Digital Equipment Corporation (DEC) باستخدام معالجات تنفذ بنية مجموعة تعليمات VAX (ISA).

طُرحت سلسلة 8000 في أكتوبر 1984 مع جهاز 8600، الذي سيطر على الفئة العليا من أجهزة VAX. عُرف هذا الجهاز في الأصل باسم 11/790، ويُقدم أداءً يُقارب أربعة أضعاف أداء سابقه 11/780. وخلفه جهاز 8650 (الذي كان يُعرف سابقًا باسم 11/795) في ديسمبر 1985. وفي يناير 1986، طُرحت عائلتا 8200 و8300 في الفئة المتوسطة. وفي عام 1987، حلّ جهاز 8800 محل أجهزة 8600 في الفئة العليا، بينما كان جهازا 8700 و8500 إصدارين أقل أداءً من هذه الأنظمة. كما قدمت شركة DEC مجموعات متنوعة من هذه الأجهزة بأرقام طراز مختلفة. وكما هو الحال مع أنظمة VAX الأخرى، فقد بيعت هذه الأجهزة بنظامي التشغيل VMS أو Ultrix .

كان من المقرر استبدال جهاز VAX 8800 بجهاز VAX 9000 عالي الأداء، لكن هذا المشروع لم يُكتب له النجاح. وبدلاً من ذلك، تم تطوير جهاز VAX 6000 ، الذي كان في الأصل جهازًا متوسط ​​الأداء ليحل محل جهازي 8700/8500، ليقدم أداءً مماثلاً تقريبًا لجهاز 8800 ولكن بنصف التكلفة. وتم استبدال جميع هذه الأجهزة بجهازي VAX 7000/10000 في يوليو 1992. وتُعد هذه الأجهزة عبارة عن معالجات أحادية الشريحة تعتمد على وحدة المعالجة المركزية NVAX ، وهي آخر أجهزة VAX المخصصة.

VAX 8600

لوحة ذاكرة سعة 4 ميجابايت لجهاز VAX 8600

جهاز VAX 8600 ، الذي يحمل الاسم الرمزي " فينوس "، طُرح في أكتوبر 1984، وهو خليفة جهاز VAX-11/785 . كان من المقرر تسميته في الأصل "VAX-11/790"، ولكن تم تغيير اسمه قبل إطلاقه. حقق جهاز VAX 8600 نجاحًا كبيرًا، وكان آنذاك الجهاز الأكثر مبيعًا من بين أجهزة VAX المتطورة. وخلفه في عام 1987 عائلة أجهزة VAX 8800.

يحتوي جهاز VAX 8600 على وحدة معالجة مركزية (CPU) بزمن دورة يبلغ 80 نانوثانية (12.5  ميجاهرتز) مُنفذة باستخدام مصفوفات الخلايا الكبيرة (MCAs) بتقنية منطق اقتران الباعث (ECL ). تتكون وحدة المعالجة المركزية من أربعة أقسام منطقية رئيسية: صندوق الباعث (E Box)، وصندوق الذرات (F Box)، وصندوق الإدخال (I Box)، وصندوق الضرب (M Box). يُنفذ صندوق الباعث جميع التعليمات، بما في ذلك تعليمات الفاصلة العائمة، من خلال الشفرة الدقيقة. ويحتوي على وحدة حسابية ومنطقية (ALU) ومُبدِّل أسطواني . أما صندوق الذرات، أو مُسرِّع الفاصلة العائمة (FPA)، فهو ميزة اختيارية تُسرِّع تعليمات الفاصلة العائمة، بالإضافة إلى عمليات ضرب وقسمة الأعداد الصحيحة. وهو عبارة عن مجموعة من وحدتين: وحدة جمع ووحدة ضرب. تحتوي وحدة الجمع على 24 مصفوفة خلايا كبيرة، بينما تحتوي وحدة الضرب على 21 مصفوفة. يقوم صندوق الإدخال بجلب التعليمات وفك تشفيرها. يتحكم صندوق الضرب في الذاكرة والإدخال/الإخراج، ويُترجم العناوين الافتراضية إلى عناوين فعلية، ويحتوي على ذاكرة تخزين مؤقتة للبيانات بسعة 16 كيلوبايت. 

استخدمت وحدة المعالجة المركزية 145 وحدة تكامل متعددة القنوات (MCA). وهي عبارة عن أجهزة تكامل واسعة النطاق مصنعة من قبل شركة موتورولا بتقنية MOSAIC ثنائية القطبية  بدقة 3 ميكرومتر . تُعبأ هذه الوحدات في حوامل رقائق بدون أطراف توصيل ذات 68 طرفًا أو في مصفوفات شبكية للأطراف ، وتُثبت على لوحة الدوائر المطبوعة في مقابس أو تُلحم في مكانها. كما استُخدم 1100 جهاز منطقي إضافي من نوع ECL، من نوعي التكامل صغير النطاق (SSI) ومتوسط ​​النطاق (MSI). تُوزع هذه الدوائر المتكاملة على 17 وحدة موصولة بلوحة خلفية .

يدعم جهاز VAX 8600 ذاكرة ECC  بسعة تتراوح من 4 إلى 512 ميجابايت ، ويحتوي على ثمانية منافذ في اللوحة الخلفية لوحدات الذاكرة. كان النظام يستخدم في الأصل وحدات ذاكرة بسعة 4 ميجابايت مزودة بذاكرة وصول عشوائي (RAM) من نوع أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS) بسعة 256 كيلوبت ، مما يحد من السعة إلى 32 ميجابايت. وقد تم طرح وحدات ذات سعات أكبر لاحقًا. يتم التحكم في الذاكرة بواسطة وحدة M Box، التي توفر أيضًا ناقل مصفوفة الذاكرة المستخدم للوصول إليها. يساهم هذا الناقل المخصص، الذي يتميز بدورة زمنية تبلغ 80 نانوثانية (12.5 ميجاهرتز)، في تحسين أداء VAX 8600 مقارنةً بجهازي VAX-11/780، اللذين يصلان إلى الذاكرة عبر وصلة اللوحة الخلفية المتزامنة (SBI) المشتركة مع أجهزة الإدخال/الإخراج.    

يتم توفير وحدات الإدخال/الإخراج بواسطة وحدة SBI. يحتوي جهاز VAX 8600 على وحدة SBI واحدة، ولكن يمكن تهيئته بوحدتين. يتم توفير وحدات SBI بواسطة محولات SBI التي تربط وحدة SBI بناقل محول داخلي متصل بصندوق M. تحتوي كل وحدة SBI على 16 فتحة لأجهزة الإدخال/الإخراج، ولكن 15 فتحة فقط قابلة للاستخدام، حيث أن فتحة واحدة محجوزة لمحول SBI. مع وحدة SBI واحدة، يبلغ عرض النطاق الترددي لهذه الوحدة 13.3  ميجابايت/ثانية. ومع وحدتي SBI، يبلغ عرض النطاق الترددي الإجمالي 17.1  ميجابايت/ثانية. يبلغ عرض النطاق الترددي لناقل المحول الذي يربط وحدات SBI بصندوق M 33.3  ميجابايت/ثانية. كما يدعم الجهاز بروتوكولي Unibus و Massbus ، وذلك بواسطة محولات يتم توصيلها بوحدة SBI. تحتوي خزانة الإدخال/الإخراج لجهاز VAX 8600 على جهاز كمبيوتر PDP-11 يعمل كوحدة تحكم ، وحامل بطاقات Unibus، ومنافذ لتركيب محركات الأقراص.

VAX 8650

يُعدّ جهاز VAX 8650 ، المسمى " مورنينغ ستار "، نسخةً أسرع من جهاز VAX 8600 الذي طُرح في 4 ديسمبر 1985. وكان من المقرر تسميته في الأصل "VAX-11/795"، ولكن أُعيد تسميته قبل إطلاقه. ويُعتبر VAX 8600 آخر جهاز VAX متوافق تمامًا مع VAX-11/780 و VAX-11/785 ، ويدعم وضع التوافق مع PDP-11 ، ويستخدم واجهة SBI المستخدمة أيضًا في VAX-11/78x. ويبلغ زمن دورة المعالج 55 نانوثانية (18.18  ميجاهرتز).

VAX 8200 و VAX 8300

وحدة المعالجة المركزية KA820-AA

يُعدّ كلٌّ من VAX 8200 و VAX 8300 ، اللذان يحملان الاسم الرمزي " سكوربيو "، حاسوبين صغيرين متوسطي الأداء، طُرحا في 29 يناير 1986. [ 1 ] يُعتبر VAX 8300 نسخةً ثنائية المعالج من VAX 8200، ويُصنّف، إلى جانب VAX 8800 الذي طُرح في التاريخ نفسه، ضمن أوائل حواسيب VAX متعددة المعالجات . يستخدمان وحدة المعالجة المركزية KA820 التي تحتوي على معالج دقيق V-11 يعمل بتردد 5  ميجاهرتز (دورة 200 نانوثانية)، ويدعمان  ذاكرة تصحيح الأخطاء (ECC) بسعة قصوى تبلغ 128 ميجابايت. يحتويان على ناقل VAXBI واحد ، ويدعمان ناقل Unibus اختياريًا .

VAX 8250 و VAX 8350

يُعد كل من VAX 8250 و VAX 8350 طرازين أسرع من VAX 8200 و VAX 8300 اللذين تم طرحهما في أوائل مارس 1987. ويستخدمان وحدة المعالجة المركزية KA825 التي تحتوي على معالج دقيق V-11 يعمل بتردد 6.25  ميجاهرتز (دورة 160 نانوثانية).

عائلة VAX 8800

VAX 8800

يُعرف هذا الجهاز بالاسم الرمزي " نوتيلوس "، وهو الطراز الراقي ضمن عائلة VAX 8800. يتميز بمعالجين مركزيين وناقلين VAXBI كمعيار أساسي. يتميز معالج VAX 8800 بتصميم متطور يعتمد على خطوط الأنابيب، وهو تصميم يسبق قليلاً تصميمات MIPS وSPARC التجارية الأولى. بدأ تطوير VAX 8800 في الفترة من أغسطس إلى نوفمبر 1982، وتم طرحه في 29 يناير 1986. [ 1 ] عند طرح أنظمة " بولارستار " ونظام التسمية الجديد، أُعيد تسمية VAX 8800 إلى VAX 8820N لتمييزه عن VAX 8820 " بولارستار ". بعد تعديلات الأسماء والترقية إلى قدرة SMP الكاملة، أصبحت طرازات VAX 8700 وVAX 8800 السابقة أجهزة VAX 88x0، حيث يمثل "x" عدد وحدات المعالجة المركزية، أي VAX 8810 و8820 و8830 و8840. [ 2 ] تتضمن مجموعة الترقية أرقامًا بديلة مثبتة على الجزء الأمامي من الجهاز لتعكس التسمية الجديدة.

VAX 8700

تم طرح جهاز VAX 8700 ، المسمى " نوتيلوس "، في أوائل أغسطس 1986. وهو مشابه لجهاز VAX 8800، ولكنه مزود بمعالج واحد وناقل VAXBI. ويمكن ترقيته إلى VAX 8800. وأصبح يُعرف باسم VAX 8810 بعد ترقية SMP وتعديل نظام التسمية.

VAX 8550

تم طرح جهاز VAX 8550 ، الذي يحمل الاسم الرمزي " Skipjack "، في أوائل أغسطس 1986. وهو مشابه لجهاز VAX 8700، ولكنه غير قابل للترقية إلى VAX 8800.

VAX 8500

يُعد جهاز VAX 8500 ، الذي يحمل الاسم الرمزي " Flounder "، نسخة ذات أداء أقل من جهاز VAX 8550، حيث يتم استخدام التعليمات البرمجية الدقيقة لإدراج تعليمات NOP أثناء التشغيل للحد من الأداء.

VAX 8530

جهاز VAX 8530 ، المسمى بالرمز " سكيبجاك "، هو نسخة مطورة من جهاز VAX 8500 تم فيها إزالة وحدات NOP لتحسين الأداء. وقد تم طرحه في أوائل مارس 1987.

بولارستار

بولار ستار هو نسخة معدلة من نوتيلوس، مزود بمعالج واحد إلى أربعة معالجات ومعالج وحدة تحكم مُحدّث. تشمل الطرازات ما يلي:

  • VAX 8810 - نظام معالج واحد
  • VAX 8820 - نظام ثنائي المعالج
  • VAX 8842 - مجموعة من نظامين VAX 8820
  • VAX 8830 - نظام ثلاثي المعالجات
  • VAX 8840 - نظام رباعي المعالجات
  • VAX 8974 - تم طرحه في 20 يناير 1987، وهو عبارة عن مجموعة من أربعة أنظمة VAX 8700 [ 3 ]
  • VAX 8978 - تم طرحه في 20 يناير 1987، وهو عبارة عن مجموعة من ثمانية أنظمة VAX 8700 [ 3 ]

وصف

تعتمد عائلة معالجات VAX 8800 على ناقل NMI، الذي يربط وحدة المعالجة المركزية ووحدة التحكم بالذاكرة ومحولات الإدخال/الإخراج. ناقل NMI هو ناقل متزامن 32 بت بعرض نطاق ترددي قابل للاستخدام يبلغ 64  ميجابايت/ثانية.

وحدة المعالجة المركزية

تعمل وحدة المعالجة المركزية (CPU) من عائلة VAX 8800 بتردد 22.22  ميجاهرتز (زمن دورة 45 نانوثانية)، وهي مُصممة باستخدام دوائر منطقية منفصلة مُقترنة بالباعث (ECL) موزعة على ثماني وحدات. تتكون غالبية دوائر ECL من مصفوفات خلايا كبيرة تضم 1200 بوابة منطقية ، بينما تُعد المسجلات العامة ووحدات الفاصلة العائمة دوائر منطقية مُخصصة طورتها شركة Digital. تحتوي وحدة المعالجة المركزية على ذاكرة تخزين مؤقتة (catch) بسعة 64 كيلوبايت، مُصممة باستخدام دوائر ذاكرة وصول عشوائي  ECL بزمن دورة 10 نانوثانية و15 نانوثانية .

يستخدم المعالج تقنية "التنفيذ المتوازي العميق" من خلال استخدام "تعليمات دقيقة موحدة" بدلاً من محاولة تنفيذ تعليمات VAX بشكل متوازي. يبدأ مسار المعالجة ذو المراحل الخمس بمرحلة فك تشفير أولية تُولّد عناوين دقيقة لكل تعليمة آلية مُفكّكة، وتشير هذه العناوين إلى إجراءات التعليمات البرمجية الدقيقة في مخزن التحكم التي توفر التعليمات الدقيقة اللازمة لتنفيذ التعليمة الآلية كاملةً. تُستخدم هذه العناوين الدقيقة في المرحلة الثانية من مسار المعالجة، والمُخصصة للبحث في مخزن التحكم وترتيبه. ثم تُستخدم عناصر كل تعليمة دقيقة في المراحل اللاحقة من مسار المعالجة، حيث تُعنى المرحلة الثالثة بقراءة المعاملات والسجلات، والرابعة بالتنفيذ الذي يتضمن العمليات الحسابية وحسابات الفاصلة العائمة، والخامسة بكتابة السجلات والذاكرة. تؤدي التعليمات الآلية المُنفذة باستخدام تعليمات برمجية دقيقة متعددة إلى جدولة هذه التعليمات الدقيقة ومواصلتها عبر مسار المعالجة دون الحاجة إلى جلب التعليمة الآلية التالية وفك تشفيرها، حيث يحدث ذلك فقط في نهاية تسلسل التعليمات الدقيقة. [ 4 ]

ذاكرة

يدعم جهازا VAX 8800 و8700 من وحدة إلى ثماني وحدات ذاكرة، بينما يدعم جهازا VAX 8550 و8500 من وحدة إلى خمس وحدات. تُثبّت وحدات الذاكرة في لوحة خلفية مخصصة منفصلة عن لوحة NMI الخلفية. يدعم جهازا VAX 8800 وVAX 8700  ذاكرة بسعة تتراوح من 4 إلى 32 ميجابايت، بينما يدعم جهازا VAX 8500 وVAX 8550 ذاكرة بسعة تتراوح من 4 إلى 20  ميجابايت، باستخدام  وحدة ذاكرة بسعة 4 ميجابايت. عند  طرح وحدة الذاكرة بسعة 16 ميجابايت، زادت سعة الذاكرة في جهازي VAX 8800 و8700 إلى 128  ميجابايت، وفي جهازي VAX 8550 و8500 إلى 80  ميجابايت. بالإضافة إلى ذلك، عندما تم إدخال وحدة الذاكرة 64 ميجابايت، زادت سعة الذاكرة في VAX 8800 و 8700 إلى 512 ميجابايت، وفي VAX 8550 و 8500 إلى 320 ميجابايت.

يتكون نظام الذاكرة من ثلاثة أجزاء رئيسية: وحدة تحكم الذاكرة ، وناقل منطق الترانزستور-ترانزستور (TTL)، ووحدة إلى ثماني وحدات مصفوفة ذاكرة. تُنفذ وحدة تحكم الذاكرة باستخدام مصفوفات بوابات ECL، وتقع على وحدة ناقل NMI. وهي تُنفذ ناقل TTL الذي تُوصل به وحدات مصفوفة الذاكرة. توفرت ثلاث وحدات ذاكرة لجهاز VAX 8800:  وحدة سعة 4 ميجابايت،  ووحدة سعة 16 ميجابايت، ووحدة سعة 64 ميجابايت.  تتكون وحدة مصفوفة الذاكرة سعة 4 ميجابايت من لوحة دوائر مطبوعة ثمانية الطبقات، تحتوي على أجهزة ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) من أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS )، وأجهزة منطق الترانزستور-ترانزستور (TTL ) سريعة التكامل (MSI ) بأعداد متساوية تقريبًا. أما وحدة مصفوفة الذاكرة سعة 16 ميجابايت، فهي مشابهة لوحدة 4 ميجابايت، ولكنها تحتوي على ثماني لوحات فرعية مثبتة على السطح، تحتوي كل منها على ذاكرة سعة 2 ميجابايت مبنية من أجهزة DRAM.   

الإدخال/الإخراج

يستخدم جهاز VAX 8800 ناقل VAXBI للإدخال والإخراج. يدعم الجهاز ما يصل إلى أربعة نواقل VAXBI، يدعم كل منها ما يصل إلى 16 جهاز إدخال/إخراج. يتم ربط ناقل VAXBI بناقل NMI عبر محول NBI يحتوي على شريحة تُنفذ بروتوكول ناقل VAXBI. يتولى محول NBI معالجة جميع عمليات الوصول إلى وحدة المعالجة المركزية وعمليات الوصول المباشر إلى الذاكرة (DMA) من وإلى أجهزة الإدخال/الإخراج. يعمل المحول بتردد 5 ميجاهرتز وبشكل غير متزامن مع وحدة المعالجة المركزية، حيث يُولد إشارة الساعة  الخاصة به . يتكون محول NBI من وحدتين: NBIA وNBIB. تمثل NBIA جانب NMI من المحول، بينما تمثل NBIB جانب VAXBI.

وحدة تحكم VAX

وحدة تحكم VAX هي جهاز DEC Professional Series PC-38N. وهي عبارة عن جهاز PRO-380 مزود بواجهة الوقت الحقيقي (RTI) تُستخدم كوحدة تحكم لمعالجات عائلة Nautilus. تحتوي واجهة RTI على وحدتي خط تسلسلي: إحداهما تتصل بوحدة مراقبة البيئة VAX (EMM)، والأخرى احتياطية يمكن استخدامها لنقل البيانات. واجهة IEEE-488 الخاصة بواجهة RTI غير مستخدمة. تم تكوين واجهة RTI الطرفية القابلة للبرمجة ذات 24 بت (PPI) على شكل ثلاثة منافذ 8 بت للبيانات والعناوين وإشارات التحكم بين واجهة وحدة تحكم نظام Nautilus ووحدة تحكم VAX. تتمثل الوظيفة الأساسية لوحدة التحكم في بدء تشغيل النظام. لا تحتوي معالجات عائلة Nautilus على ذاكرة غير متطايرة . تقوم وحدة التحكم بضبط سجلات التكوين، وتحميل الشفرة الدقيقة لوحدة المعالجة المركزية في مخزن التحكم القابل للكتابة، وإجراء اختبارات تشخيصية لوحدة المعالج، وإعادة ضبط ساعة الوقت من السنة، وتسجيل أنواع معينة من الأخطاء، وتنفيذ وظائف إشرافية أخرى، وهي واجهة لتشخيص واختبار الخدمة الميدانية. [ 5 ]

مراجع

  1. 1 2 "خط فاكس الرقمي" . صحيفة نيويورك تايمز . 30 يناير 1986. ص  4.
  2. ↑ هابر، لين (مايو 1988). "أحدث أجهزة VAX المتطورة تنقل العملاء إلى مزيد من القوة" . نسخة مطبوعة . الصفحات 24، 26. تم الاطلاع عليه في 9 ديسمبر 2025 . 
  3. 1 2 سانجر، ديفيد إي. (20 يناير 1987). "ديجيتال تقدم أجهزة حاسوب مركزية" . صحيفة نيويورك تايمز .
  4. ↑ كلارك، دوغلاس و. ( 1987). تقنية خطوط الأنابيب والأداء في معالج VAX 8800. المؤتمر الدولي الثاني حول الدعم المعماري للغات البرمجة وأنظمة التشغيل (ASPLOS II). الصفحات 173-177 . تاريخ الاسترجاع: 18 يناير 2026 . 
  5. ↑ دليل مستخدم أجهزة نظام VAX 8500/8550 . شركة ديجيتال إكويبمنت. 1986. الصفحات 1-8 . 

فهرس