Лекция 14. Микроархитектура Р5

Процессор Z80,разработка фирмы Zilog, помимо расширенной системы команд, одного номинала питания и способности исполнять программы, написанные для i8080, имел ряд архитектурных особенностей (рис.5.3.3.1, в).

МП Intel 8080 был представлен 1 апреля 1974 г. Благодаря использованию технологии n-МОП 6 мкм, на кристалле было размещено 6 тыс. транзисторов. Тактовая частота процессора была доведена до 2 МГц, а длительность цикла команд составила 2 мкс. Объем памяти, адресуемой процессором, - 64 Кбайт. За счет использования 40-выводного корпуса удалось разделить шину адреса (ША) и шину данных (ШД); общее число микросхем, требовавшихся для построения системы в минимальной конфигурации, сократилось до 6 (рис.5.3.3.1, б).

Учебные вопросы

Лекция № 13

UnQL

Методологические основы

В основе идеи NoSQL лежит следующее:

• Нереляционная модель данных
• Открытый исходный код
• Хорошая горизонтальная масштабируемость.

В качестве одного из методологических обоснований подхода NoSQL используется эвристический принцип, известный как теорема CAP, утверждающий, что в распределённой системе невозможно одновременно обеспечить согласованность данных, доступность (англ. availability, в смысле корректность отклика по любому запросу) и устойчивость к расщеплению распределённой системы на изолированные части. Таким образом, при необходимости достижения высокой доступности и устойчивости к разделению предполагается не фокусироваться на средствах обеспечения согласованности данных, обеспечиваемых традиционными SQL-ориентированными СУБД с транзакционными механизмами на принципах ACID.

В июле 2011 компания Couchbase, разработчик CouchDB, Memcached и Membase, анонсировала создание нового SQL-подобного языка запросов — UnQL (Unstructured Data Query Language). Работы по созданию нового языка выполнили создатель SQLite Ричард Гипп (англ. Richard Hipp), и основатель проекта CouchDB Дэмиен Кац (англ. Damien Katz). Разработка передана сообществу на правах общественного достояния.

Тема: Современное состояние и перспективы облачных сервисов

Цель: Изучить состояние и перспективы облачных сервисов в России и в мире.

1. Поставщики онлайновых сервисов

2. Поставщики программного обеспечения

3. Поставщики комплексных информационных систем

ВВЕДЕНИЕ

Практически каждая крупная ИТ-компания сегодня стала поставщиком облачных сервисов, однако при более внимательном рассмотрении становится ясно, что для разных компаний понятие «облачные сервисы» обладает разным содержанием. Для одних компаний это естественное направление развития, для других – направление модернизации бизнеса, для третьих – не более, чем просто маркетинг.

В данной лекции рассмотрены несколько примеров облачных стратегий известных ИТ-поставщиков, представляющих сегменты онлайновых сервисов (Amazon Web Services, Salesforce.com), программного обеспечения (Microsoft, Oracle) и комплексных информационных систем (HP, IBM). Разумеется, этими примерами облачный рынок не исчерпывается, но задача заключается не в том, чтобы описать все возможные корпоративные стратегии в сфере облачных вычислений (это едва ли возможно), а в том, чтобы показать, насколько разную роль облачные технологии могут играть в бизнесе ИТ-компаний.

1 Поставщики онлайновых сервисов

1.1 Salesforce.com

Компания Salesforce.com начала свой бизнес в 1999 году, еще в дооблачную эпоху, но несмотря на это, ее CRM-система до сегодняшнего дня является лидером в сегменте облачных услуг класса SaaS. По состоянию на январь 2011 года число заказчиков Salesforce.com составляло 92,3 тыс. Опираясь на эту обширную пользовательскую базу, компания обеспечивает лидерство также и в сегменте PaaS: платформа Force.com, позволяющая создавать корпоративные приложения, интегрированные с сервисом Salesforce.com, по недавней оценке Forrester, является сегодня наиболее востребованной среди коммерчески PaaS-решений: на сегодняшний день на ней зарегистрировано более 380 тыс. разработчиков и создано свыше 220 тыс. приложений.

Salesforce.com – не единственный поставщик систем CRM в режиме онлайн, однако этой компании безусловно удалось добиться наибольшего успеха. Во многом это обусловлено расширяемостью платформы – пользователей Salesforce.com не понуждают к тому, чтобы останавливаться на базовой функциональности, раз и навсегда предложенной поставщиком. Напротив, у них есть возможность высказать разработчику свои пожелания с помощью специальной площадки Ideas, а если функциональности штатного набора приложений не хватает, то в рамках платформы Force.com существует целый ряд возможностей для ее расширения. Также существует площадка AppExchange, где пользователи могут подключить бесплатно или приобрести приложения от сторонних разработчиков, расширяющие штатную функциональность Salesforce.com.

Начав как «чистый» поставщик SaaS, Salesforce.com последовательно инвестировала в нескольких направлениях:

• расширение базовой функциональности Salesforce.com: приобретение стартапа Sendia для создания мобильной версии Salesforce.com в 2006 году; приобретение Kieden для интеграции с сервисом Google AdWords в 2006 году; приобретение популярного каталога бизнес-контактов JigSaw в 2010 году и др.

• средства коллективной работы: покупка GroupSwim в 2009 году и запуск на его базе сервиса Chatter; покупка разработчика ПО для онлайн-конференций DimDim в январе 2011 года; приобретение Radian6, крупнейшего разработчика средств информационной аналитики на базе социальных сетей в марте 2011 года; покупка поставщика средств коллективного взаимодействия и управления проектами Manymoon в феврале 2011 года и др.

• средства разработки онлайн-приложений: приобретение компании Informavores в 2009 году и создание на основе их разработок инструмента Visual Workflow; приобретение популярного PaaS-сервиса для Ruby-разработчиков Heroku в январе 2011 года (в июле 2011 года стало известно, что подразделение Heroku взяло на работу создателя языка Ruby Юкихиро Мацумото).

Как видим, Salesforce.com, став наиболее успешным поставщиком коммерческих SaaS и PaaS-решений, нисколько не собирается останавливаться на достигнутом и весьма агрессивно продолжает наращивать мощности как в своем традиционном направлении, так и в новых перспективных направлениях.

В то же время до сих пор остается не до конца ясным, насколько успешно Salesforce.com удастся интегрировать приобретенные компании в рамках единой бизнес-стратегии. История ИТ-индустрии предоставляет массу примеров непродуманных и неэффективных корпоративных слияний, и Salesforce.com, несмотря на успешный и уверенный рост бизнеса до настоящего времени, также не застрахована от таких рисков.

Сильные стороны:

- один из старейших облачных бизнесов;

- ведущие позиции в направлениях SaaS и PaaS;

- агрессивная стратегия развития бизнеса.

Риски:

- не все приобретенные компании удастся легко «переварить»;

- рост конкуренции со стороны Microsoft, Oracle и других компаний, сравнительно недавно пришедших на облачный рынок.

1.2 Amazon.com

Впервые компания Amazon.com запустила сервисы Amazon Web Services (AWS) в 2002 году, однако изначально за этим названием скрывалось совсем не то, что оно означает сегодня. На начальных этапах AWS представлял собой набор интерфейсов, предназначенных для интеграции приложений сторонних разработчиков с площадкой для электронной торговли Amazon.com. Лишь в 2006 году появился сервис облачного хранения данных Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) и сервис облачной аренды виртуальных машин Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2). С тех пор сервисы AWS последовательно развивались в направлении облачных вычислений. В 2007 году появился сервис нереляционной базы данных Amazon SimpleDB. В 2008 году был добавлен сервис хранения данных на базе блочных устройств Amazon Elastic Block Store и сервис доставки контента Amazon CloudFront. В 2009 году появился сервис реляционных СУБД Amazon Relational Database Service – сначала на базе MySQL, а с 2011 года – также с возможностью подключения Oracle. В 2009 году также появился сервис Virtual Private Cloud, позволяющий компаниям создавать виртуальные частные сети на базе инфраструктуры Amazon. Все сервисы AWS управляются из единой консоли управления AWS (AWS Management Console). Пользователи, заинтересованные в возможности дополнительного мониторинга, могут также отдельно заказать сервис Amazon CloudWatch.

Что обращает на себя внимание при анализе облачной стратегии AWS– так это стремление развивать технологии в опоре на свои силы: хотя Amazon.com проявляет довольно заметную активность в области слияний и поглощений, в основном она связана с рынком онлайновой розничной торговли, а не с облачными вычислениями.

До начала 2011 года AWS воспринимался как бизнес, связанный с сегментом облачных решений IaaS: несмотря на обилие различных сервисов, все эти сервисы не поднимались выше уровня операционных систем и систем хранения данных. Переломный момент наступил в связи с запуском бета-версии сервиса Amazon Elastic Beanstalk, в рамках которого предоставляются уже не инфраструктурные сервисы, а платформа для размещения Java-приложений. Вероятно, в будущем Amazon будет продолжать развиваться в этом направлении, и граница между инфраструктурными и платформенными облачными сервисами будет становиться все более размытой.

Несмотря на то, что Amazon не проявляет заметной активности в корпоративных поглощениях на облачном рынке, компания активно вступает в альянсы с различными ИТ-вендорами. Такие компании, как IBM, Oracle, SAP, Red Hat и др., сотрудничают с AWS по части предоставления доступа к своему ПО на базе платформы Amazon. Важно отметить и то, что Amazon сегодня выступает как поставщик инфраструктуры для целого ряда облачных решений класса PaaS, включая Engine Yard, Heroku и DotCloud. В зависимости этих облачных платформ друг от друга есть и свои минусы: сбой в работе Amazon Web Services, произошедший в апреле 2011 года, привел к нарушению работы и этих сервисов.

Следует заметить, что в сообществе разработчиков инфраструктурные сервисы AWS сегодня остаются более популярными, чем различные PaaS-платформы. Это понятно, поскольку разработчики привыкли формировать среду запуска приложений вручную и сохранять за собой полный контроль над системой. Однако в будущем эффективность и привлекательность PaaS-решений будет расти, и привычки разработчиков будут меняться. По-видимому, внимание создателей AWS к PaaS-сегменту обусловлено именно пониманием этого факта и нежеланием отстать от рынка.

Сильные стороны:

- Amazon – наиболее признанный в отрасли поставщик облачной инфраструктуры;

- набор инфраструктурных сервисов постоянно увеличивается.

Риски:

- рост конкуренции со стороны других облачных поставщиков, включая Rackspace и Microsoft;

- технологии Amazon остаются закрытыми, и это создает для пользователей риск зависимости от поставщика.

2 Поставщики программного обеспечения

2.1 Microsoft

На тот момент, когда облачные вычисления стали серьезно влиять на развитие рынка ИТ, у Microsoft уже была разработана собственная концепция интеграции настольных и онлайновых приложений Software Plus Services (ПО плюс услуги), от которой компания официально не отказывалась до сих пор. В отличие от модели SaaS, предполагающей замену настольного ПО онлайновым, концепция Microsoft основывалась на идее преимущества настольного ПО, в то время как все дополнительные сервисы, предоставляемые онлайновыми системами, можно подключить и в качестве факультативных расширений к настольному ПО, предоставляемых за отдельную плату.

Подъем облачных вычислений заставил Microsoft пересмотреть и расширить свое видение модели использования онлайновых сервисов. Если модель Software Plus Services главным образом затрагивает клиентское ПО (при этом серверные системы и корпоративные приложения остаются за кадром), то облачные вычисления – более всеобъемлющая концепция которая требует в том числе, пересмотра стратегии развития серверного и инфраструктурного ПО.

Современная облачная стратегия Microsoft начала формироваться в 2008 году, когда Microsoft объявила, что собирается адаптировать значительную часть своих текущих продуктов (Windows, ActiveDirectory, SQL Server, SharePoint Server, Dynamics CRM) для размещения в «облаке»: в будущем эти продукты будут существовать одновременно как в «обычной», так и в облачной версиях. В том же 2008 году была представлена первая ограниченная версия платформы Windows Azure.

К 2010 году облачная стратегия Microsoft в целом прояснилась. Microsoft решила развивать облачные вычисления широким фронтом, не ограничиваясь моделью только частных или публичных «облаков» и охватывая одновременно сегменты IaaS, PaaS и SaaS. С одной стороны, компания адаптировала существующие продукты (такие как Microsoft Windows Server 2008 R2 и Hyper-V), приспособив их для развертывания в среде частных «облаков».

В сегменте SaaS представлены облачные версии ПО линейки Microsoft Dynamics, предназначенного для автоматизации бизнеса, а также интегрированный сервис Office 365, который позволяет компаниям использовать ПО для коллективной работы Exchange, SharePoint и Lync, не устанавливая его на корпоративном сервере, а также онлайновые версии Word, Excel, PowerPoint и OneNote. Наконец, на стыке сегментов PaaS и IaaS Microsoft предлагает собственную платформу для размещения сетевых приложений Windows Azure, позволяющую платить только за фактически использованные вычислительные ресурсы.

В отличие от Amazon и Salesforce.com, которые развивают довольно узкие бизнес-направления, Microsoft приходится одновременно думать о развитии как традиционных настольных и серверных приложений, так и их облачных аналогов. Это создает в том числе определенные сложности маркетингового характера: компании приходится прикладывать заметные усилия к тому, чтобы не вызвать недовольства партнеров, привыкших продавать традиционное ПО и не имеющим опыта в сфере облачных сервисов. Хотя и в этом направлении решение есть. По мнению Microsoft, партнеры видят перспективы в использовании своей экспертизы для создания приложений на облачных платформах лидера рынка ПО.

Сильные стороны:

- широкий спектр предложений, мощный ресурсный потенциал;

- большая доля рынка и наличие внушительной пользовательской базы.

Риски:

- необходимость одновременно развивать целый ряд различных бизнес-моделей;

- сложность прямой интеграции между облачными предложениями классов PaaS (Windows Azure) и SaaS (Office 365, Dynamics).

2.2 Oracle

Глава компании Oracle Ларри Эллисон (Larry Ellison) известен своими красноречивыми критическими замечаниями по поводу облачных технологий: «Это предел бессмыслицы. Я читаю все эти статьи, и я совершенно не могу понять, о чем там пишется. Может, я идиот», – язвит глава Oracle. Однако это не значит, что Oracle будет идти против рынка: «Мы будем анонсировать облачные предложения. Я не собираюсь с этим бороться. В то же время я не могу понять, что изменится в нашей работе в связи с облачными вычислениями, кроме нескольких выражений в нашей рекламе». Эти слова были произнесены в 2008 году.

К концу 2010 года компания Ларри Эллисона действительно представила достаточно обширный и целостный спектр облачных предложений. И, в полном согласии с его словами, эти предложения являются лишь по‑новому спозиционированными старыми предложениями. Из всех анонсированных Oracle облачных продуктов, пожалуй, был лишь один по‑настоящему оригинальный – Cloud Office на базе OpenOffice.org, но он умер, так и не родившись, поскольку компания решила отказаться от непрофильного для себя направления офисного ПО и передать дальнейший контроль над развитием OpenOffice.org в некоммерческую организацию Apache Software Foundation.

Если говорить о спектре облачных предложений Oracle, то в настоящее время компания обладает сильными позициями на рынке инфраструктурных решений для развертывания приватных «облаков» (благодаря интегрированной аппаратно-программной платформе Exalogic, основанной на серверных разработках Sun Microsystems), на рынке арендуемых SaaS-приложений (старая линейка решений On Demand). Oracle также предлагает возможность использования своей СУБД на публичной облачной площадке Amazon Web Services.

Некоторые облачные предложения Oracle выглядят не очень убедительно. Например, решение Oracle Platform for SaaS представлят собой набор ПО Oracle среднего уровня (СУБД, сервер приложений, платформа для виртуализации и др.), и здесь трудно усмотреть какую‑либо облачную специфику. Также не очень убедительно выглядит попытка Oracle спозиционировать свое инфраструктурное ПО как единую PaaS-платформу – в отрасли под словом PaaS принято понимать прежде всего публичные сервисы, позволяющие тем или иным образом сократить затраты, связанные с разработкой и развертыванием сетевых приложений. Впрочем, все эти противоречия становятся понятны, если вспомнить, что для Oracle облачные технологии – это прежде всего маркетинговый инструмент, позволяющий чуть по‑новому представить давно известные технологии. И трудно обвинять Oracle в необдуманности такой стратегии – Ларри Эллисон является одним из наиболее преуспевающих бизнесменов Силиконовой долины и, надо думать, вполне отдает себе отчет в коммерческих последствиях своих решений.

Сильные стороны:

- мощный стек инфраструктурного ПО и популярных в корпоративной среде приложений для автоматизации бизнеса;

- наличие задела в области интегрированных аппаратно-программных систем на базе технологий Sun Microsystems.

Риски:

- облачные вычисления имеют для Oracle исключительно маркетинговое значение;

- бизнес-модели и технологические подходы компании останутся неизменными.

3 Поставщики комплексных информационных систем

3.1 IBM

Облачная стратегия IBM, возможно, является наиболее сложной для понимания из всех крупных ИТ-вендоров. Кратко её можно охарактеризовать фразой «голубой гигант на распутье». IBM не дает «ключа», какой‑то простой идеи, с помощью которой можно было бы быстро понять всю логику облачной стратегии компании. В сущности, IBM предпочитает использовать облачные вычисления на пользу существующему бизнесу, а не перестраивать имеющийся бизнес под облачные вычисления.

Первые облачные анонсы IBM приходятся на 2007 год, когда компания объявила о запуске совместного с Google проекта по поддержке облачных вычислений в американских университетах и анонсировала собственное облачное предложение Blue Cloud, предназначенное для построения крупных дата-центров.

Сегодня инициатива Blue Cloud почти забыта, а вместо нее появился целый ряд облачных предложений, предназначенных для самых разных задач. IBM предлагает собственные SaaS-решения (Lotus Live, Tivoli Live), публичные IaaS-решения на базе собственных вычислительных ресурсов IBM (Enterprise и Enterprise+), элементы

PaaS-платформы (совместно с Amazon и на базе SmartCloud Enterprise). Кроме того, IBM предлагает целый спектр инструментов для развертывания приватных «облаков», который, правда, по сути, представляет собой давно знакомые продукты IBM для управления корпоративными вычислительными ресурсами, главным образом из линейки продуктов Tivoli.

Здесь трудно усмотреть какое‑то единое видение: IBM предпочитает предлагать разные облачные продукты в ответ на различные потребности пользователей.

Успех облачной стратегии IBM во многом зависит от выстраивания коммерчески успешной модели продаж облачных вычислений. В октябре 2010 года IBM объявила о том, что в дальнейшем намеревается продвигать облачные предложения по сервисной модели. «Вместо того, чтобы побуждать пользователей передавать все свои данные в IBM на хранение и обработку, компания объявила о том, что намеревается продавать отдельные сервисы на базе собственных дата-центров, которые можно интегрировать в сществующие корпоративные ИТ-системы», – сообщает по этому поводу издание Financial Times. Там же приводятся слова Эрика Клементи (Erich Clementi), ответственного за формирование облачной стратегии IBM, который открыто признается, что неопределенность отчасти вызвана внутренними разногласиями: «У нас по этому поводу было высказано ровно столько мнений, сколько людей принимало участие в обсуждении», – говорит он.

Таким образом, формирование облачной стратегии IBM сегодня, очевидно, еще не завершено, и вероятно, что в будущем облачный бизнес IBM будет развиваться в направлении от традиционной продуктовой к новой сервисной модели.

Сильные стороны:

- широкий спектр предложений;

- уверенные позиции на крупном корпоративном и государственном рынках.

Риски:

- отсутствие единого облачного видения;

- сложность облачной стратегии для понимания;

- неопределенность облачной бизнес-модели.

3.2 HP

Один из своих наиболее оригинальных облачных сервисов, CloudPrint, позволяющих печатать документы с мобильных устройств и компьютеров, находящихся за пределами локальной сети, компания HP представила еще в 2007 году. С того времени HP достаточно последовательно представляла новые сервисы, позиционируемые как облачные. В 2008 году совместно с Intel и Yahoo компания запустила собственную программу поддержки облачных вычислений в нескольких подшефных университетах, что было воспринято как симметричный ответ аналогичной инициативе IBM и Google, объявленной годом ранее. В том же 2008 году компания представила инфраструктурные решения, опирающиеся на концепцию «гибкая инфраструктура как услуга» (Adaptive Infrastructure as a Service, AiaaS), – собственную вариацию HP на тему IaaS.

Для телеком-операторов HP предлагает набор инфраструктурных сервисов, позволяющих им стать успешными облачными операторами (т. е. HP выступает здесь не как облачный провайдер, а как «провайдер провайдеров»). Причем, помимо классической инфраструктуры для IaaS и SaaS, HP предлагает несколько экзотические решения для организации облачного управления мобильными устройствами (Device Management as a Service) и коммуникаций (Communications as a Service).

HP предлагает целый ряд облачных решений для бизнес-пользователей, связанных как с построением приватных «облаков», так и с размещением приложений в дата-центрах HP с возможностью оплаты за фактически использованные ресурсы. Однако едва ли эти предложения на текущем этапе можно назвать революционными с точки зрения технологий. Предложения по построению приватного «облака» HP (HP CloudSystem), по сути, являются технологиями развертывания корпоративных дата-центров, в то время как предложения по аренде вычислительных ресурсов HP (HP Enterprise Cloud Services-Compute) лишь отдаленно напоминают облачные сервисы Amazon, позволяющие использовать заказанные ресурсы через несколько минут после оплаты по кредитной карте. Скорее предложения HP – это лишь по‑новому поданные услуги по аренде вычислительных мощностей, которые компания предоставляет уже более 10 лет. Неудивительно, что облачные предложения HP в существенно большей степени, чем у других компаний, состоят из сопутствующих консультационных услуг: ознакомительный семинар (Cloud Discovery Workshop), услуги по планированию облачных вычислений (Cloud Roadmap Service), а также услуги по обеспечению миграции приложений и инфраструктуры и обеспечению безопасности в «облаке» (Cloud Application Transformation Services, Cloud Infrastructure Transformation Services и Cloud Security Services). Это довольно своеобразная интерпретация облачной концепции, которая в привычном понимании предполагает максимум самообслуживания и минимум человеческого вмешательства. Впрочем, эти же особенности свойственны и другим крупным ИТ-вендорам, ориентированным на корпоративный сегмент, включая рассмотренную выше IBM.

Однако в последнее время в облачной стратегии HP наметились перемены, что может быть связано с переходом руководства в руки нового CEO Лео Апотекера (Leo Apotheker). В 2011 году компания сделала несколько предварительных анонсов, согласно которым в будущем HP планирует более интенсивно конкурировать с поставщиками публичных IaaS и PaaS-решений для массового рынка, запустит собственный рынок облачных приложений и корпоративных сервисов. Отдельные надежды возлагаются на мобильную ОС WebOS, доставшуюся HP вместе с приобретением компании Palm – ее HP планирует встраивать в десятки миллионов своих устройств: от мобильных телефонов и планшетов до принтеров. В перспективе это может позволить HP сформировать глобальную сеть WebOS-устройств – перспектива очень захватывающая, но при этом не совсем понятно, какие коммерческие сервисы компания сможет запустить на базе такой сети.

Таким образом, HP постепенно переходит от восприятия облачных вычислений исключительно как маркетингового инструмента к признанию за «облаками» определенного инновационного потенциала и необходимости создания принципиально новых облачных продуктов.

Сильные стороны:

- широкий спектр предложений для частных и корпоративных пользователей;

- возможность создания собственной облачной «мегасети» на базе WebOS.

Риски:

- новая стратегия HP после прихода нового CEO только складывается;

- WebOS предстоит выдержать конкуренцию с другими популярными мобильными ОС (iOS, Android, Windows Phone).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные примеры облачных стратегий крупных ИТ-поставщиков показывают, насколько по‑разному протекает процесс включения облачных вычислений в бизнес разных компаний. Для первооткрывателей облачного рынка в 2006–2007 годах, таких как Salesforce.com и Amazon Web Services, облачные вычисления – это основное и единственное направление бизнеса. Для них в принципе не стоит проблема модернизации «устаревающих» бизнес-направлений и «адаптации» к облачным технологиям.

Компании с более длинной историей существования на ИТ-рынке реагируют на облачные вычисления по‑разному. Microsoft, похоже, в полной мере поверила в наступление облачной эпохи и активно перестраивает собственный бизнес «под облака». Хотя этот процесс не завершен, и ее облачная стратегия еще не сформировалась окончательно, Microsoft уже удалось добиться существенного признания в корпоративном сегменте, при этом ее облачные предложения представляют мощную конкурентную угрозу как публичным облачным поставщикам всех трех классов (SaaS, PaaS, IaaS), так и поставщикам инфраструктуры для развертывания приватных «облаков». Такие компании, как HP и IBM, изначально использовали облачные вычисления как маркетинговый инструмент, продавая под облачными ярлыками уже существующие ИТ-продукты и решения, однако в последние год-два и эти компании взяли курс на разработку более глубокой облачной стратегии, предполагающей создание оригинальных продуктов и сервисов, изначально связанных с облачными технологиями. Наконец, отношение Oracle к облачным вычислениям как к технологической концепции наиболее скептическое. Для этой компании «облака» – это исключительно маркетинговый инструмент, и в обозримой перспективе компания Ларри Эллисона едва ли будет разрабатывать новые продукты, ориентируясь на облачное будущее, предсказанное ИТ-визионерами.

Если верить прогнозу Франка Генса из IDC, то облачных оптимистов ожидает светлое будущее, в то время как облачные скептики – а также те компании, которые не смогут достаточно оперативно перестроиться – лишатся бизнеса. Если это так, то облачная активность Microsoft сегодня является залогом выживания компании, а упрямая позиция главы Oracle – угроза для самого существования его бизнеса. Насколько верен этот прогноз? Сейчас трудно сказать, но, учитывая астрономические темпы развития ИТ-рынка, уже через три-пять лет мы сможем сделать выводы о том, насколько обоснованным было пророчество о «третьей платформе».

Контрольные вопросы

1. Дайте краткую характеристику «облачной» бизнес-стратегии компании Salesforce.com.

2. Дайте краткую характеристику «облачной» бизнес-стратегии компании Amazon.com.

3. Дайте краткую характеристику «облачной» бизнес-стратегии компании Microsoft.

4. Дайте краткую характеристику «облачной» бизнес-стратегии компании Oracle.

5. Дайте краткую характеристику «облачной» бизнес-стратегии компании HP.

6. Дайте краткую характеристику «облачной» бизнес-стратегии компании IBM.

В блок РОН (РФ) были введены указатель стека, активно используемый при обработке прерываний, а также два программно недоступных регистра для внутренних пересылок. Блок РОН был реализован на микросхемах статической памяти. Исключение аккумулятора из РФ и введение его в состав АЛУ упростило схему управления внутренней шиной. Новое в архитектуре МП – использование многоуровневой системы прерываний по вектору. Такое техническое решение позволило довести общее число источников прерываний до 256.

В i8080 появился механизм прямого доступа в память (ПДП). ПДП открыл возможность для применения в микроЭВМ таких сложных устройств, как накопителей на магнитных дисках и лентах, дисплеев на ЭЛТ, которые превратили микроЭВМ в полноценную вычислительную систему.

Регистровая архитектура определяется наличием достаточно большого регистрового файла внутри МП. Команды получают возможность обратиться к операндам, расположенным в одной из двух запоминающих сред: оперативной памяти или регистрах. К любому регистру можно обратиться непосредственно, поскольку регистры представлены в виде массива запоминающих элементов – регистрового файла. Типичным является выполнение арифметических операций только в регистре, при этом команда содержит два операнда (оба операнда в регистре или один операнд в регистре, а второй в оперативной памяти).

Рис.5.3.3.1. Общая логическая структура микропроцессора (а); микропроцессор Intel 8080 (б); микропроцессор Z80 фирмы Zilog (в); микропроцессор МС6800 фирмы Motorola (г)

В блок РОН (РФ) были введены указатель стека, активно используемый при обработке прерываний, а также два программно недоступных регистра для внутренних пересылок. Блок РОН был реализован на микросхемах статической памяти. Исключение аккумулятора из РФ и введение его в состав АЛУ упростило схему управления внутренней шиной. Новое в архитектуре МП – использование многоуровневой системы прерываний по вектору. Такое техническое решение позволило довести общее число источников прерываний до 256.

В i8080 появился механизм прямого доступа в память (ПДП). ПДП открыл возможность для применения в микроЭВМ таких сложных устройств, как накопителей на магнитных дисках и лентах, дисплеев на ЭЛТ, которые превратили микроЭВМ в полноценную вычислительную систему.

Микропроцессор МС6800 Motorola также имел ряд существенных особенностей (рис.2.3.1, г). Прежде всего, кристалл MC6800 требовал для работы одного номинала питания. МП содержал в себе два аккумулятора, и результат операции АЛУ мог быть помещен в любой из них. Но самым ценным качеством структуры МС 6800 было автоматическое сохранение в стеке содержимого всех регистров процессора при обработке прерываний. Процедура восстановления РОН из стека тоже выполнялась аппаратно.

Архитектуры процессоров Intel (рис.5.3.4.1).

Intel 4004 (1971г.). Этот прибор послужил отправной точкой абсолютно новому классу полупроводниковых устройств. Чип представлял 4-разрядный процессор с классической архитектурой ЭВМ гарвардского типа, насчитывал 2300 транзисторов и работал на тактовой частоте 750 кГц (длительностью цикла команды 10,8 мкс).

Чип имел адресный стек, содержащий счетчик команд и три регистра стека типа LIFO (Last In – First Out); блок регистров общего назначения РОН (регистры сверхоперативной памяти или регистровый файл); 4-разрядное параллельное АЛУ; аккумулятор; регистр команд; дешифратор команд; схему управления; схему связи с периферийными устройствами. Эти функциональные узлы объединялись 4-разрядной внутренней шиной данных. Блок РОН состоял из шестнадцати 4-разрядных регистров, которые можно было использовать и как восемь 8-разрядных регистров. Такая организация РОН сохранилась и в последующих МП фирмы Intel. Система команд содержала 46 универсальных инструкций. Цикл команды МП состоял из 8 тактов задающего генератора. Адресуемая память команд достигла 4 Кбайт.

Рис.5.3.4.1. Процессоры Intel: а – i8086; б – i80386; в – i80486; г – Pentium MMX, интерфейс Socket 7; д – Itanium; е – Celeron, упаковка Single Edge Processor Package (SEPP)/Slot 1; ж – Core 2 Duo (интерфейс LGA775)

Intel 8008 (1972 г.). Первый 8-разрядный МП. Чип содержал уже 3500 транзисторов, работал на частоте 500 кГц при длительности машинного цикла 20 мкс (10 периодов задающего генератора) и в отличие от предшественников имел архитектуру ЭВМ принстонского типа. В нем допускалось применение комбинаций постоянной и оперативной памяти. Значительные изменения (кроме увеличения разрядности) произошли и в регистровом файле. Из-за ограниченных возможностей применяемой технологии в качестве блока РОН была применена динамическая память, которая требовала производить регенерацию (были введены дополнительные аппаратные средства). МП большинство команд выполнял за 1-3 машинных цикла. Для работы с медленно действующими устройствами был введен сигнал готовности. Система команд содержала в общем 65 инструкций и отличалась значительным количеством команд условного перехода, логических команд и команд сдвигов. Теперь МП мог адресоваться к памяти объемом 16 Кбайт.

Intel 8080 (1974 г.). Этот микропроцессор практически по всем параметрам отличался от всех своих предшественников. Он работал с тактовой частотой 2 МГц, цикл команды – 2 мкс. Адресуемы объем памяти достиг 64 Кбайт, был внедрен эффективный механизм обработки прерываний, в результате использования корпуса с 40 выводами удалось разделить адресную и информационную шины процессора.

МП был окружен целым семейством новых микросхем (БИС контроллера ПДП, контроллера прерываний и др.). В результате этого проектирование микроЭВМ на базе семейства БИС значительно упростились. МП стал стандартом де-факто, но были и недостатки (например, уже имелись МП других фирм, которые оказались более прозрачными для программистов). Далее была выпущена серия периферийных контроллеров. Но самое значительное достижение состояло в том, что компания создала системное программное обеспечение (ПО) – однопользовательскую операционную систему (ОС) ISIS II и ОС реального времени iRMX-80 (мощнейшая в то время программная поддержка своих изделий). Фирма в 1976 г. приступила к выпуску одноплатных микроЭВМ серии iSBC на базе своих МП-комплектов.

Intel 8086 (объявлен 8 июня 1978 г.) - первое поколение. МП 8086 мог работать в двух режимах: минимальном (рассчитанном на использование в небольших системах без применения БИС контроллера шины) и максимальном (ориентированном на применение МП в сложных системах с использованием БИС контроллера шины). В систему команд входило 147 инструкций, позволяющих решать задачи управления практически любой сложности. Появились операции умножения и деления 16-разрядных чисел со знаком и без знака, команды обработки массивов данных, программно-управляемые прерывания и др., что превратило чип в универсальный прибор, который мог успешно применяться как для построения сложных котроллеров, так и в качестве ЦП ЭВМ общего назначения. Кроме того, МП вышел в мощном сопровождении средств поддержки (вспомогательных БИС, средств разработки и отладки аппаратуры и системного ПО и т.д.).

Наряду с этим фирмой Intel был выпущен процессор 8088 с 8-разрядной внешней шиной данных. Из-за применения экономичных 8-разрядных микросхем появился ПК с МП 8088. На базе 8086 были выпущены младшие модели 25 и 30 семейства PS/2.

Процессор i8088 также относится в настоящее время к процессорам первого поколения.

Использование чипов 8086 в IBM PC предопределило дальнейшее развитие корпорации Intel как разработчика и изготовителя универсальных процессоров общего назначения. Был изготовлен 16-разрядный арифметический сопроцессор 8087, который позволил превратить ПК еще и в достаточно мощный инструмент для решения задач вычислительного характера.

Intel 80286 (1 февраля 1982 г.) – второе поколение. В этом процессоре было введено большое количество новшеств. В 1984 г. фирма IBM использовала этот МП в РС АТ (AT – Advanced Technology – улучшенная технология). Вот основные новшества этого чипа:

· адресное пространство составляло 16 Мбайт (вместо 1 Мбайт у предшественников), т. К. использовалась 24-разрядная шина адреса;

· поддержка виртуальной памяти (это позволяло использовать внешнюю память для имитации большой реальной внутренней памяти емкостью до 1 Гбайт);

· аппаратная мультизадачность (позволяла в ПК одновременно выполнять несколько задач с большой скоростью переключения с одной на другую);

· повышенное быстродействие (4 МГц, однако вскоре рабочая частота была повышена до 8 МГц и стала стандартной, хотя производители клонов эту частоту довели до 10, 12,5, 16 и 20 МГц);

· троенная система управления памятью и средства ее защиты (открывали широкие возможности использования МП в многозадачных средах);

· дополнение системы команд 16 новыми инструкциями;

· размещение в одном кристалле контроллеров прерываний и ПДП, а также таймера и системного генератора.

МП мог работать в двух режимах – реальном (МП действовал как 8086, что обеспечивало совместимость DOS и существующим ПО) и защищенном (в этом режиме МП реализовывал режим виртуальной памяти, аппаратную мультизадачности и адресацию к большему пространству памяти).

Операционная система MS DOS может работать только в реальном режиме. Другие операционные системы, например, OS/2 и UNIX могут использовать защищенный режим и, следовательно, расширенные возможности 80286. Многие новшества, введенные в этот чип, впоследствии переходили от поколения к поколению МП фирмы Intel. Имелись и определенные нерешенные проблемы, связанные с многозадачностью, повышением производительности, совершенствованием тракта процессор-память и устройства управления памятью.

Архитектура IA-32. Intel 80386 (17 октября 1985 г.) – третье поколение. Архитектура IA-32 (иногда называется х86-32) является архитектурой 32-битовой системы команд семейства микропроцессоров Intel (предыдущая архитектура была 16-битовой) и появляется с Intel80386SX.

Данный МП был процессором для ЭВМ общего назначения. Размещение на кристалле 275 тыс. транзисторов дало возможность полностью реализовать 32-разрядную архитектуру.

Главные особенности:

· обеспечивает 32-разрядный ввод-вывод, 32-битовую адресацию основной памяти – до 4 Гбайт и емкостью до 64 Тбайт виртуальной памяти;

· рабочая тактовая частота равнялась 33 МГц;

· в МП были встроены системы управления памятью и защиты (регистры преобразования адреса, механизмы защиты оперативной памяти, улучшенные аппаратные средства поддержки многозадачных ОС), средства работы с виртуальной памятью со страничной организацией памяти (в устройство менеджера памяти помимо блока сегментации был включен блок управления страницами, благодаря этому относительно просто реализовывались процессы свопинга (перестановка сегментов из одного места памяти в другое).

Наиболее существенной особенностью 80386 было использование кэш-памяти, значительно повышающей производительность системы (еще один атрибут универсальных ЭВМ, который начал применяться в МП-системах). Для управления этой памятью был разработан специальный контроллер, с помощью которого формировался двухходовый множественный ассоциативный кэш (обеспечивал буфер емкостью до 32 Кбайт и высокий коэффициент удачных общений). Но математический сопроцессор был еще автономным на отдельном кристалле (80387).

Реализованы три режима работы 80386: реальный, защищенный и виртуальный МП 8086. Процессор 80386 как бы включает в себя три разных процессора.

В рабочем режиме – Real Mode (реальный режим - стартовый) - он ведет себя как 8086, т.е. тот же 8086 с расширенным набором команд и имеющий доступ к первому Мбайту памяти (при этом возможности 80386 используются не полностью, но на ней могут выполняться все программы, написанные для 8086/8088 и причем значительно быстрее).

Защищенный режим (Protected Mode) 80386 соответствует аналогичному режиму 80286, имеет доступ к 16Мбайт памяти и расширенному набору команд, а также имеет возможность использовать систему мультипрограммирования. (в основном могут выполняться несколько прикладных программ, чаще работающих в среде Windows и поддерживающих защищенный режим).

Последний, режим 80386 – Virtual Real Mode. В этом режиме он одновременно заменяет некоторое количество параллельно работающих 8086/8088, т.е. одновременно могут быть задействованы несколько программ, которые выполняются соответствующими процессорами 8086/8088. Здесь нет ограничения 1 Мбайт на память. Ядром многозадачности является основная программа, переключающая процессор в виртуальный режим и контролирующая текущие процессы выполнения различных программ (например, система Windows).

80386 внутренне одновременно оперирует 32 битами и имеет внешний 32-битовый интерфейс, но к тому времени большинство устройств и микросхем были 16-битовыми и не могли использовать эту возможность МП. Intel повторила опыт МП 8088 и создала 80386 с 16-битовым интерфейсом (он получил название 80386 SX), который оказался меньше и дешевле. Полноразрядный 80386 получил название 80386 DX.

Intel 80386 SX (февраль 1989 г.) имел 16-разрядную шину данных и 24-разрядну. Адресную шину, он считал также быстро, как и 80386 DX, однако при обращениях к имеющимся периферийным устройствам или платам расширения, а также к оперативной памяти он ограничивался 16 разрядами. Поэтому 80386 SX примерно 10 % медленнее 80386 DX с той же тактовой частотой. Истинные преимущества процессора заключались в возможностях, связанных с многозадачностью.

Intel 80386 SL (20 МГц – октябрь 1990 г.) по сравнению с 80386 SX имел большую производительность за счет: кэщ-контроллера на чипе, усовершенствованного диспетчера памяти MUU, увеличенной адресной шины, позволяющей осуществлять управление памятью 32 Мбайт, аппаратных средств EMS 4.0 (спецификация дополнительной памяти), позволяющей расширение основной памяти за пределы 640 Кбайт, малого расхода электроэнергии (ха счет применения КМОП-струтур), оптимального режима питания. Этот процессор по ряду параметров идеально подходил для ПК типа Laptop или Netbook, работающих на батареях. Он удовлетворяет требованиям программы экономии энергии Агентства защиты окружающей среды.

80386 SL могли работать с дисками на базе флэш-памяти. Она могла образовывать диск 16 Мбайт на базе флэш-памяти с применением, конечно, специального интерфейса. В 80386 SL можно было уменьшить потребление электроэнергии путем снижения частоты системной синхронизации при выполнении операций, в которых высокая частота не требуется, т.к. чем выше частота синхронизации, тем больше потребляемая энергия.

80386 SLC представляет собой маломощный МП с внутренней кэш-памятью на 8 Кбайт, работающий на базе системы команд 80486 SX с оптимизацией наиболее часто встречающихся в современных сложных приложениях команд, которые выполняются за меньшее число тактов синхронизации по сравнению с обычными 80386.

Intel 80486 (10 апреля 1989 г.) – четвертое поколение. Здесь в результате повышения степени интеграции в 1,2 млн. транзисторов открылась возможность реализовать на одном кристалле не только кэш-память, но и математический сопроцессор. Для кэш-памяти использовалась более эффективный четырехвходовый статический буфер, который, будучи размещенный в чипе, мог работать на тактовой частоте МП (намного быстрее, чем ОП). Здесь применяется “групповой режим” – самый скоростной режим доступа к шине, обеспечивающий быстрое заполнение кэш-памяти МП. Интегрированное в чип МП 8 Кбайт кэш-памяти, управляемой через контроллер, называется внутренней. Имеется также внешняя кэш-память. 80 % команд могут выполняться за один такт (применяется контрольная обработка). Этот прибор так же, как и предыдущие МП, функционировал в трех режимах и был ориентирован на многозадачные среды. Производительность в задачах вычислительного характера возросла в 3-4 раза (за счет интеграции МП и сопроцессора).

Intel 80486 DX, основное отличие – отсутствие внутреннего математического сопроцессора, рабочие частоты – 25 и 33 МГц.

Intel 80486 SL (ноябрь 1992 г.) предназначен для Laptop и портативных ПК, напряжение питания 3,3 В, имеет внутреннюю схему выключения, предусмотрена схема снижения частоты синхронизации в определенных условиях и т.д.

МП 80486 SLC2 разработан фирмой IBM (применена схема удвоения частоты, а на внутреннем уровне - с удвоенной частотой, используется напряжение питания 3,3 В, по сравнению с 80386 SLC удвоена емкость внутреннего кэша до 16 Кбайт).

Intel Rapid CAD – модифицированный процессор 80486, который с дополнительным чипом работает в любом вычислительном устройстве, рассчитанном на ЦП 80386. Этот специальный набор микросхем делает из ПК с ЦП 80386 почти полноценный ПК 486.

Intel 80486 DX2 (март 1992 г.) – усовершенствованный вариант 80486 DX (он на внешнем уровне представлял собой МП с тактовой частотой 25 или 33 МГц, который, однако, на внутреннем уровне работает с тактовой частотой 50 или 66 МГц. Тогда команды, которые не используют передачу данных на внешнюю шину, выполняются почти в 2 раза быстрее). Эти МП обеспечили новую технологию, при которой скорость работы внутренних блоков МП в 2 раза выше скорости остальной части системы (появилась возможность объединения высокой производительности МП с внутренней тактовой частотой 50 (66) МГц и эффективной по стоимости системой на 25/33 МГц.

Intel 80486 SX2. Процессор 486SX с внутренним удвоением частоты. Тактовая частота 50 МГц.

Intel 80486 DX4 (март 1994 г.). Процессор 486DX с внутренним утроением частоты совместим с 486DX, кэш объемом 16Кб, 1,6 млн. транзисторов, технология 0,6 мкм, 75 МГц, 53 млн. операций в секунду, 100 МГц, 70 млн. операций в секунду.

Представленный в 1993 г., ЦП Pentium (рис.5.3.5.1) был преемником линий 486 Intel и позиционировался как процессор пятого поколения.

Первый Pentium имел внутреннее кодовое наименование (суперскаляризацию) и производился с использованием процесса 0,8 мкм. Затем появился ЦП Р54, производившиеся по технологии 0,6 мкм и имевшие внутреннюю тактовую частоту, отличную от частоты первичной системной шины. В дальнейшем вышли ЦП Р54С, где использовался технологических процесс 0,35 мкм – чистый процесс CMOS, в отличие от “биполярного процесса” CMOS, который применялся в более ранних Pentium.

Дата добавления: 2013-12-13