SGI O2
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1. 개요
SGI O2는 1996년에 출시된 실리콘 그래픽스(SGI)의 데스크톱 워크스테이션이다. 독점적인 고대역폭 통합 메모리 아키텍처를 사용하며, R5000 또는 R10000/R12000 CPU, 최대 1GB의 SDRAM, PCI 버스, I/O를 위한 IO 엔진 ASIC, UltraWide SCSI 드라이브 서브시스템, SGI가 개발한 CRM 칩셋을 탑재하여 OpenGL 1.1 아키텍처를 구현했다. IRIX를 기본 운영 체제로 지원하며, 리눅스, OpenBSD, NetBSD 등 다양한 운영 체제에서도 작동한다. 스트리밍 미디어 및 정지 이미지 처리를 위한 ICE(Imaging and Compression Engine)를 탑재하여 영상 처리, 방송 TV 그래픽, 3D 모델링, 비디오 후반 작업 등 다양한 분야에서 활용되었다.
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| SGI O2 | |
|---|---|
| SGI O2 | |
 | |
| 제조사 | 실리콘 그래픽스 |
| 출시일 | 1996년 10월 |
| 운영 체제 | IRIX |
| 프로세서 | R5000, RM7000, R10000, 또는 R12000 |
| 메모리 | 32 MB (최대 1 GB) |
| 선행 모델 | SGI Indy |
2. 하드웨어
O2는 시스템 구성 요소를 연결하기 위해 독점적인 고대역폭 통합 메모리 아키텍처(UMA)를 사용하는 "무스헤드" 컴퓨터 아키텍처를 사용한다. PCI 버스 슬롯 하나가 UMA에 연결된다.[1] O2는 독특한 디자인의 케이스와 내부 모듈식 구조를 가지고 있다. 특수 카디에 두 개의 SCSI 드라이브를 장착할 수 있지만(후기 R10000/R12000 모델에서는 열 제약으로 인해 하나만 가능), 선택 사양으로 비디오 캡처/사운드 카세트도 맨 왼쪽 측면에 장착할 수 있다.
O2 CPU는 저가형과 고가형 모델로 나뉜다. 저가형은 180~350MHz R5000 또는 RM7000 기반 유닛을 사용하고, 고가형은 150~400MHz R10000 또는 R12000 기반 유닛을 사용한다. 1MB L2 캐시를 갖춘 200MHz R5000 CPU는 512KB 캐시를 가진 180MHz R5000보다 대체로 더 빨랐다. 취미로 600MHz RM7xxx MIPS 프로세서를 O2에 개조한 [http://www.sgidepot.co.uk/o2cpumod.html 프로젝트]도 있다.
메인보드에는 8개의 DIMM 슬롯이 있으며, O2는 독점적인 239핀 SDRAM DIMM을 사용하여 최대 1GB까지 메모리 확장이 가능하다. 메모리 및 렌더링 엔진(MRE) ASIC에는 메모리 컨트롤러가 포함되어 있다. 메모리는 133MHz 144비트 버스를 통해 액세스되며, 이 중 128비트는 데이터용이고 나머지는 ECC용이다. 이 버스는 66MHz 256비트 메모리 시스템에 일련의 버퍼로 인터페이스된다.
I/O 기능은 IO 엔진 ASIC에 의해 제공된다. IO 엔진 ASIC은 64비트 PCI 버스, ISA 버스, 키보드와 마우스를 위한 두 개의 PS/2 포트, 10/100 Base-T 이더넷 포트를 제공한다.[1] PCI 버스는 64비트 슬롯 하나를 가지고 있지만, ISA 버스는 슈퍼 I/O 칩을 연결하여 직렬 및 병렬 포트를 제공하기 위해서만 존재한다.
O2는 UltraWide SCSI 드라이브 서브시스템(Adaptec 7880)을 갖추고 있다. 구형 O2는 일반적으로 4배속 Toshiba CD-ROM을 사용했지만, 모든 도시바 SCSI CD-ROM을 사용할 수 있다(다른 제조업체의 제품도 가능하지만, 베젤 교체는 도시바 디자인에 맞게 설계되었으며 IRIX는 도시바 외에는 CD-DA 모드를 사용할 수 없다). 이후 모델에는 도시바 DVD-ROM이 탑재되었다. R5000/RM7000 장치는 SCA UltraWide SCSI 하드 디스크를 위한 두 개의 드라이브 슬레드를 가지고 있다. R10000/R12000 CPU 모듈은 냉각 팬 어셈블리가 훨씬 크기 때문에 R10000/R12000 장치는 하나의 드라이브 슬레드만 장착할 수 있다.
O2는 SGI가 특별히 개발한 CRM 칩셋을 사용했다. 이 칩셋은 소프트웨어와 하드웨어 모두에서 ARB 이미지 확장을 갖춘 OpenGL 1.1 아키텍처를 저비용으로 구현하기 위해 개발되었다. CRM 칩셋은 마이크로프로세서, ICE, MRE, 디스플레이 ASIC으로 구성된다. 모든 디스플레이 리스트와 정점 처리, MRE ASIC 제어는 마이크로프로세서가 수행한다. ICE ASIC은 픽셀의 패키징 및 언패킹뿐만 아니라 픽셀 데이터에 대한 연산을 수행한다. MRE ASIC은 래스터화 및 텍스처 매핑을 수행한다. 통합 메모리 아키텍처로 인해 텍스처와 프레임버퍼 메모리는 주 메모리에서 가져오므로 각 메모리의 양이 가변적인 시스템이 된다. 디스플레이 엔진은 메모리에서 가져온 프레임버퍼 데이터로부터 아날로그 비디오 신호를 생성하여 표시한다.
O2는 다음과 같은 여러 운영 체제를 지원한다.
- IRIX 6.3 또는 6.5.x[2]
- 리눅스 (일부 드라이버가 누락됨): 데비안, 젠투, T2 리눅스
- OpenBSD (OpenBSD 3.7부터 OpenBSD 6.9까지, "sgi" 포트 중단)[2]
- NetBSD (NetBSD 2.0부터, 최초의 오픈 소스 운영 체제)[3] [http://www.netbsd.org/Ports/sgimips/ sgimips]
2. 1. 시스템 아키텍처
"무스헤드" 프로젝트로 알려진 O2의 컴퓨터 아키텍처는 시스템 구성 요소를 연결하기 위해 독점적인 고대역폭 통합 메모리 아키텍처(UMA)를 사용한다. 하나의 슬롯을 사용할 수 있는 PCI 버스가 UMA에 연결된다.[1] O2는 독특한 디자인의 케이스와 내부 모듈식 구조를 가지고 있다. 두 개의 SCSI 드라이브를 특수 카디에 장착할 수 있으며(후기 R10000/R12000 모델에서는 열 제약으로 인해 하나만 가능), 선택 사양으로 비디오 캡처/사운드 카세트도 맨 왼쪽 측면에 장착할 수 있다.2. 2. CPU
O2는 두 가지 종류의 CPU를 사용했다. 저가형은 180~350MHz R5000 또는 RM7000 기반 유닛이고, 고가형은 150~400MHz R10000 또는 R12000 기반 유닛이다. 1MB L2 캐시를 갖춘 200MHz R5000 CPU는 512KB 캐시를 가진 180MHz R5000보다 대체로 더 빨랐다. O2에 600MHz RM7xxx MIPS 프로세서를 성공적으로 개조한 취미 [http://www.sgidepot.co.uk/o2cpumod.html 프로젝트]가 있다.2. 3. 메모리
메인보드에는 8개의 DIMM 슬롯이 있으며, 모든 O2는 독점적인 239핀 SDRAM DIMM을 사용하여 최대 1GB까지 확장할 수 있다. 메모리 및 렌더링 엔진(MRE) ASIC에는 메모리 컨트롤러가 포함되어 있다. 메모리는 133 MHz 144비트 버스를 통해 액세스되며, 이 중 128비트는 데이터용이고 나머지는 ECC용이다. 이 버스는 66 MHz 256비트 메모리 시스템에 일련의 버퍼로 인터페이스된다.2. 4. 입출력(I/O)
I/O 기능은 IO 엔진 ASIC에 의해 제공된다. 이 ASIC은 64비트 PCI 버스, ISA 버스, 키보드와 마우스를 위한 두 개의 PS/2 포트, 10/100 Base-T 이더넷 포트를 제공한다.[1] PCI 버스는 64비트 슬롯 하나를 가지고 있지만, ISA 버스는 슈퍼 I/O 칩을 연결하여 직렬 및 병렬 포트를 제공하기 위해서만 존재한다.2. 5. 디스크
O2는 UltraWide SCSI 드라이브 서브시스템(Adaptec 7880)을 탑재하고 있다. 구형 O2는 일반적으로 4배속 Toshiba CD-ROM을 사용했지만, 모든 도시바 SCSI CD-ROM을 사용할 수 있다(다른 제조업체의 제품도 가능하지만, 베젤 교체는 도시바 디자인에 맞게 설계되었으며 IRIX는 도시바 외에는 CD-DA 모드를 사용할 수 없다). 이후 모델에는 도시바 DVD-ROM이 탑재되었다. R5000/RM7000 장치는 SCA UltraWide SCSI 하드 디스크를 위한 두 개의 드라이브 슬레드를 가지고 있다. R10000/R12000 CPU 모듈은 냉각 팬 어셈블리가 훨씬 크기 때문에 R10000/R12000 장치는 하나의 드라이브 슬레드만 장착할 수 있다.2. 6. 그래픽
O2는 SGI가 특별히 개발한 CRM 칩셋을 사용했다. 이 칩셋은 소프트웨어와 하드웨어 모두에서 ARB 이미지 확장을 갖춘 OpenGL 1.1 아키텍처를 저비용으로 구현하기 위해 개발되었다. CRM 칩셋은 마이크로프로세서, ICE, MRE 및 디스플레이 ASIC으로 구성된다. 모든 디스플레이 리스트와 정점 처리, MRE ASIC 제어는 마이크로프로세서가 수행한다. ICE ASIC은 픽셀의 패키징 및 언패킹뿐만 아니라 픽셀 데이터에 대한 연산을 수행한다. MRE ASIC은 래스터화 및 텍스처 매핑을 수행한다. 통합 메모리 아키텍처로 인해 텍스처와 프레임버퍼 메모리는 주 메모리에서 가져오므로 각 메모리의 양이 가변적인 시스템이 된다. 디스플레이 엔진은 메모리에서 가져온 프레임버퍼 데이터로부터 아날로그 비디오 신호를 생성하여 표시한다.2. 7. 운영 체제
O2는 여러 운영 체제를 지원한다.- IRIX 6.3 또는 6.5.x를 기본 운영 체제로 사용한다.[2]
- 리눅스 포트가 작동하지만 일부 드라이버가 누락되었다. 데비안, 젠투 및 T2 리눅스는 O2에서 작동하는 릴리스가 있다.
- OpenBSD는 OpenBSD 3.7부터 OpenBSD 6.9에서 "sgi" 포트가 중단될 때까지 O2에서 실행되었다.[2]
- NetBSD는 NetBSD 2.0부터 O2에서 실행되었다. O2로 포팅된 최초의 오픈 소스 운영 체제였다.[3] [http://www.netbsd.org/Ports/sgimips/ sgimips] 포트 페이지를 참조하라.
3. 성능
SGI O2는 주문형 반도체(ASIC)인 이미지 및 압축 엔진(ICE)과 통합 메모리 아키텍처(UMA)를 통해 스트리밍 미디어 및 그래픽 처리 성능을 높였다. ICE는 R3000 파생 마이크로 프로세서를 포함하며, SIMD 명령 없이도 비디오 디코딩 및 오디오 작업등의 멀티미디어 처리가 가능하다. UMA는 그래픽 텍스처를 주 메모리에 저장하여 텍스처링을 간소화했다.
O2의 CPU는 기하학적 계산을 주로 담당하며, 더 빠른 CPU는 관련 응용 프로그램의 성능 향상으로 이어진다. O2의 그래픽은 Indigo2의 Maximum IMPACT 그래픽보다 래스터화 속도는 느리지만, 텍스처 메모리 제한이 적어 더 큰 텍스처를 처리할 수 있다. 1996년 출시 당시 O2의 CPU 주파수는 180~400MHz로, 당시 인텔 펜티엄, AMD K5 등 x86 계열 CPU와 비교하여 동등하거나 더 높은 수준이었다.[4]
3. 1. 이미지 및 압축 엔진 (ICE)
O2는 스트리밍 미디어 및 정지 이미지를 처리하기 위한 주문형 반도체(ASIC)인 ICE(Imaging and Compression Engine)를 탑재하고 있다.[4] ICE는 66MHz로 작동하며, MIPS 보조 프로세서 인터페이스를 사용하여 128비트 SIMD 장치가 부착된 스칼라 장치 역할을 하는 R3000 파생 마이크로 프로세서를 포함한다.[4] ICE는 8개의 16비트 또는 16개의 8비트 정수를 처리하지만,[4] SIMD 명령 없이 수행할 경우 훨씬 더 빠른 CPU가 필요한 비디오 디코딩 및 오디오 작업을 O2에서 수행할 수 있게 해주는 상당한 양의 컴퓨팅 성능을 제공한다. ICE는 이 장치를 활용할 수 있는 드라이버가 있는 유일한 시스템이므로 IRIX 운영 체제에서만 작동한다.3. 2. 통합 메모리 아키텍처 (UMA)
통합 메모리 아키텍처는 O2가 그래픽 텍스처에 주 메모리를 사용하므로 다각형 텍스처링 및 기타 그래픽 요소를 간단하게 만든다. 텍스처를 버스를 통해 그래픽 하위 시스템으로 전송하는 대신, O2는 주 메모리의 텍스처에 대한 포인터를 전달하고, 이 포인터는 그래픽 하드웨어에서 접근한다. 이를 통해 대용량 텍스처를 쉽게 사용할 수 있으며, 스트리밍 비디오를 텍스처로 사용하는 것조차 가능하다.CPU가 많은 기하학적 계산을 수행하기 때문에 더 빠른 CPU를 사용하면 기하학적 제한이 있는 응용 프로그램의 속도가 빨라진다. O2의 그래픽은 Indigo2의 Maximum IMPACT 그래픽 보드보다 래스터화 속도가 느린 것으로 알려져 있지만, Maximum IMPACT 그래픽은 4MB의 텍스처 메모리로 제한되어 스래싱이 발생할 수 있는 반면, O2는 사용 가능한 메모리로만 제한된다.
3. 3. CPU 성능
SGI O2는 CPU가 많은 기하학적 계산을 수행하므로, 더 빠른 CPU를 사용하면 기하학적 제한이 있는 응용 프로그램의 속도가 빨라진다.[4] O2의 그래픽은 Indigo2의 Maximum IMPACT 그래픽 보드보다 래스터화 속도가 느린 것으로 알려져 있지만, Maximum IMPACT 그래픽은 4MB의 텍스처 메모리로 제한되어 스래싱이 발생할 수 있는 반면, O2는 사용 가능한 메모리로만 제한된다.1996년 출시 당시 O2의 CPU 주파수(180~400MHz)는 인텔 펜티엄, AMD K5 등 x86 계열 컴퓨터와 동등하거나 그 이상이었다.[4]
4. 활용 분야
O2는 영상 처리(특히 의료), 방송 TV 그래픽, 데스크톱 워크스테이션, 3D 모델링, 아날로그 비디오 후반 작업, 방위 산업 등 다양한 분야에서 활용되었다.[1]
4. 1. 영상 처리
O2는 특히 의료 분야에서 영상 처리에 활용되었다.[1] 방송 TV 그래픽 분야에서도 사용되었는데, 더 웨더 채널의 웨더 스타 XL 컴퓨터가 대표적인 예이다.[1]4. 2. 방송 그래픽
O2는 더 웨더 채널의 웨더 스타 XL 컴퓨터와 같은 방송 TV 그래픽에 사용되었다.[1]4. 3. 데스크톱 워크스테이션
O2는 영상 처리(특히 의료), 방송 TV 그래픽, 3D 모델링, 아날로그 비디오 후반 작업, 방위 산업 분야에서 사용되었다. 방송 TV 그래픽을 실행하는 O2의 가장 널리 사용된 예는 더 웨더 채널의 웨더 스타 XL 컴퓨터이다.[1]4. 4. 3D 모델링
O2는 3D 모델링 작업에 사용되었다.4. 5. 비디오 후반 작업
O2는 아날로그 비디오 후반 작업에 사용되었다.4. 6. 기타
O2는 영상 처리(특히 의료), 방송 TV 그래픽, 데스크톱 워크스테이션, 3D 모델링, 아날로그 비디오 후반 작업, 방위 산업 등 다양한 분야에서 자주 사용되었다. TV 그래픽 분야에서 O2가 가장 널리 사용된 예는 더 웨더 채널의 웨더 스타 XL 컴퓨터이다.5. SGI 타임라인
| 연도 | 제품군 | 제품명 |
|---|---|---|
| 1983 | 터미널 | 1000/1200 |
| 1984 | 워크스테이션 (저사양) | 1400 |
| 1986 | 터미널 | 2000/2200 |
| 1986 | 워크스테이션 (저사양) | 2300 |
| 1986 | 워크스테이션 (중사양) | Professional Iris |
| 1987 | 워크스테이션 (저사양) | 3000 |
| 1988 | 워크스테이션 (저사양) | Personal Iris |
| 1988 | 워크스테이션 (고사양) | PowerSeries |
| 1990 | 워크스테이션 (중사양) | Indigo |
| 1992 | 워크스테이션 (고사양) | Indigo² |
| 1992 | 서버 | Challenge M |
| 1992 | 워크스테이션 (Onyx) | Crimson |
| 1992 | 워크스테이션 (Altix 기반) | Challenge |
| 1993 | 워크스테이션 (저사양) | Indy |
| 1993 | 워크스테이션 (Onyx) | Onyx |
| 1996 | 워크스테이션 (저사양) | O2 |
| 1996 | 서버 | Origin 200 |
| 1996 | 워크스테이션 (Onyx) | Onyx 2 |
| 1996 | 워크스테이션 (Altix 기반) | Origin 2000 |
| 1997 | 워크스테이션 (고사양) | Octane |
| 2000 | 워크스테이션 (고사양) | Octane2 |
| 2000 | 워크스테이션 (Onyx) | Onyx 300 |
| 2000 | 워크스테이션 (Altix 기반) | Onyx/Origin 3000 |
| 2001 | 서버 | Origin 300 |
| 2001 | 워크스테이션 (저사양) | O2+ |
| 2002 | 워크스테이션 (중사양) | Fuel |
| 2003 | 워크스테이션 (고사양) | Tezro |
| 2005 | 서버 | Altix 350 |
| 2005 | 워크스테이션 (Altix 기반) | SGI Prism |
| 2006 | 서버 | Altix 450, Altix XE |
참조
[1]
웹사이트
SGI O2 R5000
http://hardware.maji[...]
2013-08-03
[2]
웹사이트
OpenBSD sgi
http://www.openbsd.o[...]
[3]
뉴스
NetBSD ported to SGI O2
https://bsd.slashdot[...]
[4]
논문
Realizing OpenGL: Two implementations of one architecture
1997 SIGGRAPH/Eurographics Workshop
1997
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