VAX 8000

DEC Professionalコンソールを搭載したVAX 8550

VAX 8000 は、 VAX命令セット アーキテクチャ(ISA)を実装したプロセッサを使用してDigital Equipment Corporation (DEC)によって開発および製造された、現在は製造中止となっているスーパーミニコンピュータファミリです。

8000シリーズは1984年10月に8600とともに発表され、VAXラインナップのハイエンドモデルを引き継ぎました。当初は11/790として知られ、前身の11/780の約4倍の性能を誇りました。1985年12月には8650（旧称11/795）が後継機種となりました。1986年1月には、ミッドレンジモデルとして8200および8300ファミリが発表されました。1987年には、ハイエンドモデルとして8800が8600に取って代わり、8700および8500はこれらのシステムの低性能版として登場しました。DECは、これらのマシンを様々なモデル番号で組み合わせた様々なクラスタモデルも提供しました。他のVAXシステムと同様に、VMSまたはUltrixオペレーティングシステムが搭載されて販売されました。

当初、8800はハイエンドのVAX 9000に置き換えられる予定でしたが、この計画は失敗に終わりました。代わりに、当初は8700/8500の後継機としてミッドレンジモデルであったVAX 6000がアップグレードされ、8800とほぼ同等の性能を半額で実現しました。これらはすべて、 1992年7月にVAX 7000/10000に置き換えられました。これらはNVAX CPUをベースにしたシングルチップ実装であり、最後のVAX専用マシンとなりました。

VAX 8600

VAX 8600用の4MBメモリボード

VAX 8600（コードネーム「Venus」）は、1984年10月に発表され、VAX-11/785の後継機種です。当初は「VAX-11/790」という名称でしたが、発売前に改名されました。VAX 8600は成功を収め、当時ハイエンドVAXの中で最も売れた機種でした。1987年にはVAX 8800ファミリーが後継機種となりました。

VAX 8600 には、エミッタ結合ロジック(ECL)マクロセル アレイ(MCA) を実装した、サイクル タイム 80 ns (12.5 MHz) の CPU があります。CPU は、E ボックス、F ボックス、I ボックス、および M ボックスの 4 つの主な論理セクションで構成されています。E ボックスは、マイクロコードによる浮動小数点命令を含むすべての命令を実行します。算術論理ユニット(ALU) とバレル シフタがあります。F ボックス、つまり浮動小数点アクセラレータ (FPA) は、浮動小数点命令や整数の乗算と除算を加速するオプション機能です。これは、加算器モジュールと乗算器モジュールで構成される 2 つのモジュール セットです。加算器モジュールには 24 個のマクロセル アレイがあり、乗算器モジュールには 21 個のマクロセル アレイがあります。I ボックスは、命令をフェッチしてデコードします。M ボックスは、メモリと I/O を制御し、仮想アドレスを物理アドレスに変換し、16 KB のデータ キャッシュがあります。

CPUには145個のMCAが使用されています。これらは、モトローラ社が3μm MOSAICバイポーラプロセスで製造した大規模集積回路（LSI）です。68ピンのリードレスチップキャリアまたはピングリッドアレイにパッケージ化されており、プリント基板のソケットに実装するか、はんだ付けで固定されます。さらに、1,100個のSSI（Small Scale Integration）およびMSI（Medium Scale Integration）ECLロジックデバイスが使用されています。これらのICは、バックプレーンに接続された17個のモジュールに分散配置されています。

VAX 8600は4～512MBのECCメモリをサポートし、バックプレーン上にメモリモジュール用スロットを8つ備えています。当初は256KBitのMOS（金属酸化膜半導体）RAMを搭載した4MBのメモリモジュールを使用していましたが、容量は32MBに制限されていました。後に、より大容量のモジュールが導入されました。メモリはM Boxによって制御され、メモリアクセス用のメモリアレイバスもM Boxが提供します。この専用バスは80ns（12.5MHz）のサイクルタイムを持ち、I/ Oデバイスと共有される 同期バックプレーンインターコネクト（SBI）を介してメモリにアクセスするVAX-11/780と比較して、VAX 8600の性能向上に貢献しています。

I/O は SBI によって提供されます。VAX 8600 には 1 つの SBI が搭載されていますが、2 つに構成することもできます。SBI は、SBI を M ボックスに接続された内部アダプタ バスに接続する SBI アダプタによって提供されます。各 SBI には I/O デバイス用のスロットが 16 個ありますが、1 つのスロットが SBI アダプタ用に予約されているため、実際に使用できるのは 15 個だけです。SBI が 1 つの場合、その SBI の帯域幅は 13.3 MB/秒です。SBI が 2 つの場合、合計帯域幅は 17.1 MB/秒です。SBI を M ボックスに接続するアダプタ バスの帯域幅は 33.3 MB/秒です。UnibusおよびMassbusもサポートされており、SBI に差し込むアダプタによって提供されます。VAX 8600 I/O キャビネットには、コンソールとして機能するPDP-11コンピュータ、Unibus カード ケージ、およびディスク ドライブを取り付けるための設備が含まれています。

VAX 8650

VAX 8650（コードネーム「モーニングスター」）は、1985年12月4日に発表されたVAX 8600の高速版です。当初は「VAX-11/795」という名称でしたが、発売前に改名されました。VAX 8600は、VAX-11/780およびVAX-11/785と100%互換性を持ち、 PDP-11互換モードを備え、VAX-11/78xでも使用されているSBIを採用した最後のVAXです。CPUのサイクルタイムは55ナノ秒（18.18MHz）です。

VAX 8200とVAX 8300

KA820-AA CPUモジュール

VAX 8200とVAX 8300（コードネーム「Scorpio」）は、1986年1月29日に発表されたミッドレンジ・ミニコンピュータである。^[1] VAX 8300はVAX 8200のデュアルプロセッサ版であり、同日に発表されたVAX 8800と共に、最初のマルチプロセッサVAXコンピュータの一つである。これらは、 5MHz（200nsサイクル）で動作するV-11マイクロプロセッサを搭載したKA820 CPUモジュールを搭載し、最大128MBのECCメモリをサポートする。VAXBIバスを1つ備え、オプションでUnibusもサポートする。

VAX 8250 および VAX 8350

VAX 8250とVAX 8350 は、1987 年 3 月初めに発表された VAX 8200 と VAX 8300 の高速モデルです。6.25 MHz (160 ns サイクル) で動作する V-11 マイクロプロセッサを搭載したKA825 CPU モジュールを使用しています。

VAX 8800ファミリー

VAX 8800

コードネーム「Nautilus」のこの機種は、VAX 8800ファミリーのハイエンドモデルです。標準で2つのCPUと2つのVAXBIバスを備えています。VAX 8800のCPUはパイプライン化を多用した設計で、最初の商用MIPSおよびSPARC設計よりわずかに先行しています。VAX 8800の開発は1982年8月から11月に開始され、1986年1月29日に発表されました。^[1]「Polarstar 」システムと新しい命名規則が導入された際、VAX 8800はVAX 8820「 Polarstar 」と区別するためにVAX 8820Nに改名されました。名前の調整と完全なSMP機能へのアップグレード後、以前のVAX 8700およびVAX 8800モデルはVAX 88x0マシンになりました。ここで、「x」はCPUの数を表します（つまり、VAX 8810、8820、8830、8840）。^[2] アップグレードキットには、新しい指定を反映するためにマシンの前面に貼り付けられた交換番号が含まれています。

VAX 8700

VAX 8700（コードネーム「Nautilus」）は、1986年8月初旬に発表されました。VAX 8800と類似していますが、CPUが1基でVAXBIバスが搭載されています。VAX 8800へのアップグレードも可能です。SMPアップグレードと命名規則の改訂により、VAX 8810となりました。

VAX 8550

コードネーム「Skipjack 」のVAX 8550は、1986年8月初旬に発表されました。VAX 8700に似ていますが、VAX 8800にアップグレードすることはできません。

VAX 8500

コードネーム「Flounder 」のVAX 8500は、VAX 8550の低性能版であり、動作中にNOPを挿入して性能を制限するマイクロコードが使用されています。

VAX 8530

VAX 8530（コードネーム「Skipjack」）は、NOPを削除して性能を向上させたVAX 8500のアップグレード版であり、1987年3月初旬に発売されました。

ポーラスター

Polarstarは、1～4基のプロセッサと最新のコンソールプロセッサを搭載したNautilusの派生モデルです。以下のモデルがあります。

• VAX 8810 - シングルプロセッサシステム
• VAX 8820 - 2プロセッサシステム
• VAX 8842 - 2台のVAX 8820システムのクラスター
• VAX 8830 - 3プロセッサシステム
• VAX 8840 - 4プロセッサシステム
• VAX 8974 - 1987年1月20日に導入された、4台のVAX 8700システムのクラスターです^[3]
• VAX 8978 - 1987年1月20日に発表された、8台のVAX 8700システムのクラスターである^[3]

説明

VAX 8800ファミリーは、CPU、メモリコントローラ、I/Oアダプタを接続するNMIバスをベースにしています。NMIバスは、64MB/秒の使用可能帯域幅を持つ32ビット同期バスです。

CPU

VAX 8800ファミリーの中央処理装置（CPU）は22.22MHz（サイクルタイム45ns）で動作し、8つのモジュールに分散された個別のエミッタ結合ロジック（ECL）デバイスで実装されています。ECLデバイスの大部分は1,200個のロジックゲートを備えたマクロセルアレイで、汎用レジスタと浮動小数点ユニットはDECが開発したカスタムロジックデバイスです。CPUは64KBのキャッシュを搭載しており、10nsおよび15nsのECLランダムアクセスメモリ（RAM）デバイスで実装されています。

このプロセッサは、VAX命令をパイプライン化するのではなく、「ユニフォームマイクロ命令」を利用することで「ディープパイプライン」を採用しています。5段パイプラインは、デコードされた各マシン命令のマイクロアドレスを生成する最初のデコードステージから始まります。これらのマイクロアドレスは、マシン命令全体の実行に必要なマイクロ命令を提供する制御ストア内のマイクロコードルーチンを参照します。これらのマイクロアドレスは、制御ストアの参照とシーケンス処理を担当する第2パイプラインステージで使用されます。各マイクロ命令の要素は、後続のパイプラインステージで使用されます。第3ステージはオペランドとレジスタの読み取り、第4ステージは算術演算と浮動小数点演算を含む実行、第5ステージはレジスタとメモリへの書き込みを担当します。複数のマイクロコード命令を使用して実装されたマシン命令は、これらのマイクロ命令をスケジュールし、次のマシン命令のフェッチとデコードなしにパイプラインを通過させます。これは、マイクロ命令シーケンスの最後にのみ発生します。^[4]

メモリ

VAX 8800 と 8700 は 1 ～ 8 個のメモリ アレイ モジュールをサポートします。VAX 8550 と 8500 は 1 ～ 5 個のメモリ モジュールをサポートします。メモリ アレイ モジュールは、NMI バックプレーンとは別の専用バックプレーンにインストールされます。VAX 8800 と VAX 8700 は 4 ～ 32 MB のメモリをサポートしますが、VAX 8500 と VAX 8550 は 4 ～ 20 MB のメモリ (4 MB メモリ モジュール使用) をサポートします。16 MB メモリ モジュールが導入されると、VAX 8800 と 8700 のメモリ容量は 128 MB に、VAX 8550 と 8500 のメモリ容量は 80 MB に増加しました。さらに、64 MB メモリ モジュールが導入されると、VAX 8800 と 8700 のメモリ容量は 512 MB に、VAX 8550 と 8500 のメモリ容量は 320 MB に増加しました。

メモリシステムは、メモリコントローラ、トランジスタ-トランジスタロジック(TTL) バス、および 1 ～ 8 個のメモリアレイモジュールという 3 つの主要部分から構成されます。メモリコントローラは ECL ゲートアレイで実装され、NMI バスモジュール上に存在します。メモリアレイモジュールが接続される TTL バスを実装しています。VAX 8800 では、4 MB モジュール、16 MB モジュール、および 64 MB モジュールの 3 種類のメモリモジュールが使用できました。4 MB アレイモジュールは、金属酸化膜半導体(MOS)ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM) デバイスと中規模集積回路(MSI) FASTトランジスタ-トランジスタロジック(TTL) デバイスがほぼ同数搭載された 8 層のプリント回路基板です。16 MB アレイモジュールは 4 MB モジュールに似ていますが、それぞれ 2 MB の DRAM メモリを搭載した 8 枚の面実装ドーターボードで構成されています。

入出力

VAX 8800は、入出力にVAXBIバスを使用します。VAX 8800は最大4つのVAXBIバスをサポートし、各バスは最大16個のI/Oデバイスをサポートします。VAXBIバスは、VAXBIバスプロトコルを実装したチップを搭載したNBIアダプタによってNMIバスに接続されます。NBIアダプタは、I/Oデバイスとの間のCPU参照とダイレクトメモリアクセス（DMA）トランザクションをすべて処理します。アダプタは5MHzで動作し、CPUとは非同期で独自のクロック信号を生成します。NBIアダプタは、NBIAとNBIBという2つのモジュールで構成されています。NBIAはアダプタのNMI側、NBIBはVAXBI側です。

VAXコンソール

VAXコンソールは、DEC ProfessionalシリーズのPC-38Nです。これは、Nautilusファミリのプロセッサのコンソールとして使用されるリアルタイムインタフェース（RTI）を備えたPRO-380です。RTIには2つのシリアルラインユニットがあります。1つはVAX環境監視モジュール（EMM）に接続し、もう1つはデータ転送に使用できるスペアです。RTIのIEEE-488インタフェースは使用されません。RTIのプログラム可能な24ビット周辺インタフェース（PPI）は、NautilusシステムコンソールインタフェースとVAXコンソール間のデータ、アドレス、および制御信号用の3つの8ビットポートとして構成されています。コンソールの主な機能は、システムをブートストラップすることです。Nautilusファミリのプロセッサには、不揮発性メモリがありません。コンソールは、構成レジスタを設定し、CPUマイクロコードを書き込み可能な制御ストアにロードし、プロセッサモジュール診断テストを実行し、TOYクロック（タイムオブイヤークロック）をリセットし、特定の種類のエラーを記録し、その他の監視機能を実行し、フィールドサービスの診断およびテスト用のインタフェースです。^[5]

参考文献

1. 「デジタルVAXライン」。ニューヨーク・タイムズ。1986年1月30日。4ページ。
2. Haber, Lynn (1988年5月). 「最新ハイエンドVAXが顧客をより多くのパワーへと移行」.ハードコピー. pp. 24, 26. 2025年12月9日閲覧。
3. サンガー、デイビッド・E. (1987年1月20日). 「デジタル社、メインフレームを提供へ」 .ニューヨーク・タイムズ.
4. Clark, Douglas W. (1987). VAX 8800プロセッサにおけるパイプラインとパフォーマンス. プログラミング言語とオペレーティングシステムのアーキテクチャサポートに関する第2回国際会議 (ASPLOS II). pp.  173– 177. 2026年1月18日閲覧。
5. VAX 8500/8550 システムハードウェアユーザーズガイド. Digital Equipment Corporation. 1986年. pp.  1– 8.

参考文献

• 「デジタルモデル」。ニューヨーク・タイムズ。1986年8月6日。
• 「デジタルアップグレード」ニューヨーク・タイムズ、1987年3月5日。
• 「新しいデジタルマシンセット」ニューヨーク・タイムズ、1985年12月4日。
• バーリー、ロバート・M. (1987年2月). 「VAX 8800ファミリーの4つのシステムの概要」(PDF) .デジタル技術ジャーナル. 1 (4). ISBN 978-1-55558-001-8。
• Natusch, Paul J.; Senerchia, David C.; Yu, Eugene L. (1987年2月). 「VAX 8800ファミリーのメモリシステム」(PDF) . Digital Technical Journal . 1 (4). ISBN 978-1-55558-001-8。
• Fossum, Tryggve ; McElroy, James B. ; English, William (1985年8月). 「VAX 8600システムの概要」(PDF) . Digital Technical Journal . 1 (1): 8– 23.