Tandem Computers

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Tandem Computers était un des premiers constructeurs d'ordinateurs à tolérance aux pannes, destinés aux clients désirant un système capable de ne pas s'arrêter en cas d'un problème logiciel ou matériel. Les clients venaient surtout du domaine des finances (Bourses, banques, distributeurs automatiques). Les systèmes Tandem utilisent une architecture appelée NonStop, fondée sur la redondance des processeurs, des disques, et des cartes de réseau et des circuits internes, qui servent alors de système de basculement rapide en cas d'une panne de l'un des composants. Tandem Computers a commencé par concevoir ses propres processeurs dans les années 1970 mais a migré vers des processeurs plus communs dans les années 1990. La société a été rachetée en 1997 par Compaq, qui essayait d'avoir une offre de serveurs haut-de-gamme. Compaq a été racheté par Hewlett-Packard et la gamme NonStop a été renommée Integrity NonStop.

Sommaire 1 Histoire 2 Sources 3 Voir aussi 3.1 Liens internes 3.2 Liens externes

[modifier] Histoire

Tandem Computers a été crée en 1974 par un groupe d'ingénieurs de Hewlett-Packard, dont James Treybig était le principal instigateur. Leur business plan était fondé sur la création de systèmes informatiques qui pouvaient tolérer une panne en passant automatiquement les opérations en cours au moment de la panne sur le système de secours, de façon transparente pour l'utisateur et sans interruption de service. Ils désiraient également que ces systèmes ne soient pas tellement plus chers qu'un ordinateur sans tolérance de panne, ce qui était important pour les clients qui penchaient plutôt pour l'achat de systèmes moins chers quitte à développer des solutions procédurielles pour gérer les temps d'interruptions.

Le premier système était le T/16, plus tard renommé le NonStop I. Le design fut terminé en 1975 et Citibank fut le premier client en 1976. Le NonStop comprennait entre 2 et 16 modules de processeurs, chacun capables de 0.7 MIPS, avec leur mémoire propre, des controlleurs d'E/S et des connexions doubles vers le bus inter-cpu appelé Dynabus. Les modules étaient construits de telle manière qu'en cas de panne, il y avait toujours un bus inter cpu de libre pour continuer les opérations sans interruption totale. Les cpus étaient inspirés du HP3000, et offraient un addressage sur 32 bits, ainsi qu'un stockage des données 16 bits sur pile. En réalité l'addressage ne pouvait se faire sur la totalité des 32 bits car certains bits étaient réservés comme signaux. Le cpu NonStop avait également des registres intégrés pour donner accès plus rapide que la mémoire générale.

Le NonStop I avait un système d'exploitation propre, appelé Guardian. Guardian était la clef logicielle permettant la tolérance de panne, car contrairement à ses concurrents, qui relancaient les programmes dans un autre cpu en cas de panne, Guardian tournait en permanence deux copies du même programme sur deux cpus différents (l'original et la copie), la synchronisation entre les deux intervenant lors de checkpoints définis par le programmeur, ou dans certains cas de manière automatique et transparente via l'utilisation de la pile, et qui permettait alors a la copie de reprendre l'exécution au dernier checkpoint reçu ou à la dernière instruction exécutée en cas d'arrêt soudain de l'original.

Les système conventionnels de l'époque avaient des taux d'immobilisation de l'ordre de quelques jours par an. Les systèmes NonStop visaient à réduire ce taux d'un facteur 100, avec une durée de fonctionnement sans interruption mesurée en années, tout en restant très compétitifs au niveau coût, en proposant un système bi-processeur au prix environ double de celui d'un mainframe uniprocesseur (comparé à quatre fois pour les solutions de ses concurrents).

Le NonStop I fut suivi par le NonStop II en 1981, qui améliorait un peu la vitesse d'exécution jusqu'à 0.8 MIPS, mais la mémoire passait de 384KB par cpu dans le NonStop I, à 2MB dans le NonStop II, tout en offrant un nouveau système de gestion de mémoire virtuelle, agrandissant ainsi l'espace d'addressage. En 1983 le NonStop TXP doublait la vitesse jusqu'à 2.0 MIPS et la mémoire physique vers 8MB. Dans toutes ces machines, le Dynabus était toujours le même utilisé, car il avait été prévu dès son design initial pour ne pas avoir a être modifié à chaque amélioration du hardware.

Avec l'arrivée du TXP, un nouveau système de bus à fibre optique fut introduit: FOX (Fiber Optic X) permettait de relier jusqu'à plusieurs TXP et NonStop II entre eux. Guardian tirait partie de ce réseau en étant capable de passer des tâches entières d'un système à l'autre.

La société essaya de prendre un bout du marché des ordinateurs personnels avec l'introduction en 1985 d'un PC appelé Dynamite et tournant MS-DOS. Malheureusement, en raison d'erreurs de design initial, le PC servit surtout comme terminal, et fut retiré du marché après une courte vie.

1986 vit l'introduction du NonStop VLX, l'arrivée d'un nouveau Dynabus passant la vitesse de transfert de 13 Mbit/s à 40 Mbit/s total (20 Mbits par bus indépendant) et FOX II qui élargissait le rayon d'action de 1Km à 4Km, puis du NonStop CLX, un minicomputer destiné aux installations de tailles moyennes. Le CLX avait en gros la performance d'un TXP, mais à un prix beaucoup plus attractif. A la fin de sa vie, le CLX était juste 20% moins rapide que le VLX, mais n'offrait pas autant de possibilités d'extension.

Dans la même année, Tandem introduit la première base de données SQL à tolérance de faute: NonStop SQL. NonStop SQL avait la capacité de s'assurer de la validité des données inter-systèmes, la base pouvant être partionnée sur plusieurs disques et plusieurs systèmes en même temps, ce qui donnait une capacité d'expansion loin de ses concurrents, souvents limités à deux cpus. En 1989, la possibilité d'avoir des transactions inter systèmes fut ajoutée, ce qui resta unique pendant un certain temps.

Dès 1991, Tandem computers, souhaitant sortir d'un design propre à ses cpus, commença d'utiliser celui des processeurs MIPS R3000, basés sur l'architecture RISC dans ses nouveaux systèmes Cyclone/R et CLX/R. Les programmes déjà écrits pour la platforme précédente étaient automatiquement interprétés par le code interne, donc ne necessitant pas de recompilation, mais dans ce cas étaient considérablement plus lents que lors de leur exécution sur les machine précédentes. Tandem offrait un certain nombre d'outils pour convertir les programmes existants vers le code MIPS, et les nouveaux systèmes étant particulièrement moins chers que les précédents, la société comptait sur la conversion du code originial en code MIPS natif pour attirer les clients sur les nouveaux produits.

En 1997, Tandem annoncait la gamme NonStop Himalaya S Series (du nom de code Sierra). Ces machines était les premières à changer l'architecture de la famille NonStop, en remplaçant le bus Dynabus par ServerNet, une sorte de routeur de messages basé sur TCP/IP qui avait la fonction de transferer des données directement d'un périphérique à l'autre sans avoir à transferer les données via le cpu, à des vitesse largement supérieures à FOX et Dynabus. Le R4400 et R10000, de la famille des S Series utilisaient toujours des processeurs MIPS R4400 and R10000.

Dans ces systèmes, les circuits ne font pas de vérifications internes quant à leurs résultats, c'est pourquoi, afin de procéder à une sorte d'assurance d'intégrité, les processeurs étaient doublés de deux cpus fonctionnant en synchronisation, et d'un appareil vérifiant chaque donnée sortant de chaque cpu, et décidant d'arrêter le processeur en cas de discordance. Dans ce cas, Guardian prenait le relais et transferait l'exécution vers le processeur de copie, s'assurant qu'aucune donnée erronée ne puisse être introduite lors de ce transfer.

La gamme Integrity fut introduite en 1990, et utilisait une approche différente. Lorsqu'une faute de synchronisation était détectée, le module en faute était automatiquement désactivé et repris par sa copie. Ces systèmes fonctionnaient sous Unix plutôt que Guardian, la plupart des fautes étant gérés par le hardware lui même que le logiciel lui même. Integrity fut vraisemblablement introduit sur le marché en réponse à Stratus Technologies, un des principaux concurrents de Tandem Computers. Bien que totallement différents du concept NonStop, les machines Integrity étaient basées sur les processeurs MIPS, puis utilisa ServerNet dans sa gamme Integrity S4000.

Tandem, souvent décrié pour son système d'exploitation propriétaire (Guardian) developpa une interface fondée sur POSIX permettant d'acceder au monde Unix et de compiler des programmes d'Open Source. Unix n'ayant pas de système intégré de tolérance de panne, ces programmes ne peuvent pas profiter de ce que peut offrir Guardian en termes de tolérance de faute logicielle. En revanche, ils profitent de la tolérance de panne matérielle.

Après l'acquition par HP, la ligne NonStop utilise maintenant des processeurs Itanium et a été renommée Integrity NonStop Servers. Les ordinateurs Unix Integrity on pratiquement disparu, mais HP a adopté Integrity pour nommer ses serveurs basés sur l'Itanium.

[modifier] Sources

• Dans sa version originelle, cet article reprenait tout ou partie de la matière contenue dans l'article Tandem Computers, sur la Wikipédia en anglais, dans sa version du 20 août 2006 à 19:22 (UTC) (voir l'historique de l'article de provenance).

[modifier] Voir aussi

[modifier] Liens internes

• Tolérance aux pannes

[modifier] Liens externes

• (en) NonStop Computing Home - Nonstop Computing page HP USA
• (en) Tandem Technical Reports - Tandem white papers
• (en) Tandem Systems Review PDFs 1983-1994
• (en) Redundant Fault Tolerant Systems - Présentation Powerpoint sur les stratégies employées par Tandem pour la tolérance de panne.