Esempi di motherboard MCA di IBM PS/2 - IBM PS/2 MCA motherboards

Pagina in costruzione

Le immagini in bianco e nero verranno sostituite con versioni a colori

Sistemi 286: IBM PS/2 50; IBM PS/2 60; IBM PS/2 50Z

Sistemi 386: IBM PS/2 70-121 "long"; IBM PS/2 70-121 "short"; IBM PS/2 70-A21; IBM PS/2 80-111; IBM PS/2 80-Axx

MCA non IBM: Olivetti P500 (386SX); Olivetti P750 (486DX)

MCA non PS/2 o PC: IBM 7012-320; IBM 7012-G30; IBM POWERserver 590

PS/2 Modelli 50, 60 e 50Z (80286)

Prima motherboard MCA per PS/2 desktop - First MCA motherboard for desktop PS/2

IBM PS/2 Modello 50 (1987) - Questa scheda 286 (CPU a 10 MHz con FPU 80287) è servita come base per il layout (organizzazione) delle motherboard dei successivi Modelli 70, così come quella del 50Z ha ispirato la versione "corta" della scheda madre dei PS/2 70-121.

L’annuncio dell’introduzione della famiglia IBM PS/2 sulla copertina di Byte, Giugno 1987.

Prima scheda madre MCA - First MCA motherboard

IBM PS/2 Modello 60 (1987, BIOS datato Maggio 1987) - Prima motherboard MCA sviluppata da IBM, assieme a quella del Modello 50 (sopra). Contiene un processore Intel 80286 a 10 MHz con socket per FPU 80287 ed ha una capacità di espansione circa doppia rispetto al desktop PS/2 Modello 50. La RAM si installa in SIMM a 30 contatti da 85 ns, nei tagli da 256 oppure 512 KB. L’architettura di sistema ed i componenti impiegati sono identici a quelli del PS/2-50. La sezione video è una VGA IBM con 256 KB di RAM (640 x 480 - 16 colori).

This was the very first MCA motherboard introduced by IBM back in 1987.

"The epoxy-glass multilayer printed-circuit main electronics board (Fig. 15-32) carries a mixture of low-, medium-, and high integration integrated circuit modules, some supplied by vendors and other produced internally. The Intel 80286 [...] is installed in a socket to simplify the testing of the board and system servicing. [...] The processor interface, clock generator, programmable timer, refresh timing, memory interface, and bus arbitration logic are all contained in custom IBM modules that have been identified in Figure 15-32. Of these modules, the processor support function is integrated into a pin-in-hole module containing a high-performance IBM bipolar chip selected for its superior capacitive load and fan-out drive capability. To minimize power requirements and provide significantly better tolerances on the positive supply, dual voltage operation at 5V and 1.7V was selected for this chip, which is labeled PSC (Processor Support Chip) in Figure 15.32. [...] The balance of the board has a variety of "glue" logic comprised of surface mounted modules programmed array logics (PALs)." ( Tummala, Ryamaszewski et al., Microelectronics Packaging Handbook, Van Nostrand Reinhold 1989, ISBN 0-442-20578-3, pag. 1068)

Vedi: http://www.walshcomptech.com/ohlandl/8550/8550_Planar.html; http://landover.no-ip.com/th99/m/I-L/30130.htm. 

Vedi (cronologia macchine MCA): http://seds.org/~spider/ps2/ps2hist.html; http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/pc25/pc25_tenyears.html. 

IBM PS/2 Model 60: http://john.ccac.rwth-aachen.de:8000/alf/ps2_60041/. 

IBM PS/2 Modello 50Z (1988, vedi) - E’ la versione migliorata del Modello 50 (50-021/-031). La CPU è un 80286 a 10 MHz. Il 50Z utilizza un hard disk controller di tipo DBA-2 (di derivazione ESDI) in luogo della versione proprietaria dell’interfaccia MFM/ST506 del 50 originale. Nel socket bianco (parte destra della scheda) può essere installata una SIMM a 72 pin da 1 o 2 MB (85 ns).

Espansioni di memoria (RAM expansion card) IBM per PS/2 Modelli 50 e 60.

IBM PS/2 Modelli 70 e 80 (80386)

Prima scheda madre MCA per i386 - First i386 MCA motherboard

IBM PS/2 Modello 70-121 (1988) - E’qui raffigurata la versione "lunga" della motherboard del Modello 70-121 (8570 Type 1), equipaggiata con CPU 386DX-20 e antecedente la versione "normale" che si vede sotto, realizzata con componenti a più elevato livello di integrazione. In basso a destra si vede lo zoccolo, libero, per la FPU 387DX.

This was the first 386-based MCA motherboard introduced by IBM (1988). Largely based on the design of the previous Model 50 (80286), the board contains many SSI and MSI chips and three VLSI custom components, the 386 system interface (near the CPU), the VGA chip surrounded by memory modules (left) and the disk controller (top). 

Vedi: http://www.walshcomptech.com/ohlandl/8570/8570_Type1.html. 

IBM PS/2 Modello 70-121 (1988/9) - Questa è la scheda "corta" (8570 Type 2) che si trova normalmente nelle macchine 70-121. La CPU è un 386DX a 20 MHz. Scheda comunissima in Europa, ha lo stesso formato di quella del Modello 50Z ed un livello di integrazione paragonabile. Curiosamente le schede più veloci (vedi quella del 70-A21 qui sotto) sono state realizzate da IBM con un minor livello di integrazione. Non è noto con esattezza il motivo di questa scelta. Ricordiamo che nei sistemi 386, come già nei 286 e nei 486 prima dell’avvento delle CPU con moltiplicatore (DX/2 e DX/4) la frequenza del processore è anche quella del bus, il che pose non indifferenti problemi di realizzazione quando la frequenza stessa crebbe dapprima a 25 e poi a 33 MHz.

Vedi: http://www.walshcomptech.com/ohlandl/8570/8570_Type2.html. 

IBM PS/2 Modello 70-A21 (1988) - E’ la versione più avanzata del PS/2 70. La CPU, a 20 oppure 25 MHz, è alloggiata su un apposito modulo assieme alla cache da 64 KB ed al cache controller 82385. Quest’ultimo potrebbe supportare direttamente soltanto 32 KB di cache, ma poco la sua introduzione sul mercato Intel rese pubblico un "trick" (trucco hardware) col quale era possibile utilizzarlo per controllarne il doppio, cioè 64. Quasi tutti i produttori di PC adottarono questa soluzione. L’82385 era un controller molto avanzato per l’epoca in cui venne introdotto (1985), giacché consentiva la realizzazione di una memoria cache completamente associativa a due vie (two way fully associative). Purtroppo aveva anche un costo non indifferente, ragion per cui i fabbricanti di schede madri iniziarono ad utilizzare in sua sostituzione soluzioni proprietarie incorporate direttamente nel chipset o realizzate con componenti a media integrazione. Questa configurazione (70-A21) è stata la piattaforma hardware sulla quale IBM ha per la prima volta utilizzato il processore 80486 (PowerPlatform 486).

Qui sopra si vede un dettaglio del modulo contenente la CPU 386DX-25 (FRU 15F7659), la cache col suo controller e la FPU opzionale (qui non installata). Questa scheda è anche nota come "386 Power Platform" (vedi).

Vedi: http://www.walshcomptech.com/ohlandl/8570/8570-25MHz.html. 

IBM PS/2 Modello 80-111 (1988) - Il PS/2 Modello 80 è la versione tower (da pavimento) del PS/2 Modello 70. Deriva dal precedente Modello 60 (1987); storicamente però sarebbe errato metterlo sullo stesso piano del 70, perché è stato introdotto prima e dunque è un sistema di prima generazione (30/50/60/80). Le caratteristiche tecniche delle due macchine, 70 ed 80, sono molto simili; l’80 è tuttavia pensato come un sistema server e dunque ha una maggiore capacità di espansione (ad esempio più slot MCA). Nel corso degli anni sono state prodotte numerose varianti (le più importanti: -041, -071, -111, -311, -A21), che hanno contribuito a renderlo uno dei PS/2 più popolari. Qui è raffigurata la scheda madre della versione -111 con CPU 386DX a 20 MHz, evoluzione della precedente -071 (16 MHz), con un layout completamente diverso. La versione -111 corregge alcuni errori di progetto che potevano causare blocchi di sistema; nell’esemplare visibile qui sopra sono poi stati effettuati altri interventi di reworking (correzione, appunto) con fili in rame visibili ad es. nella parte sinistra sotto la zona occupata dagli slot MCA. I sistemi della serie 80 utilizzano in luogo dei classici moduli SIMM una coppia di particolari schede di memoria proprietarie (disponibili nei "tagli" da 0,5, 1, 2 e 4 MB) che si installano nei due socket neri visibili nella parte in alto a destra della scheda. Ulteriori espansioni della RAM richiedono l’installazione di schede MCA apposite. Una descrizione "d’epoca" del PS/2 Modello 80 è contenuta nella rivista Byte, vol. 12 n. 13 - Novembre 1987 (http://portal.acm.org/citation.cfm?id=38426.38432).

Scheda madre IBM PS/2 Modello 80-Axx (1988) - Si tratta del Modello 80 più potente; la CPU è un i386DX-25 (qui in package IBM) con cache controller 82385 e 64 KB di cache write through. La RAM di base (sulla scheda madre) può essere espansa fino ad un massimo di 8 MB.

Vedi: http://www.walshcomptech.com/ohlandl/8580/8580_013.html. 

Motherboard Reply "Model 60/80 Upgrade Board" (IBM FRU 71G2610) per l’aggiornamento di macchine PS/2 Modello 60 e 80. Utilizza come CPU un Cyrix 486DLC-2/50 ed è dotata di Socket 2 per l’installazione di una CPU di classe 486 oppure di un Intel OverDrive. Questa scheda, interamente realizzata con componenti IBM, può montare un modulo di cache L2 TurboCache (a destra del Socket 2) ed un massimo di 64 MB di memoria RAM.

Vedi: http://john.ccac.rwth-aachen.de:8000/alf/ps2_80486/; http://members.tripod.com/~ps2page/ps2faq.txt.  

Esempi di motherboard MCA non IBM (Olivetti) - Non-IBM MCA motherboards

Motherboard dell’Olivetti P500 o XP-2650 (1989). Olivetti è stata tra i produttori che hanno per un certo periodo di tempo utilizzato il bus MicroChannel di IBM. Ricordiamo che l’impiego di questo bus richiedeva l’acquisto di una licenza (non molto costosa) ed il pagamento di una royalty ad IBM su ciascun sistema MicroChannel venduto (più onerosa). Il P500 è un desktop da ufficio entry level con microprocessore i386SX a 16 MHz (si noti che tutti gli slot MCA sono a 16 bit), concorrente dell’IBM PS/2 Modello 55SX. Sulla motherboard potevano essere installati al massimo 4 MB di RAM in SIMM standard da 30 pin. La scheda è interessante tanto perché presenta consistenti interventi di reworking quanto per l’utilizzo di chipset Intel, l’82310 (del P500 esiste anche una versione con chipset fabbricato da C&T - Chips and Technologies). Sebbene Intel sia stata un elemento della cosiddetta "Gang Of Nine", la "banda" dei nove produttori di hardware che hanno introdotto il bus EISA come risposta al MicroChannel di IBM, per qualche anno ha prodotto questo chipset utilizzato da svariati fabbricanti nei propri sistemi MCA. Si noti anche nella parte in alto a destra il doppio socket per la FPU 387 (ovviamente bisognava utilizzare o l’uno o l’altro). La sezione video è rappresentata da un controller VGA di Paradise (PVGA1A).

The italian firm Olivetti introduced in 1988 a (today obscure and almost forgotten outside Italy) family of MCA-based personal computers. These machines employed "industry standard" MCA chipsets such as the Intel 82310 and the C&T 82C32x. Olivetti’s MCA desktops were relatively common in the italian public administration.

Schema del chipset MicroChannel Intel 8230x (da InfoWorld, 1989).

Motherboard MCA dell’Olivetti P750 (1991) - Il P750 era una macchina Microchannel (slot a 16 ed a 32 bit) basata su CPU i486DX-25 (vedi). La sua scheda madre impiega un chipset fabbricato da Chips and Technologies (C&T), utilizzato anche nelle schede Reply (Reply Upgrade Planar, vedi) compatibili con i PS/2 Modello 70 e XP486. Questo chipset è formato da quattro componenti principali: il memory controller 82C322 (che supporta un massimo di 16 MB di RAM in SIMM da 256 KB - 1 MB), il DMA controller 82C223, il data buffer controller 82C325, il controller del bus MCA 82C321 ed il system controller 82C226. Completa la scheda un controller VGA 82C452 v.5. Questo tipo di macchina, come la gran parte dei sistemi 486, è stato rapidamente mandato in pensione dall’avvento del sistema operativo Windows 95, che necessita per funzionare bene di almeno 16 MB di RAM. Le schede madri di questo tipo non sempre potevano essere espanse oltre gli 8 MB di RAM e, quando tale espansione era possibile, bisognava fare i conti col costo molto elevato delle SIMM da 4 MB a 30 pin.

Vedi: http://stason.org/TULARC/pc/motherboards/index.html. 

Chipset per 486: http://findarticles.com/p/articles/mi_hb4804/is_198911/ai_n17443893. 

Esempi di motherboard MCA per macchine non PS/2 o PC - MCA motherboards for non-PC machines

Prima scheda madre MCA per RS/6000 - First RS/6000 MCA motherboard

POWER: prima CPU RISC IBM per workstation e server - POWER: first IBM RISC CPU for high-end systems

RIOS-1/9: prima implementazione dell’architettura POWER - RIOS-1/9: first implementation of POWER microarchitecture

POWER: primo RISC con "register renaming" e "out of order execution" - POWER: first RISC CPU with register renaming and out of order execution techniques

IBM RS/6000 7012-320 (1990) - La serie di macchine 7012, introdotta nel 1990 col modello -320, è stata la prima incarnazione dell’architettura RISC IBM POWER (successivamente denominata POWER-1, vedi) nel settore workstation. Si tratta di sistemi desktop Microchannel basati su processore POWER in versione multi-chip funzionante a 20/30 MHz. POWER-1 è un microprocessore superscalare RISC a 32 bit realizzato con più circuiti integrati CMOS (tecnologia a 1 micron) connessi fra loro da bus dedicati, in particolare la cache delle istruzioni (ICU), la FPU, l’unità integer/fixed-point (FXU), la cache dei dati (DCU), un’unità di controllo della memoria (SCU) ed infine un chip di I/O. Ne esistono due diverse versioni, denominate RIOS-1 e RIOS.9 (o RIOS-9), che differiscono nel numero di chip DCU contenuti (quattro e, rispettivamente, due) e nella frequenza di lavoro (40 e 20/33 MHz). Tutti questi circuiti integrati sono contenuti in package PGA ad alta densità (con circa 300 piedini - in tutto il POWER-1 ha 1.464 pin) collocati su una scheda ("processor complex") multistrato. POWER-1 contiene complessivamente circa 6,9 milioni di transistor (dei quali 4 nelle cache).

Scheda CPU IBM POWER (RIOS.9), versione a 30 MHz.

Scheda CPU IBM POWER a 50 MHz impiegata nel 7012-R10 (tutti i chip sono SMD, a montaggio superficiale). La CPU IBM POWER è stata aggiornata due volte, nella frequenza di lavoro e nel processo CMOS impiegato nella sua fabbricazione, nel 1991 (versione POWER-1+ o semplicemente POWER+, fino a 50 MHz) e successivamente nel 1992 (POWER-1++, fino a 60 MHz).  

CPU IBM POWER (o POWER-1, tipo RIOS-1) funzionante a 40 MHz (1990). Questa era la versione più potente della CPU POWER di prima generazione (vedi: http://www.research.ibm.com/journal/rd/341/ibmrd3401D.pdf), prima degli aggiornamenti POWER-1+ e POWER-1++ ricordati sopra. Accanto a ciascun chip è riportata la corrispondente sigla IBM. Sono tutti marcati IBM5352 con l’eccezione dei due chip di I/O (IBM51) e del generatore di clock (IBM53). I chip di I/O sono MCM contenenti 4 chip ciascuno.

Vedi: http://www.research.ibm.com/journal/rd/441/cocke.pdf; http://www.research.ibm.com/journal/rd/341/ibmrd3401E.pdf. 

Vedi: http://g-lenerz.de/rs6000-001.html. 

PowerPC 601: primo membro della famiglia PowerPC - PowerPC 601: first member of PowerPC CPU family

IBM RS/6000 7012-G30 (1994) - Era una macchina RISC SMP Microchannel a due o quattro vie, in formato minitower, basata su microprocessori IBM PowerPC 601 a 75 MHz. La CPU PowerPC 601, presentata nel 1992, è il primo microprocessore della popolare famiglia PowerPC 60x, sviluppata congiuntamente da Apple, IBM e Motorola (la cosiddetta "AIM Alliance") e derivata dai processori IBM POWER e POWER-2 (vedi). Si noti che i processori IBM POWER-1 e POWER-2 non supportavano il multiprocessing (SMP). Le CPU PowerPC, conosciute soprattutto come microprocessori impiegati nei sistemi Apple Power Macintosh, sono state durante gli anni Novanta gli unici veri concorrenti dell’architettura Intel x86 nel settore dei personal computer.

Vedi: http://www.research.ibm.com/journal/rd/385/vaden.pdf. 

Primo server con CPU IBM POWER-2 - First server with IBM POWER-2 CPU

IBM POWERserver 590 (1994) - Sistema MCA con processore IBM POWER-2 a 66,5 MHz. La CPU superscalare POWER-2 (vedi), introdotta nel 1993, è il secondo gradino dell’architettura POWER e l’evoluzione diretta della POWER-1. Rispetto a quest’ultima ha un’unità in virgola mobile (FPU) ed una integer in più, cache più grandi e maggior frequenza di lavoro (da 55 a 71,5 MHz). La CPU POWER-2 è contenuta in un modulo multichip (MCM, nella foto qui sopra è stato rimosso il dissipatore di calore) da 512 piedini (64 x 64 mm) che "ospita" 8 chip CMOS (0,7 micrometri) per un totale di 23 milioni di transistor.

Scheda CPU IBM POWER2 a 67 MHz impiegata nel 7012-390, con 32 MB di RAM ed 1 MB di cache L2. Qui il modulo multichip (MCM) del processore è raffigurato col suo dissipatore di calore (a destra).

Vedi: http://www.research.ibm.com/journal/rd/385/white.pdf, http://www.research.ibm.com/journal/rd/385/shippy.pdf. 

Anche: http://www.research.ibm.com/journal/rd/385/barreh.pdf; http://www.research.ibm.com/journal/rd/385/hicks.pdf. 

Anche: http://www.research.ibm.com/journal/rd/391/grohoski.pdf. 

Sulla tecnologia CMOS IBM: http://www.research.ibm.com/journal/rd/391/koburger.pdf. 

Torna alla pagina del PS/2 Modello 70

Vai alla pagina del PS/2 Modello 90 XP486 (in costruzione)