Das Pegasus System – Ein Fantasieprodukt – Sinn oder Unsinn ?


Dies ist ein offenes Gedankenspiel das mir in einer stillen Stunde durch den Kopf geschossen ist. Ich bitte darum dass ALLE! mitmachen und wir der Industrie einige Denkanstöße hinterlassen. Es gibt keine Gate A20 Leitung mehr und die 640 Kilobyte Grenze ist endgültig Geschichte. Es gibt keinen gesplitteten DMA-Kontroller mehr und die Hardware IRQ’s und DMA’s sind nun nicht mehr begrenzt, dürfen aber 255 nicht überschreiten. Das Pegasus-Mainboard ist eine Plattform des 21. Jahrhunderts und ist nicht mehr mit den Überbleibseln alter Technik in Verbindung zu bringen. Sämtliche Abwärtskompatibilität zu alter Software ist vollkommen tabu. Das heißt das nichts mehr was schon vorhanden ist auf diesem Mainboard laufen wird. Sämtliche Software muss für dieses Mainboard neu Geschrieben und/oder Kompiliert werden. Es entsteht eine komplett neue Treiber-Struktur und Hardware-Ansteuerung. Werft das alte Denken über Bord und benutzt die neue Technik. Herzlichen Dank.


Das Board:

Das Pegasus Mainboard unterscheidet sich in Größe und Form grundsätzlich von "Normalen" Mainboards und ist für vorhandene Desktop-Gehäuse viel zu groß. Auch ist es vom Lieferumfang und den Konfigurationsmöglichkeiten mit keinem anderen Mainboard-Typ zu vergleichen und stellt somit eine eigene Klasse dar. Ich habe diesem Mainboard 12 CPU-Sockel gegeben damit eine High-End-Obergrenze entsteht die jederzeit frei änderbar ist. Kann sein das ich dabei kräftig übertrieben habe aber ich habe mir dabei gedacht wie es wohl sein würde eine solches „Neues“ System zu entwerfen und habe dann einfach darauf los geschrieben. Selbstverständlich ist mir bewusst dass ein solches System noch! Utopie ist. Aber man weiß ja nie was in ein paar Jahren so an „Vielbeinern“ aus den Laboren der Hardware Hersteller krabbelt. Ich denke ich habe die wichtigsten Teile eines Systems in Hart- und Software beschrieben. Da ich aber kein „Ober-Fachmann“ bin, bitte ich um Unterstützung und gegebenenfalls auch Richtigstellung wenn ich in meiner Denkweise Fehler gemacht habe.

Diese Fantasie setzt voraus dass es auch ein Betriebssystem mit der nötigen Unterstützung und Anforderungen sowie die beschriebenen Treiber gibt.
(Etwa: Windows® Pegasus oder Linux™ Pegasus oder irgendwas in der Richtung.)


Einführung:

Aufgrund der 12 CPU-Sockel und der 12 Speichersockel für insgesamt 96GB Ram ist dieses Mainboard vor allem für Hochleistungsaufgaben gedacht. Ich denke da an Server oder Studio-Rechner für diverse Aufgaben als Mischpult oder andere Funktionen in der Audio/Visuellen Entwicklung. Das Pegasus Mainboard ist mit einer 128 Bit Adressleitung und ebenso vielen Datenleitungen bestückt, sodass ein Maximum an Performance gewährleistet ist.


CPU-Sockel:

Es können 12 CPU's mit jeweils maximal 8 Kernen und jeweils Maximal 4,00 GHz angesteuert werden. Also Maximal 96 Kerne. Hierbei ist das so genannte Load-Balancing-BIOS von Vorteil. Denn dieses Board ist schon von sich aus in der Lage anfallende Rechenlasten gerecht auf alle vorhandenen Kerne aufzuteilen. Damit wird verhindert dass erst bei einhundert prozentiger Auslastung eines CPU Kerns der zweite bzw. der dritte usw. Kern benutzt wird. Dies stellt sicher dass alle Kerne gleichmäßig Benutzt werden und die Lebensdauer jedes Einzelnen Kerns erhöht wird. Die Steuerung der einzelnen Kerne erfolgt in der Pegasus-Steuereinheit des Mainboards die auch den RAM-Controller enthält. Jeder CPU-Sockel ist ein Hot-Swapping Sockel. Wobei mindestens ein CPU-Chip auf dem Mainboard aufgesteckt bleiben muss um den laufenden Betrieb sicher zu stellen.

Anfallende Rechenoperationen die grade stattfinden, werden beim Abmelden des CPU-Chips im Betriebssystem (CPU-Verwaltung), von einem Extra dafür vorgesehenem 1GB Hot-Swapping-Cache (Onboard) gepuffert. Sie werden dann dem nächsten freien Kern zur weiteren Berechnung übergeben. Es sind somit keine Systemabstürze zu befürchten wenn ein CPU-Chip nach Abmeldung (CPU-Verwaltung) aus dem Sockel gezogen wird, der grade eine oder mehrere Aufgaben durchgeführt hat. Alle CPU-Chips werden genauso angemeldet wie USB-Geräte und können nach Erkennung und Anmeldung, in einem dafür vorhandenen Verwaltungsfenster (CPU-Verwaltung) automatisch oder Benutzergesteuert in den laufenden Betrieb übernommen werden. Es ist auch eine Zeitsteuerung Möglich die es erlaubt das Pegasus-System z.B. nachts in einen Sparmodus zu versetzen (System-Energie-Verwaltung) bei dem nur noch eine Voreingestellte Anzahl an CPU-Chips / Kerne benutzt und die anderen Abgeschaltet werden. Auch ist die Geschwindigkeit der einzelnen Kerne Frei Konfigurierbar (CPU-Verwaltung / System-Daten & Konfigurations-Verwaltung).

Es können CPU’s Sockelabhängig in verschiedenen Versionen, Geschwindigkeiten und mit unterschiedlicher Anzahl von Kernen aufgesteckt werden. So dass man nicht auf einen CPU-Typ angewiesen ist. Die einzelnen Spannungen der Chips auf den jeweiligen Sockeln werden mit der im BIOS und im Betriebssystem vorhandenen System-Energie-Verwaltung Konfiguriert und können für die Zukunft abgespeichert werden (CPU-Verwaltung / System-Daten & Konfigurations-Verwaltung). Dies erlaubt eine Aufrüstung im laufenden Betrieb. Durch einzelnes austauschen jedes CPU-Chips nacheinander (CPU-Verwaltung). Die Steuerung und Koordinierung der einzelnen CPU’s bzw. der einzelnen Kerne wird durch eine Spezielle Pegasus-Steuereinheit übernommen. Von hier kommen auch die Ansteuermöglichkeiten die später im Betriebssystem in der CPU-Verwaltung sowie in der System-Energie-Verwaltung (Abschnitt CPU’s/Kerne) eingestellt werden können.

Selbstverständlich ist es Möglich jeden einzelnen Kern auch abzuschalten, die Leistung runter zu fahren oder mit anderen Kernen in sogenannte Blöcke zusammen zu fassen. Hierdurch entstehen diverse Konfigurationen die je nach Leistungsanforderungen auch im laufenden Betrieb über eine API im Betriebssystem (CPU-Verwaltung) eingestellt und abgespeichert (System-Daten & Konfigurations-Verwaltung) werden können.

Auch ist die Geschwindigkeit jedes einzelnen Kerns von Deaktiviert bis zu seiner jeweiligen Endgeschwindigkeit auf zwei Stellen hinter dem Komma frei einstellbar. Hierzu wird im BIOS und im Betriebssystem (CPU-Verwaltung) Pro Kern eine Echtzeit Anzeige in MHz/GHz bereitgestellt. Hier ist auch übersichtlich aufgelistet wie schnell die einzelnen CPU-Kerne sind.


USB-Steckplätze:

Das Mainboard besitzt einen extra Controller-Baustein der nur für die 12 USB 2.0 und die 4 USB 3.0 Anschlüsse zuständig ist und kann über das BIOS oder dem Betriebssystem (USB-Geräte-Verwaltung) einzeln Konfiguriert werden. Auch ist es Möglich über das BIOS oder dem Betriebssystem (USB-Geräte-Verwaltung) in einer Speziellen Box jedem einzelnen Steckplatz mit bis zu 1500mA Strom zu versorgen. Dies gilt selbstverständlich für beide USB-Arten und ist in 10mA Schritten frei Konfigurierbar. Im Betriebssystem ist es auch Möglich den einzelnen Geräten verschiedene Stromstärken sowie Treibereinstellungen und Programme zuzuweisen. Es ist somit Möglich dass sich das System die einzelnen Geräte und ihre Eigenschaften „merkt“. Schließt man also eine Spezielle Tastatur an, die eine bestimmte Stromstärke sowie ein bestimmtes Programm benötigt, (Z.B. für Leuchtdiodenfarbe, Displays, Hotkey-Zuweisungen usw.) so kann man die Konfiguration dieses Gerätes Abspeichern (USB-Geräte-Verwaltung / System-Daten & Konfigurations-Verwaltung). Sollte man nun die Tastatur an einem anderen Anschluss (USB-Steckplatz) wieder an das System anschließen, so würde das Betriebssystem die Konfiguration des Gerätes, nach der Erkennung, automatisch auf den jeweiligen USB-Steckplatz anwenden. Das Gerät muss also nicht wieder neu Konfiguriert werden. In der USB-Geräte-Verwaltung kann man auch sehen wie viel Strom die einzelnen USB-Geräte grade Verbrauchen. Der Gesamt-Energieverbrauch ist nur in der System-Energie-Verwaltung einzusehen.


PCI / PCI-Express Steckplätze:

Mit einer Speziellen Pegasus-Südbrücke ist das Board in der Lage eine ganze Reihe von steck Möglichkeiten zur Verfügung zu stellen. So stellt das Board 4 voneinander unabhängige „PCI-Express 32x“ Steckplätze zur Verfügung die alle mit bis zu 128 Bit Busbreite gefahren werden können.

Die 4 voneinander unabhängigen „PCI-Express 32x“ Steckplätze können so Geschaltet werden das 4 voneinander unabhängige Grafikkarten auch im nicht-SLI Betrieb zu einem Kompakten Grafikblock zusammengeführt werden können (Grafikkarten-Verwaltung). Hierfür ist ein Spezieller Chip auf dem Mainboard vorhanden, der die Eigenschaften aller Grafikkarten auf einander abstimmt und den Datenfluss der Grafikkarten untereinander Koordiniert. Die Einzelnen Einstellmöglichkeiten sind nur durch die Physikalischen Eigenschaften der einzelnen Grafikkarten begrenzt, sind ansonsten aber frei einstellbar (Grafikkarten-Verwaltung / System-Daten & Konfigurations-Verwaltung).

Damit ist es Möglich Karten von verschiedenen Herstellern sowie Speichergröße und/oder Geschwindigkeit miteinander zu verbinden. Auch auf den PCI-Steckplätzen aufgesteckte Grafikkarten können in diese Konfiguration eingebunden werden. Es ist also Möglich maximal 10 Grafikkarten zu Verwalten und zu Konfigurieren.

Zu den 4 „PCI-Express 32x“ Steckplätzen sind also noch 6 weitere 32-Bit-PCI 2.0-Steckplätze für allerlei andere Karten vorhanden (Grafikkarten-Verwaltung / Gerätemanager).


Audio:

Die Pegasus-Soundeinheit besteht aus 4 Komplexen 128Bit-DSP‘s mit diversen frei Einstelbaren Konfigurationen (Audio-Geräte-Verwaltung). So besteht die Möglichkeit bis zu 8 Eingänge, die allesamt über 3,5mm Stereo-Klinkenbuchsen auf dem Mainboard vorhanden sind, einzeln anzusteuern. Dem gegenüber stehen 2 Ausgänge 3,5mm Stereo-Klinkenbuchsen deren Lautstärke auch einzeln einstellbar ist. Außerdem hat dieses Board die Möglichkeit Optische Soundgeräte über 2 Lichtwellenleiter anzuschließen.

Die Konfiguration ist aber nicht festgelegt. So ist es dem Benutzer freigestellt jeden der 10 Klinken-Steckplätze als Eingang oder als Ausgang zu benutzen und auch zu bestimmen welche Eingänge auf welchen Ausgang gelegt werden. Der Treiber stellt unter anderem auch diverse Einstellmöglichkeiten und je einem Grafischen Equalizer mit bis zu 24 Frequenzen zur Verfügung der nicht nur für jeden Steckplatz sondern auch für jedes einzelne Gerät einzustellen ist (Audio-Geräte-Verwaltung). Der Treiber und ein Spezielles Mischpult-Programm stellen weitere Einstellmöglichkeiten zur Verfügung. So ist es weiterhin Möglich die 10 Einzelnen Stereo-Kanäle in 20 Mono Kanäle auf zu splitten und für Jeden Kanal das Klangbild sowie diverse Effekte wie Echo, Delay, Flanger, Time/Pitch usw. auf den jeweiligen Kanal anzuwenden. Danach ist es Möglich jeden Mono-Kanal mit jedem anderen Mono-Kanal wider zu einem Stereo oder zu diversen anderen Ausgängen (z.B. 2.1 / 5.1 / 7.1 / AC3 ) zusammen zu schalten. Die Möglichkeiten sind Gigantisch.

Somit können Lautstärke und Klangbild für jeden Kanal der 10 3,5mm Stereo-Klinkenbuchsen einzeln eingestellt und abgespeichert werden (System-Daten & Konfigurations-Verwaltung / Audio-Geräte-Verwaltung / Mischpult API). Dies garantiert eine Vielzahl von Möglichkeiten seine Multimedia Komponenten anzuschließen und zu steuern.


Netzwerk:

Das Mainboard verfügt über 3 voneinander unabhängige Netzwerkkarten (Onboard) die von einem eigenen Kommunikations-Chip gesteuert werden. Die Geschwindigkeit ist mit bis zu 10 Gigabit pro NIC ausreichend. Im BIOS und über den Treiber (Netzwerk-Geräte-Verwaltung) können diese Anschlüsse in den Load-Balancing-Betrieb geschaltet werden so dass es Möglich ist mit bis zu 3 DSL-Anschlüssen gleichzeitig ins Netz gehen zu können. Selbstverständlich ist auf diesen NIC’s TCP V4 und TCP V6 Möglich. Außerdem kann der Benutzer für jeden NIC im BIOS eine eigene MAC-Adresse angeben. Auch ist das RCP/RIP Protokoll schon BIOS-Seitig und im Kommunikationschip vorhanden so dass die Kommunikation mit einem Router stattfinden kann. Außerdem ist im Kommunikationschip eine Firewall mit SPI vorhanden die es ermöglicht eine Netzwerk-Sicherheit auf Hardwareebene zu gewährleisten. Die Einstellungsmöglichkeiten der Firewall befinden sich im BIOS und stehen den Einstellungsmöglichkeiten in einem Router in nichts nach. Auch hier befinden sich Features wie Port-Forwarding, DMZ, NAT/Virtual Server/Routing Tabelle, DNS, DHCP usw. Alle Konfigurations-Möglichkeiten sind auch im Betriebssystem in der Netzwerk-Geräte-Verwaltung im Abschnitt Firewall einzustellen. So ist schon auf dem Pegasus-Mainboard die Möglichkeit gegeben mit einem der 3 NIC’s einen Router aufzubauen ohne eine Fremde Hardware an das Mainboard anschließen zu müssen. Die Anschlüsse sind wahlweise RJ45 Buchsen oder Lichtwellenleiter-Buchsen die ebenfalls 3 Mal auf dem Pegasus Mainboard vorhanden sind.


Power:

Die Stromversorgung des Pegasus-Mainboards kann mit bis zu 3 Speziellen Netzeilen erfolgen. Dafür stehen auf dem Mainboard alle Strom-Anschlüsse, Sensor- und Meldeleitungen 3-Fach zur Verfügung. Dies Garantiert eine ausreichende Stromversorgung und ist Redundant. Die Leistungsaufnahme beruht auf die jeweilige Konfiguration. Ist aber bei Maximaler Bestückung und unter Volllast mit 2000 Watt anzugeben.


Datenträger:

Festplatten können mit 12 SATA2-Steckplätzen und 6 SATA3-Stekplätzen ausreichend Angeschlossen werden. Außerdem stellt das Mainboard über die Controller-Einstellungen im BIOS auch noch diverse Raid-Modi zu Verfügung. Diese sind nur durch die vorhandene Hardware begrenzt und sind ansonsten frei Konfigurierbar.

Für jede Festplatte ist auch ein Anschluss für einen Temperaturfühler vorgesehen. Dieser kann bei bedarf einzeln aufgesteckt und verbaut werden.

Jeder SATA-Steckplatz kann im BIOS als Primär oder Sekundär eingestellt werden. Dies unterscheidet ob es ein Systemlaufwerk oder ein Hot-Swapping Laufwerk ist. Betriebssysteme können verständlicherweise nur von Primären Systemlaufwerken gestartet werden. So dass es im BIOS eine Sicherheitseinstellung gibt die es verhindert das ein Benutzer alle Steckplätze auf Sekundär schalten kann.

Alle SATA-Steckplätze die auf Sekundär eingestellt sind, sind Hot-Swapping Laufwerke so dass jede Sekundäre Festplatte im Laufenden Betrieb ausgewechselt werden kann. Die Anmeldung Erfolgt im Betriebssystem (Datenträgerverwaltung) so, wie die Anmeldung eines neuen USB-Gerätes und wird automatisch in den Laufenden Betrieb eingebunden. Selbstverständlich muss mindestens ein SATA-Steckplatz im BIOS als Primärer Steckplatz angemeldet sein denn sonst würde kein Betriebssystem geladen werden können.

Es kann frei Konfiguriert werden welche Physikalischen Laufwerke mit einer oder mehreren Logischen Partitionen welche Laufwerksbuchstaben haben sollen. Außerdem ist es nun einfacher im Betriebssystem einzelne Verzeichnisse (Directorys) oder ganze Partitionen als Laufwerksbuchstaben anzumelden (Datenträgerverwaltung). Auch ist es nun Möglich Verzeichnisse von verschiedenen Laufwerken in einem Virtuellen Laufwerk unter einem eigenen Laufwerksbuchstaben anzumelden.

Z.B. kann man nun das Virtuelle Laufwerk Bilder:\ erstellen, dass aus diversen Physikalischen und/oder Virtuellen Verzeichnissen besteht und einen eigenen Laufwerksbuchstaben repräsentiert.

Festplattenname: Dateisystemstruktur:
   
Alpha: A:\Schule\
Echo: \\Rechner2\Kolibrie\
Jana: http://www.onlineportal.de/Jana
SETI: H:\Wissenschaft\SETI
Zora: Z:\
   
Bilder: C:\User\Kleopatra\Eigene Dateien\Eigene Bilder
  D:\Database\Bilder\
  Echo:\Web-Server\Eigene Seite\Bilder
  J:\FTP-Server\Bilder\
  Jana:\Bilder\Freunde
  SETI:\Area51\
  Zora:\Bilder

Hierzu stehen im Betriebssystem nicht nur die Laufwerksbuchstaben A-Z zur Verfügung sondern es sind Zusätzliche Virtuelle Laufwerksbuchstaben wie Alpha, Bilder, Web, Musik und / oder eigene Kreationen vorhanden. Dies erhöht die Anzahl der Logischen vorhandenen Laufwerke und sollte für die Zukunft reichen.

Das Betriebssystem unterscheidet nicht mehr Groß- und Kleinschrift bei einer Laufwerkszuweisung. In wie weit die Konfiguration der Laufwerke und ihrer Zuweisungen für jeden einzelnen übersichtlich oder eher verwirrend ist, ist jedem selber überlassen. Das Betriebssystem stellt für die Verwaltung der Laufwerke eine eigene Oberfläche zur Verfügung (Datenträgerverwaltung) in dem sehr einfach und übersichtlich die einzelnen Kombinationen der Zuweisungen Verwaltet werden können. In der System-Daten & Konfigurations-Verwaltung kann die vorgenommene Konfiguration abgespeichert werden und bei Bedarf wieder in das System eingeladen werden.


Sonstiges:

Die Anschlüsse PS2 für Maus und Tastatur stehen auf diesem Mainboard nicht mehr zur Verfügung. Auch sind die bekannten Anschlüsse Serial COM1: und COM2: sowie der Parallel Anschluss LPT: auch nicht mehr vorhanden. Dieser Verlust wird dadurch ausgeglichen das Alle! USB-Steckplätze von sich aus schon kurz nach dem POST (Power on Selftest) und somit auch ohne das vorhanden sein eines Betriebssystems, mit der Maximalen Stromstärke zur Verfügung stehen. Nach dem hochfahren des Betriebssystems werden die dort gespeicherten Konfigurationen für die jeweiligen Geräte angewendet (System-Energie-Verwaltung / System-Daten & Konfigurations-Verwaltung).

Zu den vorhandenen 12 CPU-Lüfter Anschlüssen, sind insgesamt 8 Weitere Lüfter-Anschlüsse auf dem Pegasus-Mainboard vorhanden die im BIOS und im Betriebssystem, in einer eigenen Verwaltungseinheit (System-Energie-Verwaltung Abschnitt Lüftersteuerung und Temperaturen) Konfiguriert werden können. Hierbei ist die Drehzahl und/oder Temperatur eines oder mehrerer Geräte/Temperaturfühler kombinierbar. Die gesamte Regelung ist frei einstellbar und wird von einem Sicherheitssystem unterstützt um etwaige Fehleinstellungen und/oder das Überhitzen zu verhindern. In der System-Energie-Verwaltung ist auch der Stromverbrauch anderer Geräte aufgelistet. (USB-Steckplätze, CPU’s, Grafikkarten, Soundsystem, Netzwerk NIC’s usw.) Dies hilft die Übersicht zu behalten und fördert das Energiesparen.

Selbstverständlich benötigt das Pegasus-Mainboard spezielle Netzteile die mit Daten- und Meldeleitungen ausgestattet sind die den Energieverbrauch der einzelnen angeschlossenen Geräte an das Mainboard und somit an das Betriebssystem zurückmeldet. Nur so ist eine Konfiguration, des gesamten Energiesystems, über ein Betriebssystem Möglich (System-Energie-Verwaltung).

Alle Gespeicherten Einstellungen für USB-Geräte / Audio-Geräte / CPU’s / System-Energie / Netzwerk / Treiber und Programme sowie alle weiteren Systemspezifischen Einstellungen, können in XML-Dateien Gespeichert werden und so von einem Computer auf einen anderen übertragen werden. Die Menüpunkte „Konfiguration Speichern“ und „Konfiguration Laden“ sind in der System-Daten & Konfigurations-Verwaltung vorhanden. Dies ist auch von Vorteil wenn das Pegasus-Betriebssystem erneut installiert werden muss. Hierzu kann der User die Konfigurations-Datei einfach wieder in das System übertragen und alle Einstellungen sind wieder vorhanden (System-Daten & Konfigurations-Verwaltung).



Stand : Mittwoch, 16. Februar 2011


Verbesserungsvorschläge und / oder Sonstige Resonanz ausdrücklich erwünscht.


Tobias Nönnecke
In der Bau 2
34388 Trendelburg-Eberschütz

noennecke@arcor.de