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Come assemblare un PC per sistemi operativi multitasking

Consigli su come scegliere un PC orientato all'utilizzo come workstation personale o piccolo server Unix

di Andrea Ghirardini
Collaboratore, BETA

Introduzione

Lo scopo principale è quello di dare alcune linee guida al fine di spendere oculatamente il proprio denaro comperando un computer adeguato all'uso di un sistema operativo multitasking/multiuser. Premetto che se le considerazioni all'interno di questo articolo sono valide per qualunque SO multitasking, la trattazione sarà specialmente orientata verso i sistemi Unix-like free come Free BSD e Linux. Il motivo è semplicemente dettato da loro minore supporto hardware che rende la scelta delle periferiche più difficoltosa rispetto a Windows NT.

Equilibrio innanzitutto

La diffusione dei sistemi operativi pseudo monotask o con multitasking non basati sul meccanismo di preemptive multitasking (come MS-DOS, Windows 3.1, Windows 9x) ha forzato il mercato a creare tutta una serie di PC concettualmente sbagliati.
E' indubbio infatti che dedicando un computer ad un solo compito la cosa più importante diventa la capacità di calcolo, seguita poi da tutti gli altri componenti.
Nonostante la situazione si stia ora ribaltando, con l'avvento degli Unix free ma anche di Microsoft Windows NT, BeOs di Be ed altri, il mercato continua a sfornare modelli con CPU potentissime e non adeguatamente supportate dal resto della componentistica.
L'idea che dovrebbe guidarci invece è quella di comperare una macchina che sia quanto più possibile equilibrata in tutti i suoi componenti in maniera da evitare colli di bottiglia e massimizzare le prestazioni globali.

Come spendere

Bisogna necessariamente spendere sui componenti che maggiormente utilizziamo e che porteremo con noi per molto tempo. Il monitor è sicuramente uno di questi.
Spesso capita che i negozianti infilino nei preventivi una riga con la dicitura "Monitor XXXX a XX pollici". Il mio consiglio è quello di scegliere il monitor non come ultimo componente e all'interno di un acquisto globale ma piuttosto come primo componente e pretendendo dati tecnici e una prova in negozio. In questo modo salvaguarderemo la nostra vista ed eviteremo di incappare in una soluzione di ripiego dettata dalla mancanza di fondi.

CPU

Allora la regola fondamentale é questa: non comperare mai l'ultimo modello di CPU, a meno che non siate ricchissimi o non ne abbiate assoluto e irrefrenabile bisogno.
Cercate di stare su una CPU della stessa classe ma che sia stata al vertice della sua categoria circa 3-4 mesi prima.
La motivazione di questa affermazione? Il ciclo di vita delle CPU é oramai diventato brevissimo e questo si riflette sull'andamento del mercato. Nel momento in cui una CPU arriva sul mercato e si posiziona al top può arrivare a costare anche il doppio di quella che é andata a soppiantare. Ovviamente le prestazioni non sono il doppio ma solitamente un 10-20% in più.
Evitiamo poi di fissarci su un solo nome per puri motivi di simpatia o preferenza personale. Ricordiamo che ci sono varie CPU di altri costruttori, sia compatibili X86 (come quelle di Winchip, AMD e Cyrix) sia basate su altre architetture (Alpha di Digital, PowerPc di Apple-IBM-Motorola e StrongARM di Digital). Specialmente i prodotti di AMD non fanno rimpiangere assolutamente le CPU Intel di pari livello con il vantaggio che costano parecchio di meno.
A sostegno di tutto questo discorso provate a lanciare top in una finestra mentre state lavorando con la vostra macchina Unix. Vi renderete subito conto che, anche se ci state lavorando in due o tre, la maggior parte del tempo macchina è segnalato come "idle", e quindi non viene sfruttato.
Ultimo consiglio. Indipendentemente da qualunque giustificazione "tecnica" vi venga data evitate di comprare un computer che non abbia cache di secondo livello. E' un componente fondamentale ed è particolarmente importante in un sistema multitasking.

Motherboard

Per molti negozianti senza scrupoli la motherboard altro non é che un pezzo del PC indispensabile per andare ad incastrarci i rimanenti componenti. Si rischia quindi sempre di trovarsi nel preventivo un modello senza uno straccio di manuale, nome e marca, assemblata in chissà quale fabbrica di Taiwan.
La cosa é controproducente dato che la motherboard é invece uno dei pezzi chiave del vostro computer. Una scheda madre di qualità può tranquillamente farvi guadagnare in prestazioni quello a cui avete rinunciato acquistando una CPU più scarsina.
Vediamo innanzitutto di sfatare alcuni miti assolutamente infondati.
Il primo è che, a parità di chipset, tutte le piastre sono uguali. La scelta della componentistica di contorno, la qualità dei materiali, la corretta ingegnerizzazione delle componenti così da limitare la lunghezza delle piste, sono tutti fattori che possono incidere notevolmente sulla velocità complessiva della macchina.
Inoltre è bene considerare che avere a disposizione gli aggiornamenti del BIOS della scheda sul sito Web del produttore non è cosa da poco.

Parliamo di chipset. Oramai tutti i negozianti parlano di "chipset Intel" come dell'unico marchio di sicura garanzia ed affidabilità. L'affermazione non è del tutto corretta. Nonostante Intel si sia fatta una buona reputazione come costruttore di chipset altri produtttori hanno il know-how tecnologico per costruire buoni prodotti. Oltre a questo dobbiamo ricordare che Intel si è praticamente ritirata dal mercato di PC su Socket 7 e quindi non ha più investito nello sviluppo di chipset per questo tipo di socket, cosa che invece hanno fatto alcuni dei suoi concorrenti, come VIA e SiS.
Attualmente la scelta del chipset Intel è obbligata per la piattaforma Pentium II dato che i produttori taiwanesi hanno da poco ottenuto l'agognata licenza e quindi non sono ancora pronti con prodotti compatibili.
Per quello che riguarda la piattaforma Socket 7 allora direi che la scelta obbligata è quella di evitare Intel (per i motivi di cui sopra). Sia VIA che SiS hanno presentato chipset per Socket 7 in grado di supportare i 100 Mhz su motherboard madre e il famigerato slot AGP per la scheda grafica, soluzione che Intel ha riservato per la sola famiglia Pentium II.
Per quanto riguarda le marche io consiglio produttori di un certo "calibro" capaci di sviluppare una buona motherboard e di fornire assistenza. Dovendo fare nomi direi Asus, Tyan, Freetech, A/Open, FIC, Shuttle, Epox, solo per citare i più famosi.
Un'ultima considerazione. Ultimamente si è vista una grande quantità di nuove piastre che supportano i 100 Mhz. Sono davvero indispensabili?
Se abbiamo una macchina Unix che lavora molto con la memoria possiamo tranquillamente affermare di sì. In caso contrario possiamo tenere presente alcuni fattori. Se il PC che intendiamo acquistare è basato su Socket 7 allora i 100 Mhz sono vitali. Infatti in questo tipo di architettura la cache di II livello sta ancora sulla scheda madre (almeno finché non uscirà il K6-3 che sarà fornito di cache di II livello all'interno del chip) e quindi maggiore è la frequenza sul bus, più elevato sarà il trasferimento dei dati tra la cache di II livello e la CPU.
Con il Pentium II il discorso cambia in quanto la cache di II livello viene a trovarsi sulla stessa cartuccia della CPU e la comunicazione avviene su un bus separato ad una velocità pari alla metà della frequenza di clock. Quindi la velocità del bus diviene importante solo se si fanno pesanti accessi alla memoria centrale.

Memoria

La memoria per PC sta diventando un incubo per tutti vista la grande quantità di differenti tipologie sul mercato.
Mi limiterò quindi ad alcuni suggerimenti. Il primo è semplice. Compratevi TANTA RAM. L'esatta quantità dipende dalle vostre tasche e da quello che volete farci con la vostra nuova macchina. In ogni caso, visti i costi attuali, direi che il minimo da considerarsi è 64 Mb, per passare successivamente a 128 o 256 MB nel momento che il vostro PC venga usato per grafica 2D o 3D o da più utenti contemporaneamente (specialmente se usano X).
Comprate DIMM dato che oramai è lo standard de facto. Inoltre tenete presente che se comprate una motherboard a 100 Mhz dovrete necessariamente acquistare delle memorie certificate per funzionare a tale velocità e non potrete riciclare quelle prese dal vecchio computer. Per evitare che il commesso spergiuri che le memorie sono certificate quando non è vero controllate i chip. Per funzionare a 100 Mhz devono necessariamente avere una velocità di risposta di 8 (otto) ns o inferiore. Per far questo è sufficiente osservare i sigoli chip. Le sigle che li identificano variano da produttore a produttore ma come regola generale le ultime due cifre del numero del modello identificano la velocità espressa in nanosecondi.

Scheda grafica

Questo è un campo in cui si rischia davvero di impazzire. Ci sono decine di chip diversi, 2D e 3D, e la velocità con cui si susseguono gli annunci a suon di benchmark delle varie case costruttrici farebbe davvero venire il mal di testa al miglior esperto. Come possiamo orientarci? Qui dobbiamo necessariamente consultare le Hardware Guide del server X che vogliamo montare sulla nostra macchina.
Sono perlopiù diponibili svariati X-Server, tra cui i più noti sono:

XFree-86 (free, disponibile per varie piattaforme)
X-Server di SuSE (free, solo per Linux)
Accellerated-X (commerciale, disponibile per varie piattaforme)
Metro-X (commerciale, disponibile per varie piattaforme)

X-Free non ha bisogno di presentazioni dato che si trova in tutte le distribuzioni di Linux. Al momento attuale supporta una quantità notevole di schede e chip grafici ma non è compatibile con alcun tipo di accelerazione 3D hardware ne' tantomeno con il bus AGP.
SuSE ha fatto una serie di X-Server che si appoggiano su X-Free. Questi promettono migliori prestazioni, supportando chip molto performanti e costosi come, ad esempio, quelli di NVidia e 3D Labs. Questi server sono gratuitamente scaricabili dal loro sito o si trovano nella distribuzione SuSE. Particolarmente performante è il server X per le schede Matrox.
Se abbiamo bisogno di maggiori prestazioni, stabilità oppure vogliamo il supporto per l'accelerazione 3D dobbiamo rivolgerci ad X-Server commerciali come Accellerated-X e Metro-X.
Il primo è decisamente migliore sia per il numero di schede supportate che per la velocità. Unico neo è il suo costo che è di qualche centinaia di dollari. Il secondo invece sta cercando di riscattarsi da una crisi profonda avuta prima di rilasciare la versione 4.x. E' infatti rimasto fermo alla versione 3.x per oltre un anno e mezzo e quindi molti utilizzatori lo hanno abbandonato per mancanza di supporto per i nuovi chip. Da qualche mese lo regalano con il cofanetto di infomagic.
Quindi se vogliamo scegliere la nostra scheda grafica altro non dobbiamo fare che vedere le Hardware Guide di questi X-Server e poi scegliere la scheda che più ci aggrada.
Consiglio sempre chip di produttori piuttosto famosi in modo da non trovarsi con brutte sorprese. Personalmente ho sempre avuto una netta preferenza per ATI dato che i suoi chip sono sempre stati supportati dal X-Free pochi mesi dopo la loro uscita sul mercato.
I parametri da controllare per facilitare la scrematura sono sostanzialmente:

Velocità del RAMDAC
Velocità della scheda grafica (anche se ogni produttore giura che la sua è la migliore)
Quantità e velocità della RAM a bordo.
Costo (i prezzi possono variare da poche migliaia di lire fino a qualche milione...)

Controller e hard disk

Le motherboard che arrivano nelle nostre case sono tutte dotate di due controller EIDE a bordo e quindi sembra del tutto normale adottare questa come interfaccia standard per le memorie di massa. Purtroppo EIDE è stata pensata per funzionare al meglio solo su sistemi personali, quindi sarebbe preferibile escluderla nel caso si debba usare pesantemente il disco oppure si usi un sistema operativo multitasking. Vediamo i motivi.
IDE è nata come interfaccia a basso costo per memorie di massa come gli Hard Disk. Nelle periferiche IDE il controller è semplificato al massimo e la maggior parte dell'intelligenza è integrata nei dispositivi che colleghiamo al bus. In questo modo si può tranquillamente ridurre il controller ad un solo chip che quindi è facilmente integrabile all'interno della motherboard madre. Successivamente l'interfaccia IDE è stata migliorata per permettere l'uso di dischi di maggiori dimensioni e di dispositivi come CD-ROM e dischi rimuovibili. Ha poi preso il nome di EIDE (Enhanced IDE).
Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di tale soluzione?

I vantaggi sono da ricercarsi essenzialmente nell'economicità sia del controller (integrato in motherboard) che delle periferiche ad esso collegate.

Gli svantaggi, per contro, sono molti. Innanzitutto EIDE permette di avere solamente due dispositivi collegati. La maggior parte delle piastre madri permette di collegare 4 dispositivi affiancando due controller EIDE in parallelo e identificandoli come primario e secondario. Se questa soluzione può sembrare comoda ha però lo svataggio considerevole di consumare due IRQ, che, come noto, non bastano mai.
Oltre a questo EIDE è un'interfaccia decisamente inefficiente. Di default infatti lavora in PIO mode. Questo significa che la CPU deve intervenire durante il trasferimento dei dati che non avviene in DMA direttamente dal controller alla memoria. Quest'ultimo meccanismo è stato recentemente aggiunto ma non pare essere molto affidabile, almeno non quanto quello delle periferiche SCSI.
Inoltre EIDE non permette ne' l'accodamento dei comandi ne' l'uso simultaneo di piu' periferiche. Le interfaccie SCSI, infatti permettono alla CPU di mandare più comandi uno di seguito all'altro incaricandosi poi di smistarli correttamente ai dispositivi e liberando nel contempo la CPU. Inoltre i dispositivi SCSI possono funzionare contemporaneamente mentre l'interfaccia EIDE controlla un solo dispositivo alla volta.

Tutto questo in cosa si traduce? In uno spreco di risorse, inteso come tempo di CPU, per effettuare trasferimenti da disco alla memoria.
Ora se il nostro obbiettivo è assemblare una workstation personale EIDE può essere comunque un'alternativa valida. Nel caso volessimo collegare dei terminali per usarla in multiutenza o volessimo usarla per applicazioni disk-intensive (come i database) allora SCSI diventa una scelta obbligata.

SCSI però ha lo svantaggio di essere molto più cara, a meno che noi non scegliamo oculatamente l'accopiata controller/periferiche. Ci sono svariati modelli di controller SCSI che vanno da poche migliaia di lire fino a qualche milione. Dipende quindi essenzialmente da quanto vogliamo spendere e dalle funzioni che desideriamo. Una considerazione: se vogliamo un sistema solamente SCSI allora sono da considerarsi d'obbligo il bus PCI (ISA è decisamente troppo lento per i dischi fissi), un circuito di bus mastering, e il BIOS a bordo del controller per effettuare il boot. Unica eccezione a quest'ultima regola i controller Symbios (ex NCR) che sfruttano un BIOS aggiuntivo già integrato nella stragrande maggioranza delle piastre madri che montano il BIOS Award 4.51.
Cosa scegliere? Alcune marche, come Adaptec, BusLogic e Tekram sono una garanzia di buon supporto e corretto funzionamento. Esistono comunque alcune buone alternative a basso costo. Oltre ai Symbios già citati i controller basati su chip Advansys (come il Side 2930) sono un'ottima scelta. Con un costo intorno alle 150.000 lire sono sicuramente i controller SCSI PCI più economici sul mercato.
Tutti questi sono supportati sia da Linux che da FreeBSD dato che le rispettive case hanno rilasciato le specifiche dei chip.
Oppure, se ritenete SCSI troppo cara potete optare per una soluzione mista, usando EIDE (magari con DMA) per i dischi fissi e SCSI per le altre periferiche. Potrete quindi montare 4 HD e 7 periferiche di altro genere.

In ogni caso una soluzione tutta SCSI vi permetterà di sfruttare al meglio la vostra CPU e mantenere un'elevata velocità di accesso alle vostre memorie di massa.

Memorie di massa

Prima di tutto l'hard disk. A seconda della scelta che avrete già fatto per l'interfaccia (EIDE o SCSI) sceglierete quest'ultimo. Attenzione ad alcuni modelli di dischi fissi presenti ora sul mercato. Questi dischi sono caratterizzati da un costo per Megabyte estremamente basso. Per ottenere questo i costruttori hanno scelto di usare dischi da 5" e 1/4 con velocità di rotazione di 3600 giri al minuto. Si ottiene quindi un disco molto capace ma estremamente lento. Va bene come repository o altro ma mai come disco di sistema.
Passiamo ai dispositivi rimuovibili. Sono praticamente supportati tutti quelli che troviamo in commercio, sia su interfaccia EIDE che SCSI. Come alternativa al floppy sono validi sia IOMEGA ZIP (disponibile sia come EIDE, SCSI, e parallelo, tutti supportati da Linux) che LS120, il superdrive di 3M ed altri produttori supportato da Linux in versione EIDE. Un consiglio riguardo a quest'ultimo. Se volete comprarlo al posto del classico floppy da 1.44 Mb dovrete necessariamente controllare che il BIOS della vostra motherboard permetta di fare il boot da LS120.
I prodotti di Syquest, così come il Jaz di Iomega, sono supportati senza problemi dato che sono visti dal SO come dischi SCSI rimuovibili. Stesso discorso per eventuali drive magneto ottici da 230 Mb.
Ci sono poi svariati sistemi di backup in commercio. Il più popolare e sicuro è sicuramente il DAT nei tagli da 2, 4, 8 e 24 Gb. Purtroppo una unità DAT vi costerà sempre più di un milione di lire. Per passare a qualcosa di più economico ci sono sul mercato svariati tape drive travan con capacità fino a 5-8 Gb. Un consiglio spassionato riguardo a questi. Se non volete impiegare ore per effettuare un backup evitate i tape drive che si interfacciano al controller del floppy. Sono terribilmente lenti e oramai sono superati da quelli con interfaccia EIDE molto più veloci.

Scheda di rete

Avete mai visto una workstation Unix senza scheda di rete? Non è possibile! In ogni caso visto il costo ridicolo che ora hanno questi componenti, piazzare una scheda sulla nostra macchina ha innumerevoli vantaggi. Oltre a quello di poter scambiare file con il vostro portatile o palmare potrete utilizzarla per giocare a Quake con qualche amico senza dover impazzire con cavi seriali null-modem o bestie del genere. Che scheda scegliere? Per Linux l'Ethernet HOWTO è sicuramente la nostra guida dato che vi sono elencate marche e modelli di tutte le schede Ethernet più diffuse. Per Free BSD esiste un'apposita hardware guide, rilasciata nella distribuzione, che elenca tutto i dispositivi hardware supportati.
Basta quindi scegliere un modello presente in questa guida per andare sul sicuro. Unico consiglio quello di comprare una scheda 10/100 Mbit visto il suo costo. Per collegare due macchine è sicuramente la soluzione migliore e più economica dato che si può sostituire l'hub con un cavo incrociato. Semplice e veloce!

Scheda audio

Abbiamo di che sbizzarrirci. Ci sono moltissime marche e modelli tra cui alcuni nomi di spicco. Alcuni consigli al volo:

Evitate di scegliere la scheda solamente in base alla marca (a meno che non si tratti di Creative Labs che è, ci piaccia o no, uno standard). La cosa da guardare sempre è il tipo di chip sonoro che monta la scheda. Può infatti capitare di trovarsi di fronte ad una scheda anonima con un chip supportato o ad una scheda di marca, magari molto ben costruita, di cui non troviamo i driver.
Spendete 29 $ e compratevi il sound server OSS della 4 Front Tech. Comodo, pratico, fatto molto bene vi eviterà un sacco di grattacapi con i driver all'interno del kernel. Sono supportate moltissime schede e la configurazione è davvero banale. Inoltre è la scelta obbligata se volete fare del serio multimedia con la vostra macchina Unix.

Varie

La nostra workstation è oramai completa. Può comunque essere espansa da alcuni accessori sicuramente utili.
Il primo è un gruppo di continuità. Ultimamente i prezzi sono scesi moltissimo e ne rendono quindi conveniente l'acquisto. Tutti conosciamo l'antipatia dei sistemi Unix per le cadute di tensione. Un gruppo di continuità ci può togliere dai pasticci in una notevole quantità di occasioni. Oramai tutti i modelli sono dotati di interfaccia seriale. Con un apposito daemon il sistema può controllare lo stato dell'UPS ed eventualmente effettuare uno shutdown in caso di esaurimento delle batterie.
Ultimo particolare è una scheda multiseriale. Nel caso vogliate usare la vostra workstation in multiutenza con alcuni terminali seriali, oppure come remote access server per utenti esterni od infine collegarla ad internet tramite una o più linee veloci come ISDN o CDN, allora questo accessorio diventa fondamentale. Le multiseriali intelligenti hanno infatti alcuni notevoli vantaggi rispetto alle seriali "veloci" montate comunemente sui PC:

La velocità: la maggior parte delle schede multiseriali arrivano tranquillamente a gestire flussi di 480 Kbit/s se non di 960 Kbit/s! Non male se confrontati ai 115 Kbit/s delle normali seriali.
Le risorse: Le seriali tradizionali utilizzano un IRQ e una porta di I/O per ogni porta. Con le schede multiseriali intelligenti si può arrivare fino a 64 porte su un solo IRQ.

Su che prodotto dovremmo orientarci? Le schede di Digiboard, Moxa e Stallion sono da preferirsi per Linux, mentre Specialix è una buona scelta nel caso ci si orienti su Free BSD.

Dopo queste considerazioni vediamo un esempio di configurazione confrontato con un tipico PC offerto dai vari negozi. Tali configurazioni sono riportate a titolo puramente esemplificativo e non vogliono essere assolutamente una indicazione su quali marche scegliere o quali scartare.

Macchina Tipica:
Case Minitower ATX
Scheda madre Tayan Tsunami con chipset Bx a 100 Mhz
Pentium II 350 Mhz
64 Mb di RAM
HD EIDE da 5,7 Gb
CDROM 32x EIDE
Sound Blaster AWE 64 Standard
Diamond Viper 330 AGP da 4 Mb
Video Sony da 17"
floppy, mouse tastiera.

Prezzo circa L. 4.700.000 iva inclusa

Punti di forza: CPU ad altissime prestazioni.
Svantaggi: Interfaccia EIDE, solo 64 Mb di RAM.

Macchina per Unix:
Case minitower ATX
Scheda madre Epox VIA Apollo 3 con AGP e 100 Mhz
AMD K6-2 e 300 Mhz
128 Mb di RAM
HD SCSI3 da 6,4 Gb,
Controller SCSI 3 DIAMOND Fire Port 40
CD-ROM SCSI 32x
Sound Blaster AWE 64 Standard
Diamond Viper 330 PCI 4Mb
Video Sony da 17"
floppy, mouse, tastiera, UPS da 250 VA

Prezzo circa L. 4.750.000 iva inclusa

Pregi: Macchina tutta SCSI, 128 MB di RAM, Disco di maggiori dimensioni, UPS.
Svantaggi: Nessuno di rilevante. Il K6-2 è una CPU estremamente performante e capace di competere ad armi pari anche con un Pentium II di pari potenza. La maggiore dotazione di RAM e la SCSI compensano la perdita rispetto al Pentium II 350.

Andrea Ghirardini è Articolista di BETA dal 1998 lavora come tester di nuove tecnologie e prodotti di network e system management in Sodalia spa ed è raggiungibile su Internet tramite la redazione oppure all'indirizzo andrea@sodalia.it

Copyright © 1998 Andrea Ghirardini, tutti i diritti sono riservati. Questo Articolo di BETA, insieme alla Rivista, è distribuibile secondo i termini e le condizioni della Licenza Pubblica Beta, come specificato nel file LPB.