DEC Alfa

Dec Alpha 21064 primul procesor al familiei

DEC Alpha (cunoscut și ca Alpha AXP ) este o arhitectură de procesor de tip RISC dezvoltată și fabricată de Digital Equipment Corp (DEC). Arhitectura a fost concepută pentru a urma linia de computere VAX și a fost folosită ulterior de alți producători de computere care au integrat cipurile Alpha în produsele lor.

Procesoarele Alpha sunt acceptate de sistemul de operare VMS și Digital UNIX . Mai târziu, multe sisteme de operare open source precum Linux , BSD și altele au fost portate pe aceste procesoare. Microsoft a acceptat procesoarele Alpha cu Windows NT până la versiunea 4.0 SP6 și cu Windows 2000 până la lansarea candidatului 2. Cu toate acestea, Microsoft în prezent nu acceptă și nu mai oferă suport pentru sistemele sale de operare pentru mașinile Alpha.

Procesoarele au fost vândute în conformitate cu cealaltă proprietate intelectuală a DEC către Compaq în 1998. Compaq, fost client Intel, a decis să abandoneze platforma Alpha în favoarea procesoarelor Itanium și apoi și-a vândut proprietatea intelectuală pe cipurile Alpha către Intel în 2001. La fel anul, Hewlett-Packard a achiziționat Compaq și a continuat să dezvolte sisteme bazate pe procesor Alpha până în 2004 și până la sfârșitul anului 2008 HP nu a întrerupt linia Alpha.

Istorie

Alpha derivă din arhitectura anterioară PRISM RISC și poate fi considerat rezultatul final al multor proiecte anterioare. Decembrie a fost de vânzare deja sisteme RISC numite DECstations bazate pe procesoare MIPS și procesorul PRISM partajate multe caracteristici ale procesoare MIPS. Procesoarele PRISM pot gestiona, de asemenea, un microcod programabil de către utilizator numit Epicode . Un sistem de operare numit Emerald urma să fie distribuit împreună cu PRISM, născut pentru a rula programe în modul nativ și capabil să suporte programe compilate pentru sistemul de operare VMS utilizat de mașinile VAX prin modificări minore. Managerii DEC au decis că nu este convenabil să dezvolte noua arhitectură pentru a înlocui mașinile VAX și DECstation și au oprit proiectul PRISM în 1988.

În momentul abandonării proiectului PRISM, a doua generație de procesoare RISC a început să apară pe piață. Aceste procesoare au oferit un raport preț / performanță mai bun decât VAX în multe domenii și a fost evident că o a treia generație de procesoare RISC ar rupe sistemele VAX în toate domeniile. Compania a inițiat un nou studiu asupra procesoarelor RISC, acest studiu a folosit multe dintre conceptele dezvoltate pentru procesoarele PRISM, dar a fost direcționat către suportul VMS nativ și executarea rezonabilă a programelor anterioare. Mai mult, noile procesoare trebuiau să aibă o arhitectură pe 64 de biți , deoarece era clar că piața se deplasa în acea direcție. Arhitectura DEC Alpha s-a născut din studio. Setul de instrucțiuni Alpha a fost proiectat de Dick Sites și Rich Witek. Codul PRISM Epicode a devenit codul Alpha PAL și a fost folosit pentru a furniza un strat de abstractizare între platformă și implementarea procesorului specific.

Procesoarele Alpha au câștigat popularitate pe scară largă în industria serverelor datorită performanțelor lor excelente. Aceste performanțe ridicate nu au fost obținute datorită unei microarhitecturi deosebit de inovatoare sau eficiente, ci au fost obținute datorită muncii de optimizare a proiectanților. În acele zile (și încă și astăzi) procesoarele nu erau dezvoltate prin trasarea manuală a diferitelor tranzistoare, ci prin asamblarea blocurilor funcționale care conțin mii sau zeci de mii de tranzistori. Aceste blocuri, fiind concepte de uz general, nu sunt optimizate în ceea ce privește viteza sau disiparea. Proiectanții Alpha, pe de altă parte, datorită experienței dobândite pe mașinile VAX, au proiectat unitățile funcționale individuale prin optimizarea căilor cu mâna și obținerea de performanțe mult mai mari decât cele obținute prin programele de desen asistat. Succesul acestor procesoare i-a împins pe mulți concurenți să reducă utilizarea programelor de proiectare asistată și să procedeze la optimizări manuale ale integratului.

Schema internă a Alpha 21264. Observați unitatea complexă de manipulare a execuției în afara comenzii în verde

În mod formal procesoarele Alpha sunt numite DECchip 21x64 , 21 indică secolul 21 și 64 indică arhitectura pe 64 de biți, valoarea medie indică generația căreia îi aparține procesorul. Intern procesoarele au fost indicate cu numărul EV . EV indică oficial Extended VAX, deși o interpretare plină de umor atribuie abrevierii EV semnificația Electric Vlasic ^[1] . În Statele Unite Vlasic este un renumit brand de murături.

Generațiile de procesoare Alpha au fost întotdeauna foarte inovatoare. Primul procesor, 21064 sau EV4 a fost primul procesor CMOS care a funcționat la frecvențe suficient de ridicate pentru a concura cu procesoarele ECL și astfel a fost utilizat în minicomputere și mainframe. A doua generație, 21164 sau EV5 a fost primul microprocesor care a inclus un cache mare de nivel secundar pe cip. A treia generație microprocesorul de 21264 sau EV6 a fost primul procesor de înaltă frecvență pentru a include un complex de execuție out-of-order unitate. Procesorul EV8 nu a fost produs deoarece a fost anulat de la achiziția Compaq, dar proiectul l-a prevăzut ca primul procesor care se ocupă simultan de multithreading .

Zvonurile din cadrul DEC sugerează că numele AXP a fost ales după o cercetare amănunțită a departamentului juridic al DEC, după ce procesul privind numele VAX a fost decis să nu mai facă aceeași greșeală. Acronimul AXP s-a dovedit a fi total gratuit în sectorul IT. În cadrul acestei industrii, AXP este adesea tradus în glumă ca „Aproape exact PRISM” (aproape exact PRISM).

Versiuni

Mor din DEC Alpha 21064

Când a fost introdusă arhitectura Alpha, DEC a numit-o arhitectură pentru următorii 25 de ani. Deși arhitectura Alpha nu a ajuns la 25 de ani, a avut o istorie relativ lungă pentru o familie de procesoare. Primul procesor, Alpha 21064 (ca în codul EV4 ), a fost introdus în 1992 și a funcționat la 192 MHz (cu tehnologie de 0,75 µm). Câteva luni mai târziu a fost prezentată versiunea de 200 MHz numită EV4S (cu tehnologie de 0.675 µm). Procesorul pe 64 de biți avea o arhitectură profundă de conducte și un design suprascalar , ca și alte procesoare RISC ale vremii. Era cel mai rapid procesor al vremii, arhitectura era similară cu cea a celorlalte procesoare RISC, dar frecvența ridicată i-a permis să exceleze față de concurență. De fapt, echipa de dezvoltare a lucrat cu o atenție deosebită pentru a obține o frecvență de operare foarte mare. Pentru comparație, când a fost introdus procesorul, Intel avea pe piață Pentium de 66 MHz.

Succesorul a fost Alpha 21164 sau EV5 și a fost introdus în 1995 . Procesorul a funcționat la frecvența de 333 MHz. În iulie 1996 a fost mărit la 500 MHz și în martie 1998 a ajuns la 666 MHz. În 1998 Alpha 21264 ( EV6 ) a fost introdus și la frecvența de bază de 450 MHz și prin creșteri de frecvență în 2001 cu versiunea 21264C / EV68CB a ajuns la 1,25 GHz. În 2003 a fost prezentat EV7 Marvel , în esență un nucleu EV68 cu un canal de comunicație interprocesor de 1,6 GB / s pentru a permite crearea sistemelor multiprocesor cu o frecvență de 1 sau 1,15 GHz. Aproximativ 500.000 de alfa au fost vândute până la sfârșitul anului 2000.

În 1999, producția de procesoare Alpha a fost licențiată către Samsung Electronics Company. După achiziționarea digitală de către Compaq, majoritatea procesoarelor Alpha au fost externalizate către API NetWorks, Inc (fost Alpha Processor Inc.), o companie privată fondată de Samsung și Compaq. în octombrie 2001, Microway a devenit vânzătorul exclusiv al serviciilor furnizate de API NetWorks.

La 25 iunie 2001, Compaq a anunțat că linia Alpha va fi eliminată treptat până în 2004 în favoarea liniei Intel Itanium și a anulat procesorul EV8 care era atunci în proiectare. Divizia microprocesor a fost achiziționată de Intel pentru a încheia un proces privind încălcarea brevetelor de către DEC. HP a achiziționat Compaq în același an și a anunțat că dezvoltarea liniei Alpha va continua pentru câțiva ani. A fost lansat nucleul EV7z de 1,3 GHz. Cea mai recentă variantă, nucleul EV79 de 0,13 µm, a fost anulată. HP a continuat să vândă linia AlphaServer cu OpenVMS și Tru64 UNIX până la 27 octombrie 2006. HP a promis că va oferi suport tehnic până în 2011.

În mod ironic, la mijlocul anului 2003, când procesorul Alpha a fost retras, ASCI Q, al doilea cel mai puternic computer din Statele Unite (în 2002) se baza pe un cluster de procesoare Alpha 4096. ^[2]

Modele

Extensii ISA :

• R :?
• B: BWX, „Extensie de octeți / cuvânt”, adaugă instrucțiuni de 8 și 16 biți pentru a opera între memorie și I / O
• M: MVI, instrucțiuni multimedia
• F: FIX, instrucțiuni pentru mutarea datelor între registre întregi și virgulă mobilă și rădăcină pătrată
• C: CIX, instrucțiuni pentru numărarea și căutarea biților
• T: Suport pentru preîncărcare pentru a crește performanța procesorului.

Sisteme alfa

Prima generație de sisteme bazate pe cip Alpha include stații de lucru DEC 3000 AXP , servere DEC 4000 AXP mid-range și servere DEC 7000 AXP și 10000 AXP pentru aplicații de ultimă generație. DEC 3000 AXP a folosit magistrala TURBOchannel , aceeași folosită de serverele DECstation anterioare bazate pe procesoare MIPS. Cele 4000 de servere se bazau pe autobuze FutureBus + , iar serverele 7000/10000 împărtășeau arhitectura modelelor VAX corespunzătoare.

DEC a produs stații de lucru cu un factor de formă similar cu cel al unui computer personal. Sistemele au fost denumite DEC 2000 AXP și au fost bazate pe magistrala EISA și procesoarele DECpc 150 AXP. Acestea au fost primele sisteme acceptate și de Windows NT. DEC a produs ulterior linia Celebris XL și Personal Workstation ambele sisteme bazate pe procesoare 21164.

Procesorul 21064 a fost utilizat în stațiile de lucru compacte DEC Multia VX40 / 41/42 și laptopurile ALPHAbook fabricate de Tadpole Technology.

În 1994 DEC a introdus noua linie AlphaStation și Alpha Server . Aceste sisteme s-au bazat pe procesoare 21064 și 21264 și au introdus magistrala PCI , plăci grafice VGA compatibile și conectori PS / 2 pentru mouse și tastatură. AlphaServer 8000 a fost o evoluție a AXP 7000/10000 și a folosit XMI și FutureBus + ca autobuz.

AlphaServer XP10000 a fost primul sistem bazat pe procesorul 21264. Ulterior AlphaServer / Stațiile bazate pe 21264 au fost clasificate ca DS (server departamental), ES (server de întreprindere) sau GS (server global).

Cel mai recent procesor, 21364, a fost utilizat de AlphaServers ES47, ES80 și GS1280. Mulți OEM au produs plăci de bază pentru procesoare Alpha. Acestea includ DEC, Samsung și API.

Procesoarele 21164 și 21264 au fost utilizate de Network Appliance în multe spații de stocare atașate la rețea .

Supercomputer

Cel mai rapid supercomputer bazat pe procesoare Alpha a fost ASCI Q din Los Alamos National Laboratory . Sistemul s-a bazat pe procesoare 4096 de 1,25 GHz. Cray Research a folosit procesoarele 21064 și 21164 din supercomputerele Cray T3D și Cray T3E .

Notă

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe DEC Alpha

linkuri externe

Documente digitale

• ( EN )Digital Technical Journal, Volumul 4, Numărul 4, Ediția specială 1992 Alpha AXP Architecture and Systems Acest număr conține mai multe articole de la Alpha's Architects
• ( RO ) DEC Alpha Documentation Library Documentație tehnică pentru microprocesoare Alpha și plăci de bază, actualizată ultima dată în 1999 (include Alpha Architecture Handbook)
• ( RO ) DEC Alpha Documentation Archives Documentație tehnică pentru produsele Alpha mai vechi

AlphaServer

• ( EN ) Tru64.org Tru64 UNIX pe Alpha
• ( RO ) OpenVMS.org OpenVMS pe Alpha

Sisteme de operare gratuite pentru Alpha

• (EN) Debian pe Alpha , pe debian.org.
• (EN) NetBSD / alfa , al netbsd.org.
• (RO) OpenBSD / alfa pe openbsd.org.
• ( EN ) FreeBSD / alfa , la freebsd.org .

Alte surse

• ( RO ) XBITLABS: Istoria procesorilor alfa: fapte și comentarii , pe xbitlabs.com . Adus la 11 octombrie 2006 (arhivat din original la 1 septembrie 2006) .
• ( EN ) Real World Technologies: Alpha EV8: Simultaneous Multi-Threat, de Paul DeMone Partea 1 , Partea 2 , Partea 3 .
• ( RO ) Real World Technologies: The Spider and the Mountain , de Paul DeMone, care acoperă prezentările ISSCC din 2002 ale Alpha EV8 și Intel Itanium 2
• (EN) Alpha: Istoria în fapte și comentarii pe alasir.com. Adus la 11 octombrie 2006 (arhivat din original la 17 octombrie 2006) .
• ( RO ) Arhitectul de top lasă ^{[ link rupt ]} , pe theinquirer.net .
• (EN) Architect Quits on theinquirer.net (depus de „Adresa URL originală 30 august 2006).

Emulare procesor alfa

• ( EN ) Emularea procesorului VAX și Alpha pe Intel HW - Stromasys
• Articol despre procesator , pe nominidigitali.it .

V · D · M Arhitecturi RISC
AMD AM29000 · ARM · Atmel AVR · Blackfin · Clipper · DEC Alpha · DEC PRISM · EPI · MIPS · HP PA-RISC · SPARC · SuperH · IBM 801 · Intel i860 · Intel i960 · Motorola 88000 · Nios II · MicroBlaze · picoblaze · Putere · LatticeMico32 · XAP

Portal IT : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu IT