Arhitectura de putere

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Brand de arhitectură de putere

„Power Architecture” (în limba engleză Power Architecture) este un set de specificații care îndeplinesc un set larg de instrucțiuni pentru microprocesoare RISC dezvoltate de companii precum IBM , Freescale , AMCC , Tundra și PA Semi. Conducerea consorțiului Power.org este încredințată reprezentanților a peste 40 de companii.

Arhitectura Power nu trebuie confundată cu diferitele generații de arhitecturi POWER , având în vedere arhitectura POWER, iar derivatele sale PowerPC și Cell sunt un subset al specificației Power.

Glosar

Pot exista neînțelegeri în sensul termenilor POWER , PowerPC și Power Architecture . Tabelul următor prezintă un glosar cu scurte descrieri pentru fiecare termen și linkuri către principalele articole.

Termen Descriere
PUTERE P erformance O ptimization W i - lea E nhanced R ISC. O arhitectură de microprocesor proiectată de IBM.
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Optimizarea performanței cu RISC îmbunătățit .
PUTERE n Unde n este un număr de la 1 la 8. O serie de microprocesoare de nivel înalt construite de IBM folosind diferite combinații de seturi de instrucțiuni POWER, PowerPC și PowerPC-AS.
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: POWER1 , Power2 , Power3 , POWER4 , POWER5 , POWER6 , POWER7 și POWER8 .
PowerPC Puterea performanței C omputarea. Un set de instrucțiuni de 32/64 de biți pentru microprocesoare, derivat din POWER, care include câteva elemente noi. Proiectat de alianța AIM: Apple , IBM și Motorola .
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: PowerPC .
PowerPC-AS PowerPC-A S dvanced agriculturii și pescuitului. Numele codului „Amazon”. O variantă pe 64 de biți a PowerPC, care include unele elemente ale specificației POWER2. Folosit în familia de procesoare IBM RS64 și în noul POWER.
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: RS64 .
Celula Cell Broadband Engine Architecture (CBEA), o arhitectură cu microprocesor proiectată de IBM, Sony și Toshiba , care face parte din arhitectura Power.
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Celulă (procesor) .
Arhitectura de putere Termenul general care desemnează arhitecturile POWER, PowerPC și Cell, software, lanț de instrumente și echipamente pentru utilizatorii finali.
Puterea ISA Un nou set de instrucțiuni care combină cele mai recente versiuni ale POWER și PowerPC. Proiectat de IBM și Freescale .

Istorie

O diagramă care prezintă evoluția POWER , PowerPC și Power ISA

Arhitectura Power s-a născut la începutul anilor 1980 în laboratoarele IBM, unde tehnicienii companiei au încercat să construiască o arhitectură RISC de înaltă performanță pentru stații de lucru și servere. Rezultatele cercetărilor lor au condus la dezvoltarea arhitecturii POWER , ale cărei prime aplicații au fost găsite în RISC System / 6000 (mai târziu RS / 6000 ). Primul exponent al categoriei a fost POWER1, un procesor format din 11 integrate.

În 1992, Apple Computer , Motorola și IBM au format alianța AIM pentru a dezvolta calculatoare personale bazate pe procesor derivate din arhitectura POWER. Eforturile companiilor au creat familia PowerPC , o versiune redusă a specificației POWER. Primul procesor al familiei a fost PowerPC 601, o versiune cu un singur chip a POWER1, care a fost utilizată în unele sisteme Power Macintosh și în unele sisteme RS / 6000 low-end.

IBM a extins arhitectura POWER pentru sistemele sale RS / 6000 și a dezvoltat procesorul POWER2 , un procesor integrat 8 produs în 1993. IBM a lansat, de asemenea, o versiune integrată unică numită POWER2 Super Chip în 1996.

La începutul anilor 1990, IBM a decis să înlocuiască arhitectura CISC a minicomputerelor sale AS / 400 cu o arhitectură RISC. Managerii companiei au dorit să utilizeze arhitectura PowerPC, dar unele neajunsuri ale proiectului i-au determinat pe ingineri să extindă arhitectura. Noua arhitectură s-a numit Amazon sau PowerPC AS. Grupul de dezvoltare RS / 6000 s-a alăturat proiectului și a adăugat câteva caracteristici ale POWER2, ​​conducând la dezvoltarea liniei RS64 pe 64 de biți în 1997, utilizată în unele versiuni ale AS / 400 și RS / 6000.

Între timp, alianța AIM a continuat dezvoltarea arhitecturii POWERPC și în 1997 a prezentat a doua versiune a procesoarelor PowerPC. PowerPC 602 pentru set-top box-uri și console , PowerPC 603 pentru computere și laptopuri low-end, PowerPC 604 pentru stații de lucru și PowerPC 620 pentru mașini performante pe 64 de biți. 602 și 620 nu au avut prea mult succes, în timp ce 603 și 604 au fost foarte populare în domeniile lor. IBM și Motorola au lansat Book E [1] o extensie la procesoarele PowerPC utilizate în dispozitive încorporate, cum ar fi Motorola PowerQUICCs și familia PowerPC 400 a IBM.

Eforturile ulterioare ale alianței AIM au produs a treia generație PowerPC PowerPC 750 în 1997. Motorola și IBM după acest procesor au decis să se separe în dezvoltarea noilor procesoare. Procesoarele G3 au fost populare în laptopurile Apple și în multe dispozitive încorporate. De asemenea, Motorola a folosit nucleul G3 pentru a dezvolta multe SoC-uri integrate și a folosit nucleul G3 ca bază pentru dezvoltarea PowerPC 7400, un procesor cu o unitate SIMD integrată numită AltiVec . PowerPC G4 a fost introdus în 1999 și a fost folosit de Apple în computerele sale (seria G4) și de multe companii de telecomunicații.

În 1998, POWER3 a unificat setul de instrucțiuni PowerPC și POWER2, ​​dar a fost utilizat doar de IBM în RS / 6000s.

În 2000 IBM a lansat cea mai recentă implementare a arhitecturii Amazon RS64-IV care a fost utilizată de AS / 400 și RS / 6000. Aceste mașini au fost redenumite eServer, iSeries și eServer pSeries. IBM a dezvoltat, de asemenea, Gekko , un procesor bazat pe PowerPC 750CXe pentru Nintendo și utilizat în consola GameCube .

În 2001, IBM a introdus POWER4 un procesor care unifica arhitectura POWER3 și Amazon, noile specificații au luat numele PowerPC ISA v.2.00.

În 2002, Apple avea nevoie de un procesor de înaltă performanță pentru mașinile sale și a convins IBM să facă PowerPC 970 . Apple a numit această generație de procesoare G5 . 970 era o versiune mai mică a POWER4, procesorul nu avea unele particularități ale arhitecturii POWER3 și Amazon, dar avea și unitatea AltiVec. 970 a fost folosit de Apple în computerele sale și de IBM în aplicații încorporate de ultimă generație.

Tundra a cumpărat familia de microcontrolere PowerPC 100 de la Motorola în 2003 și în 2004 Motorola a decis să se reorganizeze prin crearea companiei Freescale Semiconductor și prin transferarea diviziei de semiconductori acolo.

Culturecom a licențiat tehnologia PowerPC de la IBM pentru procesorul V-Dragon produs în 2003

IBM în 2004 a prezentat POWER5 o evoluție a POWER4 odată cu actualizarea specificației PowerPC la v.2.01 și ulterior la v.2.02 [2] în 2005 cu POWER5 +.

AMCC a cumpărat familia PowerPC 400 de la IBM în 2004.

Cray Inc. a construit supercomputerul Red Storm folosind procesoare PowerPC 440 ca bază pentru sistemul de comunicații.

Power.org este fondat de IBM și alte 15 companii pentru a ajuta la dezvoltarea arhitecturii Power.

În 2005, Apple a anunțat abandonarea tehnologiei PowerPC în favoarea tehnologiei Intel.

În 2005, specificațiile procesorului Cell au fost lansate, [3] un procesor dezvoltat în comun de IBM, Sony și Toshiba în ultimii patru ani. Prima utilizare a procesorului este consola PlayStation 3 . Cell folosește un nucleu PowerPC pe 64 de biți și mai multe nuclee SIMD independente pentru a efectua funcții multimedia. IBM a prezentat, de asemenea, Xenon , un procesor tri-core pe 64 de biți bazat pe nucleul PowerPC și utilizat de Microsoft pentru Xbox 360 . PowerPC este, de asemenea, baza procesorului Broadway , procesorul folosit de Nintendo pentru consola sa Wii .

PA Semi licențiată tehnologia PowerPC de la IBM pentru dezvoltarea de procesoare PWRficient.

Freescale s-a alăturat Power.org în 2006 și IBM a lansat specificația PowerPC 405 accesibilă în mod liber pentru cercetare și utilizare academică.

Rapport Inc. introduce Kilocore un procesor format din 1024 de procesoare pe 8 biți gestionate de un nucleu PowerPC.

Power.org prezintă Power ISA versiunea 2.03. [4] în septembrie 2006. Toate specificațiile PowerPC sunt incluse într-o singură specificație. Specificațiile includ, de asemenea, virtualizarea , instrucțiunile VMX și gestionarea codificării variabile.

Power.org a lucrat la Power Architecture Platform Reference . PAPR oferă specificațiile de bază pentru dezvoltarea sistemelor bazate pe procesoare PowerPC și sistemul de operare Linux.

În 2006, primele trei și 28 dintre cele mai rapide 50 de supercalculatoare de pe planetă, conform clasamentului TOP500 , se bazează pe arhitectura Power (inclusiv patru Cray XT3 ).

Mai multe companii au dezvoltat și dezvoltă procesoare bazate pe arhitectura Power. Companiile sunt: ​​IBM, Freescale, Tundra, AMCC, Culturecom, PASemi, Cray și Rapport.

Specificații

Power ISA v.2.03

Specificația Power ISA v2.03 [4] se bazează pe specificația PowerPC ISA v.2.02 [2] din POWER5 + și Extensiile Book E [1] din PowerPC . Acestea sunt împărțite în cinci părți:

  • Cartea I - Instrucțiuni de utilizare Ser Architecture acoperă instrucțiunile de bază disponibile pentru aplicații. Cartea include cinci noi capitole pentru manipularea dispozitivelor auxiliare precum DSP și unitatea AltiVec .
  • Cartea II - Arhitectura mediului virtual definește modelul de stocare disponibil pentru aplicații.
  • Cartea III-S - Arhitectura mediului de operare definește instrucțiunile privilegiate utilizate în servere și implementări generale. Conține cea mai mare parte a cărții III a PowerPC ISA.
  • Cartea III-E - Arhitectura mediului de operare definește instrucțiunile privilegiate pentru aplicațiile încorporate. Acesta derivă din Cartea E
  • Cartea VLE - Arhitectura cu instrucțiuni codate cu lungime variabilă definește un set alternativ de instrucțiuni cu lungime variabilă pentru a obține un cod foarte compact pentru aplicațiile încorporate.

Miezuri compatibile:

  • e200, e500 și e700 de la Freescale
  • 405, 440, 460, 970, POWER5 și POWER6 de la IBM

Miezuri incompatibile:

  • e300 și e600 de la Freescale
  • 403 și 401 de la IBM.

Power ISA v.3.0

Specificațiile pentru Power ISA v.3.0 [5] au fost lansate în noiembrie 2015, [6] prima după înființarea Fundației OpenPOWER și prevede o creștere a spectrului larg de sarcini de lucru și elimină serverul și categoriile dedicate, menținând în același timp înapoi compatibilitate și adaugă suport pentru instrucțiunile VSX-3. Funcțiile noi includ operațiuni cu virgulă mobilă cu precizie pe 128 biți, generarea de numere aleatorii, suport hardware pentru colectarea gunoiului și suport hardware pentru calcule de încredere .

Compatibilitate:

  • Toate nucleele sunt compatibile cu versiunea anterioară a Power ISA
  • PUTERE9 [7]

Implementări

Procesoare

Sisteme

  • Server System i și System p și supercomputer Blue Gene / L de la IBM
  • Power Mac , pre-Intel iMac , eMac , iBook și PowerBook de la Apple
  • PegasosPPC I / II, EFIKA 5200B, ODW și PowerPC OSW calculatoare fabricate de Genesi
  • Sam440ep Mini / Flex și Sam460ex produse de ACube Srl
  • DVR seria 1 TiVo
  • Calculatoare Cell BE și PowerPC de la Mercury
  • Consolele GameCube și Wii de la Nintendo
  • Xbox 360 de la Microsoft
  • PlayStation 3 de la Sony
  • Procesoare RAD6000 și RAD750 , pentru medii cu radiații ridicate de la BAE Systems pentru utilizare în spațiu
  • Router Cisco
  • Imprimante, mașini, avioane, instrumente medicale, echipamente de telecomunicații, sateliți, decodificatoare și multe altele de la o multitudine de companii.

Sisteme de operare

Notă

  • 27 de ani de IBM RISC , la rootvg.net . Adus la 6 august 2006 (depus de „Adresa URL originală la 6 august 2006).
  • Power Architecture Primer ( PDF ), pe freescale.com . Adus la 29 octombrie 2006 (arhivat din original la 18 octombrie 2006) .
  1. ^ a b PowerPC Book E v.1.0 , la www-306.ibm.com , IBM (arhivat din original la 13 decembrie 2006) .
  2. ^ a b PowerPC ISA v.2.02 , la www-128.ibm.com , IBM .
  3. ^ Cell BE Architecture v.1.0 , la www-306.ibm.com , IBM (arhivat din original la 10 septembrie 2006) .
  4. ^ a b Power ISA v.2.03 ( PDF ), pe power.org , Power.org . Adus la 29 octombrie 2006 (arhivat din original la 27 septembrie 2007) .
  5. ^ Power ISA Versiunea 3.0 , pe openpowerfoundation.org , 30 noiembrie 2016.
  6. ^ Power ISA versiunea 3.0 ( PDF ), pe docdroid.net , IBM, 30 noiembrie 2015.
  7. ^ [PATCH, COMMITTED] Adăugați suport complet binutils Power ISA 3.0 / POWER9
  8. ^ CRUX PPC a primit sigla Power Source , pe cruxppc.org , CRUXPPC, 1 iulie 2009. Accesat la 1 iulie 2009 (arhivat din original la 2 martie 2011) .

Alte proiecte

linkuri externe

Informatică Portal IT : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu IT
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Architettura_Power&oldid=122095091 ”