5.12 Процессоры alpha
Процессор ALPHA создан компанией Digital Equipment Corporation (DEC), стоявшей у истоков многих инноваций в IT-индустрии и разработавшей легендарные компьютеры PDP-11 и VAX.
Первой в семействе ALPHA появилась модель 21064, выпущенная в 1992 г. При максимальной тактовой частоте 200 МГц это был 64-х разрядный RISC-процессор с кэш-памятью 64 Кбайта и очень производительным FPU, имел конвейерную архитектуру и эффективные средства организации SMP (Symmetric Multy-Processing).
В 1994 г. фирмой DEC был представлен новый процессор – ALPHA-21164, выполненный по технологии 0,5 мк и работающий частоте 266 МГц.
Это процессор с суперскалярной архитектурой, способный обрабатывать до 4-х инструкций за цикл. Он объединяет в себе КЭШ данных и КЭШ команд первого уровня, а также высокопроизводительную и объемную КЭШ-память второго уровня. Процессор использует 128-ми битовый интерфейс для доступа к памяти, а также имеет возможность подключения КЭША третьего уровня (рис. 5.17).
ALPHA-21164 состоит из пяти независимых функциональных блоков:
блок выборки, декодирования инструкций и предсказания ветвлений;
блок обработки целочисленных данных;
блок управления памятью;
блок шинного интерфейса и управления КЭШ-памятью;
блок обработки чисел с плавающей точкой (FPU).
Модификация этого процессора – ALPHA 21164РС – спроектирован для приложений WINDOWS NT как альтернатива высокопроизво-дительным РС. Это первый чип, который содержит набор инструкций Digital Semiconductor MVI (Monitor Video Instructions – предшественник ММХ).
Новый процессор ALPHA-21264 750 МГЦ (1997 г.) имеет несколько усовершенствований, которые делают его вдвое производительней своего предшественника.
Процессор содержит 6 конвейеров для обработки данных и поддерживает 256-ти битовый интерфейс с памятью, что дает ему возможность осуществлять выборку до 4-х команд за один машинный такт. Модель 21264 обладает усовершенствованными средствами предсказания ветвлений (вероятность правильного предсказания 95%), а также свойством Out-of-Order, что предполагает способность процессора выполнять команды вне их очередности. ALPHA-21264 использует 160 целочисленных регистров и 72 – с плавающей точкой и способен работать с 80-тью командами одновременно. Наличие инструкций MVI (впервые реализованных в процессоре 21164) позволяет в реальном времени не только декодировать динамичные изображения (MPEG-2) но и кодировать без внешних специализированных устройств.
Компания DEC уже несколько лет является составной частью более крупной Compaq, усилиями которой процессор ALPHA удерживал лидерство по производительности более 10 лет в конце прошлого века. После слияния компаний Hewlett-Packard и Compaq основные лицензии на процессор ALPHA стали интеллектуальной собственностью совместного проекта Intel - Hewlett-Packard по разработке новых поколений процессоров семейства ITANIUM.
5.13 Процессоры power pc
Проект по разработке RISC-процессоров POWER PC был разработан альянсом трех компаний: APPLE, IBM и MOTOROLA. В 2001 году анонсирован самый быстрый процессор POWER PC 750FX, который работает на частоте 1ГГц.
Что касается генерации чипов с частотой 2 ГГц и выше, то здесь IBM говорит об ультраскалярной улучшенной архитектуре, расширяющей возможности множественного ядра на систему в целом, где компоненты работают параллельно и взаимодействуют с внешним миром с помощью нового высокоскоростного интерфейса.
64-х разрядные процессоры этого поколения будут поддерживать 32-х разрядные приложения, чтобы обеспечить совместимость с существующим ПО.