DEC Alpha

редактировать
64-битный микропроцессор RISC
Alpha
DesignerDigital Equipment Corporation
Bits64 -бит
Представлен1992; 28 лет назад (1992)
Дизайн RISC
ТипРегистр-регистр
Кодирование Фиксированное
Порядок байтов Bi
РасширенияБайт / Расширение слова (BWX), расширение преобразования квадратного корня и с плавающей запятой (FIX), расширение счетчика (CIX), видеоинструкции движения (MVI)
ОткрытьДа
Регистры
назначение 31 плюс всегда нулевое значение R31
Плавающая точка 31 плюс всегда -0.0 F31
Фотография кристалла микропроцессора DEC Alpha AXP 21064 Пакет для микропроцессора DEC Alpha AXP 21064 Alpha AXP 21064 установленный на визитной карточке с некоторой статистикой Compaq Alpha 21264C

Alpha, установленный как Alpha AXP, 64-битным вычисление с сокращенным набором команд (RISC) архитектура набора команд (ISA), разработанная Digital Equipment Corporation (DEC), разработанная для замены их 32-битных VAX компьютер со сложным набором команд (CISC) ISA. Альфа была реализована в микропроцессорах, используемых разработанных и изготовленных DEC. Эти микропроцессоры широко используются в различных рабочих станциях и серверах DEC, в итоге они легли в основу почти всей линейки продуктов среднего и высшего класса. Несколько сторонних поставщиков также выпустили системы Alpha, в том числе материнские платы с форм-факторами ПК.

Операционные системы, поддерживающие Alpha, включают OpenVMS (ранее известную как OpenVMS AXP), Tru64 UNIX (ранее известную как DEC OSF / 1 AXP и Digital UNIX), Windows NT (прекращено после NT 4.0 ; предварительный выпуск Windows 2000 RC1 ), Linux (Debian, SUSE, Gentoo и Red Hat ), BSD UNIX (NetBSD, OpenBSD и FreeBSD до 6.x), Plan 9 от Bell Labs, а также ядро ​​L4Ka :: Pistachio. Архитектура Alpha была продана вместе с большей частью DEC компании Compaq в 1998 году. Compaq, уже являвшаяся клиентом Intel, постепенно отказалась от Alpha в пользу будущего Hewlett-Packard / Intel Itanium и продали всю Alpha интеллектуальную собственность Intel в 2001 году, фактически уничтожив продукт. Компания Hewlett-Packard приобрела Compaq позже в том же году, продолжая развитие существующей линейки продуктов до 2004 года и продавая систему на базе Alpha, в основном существующей клиентской базе, до апреля 2007 года.

Содержание
  • 1 История
    • 1.1 PRISM
    • 1.2 Alpha
    • 1.3 Улучшенные модели
  • 2 Принципы проектирования
    • 2.1 Коды условий
  • 3 Регистры
  • 4 Типы данных
  • 5 Память
  • 6 Форматы команд
  • 7 Набор команд
    • 7.1 Команды управления
    • 7.2 Целочисленные арифметические операции
    • 7.3 Логические и сдвиговые
  • 8 Расширения
    • 8.1 Расширения байтового слова (BWX)
    • 8.2 Видеоинструкции движения (MVI)
    • 8.3 Расширения с плавающей точкой (FIX)
    • 8.4 Расширения счетчика (CIX)
  • 9 Реализации
    • 9.1 История модели
  • 10 Производительность
  • 11 Системы на основе Alpha
    • 11.1 Суперкомпьютеры
  • 12 Ссылки
  • 13 Внешние ссылки
История

PRISM

Alpha была рождена из более раннего проекта RISC под названием Prism (Pпараллельный R выявлено I инструкция S и M а chine), который сам проектов является продуктом нескольких более ранних ранних ранних ранних ранних ранних версий ранних ранних версий. PRISM задумывался как гибкий дизайн приложения, вызывающие программы Digital VMS из VAX после незначительного преобразования. Новая Unix-подобная операционная система, известная как Mica, будет запускать приложения изначально, одновременно поддерживая VMS в режиме эмуляции.

Во время разработки команда разработчиков Пало-Альто работала над рабочей станцией только для Unix, которая изначально включает PRISM. Однако разработка рабочей станции значительно опережала использование PRISM, инженеры предложили выпускать машины с использованием процессора MIPS R2000, что значительно улучшило использование процессора. Руководство DEC усомнилось в необходимости создания новой компьютерной архитектуры для завершения линий линий VAX и DECstation, и в итоге проект PRISM в 1988 году.

К моменту отмены, однако, чипы RISC второго поколения (такие как более новая архитектура SPARC ) предлагала гораздо лучшее соотношение цена / производительность, чем линейка VAX. Было ясно, что третье поколение полностью превзойдет VAX по всем параметрам, а не только по стоимости.

Alpha

Другое исследование было начато, чтобы увидеть, как определить новую архитектуру RISC, которая могла бы поддерживать операционную систему VMS. В новом дизайне использовалось большинство основных концепций PRISM, но он был изменен, чтобы программы VMS и VMS могли работать с разумной скоростью без какого-либо преобразования. Было также принято решение обновить проект до полной 64-битной реализации с 32-битной PRISM, преобразование, которое предпринимали все основные производители RISC. В конце концов эта новая архитектура стала Alpha. Основными разработчиками набора инструкций Alpha были Ричард Л. Сайтс и Ричард Т. Витек. Эпикод PRISM был разработан в Alpha PALcode, предоставляя абстрактный интерфейс для функций, зависящих от платформы и процессора.

Основным вкладом Alpha в производство микропроцессоров и причиной ее производительности была не столько архитектура, сколько ее реализация. В то время (как и сейчас) в индустрии микрочипов доминировали инструменты автоматизированного проектирования и компоновки. Цифровые продолжили сложные схемы ручного проектирования, чтобы иметь дело со слишком сложной архитектурой VAX. Микросхемы Alpha показали, что ручное проектирование схематично, примененное к простому и чистым системам, обеспечивающим более высокие рабочие частоты, чем те, которые были возможны с более автоматизированными системами проектирования. Эти микросхемы вызвалирождение нестандартных схем в сообществе разработчиков микропроцессоров.

Первоначально процессоры Alpha были обозначены как серия DECchip 21x64, с заменой «DECchip» в середине 1990-х на «Alpha». Первые две цифры «21» обозначают 21 век, а последние две цифры «64» обозначают 64 бита. Альфа с самого начала проектировалась как 64-битная, и 32-битной версии не существует. Средняя цифра соответствует поколению архитектуры Alpha. Внутри процессоры Alpha также обозначаются числами EV, что означает «Extended VAX», но имеет альтернативное юмористическое значение «Electric Vlasic », что данью уважения эксперимента Electric Pickle. в исследовательской лаборатории.

Улучшенные модели

Первые несколько поколений микросхем Alpha были одними из самых инновационных для своего времени.

  • Первая версия, Alpha 21064 или EV4, был первым CMOS микропроцессором, рабочая частота которого конкурировала с более мощным ECL миникомпьютеры и мэйнфреймы.
  • Второй, 21164 или EV5, был первым микропроцессором, разместившим на кристалле большой вторичный кэш.
  • Третий, 21264 или EV6, был первым микропроцессором, который сочетал в себе как высокую рабочую частоту, так и более сложное исполнение вне очереди микроархитектура.
  • 21364 или EV7 был первым высокопроизводительным процессором со встроенной памятью контроллером.
  • Непроизведенный 21464 или EV8 были первыми, кто включал бы одновременную многопоточность, но эта версия была отменена после продажи DEC Compaq. Исследовательский проект Tarantula, который, скорее всего, назывался бы EV9, был первым бы процессором Alpha с векторным блоком .

Постоянный отчет, приписываемый инсайдерам DEC предполагает, что выбор тега AXP для процессора был создан юридическим отделом DEC, который содержит все еще терпеливые крах из-за фиаско с товарным знаком VAX. После долгих поисков тег «AXP» оказался совершенно необремененным. В компьютерной индустрии пошла шутка о том, что аббревиатура AXP означает «почти в точности PRISM».

Принципы проектирования

Архитектура Alpha задумывалась как высокопроизводительный проект. Цифровая планировка, поддержка увеличения производительности в тысячу раз за двадцать пять лет. Чтобы это не произошло, были удалены все архитектурные особенности, которые привели к возникновению нескольких инструкций, тактовой частоты или многопроцессорности. В результате в Альфа нет:

  • слотов перехода
  • подавленных инструкций
  • восстановления добавленных с помощью расширенных слов (BWX)

кодов условий

Альфа не имеет кодов состояний для целочисленных инструкций для потенциального узкого места в условиях регистре состояния. Команды, приводящие к переполнению, такие как сложение двух чисел, результат которых не помещается в 64 бита, записывают 32 или 64 младших бита в регистр назначения. Перенос создается путем беззнакового сравнения с любым операндом, чтобы увидеть, меньше ли результат, чем любой из операндов. Если проверка была истинной, значение 1 записывается в младший бит регистра назначения, чтобы указать условие.

Регистры
Регистры DEC Alpha
3...7...1...5...10(позиция бита)
Регистры общего назначения .
R0R0
R1R1
R2R2
R29R29
R30R30
R31 (ноль)R31, всегда ноль
Регистры с плавающей запятой .
F0F0
F1F1
F2F2
F29F29
F30F30
F31 (ноль)F31, всегда ноль
Счетчик программ
ПК00Pпрограмма C счетчик
Регистры управления .
LR0Lock R egister 0
LR1Lock R egister 1
FPCRFPControl R egister

Архитектура определила набор 32 целых регистра и набор из 32 регистров с плавающей запятой в дополнение к счетчик программ, два регистрам блокировки и регистру управления с плавающей запятой (FPCR). Он также определил регистры, которые необязательны и реализовывались только в том случае, если они требуются для реализации. Наконец, были определены регистры для PALcode.

Целочисленные регистры были обозначены от R0 до R31, а регистры с плавающей запятой были обозначены от F0 до F31. Регистры R31 и F31 жестко привязаны к нулю, и запись в эти регистры инструкций игнорируется. Цифровой вариант реализации с использованием комбинированного файла, но разделенный регистровый файл был определен как лучший, поскольку он позволяет двухчиповой реализации иметь регистровый файл, расположенный на каждой микросхеме, состоящий только из целых чисел, опускать регистровый файл с плавающей запятой, плавающей запятую. точечные регистры. Разделенный регистровый файл также определен как более подходящий для выдачи вариантов из уменьшенного количества портов чтения и записи. Также учитывалось количество регистров на регистровый файл: 32 и 64 претендовали. Компания Digital пришла к выводу, что 32 регистра более подходят, поскольку для этого требуется меньше места на кристалле, что улучшает тактовые частоты. Было сочтено, что такое количество регистраторов не является серьезной проблемой будущего с точки зрения производительности и роста, как тридцать регистратора службы по крайней мере, восьмисторонняя выдачу команд.

Программный счетчик - это 64-битный регистр, который содержит виртуальный байтовый адрес, выровненный по длинному слову, то есть два младших бита программного счетчика всегда равны нулю. ПК использует четыре адреса до следующей инструкции, когда инструкция декодируется. Флаг блокировки и регистр заблокированного физического используемого пути используется с блокировкой нагрузки и условием сохранения мультипроцессоров. Регистр управления с плавающей запятой (FPCR) - это 64-битный регистр, определенной архитектурой, предназначенной для реализации Alpha с аппаратными операциями с плавающей запятой, соответствие с IEEE 754.

Типы данных

В архитектуре Alpha байт был определен как 8 -битный элемент данных (октет), слово как 16-битное данное, длинное слово как 32-битное датум, четверное слово как 64 -битный элемент данных, и октавор как 128-битный элемент данных.

Архитектура Alpha изначально определила шесть типов данных:

  • Четырехслово (64-битное) целое
  • Длинное слово (32-битное) целое
  • IEEE T-с плавающей запятой (двойная точность, 64 бита)
  • IEEE S-с плавающей точкой (одинарная точность, 32 бита)

Для поддержания уровня совместимости с , 32-В битовой исходуре, предшествовавшей Alpha, были включены два других типа данных с плавающей запятой:

  • VAX G с плавающей запятой (двойная точность, 64 бита)
  • VAX F с плавающей запятой (одинарная точность, 32-бит)
  • VAX H с плавающей запятой (четырехкратная точность, 128 бит) не поддерживался, но в Alpha был доступен другой вариант 128-битной с плавающей запятой, X с плавающей запятой, но не VAX.. H и X были как похожие, но не идентичные. Программная эмуляция для H-плавающей доступной от DEC, как преобразователь уровня исходного кода с именем DECmigrate.
Память

Alpha имеет 64-битный линейный виртуальный адрес пространство с сегментации памяти. Реально можно реализовать виртуальное адресное пространство меньшего размера с минимальным размером 43 бита. Используемые биты не были реализованы в оборудовании, таком как TLB, архитектура требовала, чтобы реализовать программную совместимость с виртуальным пространством.

Форматы команд

Alpha ISA имеет фиксированную длину команды 32 бита. Он имеет шесть форматов инструкций.

313029282726252423222120191817161514131211109876543210Тип
Код операцииRaRbНе используется0ФункцияRcЦелочисленная операция
Код операцииRaЛитерал1RcЦелочисленная операция, литерал
Код операцииRaRbФункцияRcОперация с плавающей точкой
Код операцииRaRbСмещениеФормат памяти
Код операцииRaСмещениеФормат перехода
Код операцииФункцияФормат CALL_PAL

Целочисленный формат операции используется целочисленными инструкциями. Он содержит 6-битное поле кода операции, которое следует поле Ra, которое определяет регистр, предоставленный первый операнд, и поле Rb, определяющее регистр, используемое второй операнд. Далее идет 3-битное поле, которое не используется и зарезервировано. 1-битовое поле содержит «0», что отличает этот формат от формата целочисленного литерала. Далее следует 7-битное функциональное поле, которое используется вместе с кодом операции для определения операции. Последнее поле - это поле Rc, которое должно быть записан результат вычисления. Поля регистров имеют длину 5 битов, необходимых для адресации 32 уникальных ячеек, 32 целочисленных регистров.

Формат целочисленного литерала используется целочисленными инструкциями, которые используют литерал в качестве одного из операндов. Формат такой же, как и формат целочисленной операции, за исключением замены 5-битного поля Rb и 3-х битов неиспользуемого пространства 8-битным литеральным полем, которое расширяется нулями до 64-битного операнда.

Формат операций с плавающей запятой используется командами с плавающей запятой. Он аналогичен целочисленному формату, но имеет 11-битное функциональное поле, стало возможным благодаря использованию буквальных и используемых битов, которые зарезервированы в целочисленном формате операции.

Формат памяти в основном используется инструкциями и сохранением. Он имеет 6-битное поле кода операции, 5-битное поле Ra, 5-битное поле Rb и 16-битовое поле с ущербом.

Инструкции ветвления имеют 6-битовое поле кода операции, 5-битное поле Ra и 21-битовое поле с ущербом. Поле Ra указывает регистр, которое будет проверяться инструкцией условного перехода, если выполняется условие, счетчик программы обновляется добавление поля с помощью счетчика программы. Поле с содержит целое число со знаком, и если выполняется переход, то счетчик программы ущерба увеличивается. Если значение целого числа отрицательное, то счетчик программы происходит, если выполняется переход. Таким образом, диапазон ответвления составляет ± 1 Mi инструкции или ± 4 MiB. Архитектура Alpha была настроена с широким диапазоном, как часть перспективной цели настроенной архитектуры.

Формат CALL_PAL используется инструкцией CALL_PAL, который используется для вызова подпрограмм PALcode. Формат изменяет поле кода операции, но заменяет остальные 26-битным полем, которое содержит целое число, определяющее подпрограмму PAL.

Набор команд

Команды управления

Команды управления состоят из условных и безусловных переходов и переходов. Команды используют условия, а используют формат памяти.

Условные переходы проверяют, установлен ли младший значащий бит регистра или очищен, или сравнивают регистр как четверное слово со знаком с нулем и переходят, если заданное условие истинно. Доступные условия для сравнения регистра с нулем: равенство, неравенство, меньше, меньше или равно, больше или равно и больше. Новый адрес вычисляется путем выравнивания длинного слова и знака, расширяя 21-битное смещение и добавляя его к адрес инструкции, следующую за условным переходом.

Безусловные переходы обновляют счетчик программы новым адресом, вычисляемым так же, как условные переходы. Они также сохраняют в регистре адрес инструкции, инструкции за безусловным переходом. Таких инструкций две, и они отличаются только подсказками, предусмотренными для оборудования предсказания ветвлений.

Есть четыре инструкции перехода. Все они и ту же операцию, сохраняя адрес инструкции, следующую за переходом, и предоставляя счетчику программы новый адрес из регистратора. Они различаются подсказками для оборудования прогнозирования ветвлений. Для этого используется используемое поле с ущербом.

Целочисленная арифметика

Целочисленные арифметические инструкции сложение, умножение и вычитание длинных и четверных слов; и сравнение по четверным словам. Нет никаких инструкций по разделу, так как архитекторы посчитали, что аппаратный раздел противоречит простоте. В дополнение к стандартным инструкциям сложения и вычитания масштабированные версии. Эти версии сдвигают второй операнд влево на два или три бита перед сложением или вычитанием. Инструкции Multiply Longword и Multiply Quadword записывают 32- или 64-битные младшие разряды 64- или 128-битного результата в регистр назначения соответственно. Получите помощь старшую половину, команда "УМУЛ" (УМУЛ). UMULH используется для реализации алгоритмов арифметики с высокой точностью и деления. Концепция отдельной инструкции умножения, которая возвращает старшую половину результата, была взята из PRISM.

. Инструкции, которые работают с последними словами, игнорируют старшую половину регистра, и 32-битный результат является знаковым. расширяется до записи в регистр назначения. По умолчанию инструкции, умножения и вычитания, за исключением UMULH и масштабированных версий сложения и вычитания, не задерживаются при переполнении. Когда такая функциональность требуется, предъявить этих инструкций, выполнить обнаружение переполнения и ловушку при переполнении.

Команды сравнения сравнивают два регистра или регистр и литерал и записывают «1» в регистр назначения, если заданное условие истинно, или «0», если нет. Условиями являются равенство, неравенство, меньше или равно и меньше чем. За исключением инструкций, укажите первые два условия, есть версии, которые соответствуют со сравнением знаком и без знака.

Целочисленные арифметические команды используют форматы целочисленных командных операций.

Логические и сдвиговые

Логические инструкции состоят из инструкций для выполнения побитовых логических операций и условных перемещений в целочисленных регистрах. Поразрядные логические инструкции И, И-НЕ, ИЛИ, OR, XNOR и XOR между двумя регистрами или регистром и литералом. Команды условного перемещения проверяют регистр как четверное слово со знаком на ноль и перемещаются, если заданное условие истинно. Указанные условия: равенство, неравенство, меньше или равно, меньше, больше или равно и больше. Команды сдвига выполнить арифметический сдвиго и логические сдвиги влево и вправо. Величина сдвига задается регистром или литералом. Логические инструкции и инструкции сдвигают целочисленные форматы инструкций операций.

Расширения

Расширения байтовых слов (BWX)

Позже Альфа расширения байтовых слов, набор инструкций для управления 8-битными и 16-битными типами типов. Эти инструкции были представлены в микропроцессоре 21164A (EV56) и присутствуют во всех проектах. Эти инструкции выполняли операции для реализации, которые ранее требовалось несколько инструкций, улучшало плотность некоторых приложений. BWX также упростил эмуляцию машинного кода x86 и написание драйверов устройств.

МнемоникаИнструкция
LDBUЗагрузка байта с нулевым расширением из памяти в регистр
LDWUЗагрузить слово с нулевым расширением из памяти в регистр
SEXTBБайт расширения знака
SEXTWСлово расширения знака
STBСохранение байта из регистра в памяти
STWСохранение слова из регистра в памяти

Видеоинструкции по движению (MVI)

Инструкции по движению по видео (MVI) были расширены команд для Alpha ISA, которое добавило инструкции для сингла инструкции, операции с использованием данных (SIMD). Реализации Alpha, реализующих MVI, в хронологическом порядке: Alpha 21164PC (PCA56 и PCA57), Alpha 21264 (EV6) и Alpha 21364 (EV7). В отличие от других наборов инструкций SIMD того же периода, таких как MIPS 'MDMX или SPARC Набор визуальных инструкций, но подобных PA-RISC Multimedia Acceleration Extensions (MAX-1, MAX-2), MVI представляет собой простой набор инструкций, состоящий из нескольких инструкций, которые работают с целочисленными типами данных, хранящимися в целочисленных регистрах.

Простота MVI объяснялась двумя причинами. Во-первых, Digital установила, что Alpha 21164 уже способен выполнять декодирование DVD с помощью программного обеспечения, поэтому не требует аппаратных средств для этой цели, но был неэффективен в MPEG- 2. кодировка. Вторая причина заключалась в том, чтобы сохранить короткие циклы внедрения. Увеличение количества инструкций по декодированию инструкций, уменьшив тактовую частоту реализации.

MVI состоял из 13 инструкций:

МнемоникаИнструкция
MAXSB8Максимум байта со знаком со знаком
MAXSW4Максимум слова со знаком вектора
MAXUB8Вектор беззнакового байта, максимум
MAXUW4Вектор, максимум слова без знака
MINSB8Вектор, минимум байт со знаком
MINSW4Вектор, минимум слова со знаком
MINUB8Вектор, минимум беззнакового байта
MINUW4Минимум слова без знака
PERRОшибка пикселя
PKLBУпаковать длинные слова в байты
PKWBУпаковать слова в байты
UNPKBLРаспаковать Байт в длинные слова
UNPKBWРаспаковать байты в слова

Расширения с плавающей запятой (FIX)

Расширения с плавающей запятой (FIX) были расширением альфа-архитектуры. Он представил девять инструкций для извлечения квадратного корня с плавающей запятой и для передачи данных в и из целочисленных регистров и регистров с плавающей запятой. Alpha 21264 (EV6) был первым микропроцессором, реализующим эти инструкции.

МнемоникаИнструкция
FTOISПереход с плавающей точки в целочисленный регистр, S_floating
FTOITПереход с плавающей точки в целочисленный регистр, T_floating
ITOFFПеремещение целого числа в регистр с плавающей точкой, F_floating
ITOFSПеремещение целого числа в регистр с плавающей запятой, S_floating
ITOFTЦелое число для перемещения с плавающей точкой, T_floating
SQRTFКвадратный корень F_floating
SQRTGКвадратный корень G_floating
SQRTSКвадратный корень S_floating
SQRTTКвадратный Расширение T_floating

Расширение счетчика7 (CIX) Расширения расширения архитектуры7 (CIX10) были введены инструкции для подсчета битов. Эти инструкции были отнесены к целочисленным арифметическим инструкциям. Впервые они были реализованы на Alpha 21264A (EV67).

МнемоникаИнструкция
CTLZНулевой начальный счетчик
CTPOPПополнение счетчика
CTTZНулевое значение счетчика
Реализации

На момент анонса Альфа была архитектурной на следующие 25 лет. Хотя этого и не должно было случиться, Альфа, тем не менее, прожила достаточно долгую жизнь. Первая версия, Alpha 21064 (также известная как EV4 ), представленная в ноябре 1992 года и работала на частоту до 192 МГц; небольшая усадка кристалла (EV4S, уменьшенная с 0,75 мкм до 0,675 мкм) несколько месяцев спустя работала на частоте 200 МГц. 64-битный процессор был суперпайплайном и суперскалярным, как и другие RISC-разработки, но тем не менее, превосходил их все, и DEC рекламировала его как самый быстрый процессор в мире. Хадсон, такая как огромная централизованная схема других схем, позволяющая им запускать ЦП на более высоких скоростях, даже несмотря на то, что микроархитектура довольно похожа на чипы RISC. Для сравнения, менее дорогой Intel Pentium работал на частоте 66 МГц, когда он был выпущен весной следующего года.

Alpha 21164 или EV5 стали доступны в 1995 году с частотами процессора до 333 МГц. В июле 1996 года скорость линии была увеличена до 500 МГц, в марте 1998 года - до 666 МГц. Также в 1998 г. был выпущен Alpha 21264 (EV6 ) на частотах 450 МГц, достигнув (в 2001 г. с 21264C / EV68CB ) 1,25 ГГц. В 2003 году были выпущены Alpha 21364 или EV7 Marvel, по сути, это ядро ​​EV68 с четырьмя межпроцессорными системами связи 1,6 ГБ / с для улучшения производительность многопроцессорной системы, работающая на частоте 1 или 1,15 ГГц.

В 1996 году производство микросхем Alpha было лицензировано для Samsung Electronics Company. После покупки Digital компанией Compaq Большинство продуктов Alpha были размещены в частной компании (ранее Alpha Processor Inc.), финансируемой Samsung и Compaq. Октябрь 2001 года стал эксклюзивным поставщиком услуг и продаж продуктовой линейки API NetWorks на базе Alpha.

25 июня 2001 года Compaq объявила, что к 2004 году Alpha прекратит использование Intel Itanium, отменила запланированный EV8 и продал всю интеллектуальную собственность Alpha компании Intel. HP, новый владелец Compaq, объявила, что разработка серии Alpha будет продолжаться еще несколько лет, включая выпуск EV7 с тактовой 1,3 ГГц под названием EV7z . Это будет последняя итерация Alpha, 0,13 мкм EV79 также будет отменена.

Alpha была также реализована в Piranha, исследовательскими прототипами, разработанными в рамках системы Compaq по исследованию корпоративной лаборатории и Центре системных исследований. Пиранья был многоядерным дизайном для обработки транзакций рабочих нагрузок, который содержит восемь простых ядер. Он был описан на 27-м ежегодном международном симпозиуме по компьютерной энергетике в июне 2000 года.

История модели

МодельНомер моделиГодЧастота [МГц]Процесс [мкм]Транзисторы [миллионы]Размер кристалла [мм]Питание Выводы ввода-вывода[W]НапряжениеDcache [КБ]Icache [КБ]ScacheBcacheISA
EV421064 1992100–2000,751,68234290303,388128 КБ - 16 МБ
EV4S210641993100–2000,6751,68186290273,388128 КБ - 16 МБ
EV4521064A1994200 –3000,52,85164333,31616256 КБ - 16 МБ
LCA4210661993100–1660,6751,75209213,388
LCA4210681994660,6751,7520993,388
LCA4521066A1994100–2660,51,8161233,388
LCA4521068A19941000,51,81613,388
EV521164 1995266–5000,59,3299296563,3 / 2,58896 КБДо 64 МБR
EV5621164A1996366–6660,359,6620931–553,3 / 2,58896 КБДо 64 МБR, B
PCA5621164PC1997400–5330, 353,514126426–353,3 / 2,5816512 КБ - 4 МБR, B, M
PCA5721164PC600–6660,285, 710128318–232,5 / 2,01632512 КБ - 4 МБR, B, M
EV621264 1998450–6000,3515,2314389732,064642–8 МБR, B, M, F
EV 6 721264A1999600–7500,2515,22103892,064642–8 MBR, B, M, F, C
EV68AL21264B2001800–8330,1815,21251,764642–8 МБR, B, M, F, C, T
EV68CB21264C20011000–12500,1815,212565–751,6564642–8 МБR, B, M, F, C, T
EV68CX21264D1,6564642–8 МБR, B, M, F, C, T
EV721364 20031000–11500,181303971251,564641,75 МБR, B, M, F, C, T
EV7z21364200413000,181303971251,564641,75 МБR, B, M, F, C, T
Отменено
EV78 / EV7921364AЗапланировано на 2004 год17000,131523001201,264641,75 МБR, B, M, F, C, T
EV821 464 Запланировано на 2003 год120 0–20000,1252504201800??1.264643 МБR, B, M, F, C, T
МодельНомер моделиГодЧастота [МГц]Процесс [мкм]Транзисторы [миллионы]Размер кристалла [мм²]Выводы ввода-выводаМощность [Вт]НапряжениеDcache [KB]Icache [KB]ScacheBcacheISA
Расширения ISA
  • R- Аппаратная поддержка округления до бесконечности и отрицательной бесконечности.
  • B- BWX, «Расширение байта / слова», добавляющее инструкции, разрешающие 8- и 16-битные операции из памяти и ввода / вывода
  • M- MVI, " multimedia "инструкции
  • F- FIX, инструкции для перемещения данных между целочисленными регистрами и регистрами с плавающей запятой и для извлечения квадратного корня
  • C- CIX, инструкции для подсчета и поиска битов
  • T- поддержка предварительной выборки с целью изменения для повышения производительности первая попытка получить блокировку
Производительность

Для иллюстрации сравнительной Для систем на базе Alpha ниже приведены некоторые показатели производительности SPEC (SPECint95, SPECfp95). Обратите внимание, что результаты SPEC утверждают, что сообщают об измеренной производительности всей компьютерной системы (ЦП, шина, память, оптимизатор компилятора), а не только ЦП. Также обратите внимание, что эталонный тест и масштаб изменились с 1992 по 1995 год. Однако цифры дают приблизительное представление о производительности архитектуры Alpha (64-бит) по сравнению с современными предложениями HP (64-бит) и Intel ( 32-битный). Возможно, наиболее очевидная тенденция заключается в том, что, хотя Intel всегда могла быть достаточно близка к Alpha по производительности целых чисел, по производительности с плавающей запятой разница была значительной. С другой стороны, HP (PA-RISC ) также достаточно близок к Alpha, но эти процессоры работают на значительно более низких тактовых частотах (МГц). В таблицах отсутствуют два важных значения: энергопотребление и цена процессора.

СистемаЦПМГццелое числос плавающей точкой
Сравнение производительности SPEC в 1995 г. (с использованием результатов SPECint95 и SPECfp95 [1] )
AlphaServer 8400 5/35021164 (EV5)35010,114,2
Intel Alder System (200 МГц, 256 КБ L2)Pentium Pro2008,96,75
HP 9000 C160PA 800016010,416,3
СистемаЦПМГццелое числос плавающей запятой
сравнение производительности 2000 (с использованием результатов SPECint95 и SPECfp95)
AlphaServer ES40 6/83321264 (EV6)83350,0100,0
Материнская плата Intel VC820Pentium III100046,831,9
HP 9000 C3600PA-860055242. 164.0
Alpha-based systems

The first generation of DEC Alpha-based systems comprised the DEC 3000 AXP series workstati ons and low-end servers, DEC 4000 AXP series mid-range servers, and DEC 7000 AXP and 10000 AXP series high-end servers. The DEC 3000 AXP systems used the same TURBOchannel bus as the previous MIPS -based DECstation models, whereas the 4000 was based on FutureBus+ and the 7000/10000 shared an architecture with corresponding VAX models.

DEC also produced a PC -подобная рабочая станция Alpha с шиной EISA, DECpc AXP 150 (кодовое имя «Jensen», также известное как DEC 2000 AXP). Это была первая система Alpha, поддерживающая Windows NT. Позже DEC выпустила альфа-версии своих линейок Celebris XL и Digital Personal Workstation PC с 21164 процессорами.

Digital также производила одноплатные компьютеры на базе VMEbus для встраиваемых систем и промышленного использования. Первое поколение включало AXPvme 64 и AXPvme 64LC на базе 21068 и AXPvme 160 на базе 21066. Они были представлены 1 марта 1994 года. Более поздние модели, такие как AXPvme 100, AXPvme 166 и AXPvme 230, были основаны на процессоре 21066A., в то время как Alpha VME 4/224 и Alpha VME 4/288 были основаны на процессоре 21064A. Последние модели Alpha VME 5/352 и Alpha VME 5/480 были основаны на процессоре 21164.

Микросхема 21066 использовалась в компактной рабочей станции DEC Multia VX40 / 41/42 и портативном компьютере ALPHAbook 1 от Tadpole Technology.

В 1994 году DEC выпустила новую линейку систем AlphaStation и AlphaServer. Они использовали процессоры 21064 или 21164 и представили шину PCI, VGA -совместимые буферы кадра и PS / 2 клавиатуры и мыши.. Серия AlphaServer 8000 заменила DEC 7000/10000 AXP, а также использовала шины XMI и FutureBus +.

AlphaStation XP1000 была первой рабочей станцией на базе процессора 21264. Более поздние модели AlphaServer / Station на базе 21264 были разделены на семейства DS (сервер отдела), ES (сервер предприятия) или GS (глобальный сервер).

Последний чип 21364 использовался в моделях AlphaServer ES47, ES80, GS1280 и AlphaStation ES47.

Ряд материнских плат OEM был произведен DEC, например, AXPpci 33 "NoName" на базе 21066 и 21068, которая была частью крупного продвижения OEM-рынок компании: AlphaPC 164 и AlphaPC 164LX на базе 21164, AlphaPC 164SX и AlphaPC 164RX на базе 21164PC и AlphaPC 264DP на базе 21264. Некоторые сторонние компании, такие как Samsung и API, также производили материнские платы OEM, такие как API UP1000 и UP2000.

Чтобы помочь третьим сторонам в разработке аппаратного и программного обеспечения для платформы, DEC выпустила оценочные платы, такие как EB64 + и EB164 для микропроцессоров Alpha 21064A и 21164 соответственно.

Процессоры 21164 и 21264 использовались NetApp в различных сетевых хранилищах, а процессоры 21064 и 21164 использовались Cray в своих T3D и T3E суперкомпьютерах с массовым параллелизмом.

Суперкомпьютеры

Самым быстрым суперкомпьютером на базе процессоров Alpha был ASCI Q в Национальной лаборатории Лос-Аламоса. Машина была построена как кластер HP AlphaServer SC45 / GS. Он имел 4096 процессоров Alpha (21264 EV-68, 1,25 ГГц) и достиг R max 7,727 TFLOPS.

Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-16 08:51:57
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте