PA-RISC
Архитектура набора инструкций от Hewlett-Packard

PA-RISC (HP/PA)
ДизайнерHewlett-Packard
Биты64-бит (32→64)
Введено1986 (1996 PA-RISC 2.0)
Версия2.0 (1996)
ДизайнРИСК
КодированиеЗафиксированный
ВетвлениеСравнить и разветвить
Порядковый номер байтовБольшой
РасширенияРасширения для ускорения мультимедиа (MAX), MAX-2
ОткрытьНет
ПреемникPA-WideWord → Itanium [1]
Регистры
Универсальный32
С плавающей точкой32 64-бит (16 64-бит в PA-RISC 1.0)
Микропроцессор HP PA-RISC 7300LC
Рабочая станция HP 9000 C110 PA-RISC с загрузкой Debian GNU / Linux

Precision Architecture RISC ( PA-RISC ) или Hewlett Packard Precision Architecture ( HP/PA или просто HPPA ) — архитектура набора команд компьютера общего назначения (ISA), разрабатывавшаяся компанией Hewlett-Packard с 1980-х по 2000-е годы.

Архитектура была представлена ​​26 февраля 1986 года, когда были выпущены компьютеры HP 3000 Series 930 и HP 9000 Model 840 с первой реализацией TS1. [2] [3] HP прекратила продажу систем HP 9000 на базе PA-RISC в конце 2008 года, но поддерживала серверы, работающие на чипах PA-RISC, до 2013 года. [4] На смену PA-RISC пришла Itanium (первоначально IA-64) ISA, совместно разработанная HP и Intel . [5]

История

В конце 1980-х годов HP выпускала четыре серии компьютеров, все на базе ЦП CISC . Одна из линеек представляла собой IBM PC-совместимую серию Vectra на базе Intel i286 , запущенную в 1986 году. Все остальные были системами не от Intel . Одной из них была серия HP Series 300 рабочих станций на базе Motorola 68000 , еще одна серия Series 200 технических рабочих станций на базе специального дизайна микросхемы «кремний на сапфире» (SOS), 16-разрядная серия HP 3000 classic на базе SOS и, наконец, мини-компьютеры HP 9000 Series 500 на базе собственного (16- и 32-разрядного) микропроцессора FOCUS .

Архитектура Precision является результатом того, что внутри Hewlett-Packard было известно как программа Spectrum . [6] HP планировала использовать Spectrum для перевода всех своих машин, несовместимых с ПК, на единое семейство ЦП RISC.

В начале 1982 года в HP Laboratories началась работа над Precision Architecture, определяющая набор инструкций и систему виртуальной памяти. Разработка первой реализации TTL началась в апреле 1983 года. После завершения моделирования процессора в 1983 году окончательный проект процессора был предоставлен разработчикам программного обеспечения в июле 1984 года. Последовало прототипирование систем, при этом «лабораторные прототипы» были изготовлены в 1985 году, а прототипы продуктов — в 1986 году. [7]

Первые процессоры были представлены в продуктах в 1986 году. Он имеет тридцать два 32-битных целочисленных регистра и шестнадцать 64-битных регистров с плавающей точкой. Архитектура HP Precision имеет один слот задержки перехода . Это означает, что инструкция, непосредственно следующая за инструкцией перехода, выполняется до того, как поток управления программы будет передан целевой инструкции перехода. [8] [9] Процессор HP Precision также включает регистр слова состояния процессора (PSW). Регистр PSW содержит различные флаги, которые включают виртуальную адресацию, защиту, прерывания и другую информацию о состоянии. [10] Количество регистров с плавающей точкой было удвоено в версии 1.1 до 32, как только стало очевидно, что 16 недостаточно и ограничивают производительность. Архитекторами были Аллен Баум, Ханс Джинс, Майкл Дж. Махон, Руби Бей-Ло Ли , Рассел Као, Стив Мучник , Терренс К. Миллер, Дэвид Фотланд и Уильям С. Уорли. [11]

Первой реализацией был TS1, центральный процессор, построенный на дискретных транзисторно-транзисторных логических устройствах ( 74F TTL ). Более поздние реализации представляли собой многокристальные конструкции VLSI, изготовленные по технологиям NMOS (NS1 и NS2) и CMOS (CS1 и PCX). [12] Впервые они были использованы в новой серии машин HP 3000 в конце 1980-х годов — 930 и 950, широко известных в то время как системы Spectrum, название, данное им в лабораториях разработки. Эти машины работали под управлением MPE-XL . Машины HP 9000 вскоре были также модернизированы с помощью процессора PA-RISC, работающего под управлением версии Unix HP-UX .

Другие операционные системы, портированные на архитектуру PA-RISC, включают Linux , OpenBSD , NetBSD , OSF/1 , NeXTSTEP и ChorusOS . [13]

Интересным аспектом линейки PA-RISC является то, что большинство ее поколений не имеют кэша уровня 2. Вместо этого используются большие кэши уровня 1, изначально как отдельные чипы, соединенные шиной, а затем интегрированные в кристалл. Только PA-7100LC и PA-7300LC имеют кэши L2. Еще одним новшеством PA-RISC является добавление векторных инструкций ( SIMD ) в форме MAX , которые впервые были введены в PA-7100LC.

Precision RISC Organization , отраслевая группа во главе с HP, была основана в 1992 году для продвижения архитектуры PA-RISC. В ее состав вошли Convex , Hitachi , Hughes Aircraft , Mitsubishi , NEC , OKI , Prime , Stratus , Yokogawa , Red Brick Software и Allegro Consultants, Inc.

В 1996 году ISA была расширена до 64 бит, и эта версия получила название PA-RISC 2.0. В PA-RISC 2.0 также были добавлены объединенные инструкции умножения-сложения , которые помогают некоторым интенсивным алгоритмам с плавающей точкой, и расширение MAX-2 SIMD, которое предоставляет инструкции для ускорения мультимедийных приложений. Первой реализацией PA-RISC 2.0 стала PA-8000 , представленная в январе 1996 года.

Характеристики процессора

ИзображениеМодельМаркетинговое
название		ГодЧастота
[МГц]		Шина памяти
[МБ/с]		Процесс
[мкм]		Транзисторы
[миллионы]		Размер матрицы
[мм 2 ]		Мощность
[Вт]		Dcache
[КБ]		Icache
[КБ]		Кэш L2
[МБ]		ИСАПримечания
ТС-1?19868??——?6464—1.0[14]
КС-1?19878?1.60,16472.931—0,25—1.0[15]
НС-1?198725/30?1.70,14470,56?16-12816-128—1.0[14] [16] Унифицированный кэш L1
НС-2?198925/30?1.50,18319627512512—1.0[17]
ПКХ?199050/60?1.00,196?????1.0[14]
PCX-SПА-7000199166?1.00,58201.6?256256—1.1а
PCX-TПА-7100199233–100?0.80,85196?20481024—1.1б
PCX-TПА-71501994125?0.80,85196?20481024—1.1б
PCX-T'ПА-720019941209600,551.262103010242048—1.1с
PCX-LПА-7100LC199460–100?0,750.9201.67–11—121.1д
PCX-L2ПА-7300LC1996132–180?0,59.2260.1?64640–81.1е
PCX-UПА-80001996160–1809600,53.8337.68?10241024—2.0
PCX-U+ПА-82001997200–2409600,53.8337.68?20482048—2.0
PCX-WПА-85001998300–44019200,25140467?1024512—2.0[18]
PCX-W+ПА-86002000360–55019200,25140467?1024512—2.0[18]
PCX-W2ПА-8700 (+)2001625–87519200,18186304<7,1@1,5 В1536768—2.0
МакоПА-88002003800–100064000,13300361?768/ядро768/ядро0 или 322.0
КороткопёрыйПА-89002005800–110064000,13???768/ядро768/ядро0 или 642.0

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «Изобретение Itanium: как HP Labs помогли создать архитектуру чипа следующего поколения». HP Labs . 1 июня 2001 г. Архивировано из оригинала 7 февраля 2002 г. Получено 24 марта 2024 г.
  2. ^ «Год назад». (26 февраля 1987 г.). Computer Business Review .
  3. ^ Розенбладт, Питер (сентябрь 1987 г.). "В этом выпуске" (PDF) . Журнал Hewlett-Packard . 38 (9): 3. Архивировано (PDF) из оригинала 26 апреля 2019 г. . Получено 8 июня 2018 г. . ... В выпуске за март 1987 г. мы описали компьютеры HP 3000 Series 930 и HP 9000 Model 840, которые были первыми реализациями HP Precision Architecture в готовой технологии TTL. ...
  4. ^ «Как долго HP продолжит поддерживать системы HP 9000?». Архивировано из оригинала 19 февраля 2012 г. Получено 29 февраля 2008 г.
  5. ^ "HP Completes Its PA-RISC Road Map With Final Processor Upgrade". Архивировано из оригинала 13 февраля 2008 года . Получено 24 июля 2007 года .
  6. ^ Worley, William S. (август 1986 г.). «Hewlett-Packard Precision Architecture: The Processor» (PDF) . Hewlett-Packard Journal . 37 (8): 4– 22. Программа разработки HP Precision Architecture, известная в HP как программа Spectrum, ...
  7. ^ Fotland, David A.; Shelton, John F.; Bryg, William R.; La Fetra, Ross V.; Boschma, Simin I.; Yeh, Allan S.; Jacobs, Edward M. (март 1987 г.). «Проектирование оборудования первых компьютеров с прецизионной архитектурой HP». Hewlett -Packard Journal . 38 (3): 4–17 . Получено 6 октября 2020 г.
  8. ^ "Hewlett-Packard Precision Architecture: The Processor" (PDF) . стр. 10 . Получено 2 декабря 2023 г. .
  9. ^ DeRosa, John A.; Levy, Henry M. (1987). "Оценка архитектур ветвей". Труды 14-го ежегодного международного симпозиума по архитектуре компьютеров . стр.  10–16 . doi :10.1145/30350.30352. ISBN 0-8186-0776-9. Получено 27 января 2024 г. .
  10. ^ "Hewlett-Packard Precision Architecture: The Processor" (PDF) . стр. 6 . Получено 7 декабря 2023 г. .
  11. ^ Smotherman, Mark (2 июля 2009 г.). Современные архитекторы процессоров. Архивировано 10 сентября 2012 г. на Wayback Machine .
  12. ^ Пол Вайсман. «Ранние системы PA-RISC». Архивировано 2 октября 2014 г. на Wayback Machine .
  13. ^ Уолпол, Джонатан; Хакансон, Мэрион; Иноуэ, Джон; Конуру, Рави (январь 1992 г.). Портирование Chorus в PA-RISC: обзор проекта (PDF) (отчет). Орегонский аспирантский институт науки и технологий. Архивировано из оригинала 12 июня 2023 г.
  14. ^ abc "Процессоры PA-RISC"
  15. ^ Марстон, А.; и др. (1987). "32b CMOS однокристальный процессор типа RISC". Международная конференция IEEE по твердотельным схемам 1987 года. Сборник технических статей . стр.  28–29 . doi :10.1109/ISSCC.1987.1157145. S2CID  61007482.
  16. ^ Йеттер, Дж.; и др. (1987). «Микропроцессор 32b производительностью 15 MIPS». МКССС 1987 . стр.  26–27 . doi :10.1109/ISSCC.1987.1157220. S2CID  58782915.
  17. ^ Boschma, Brian D.; et al. (1989). "A 30 MIPS VLSI CPU". Международная конференция IEEE по твердотельным схемам, 1989 ISSCC. Сборник технических статей . стр.  82–83 , 299. doi :10.1109/ISSCC.1989.48191. S2CID  53932361.
  18. ^ ab "Серверы HP L1000 и L2000 (rp5400/rp5450)" Архивировано 2 января 2018 г. на Wayback Machine , openpa.net
  19. ^ «Процессоры PA-RISC сторонних производителей от Hitachi, Winbond, OKI – OpenPA.net».
  • Обзор процессора LostCircuits Hewlett Packard PA8800 RISC
  • Документация HP – страница вниз для PA-RISC, архитектура PDF доступны
  • OpenPA.net Полная информация о микросхемах и компьютерах PA-RISC
  • chipdb.org Изображения различных процессоров PA-RISC
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=PA-RISC&oldid=1264245749"