AT&T Хоббит

AT &T Hobbit — это микропроцессор , разработанный корпорацией AT&T в начале 1990-х годов. Он был основан на конструкции CRISP (процессор с сокращенным набором инструкций на языке C), напоминающей классический конвейер RISC , и которая, в свою очередь, выросла из конструкции C Machine, разработанной Bell Labs в конце 1980-х годов. Все они были оптимизированы для выполнения кода, скомпилированного с языка программирования C. В конструкции основное внимание уделяется быстрому декодированию инструкций, доступу к индексированным массивам и вызовам процедур .

Проект завершился в марте 1994 года. ^{[ 1 ]} потому что «Хоббиту» не удалось добиться коммерчески жизнеспособных продаж.

История

Проект C Machine в Bell Labs был начат с 1975 года для эффективного разработки компьютерных архитектур для эффективного запуска языковых программ C -программирования, направленных на разработку, который будет предлагать порядок улучшения производительности по сравнению с коммерчески доступными компьютерами, оставаясь конкурентоспособными с точки зрения затрат. Методология проектирования для архитектуры машины C включала подход к итеративному разработке, основанный на измерениях характеристик программы C, включающего формулировку и реализацию новой ревизии компьютерной архитектуры, разработку компилятора для нацеливания на каждую новую ревизию, компиляцию «крупного тела программного обеспечения Unix »и анализа скомпилированного программного обеспечения. Результаты таких измерений затем информировали последующие изменения архитектуры. ^{[ 2 ]}

После стабилизации архитектуры C-машины в 1981 году для незавершенной реализации ECL в апреле 1983 года была сформирована группа разработчиков CRISP, а в 1986 году CRISP был впервые выпущен в виде кремниевой реализации. Цели производительности в основном были достигнуты за счет изготовленных процессор, работающий на частоте 16 МГц и показывающий результат теста Dhrystone, более чем в 13 раз превышающий показатель VAX-11/750, обеспечивая примерно 7,7 VAX MIPS . Это было конкурентоспособно с MIPS R2000 , поставляемым в системе разработки MIPS M / 500 (устройство с частотой 8 МГц, обеспечивающее около 7,4 VAX MIPS). ^{[ 3 ]}), хотя некоторые тесты показали несколько более высокую производительность процессора CRISP. По сравнению с R2000, которому при включении в компьютерную систему требовалось множество вспомогательных микросхем, CRISP был «полноценным» процессором со встроенным кэшем и имел «существенно» уменьшенные требования к площади платы. ^{[ 2 ]}

Впоследствии он был переориентирован на приложения с низким энергопотреблением и коммерциализирован, в результате чего появился «Хоббит». ^{[ 4 ]} Он был представлен в 1992 году в форме 92010 и нацелен на рынок персональных коммуникаторов. При напряжении 3,3 В его заявленная производительность составляет до 13,5 VAX MIPS. Первоначальная цена при партиях, кратных 10 000 единиц, составляла 35 долларов за единицу, а полный набор микросхем был ниже 100 долларов. ^{[ 5 ]} Было выпущено несколько вспомогательных микросхем: ^{[ 6 ]}

AT&T 92011 Блок системного управления
Контроллер PCMCIA AT&T 92012
Контроллер периферийных устройств AT&T 92013
Контроллер дисплея AT&T 92014

В 1993 году за ней последовала компания AT&T, выпустившая семейство процессоров 92020, представив новые наборы микросхем с поддержкой различных приложений. Эти устройства могут работать при напряжении 3,3 В или 5 В с повышенной тактовой частотой. 92020S совместим по выводам с 92010, имеет больший кеш инструкций размером 6 КБ (в отличие от кеша 3 КБ у 92010). ^{[ 7 ]}) и выполняет эквивалент 16 VAX MIPS при типичной потребляемой мощности 210 мВт. ^{[ 8 ]} 92020S предназначался для использования вместе с большей частью оригинального набора микросхем 92010, за исключением периферийного контроллера 92013. Между тем, процессоры 92020M и 92020MX были предназначены для использования с новыми микросхемами поддержки, в которых также использовались мультиплексированные адреса и шины данных для уменьшения количества контактов и предлагались более низкие уровни производительности, при этом 92020M также использовал кэш объемом 6 КБ и достигал аналогичной производительности. до оригинального 92010. Обновленные микросхемы поддержки следующие: ^{[ 7 ]}

Блок системного управления AT&T 92021M
Блок системного управления AT&T 92021MX
Контроллер дисплея AT&T 92024M

Самый высокоинтегрированный процессор, 92020MX, сохранил 3-КБ кэш-памяти 92010, но имеет одноканальный интерфейс PCMCIA и контроллер дисплея, поддерживающий разрешение до 640 x 480 . При цене 32 доллара за единицу при партии в 10 000 единиц он давал возможности для снижения затрат на некоторые устройства по сравнению с оригинальным набором микросхем Hobbit. ^{[ 8 ]}

Apple Computer обратилась к AT&T и заплатила ей за разработку новой версии CRISP, подходящей для использования с низким энергопотреблением в карманном компьютере Newton . Ньютон по мотивам Хоббита так и не был выпущен. По словам Ларри Теслера , «Хоббит был полон ошибок, плохо подходил для наших целей и имел завышенную цену. Мы отказались после того, как AT&T потребовала не один, а несколько миллионов долларов за разработку». ^{[ 9 ]} Apple отказалась от Hobbit и приняла ARM610 для Newton. ^{[ 10 ]} также стала партнером Acorn Computers и VLSI Technology для создания Advanced RISC Machines (ARM) в конце 1990 года с инвестициями в 2,5 миллиона долларов. Несколько лет спустя Apple продала свою долю в ARM за 800 миллионов долларов. ^{[ 9 ]}

Компания Active Book (основанная Германом Хаузером , который также основал Acorn Computers), которая использовала ARM в своем персональном цифровом помощнике (КПК) Active Book, ^{[ 11 ]} позже был куплен AT&T и включен в состав дочерней компании AT&T Eo, ^{[ 12 ]} которая выпустила первый КПК, EO Personal Communicator , под управлением ОС PenPoint от GO Corporation . ^{[ 13 ]}

В 1992 году AT&T впервые объявила о широком внедрении этой технологии поставщиками. ^{[ 14 ]} Hobbit использовался в самых ранних прототипах BeBox , пока в 1993 году AT&T не объявила о прекращении выпуска Hobbit. ^{[ 15 ]} AT&T закрыла свое подразделение Eo, которое отвечало за единственный коммерчески выпущенный продукт с использованием «Хоббита». ^{[ 16 ]} и, наконец, прекратил выпуск «Хоббита» в 1994 году. ^{[ 17 ]}

Дизайн

В традиционной RISC- архитектуре, реализующей архитектуру загрузки-сохранения , доступ к памяти осуществляется с помощью инструкций, которые явно загружают данные в регистры и сохраняют данные обратно в память, при этом инструкции, управляющие данными, работают исключительно с регистрами. Стремясь ограничить операции обработки данных одним тактовым циклом, можно использовать более простой механизм управления для отправки инструкций, что упрощает настройку конвейеров команд . ^{[ 18 ]} и добавить суперскаляров поддержку . Однако языки программирования на самом деле не работают таким образом. Обычно они используют стек, содержащий локальные переменные и другую информацию для подпрограмм, известный как кадр стека или запись активации. Компилятор пишет код для создания записей активации , используя конструкцию загрузочного хранилища базового процессора.

Машина C в ее реализации CRISP и последовавший за ней Hobbit нацелены на поддержку типов доступа к памяти, которые используют языки программирования, при этом язык программирования C является особым соображением. ^{[ 7 ]} Инструкции могут обращаться к памяти напрямую, ссылаясь на значения в структурах и массивах, хранящихся в памяти, и обновляя память результатами вычислений. Хотя эта модель памяти-памяти типична для более ранних конструкций CISC , машина C, реализованная с помощью CRISP, отличается от конструкций CISC и RISC, включая более ранний Bellmac 32 , тем, что не предоставляет регистров прямого доступа. Вместо этого предоставляется «стековый кеш» 32-битных записей регистра, 32 записи в CRISP, но расширенный до 64 записей в Hobbit. ^{[ 19 ]}^: 30 отображаются в адресное пространство, соответствующее вершине программного стека, причем они доступны исключительно с использованием режима адресации относительно стека. Архитектура CRISP была описана как «машина памяти-памяти с 2½ адресами», где инструкции могут использовать ноль, один или два адреса памяти и могут использовать запись стека, называемую аккумулятором, для результатов вычислений. Напоминает архитектуру Bellmac 32, различные инструкции, предназначенные для поддержки вызова процедур, предоставляются архитектурой CRISP: вызов сохраняет обратный адрес и переходит к подпрограмме; Enter выделяет кадр стека для процедуры, при необходимости очищая записи кэша стека; return освобождает кадр стека и переходит к обратному адресу вызывающей стороны; catch восстанавливает записи стека из памяти. ^{[ 2 ]}

Одним из побочных эффектов проекта «Хоббит» является то, что он вдохновил разработчиков виртуальной машины Dis (ответвление Plan 9 от Bell Labs ) на использование системы, основанной на обмене данными между памятью, которая более точно соответствует внутренней на основе регистров работе реальных систем . -мировые процессоры. Они обнаружили, как и ожидали разработчики RISC, что без конструкции с загрузкой и сохранением было трудно улучшить конвейер команд и, следовательно, работать на более высоких скоростях. Они решили, что все будущие процессоры перейдут на конструкцию с загрузочным хранилищем, и создали Inferno, чтобы отразить это. Напротив, виртуальные машины Java и .NET основаны на стеке, что является побочным эффектом того, что они разрабатываются программистами, а не разработчиками микросхем. Перевод со стекового языка на регистровый ассемблер является «тяжеловесной» операцией; (ВМ) и компилятор Java Виртуальная машина во много раз больше и медленнее, чем Dis VM и компилятор Limbo (наиболее распространенный язык, компилируемый для Dis). ^{[ 20 ]} Виртуальные машины для Android ( Dalvik ), Parrot и Lua также основаны на регистрах. ^{[ нужна ссылка ]}

См. также

Жазель

Ссылки

^ Доминик Джампаоло (2008). Практическое проектирование файловой системы .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Дитцель, Дэвид Р.; Маклеллан, Хьюберт Р.; Беренбаум, Алан Д. (1987). «Аппаратная архитектура микропроцессора CRISP» . Материалы 14-го ежегодного международного симпозиума по компьютерной архитектуре - ISCA '87 . стр. 309–319. дои : 10.1145/30350.30385 . ISBN 0818607769 . S2CID 14954824 . Проверено 28 марта 2023 г.
^ Краткий обзор производительности, часть 1: Тесты процессора (PDF) (технический отчет). MIPS Computer Systems Inc., май 1988 г., с. 12 . Проверено 28 сентября 2021 г.
^ Райан, Боб (февраль 1993 г.). «Коммуникации становятся личными» . Байт . стр. 169–170, 172, 174, 176 . Проверено 27 марта 2023 г.
^ Букер, Эллис (2 ноября 1992 г.). «AT&T анонсирует линейку персональных коммуникаторов» . Компьютерный мир . п. 41 . Проверено 26 марта 2023 г.
^ Серда, Майкл. «Блок-схема ЭО» . Архивировано из оригинала 30 марта 2003 года . Проверено 15 мая 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Статт, Пол (январь 1994 г.). «AT&T Hobbit вступает во второе поколение» . Байт . п. 105 . Проверено 26 марта 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б «AT&T Micro представляет самый быстрый MPU Hobbit» . Электронные новости . 18 октября 1993 г. с. 4 . Проверено 26 марта 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б Теслер, Ларри (11 апреля 1999 г.). « Исправления «Падшего яблока»» . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 21 августа 2020 г.
^ Редферн, Энди (июль 1992 г.). «Apple ARMs сама» . Байт . п. 134 . Проверено 10 октября 2022 г.
^ «Рождественский запуск активных книг» . Пользователь Желудя . Август 1990 г. с. 7 . Проверено 6 мая 2021 г.
^ Киркпатрик, Дэвид (17 мая 1993 г.). «МОЖЕТ AT&T ПРАВИТЬ МИРОМ?» . CNN . Проверено 10 июня 2008 г.
^ Глитман, Рассел (декабрь 1992 г.). «Эо Коммуникатор: Властелин дорог» . Мир ПК . п. 58 . Проверено 30 марта 2023 г.
^ «Широкая аппаратная и прикладная поддержка чипов AT&T Hobbit» (пресс-релиз). АТ&Т. 16 ноября 1992 года. Архивировано из оригинала 26 декабря 1996 года . Проверено 30 марта 2023 г.
^ Гассе, Жан-Луи (31 января 2019 г.). «50 лет в сфере технологий. Часть 15. Быть: от концепции до смерти» . Середина . Проверено 31 августа 2020 г.
^ Смит, Эрни (3 января 2020 г.). «Факс на пляже: история дерзкого и совершенно катастрофического iPad 90-х» . Вход . Проверено 1 ноября 2020 г.
^ Хакер, Шотландец; Бортман, Генри; Херборт, Крис (1999). Библия BeOS . Персиковая яма Пресс. п. 34. ISBN 0201353776 . Проверено 30 марта 2023 г.
^ Паттерсон, Дэвид А. (январь 1985 г.). «Компьютеры с сокращенным набором команд» . Коммуникации АКМ . 28 (1). Ассоциация вычислительной техники: 8–21. дои : 10.1145/2465.214917 . S2CID 1493886 . Проверено 3 апреля 2023 г.
^ ATT92010 Микропроцессор хоббита . АТ&Т Микроэлектроника. Декабрь 1992 года . Проверено 7 апреля 2023 г.
^ «Дизайн виртуальной машины Inferno» . 22 апреля 2013 г. Архивировано из оригинала 22 апреля 2013 г.

Внешние ссылки

[1] Доминик Джампаоло (2008). Практическое проектирование файловой системы .

[ditzel1987_hardware-2] Jump up to: ^а ^б ^с Дитцель, Дэвид Р.; Маклеллан, Хьюберт Р.; Беренбаум, Алан Д. (1987). «Аппаратная архитектура микропроцессора CRISP» . Материалы 14-го ежегодного международного симпозиума по компьютерной архитектуре - ISCA '87 . стр. 309–319. дои : 10.1145/30350.30385 . ISBN 0818607769 . S2CID 14954824 . Проверено 28 марта 2023 г.

[mips1988-3] Краткий обзор производительности, часть 1: Тесты процессора (PDF) (технический отчет). MIPS Computer Systems Inc., май 1988 г., с. 12 . Проверено 28 сентября 2021 г.

[byte199302_hobbit-4] Райан, Боб (февраль 1993 г.). «Коммуникации становятся личными» . Байт . стр. 169–170, 172, 174, 176 . Проверено 27 марта 2023 г.

[computerworld19921102_hobbit-5] Букер, Эллис (2 ноября 1992 г.). «AT&T анонсирует линейку персональных коммуникаторов» . Компьютерный мир . п. 41 . Проверено 26 марта 2023 г.

[eo_block_diagram-6] Серда, Майкл. «Блок-схема ЭО» . Архивировано из оригинала 30 марта 2003 года . Проверено 15 мая 2009 г.

[byte199401_hobbit-7] Jump up to: ^а ^б ^с Статт, Пол (январь 1994 г.). «AT&T Hobbit вступает во второе поколение» . Байт . п. 105 . Проверено 26 марта 2023 г.

[electronicnews19931018_hobbit-8] Jump up to: ^а ^б «AT&T Micro представляет самый быстрый MPU Hobbit» . Электронные новости . 18 октября 1993 г. с. 4 . Проверено 26 марта 2023 г.

[lt-9] Jump up to: ^а ^б Теслер, Ларри (11 апреля 1999 г.). « Исправления «Падшего яблока»» . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 21 августа 2020 г.

[byte199207_apple-10] Редферн, Энди (июль 1992 г.). «Apple ARMs сама» . Байт . п. 134 . Проверено 10 октября 2022 г.

[acornuser199008_abc-11] «Рождественский запуск активных книг» . Пользователь Желудя . Август 1990 г. с. 7 . Проверено 6 мая 2021 г.

[Kirkpatrick-12] Киркпатрик, Дэвид (17 мая 1993 г.). «МОЖЕТ AT&T ПРАВИТЬ МИРОМ?» . CNN . Проверено 10 июня 2008 г.

[pcworld199212_eo-13] Глитман, Рассел (декабрь 1992 г.). «Эо Коммуникатор: Властелин дорог» . Мир ПК . п. 58 . Проверено 30 марта 2023 г.

[att19921116_hobbit-14] «Широкая аппаратная и прикладная поддержка чипов AT&T Hobbit» (пресс-релиз). АТ&Т. 16 ноября 1992 года. Архивировано из оригинала 26 декабря 1996 года . Проверено 30 марта 2023 г.

[15] Гассе, Жан-Луи (31 января 2019 г.). «50 лет в сфере технологий. Часть 15. Быть: от концепции до смерти» . Середина . Проверено 31 августа 2020 г.

[input20200103_fax-16] Смит, Эрни (3 января 2020 г.). «Факс на пляже: история дерзкого и совершенно катастрофического iPad 90-х» . Вход . Проверено 1 ноября 2020 г.

[hacker1999-17] Хакер, Шотландец; Бортман, Генри; Херборт, Крис (1999). Библия BeOS . Персиковая яма Пресс. п. 34. ISBN 0201353776 . Проверено 30 марта 2023 г.

[patterson1985-18] Паттерсон, Дэвид А. (январь 1985 г.). «Компьютеры с сокращенным набором команд» . Коммуникации АКМ . 28 (1). Ассоциация вычислительной техники: 8–21. дои : 10.1145/2465.214917 . S2CID 1493886 . Проверено 3 апреля 2023 г.

[hobbit199212_ds-19] ATT92010 Микропроцессор хоббита . АТ&Т Микроэлектроника. Декабрь 1992 года . Проверено 7 апреля 2023 г.

[20] «Дизайн виртуальной машины Inferno» . 22 апреля 2013 г. Архивировано из оригинала 22 апреля 2013 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

v т и Архитектуры компьютеров с сокращенным набором команд (RISC)
Происхождение	ИБМ 801 Беркли RISC Стэнфордский МИПС
Активный	Аналоговые устройства Блэкфин АРК РУКА АВР eSi-ОБОГРЕВ LatticeMico8 , LatticeMico32 МИПС OpenRISC Мощность ОДИН Ренесас М32Р , СуперХ , В850 РИСК-V СПАРК Санвей Юникор Xilinx MicroBlaze , PicoBlaze
Снято с производства	Альфа AMD Am29000 Аполлон ПРИЗМА Атмел АВР32 Клипер CR16 КРИСП ДЕКАБРЬСКАЯ ПРИЗМА Интел i860 , i960 МЕТА МИПС-Х Моторола 88000 , M·CORE ПА-РИСК МОЩНОСТЬ , PowerPC , РОМП