ПА-РИСК

PA-RISC (HP/PA)
Дизайнер	Хьюлетт-Паккард
Биты	64-битный (32 → 64)
Представлено	1986 (1996 PA-RISC 2.0)
Версия	2.0 (1996)
Дизайн	РИСК
Кодирование	Зафиксированный
Ветвление	Сравнить и разветвить
Порядок байтов	Большой
Расширения	Расширения ускорения мультимедиа (MAX), MAX-2
Открыть	Нет
Преемник	PA-WideWord → Итаниум
Регистры
общего назначения	32
Плавающая точка	32 64-битных (16 64-битных в PA-RISC 1.0)

Прецизионная архитектура RISC ( PA-RISC ) или прецизионная архитектура Hewlett Packard ( HP/PA или просто HPPA ) — это компьютерных команд общего назначения архитектура набора (ISA), разработанная Hewlett-Packard с 1980-х по 2000-е годы .

Архитектура была представлена 26 февраля 1986 года, когда HP 3000 Series 930 и HP 9000 Model 840 были выпущены компьютеры с первой реализацией - TS1. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} HP прекратила продажу систем HP 9000 на базе PA-RISC в конце 2008 года, но поддерживала серверы с чипами 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 производила четыре серии компьютеров, все на базе процессоров CISC . Одной из линий была , совместимая с IBM PC серия Vectra на базе Intel i286 , выпущенная в 1986 году. Все остальные были системами сторонних производителей . HP Series 300 на Motorola 68000 базе Одной из них была рабочая станция , другая линейка технических рабочих станций Series 200, основанная на специальной конструкции чипа кремния на сапфире (SOS), 16-разрядная серия HP 3000 Classic на базе SOS и, наконец, HP 9000 Series 500 Миникомпьютеры на базе собственного (16- и 32-битного) микропроцессора FOCUS .

Precision Architecture — это результат того, что внутри Hewlett-Packard называлось программой Spectrum . ^{[ 6 ]} HP планировала использовать Spectrum для перевода всех своих несовместимых с ПК компьютеров на одно семейство процессоров RISC.

В начале 1982 года в лабораториях HP началась работа над прецизионной архитектурой, определявшая набор команд и систему виртуальной памяти. Разработка первой реализации TTL началась в апреле 1983 года. После завершения моделирования процессора в 1983 году окончательная конструкция процессора была передана разработчикам программного обеспечения в июле 1984 года. Затем последовало прототипирование систем, при этом в 1985 году были созданы «лабораторные прототипы» и 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 запятой. Архитектура HP Precision имеет один слот задержки ветвления . Это означает, что инструкция, следующая сразу за инструкцией ветвления, выполняется до того, как поток управления программой будет передан целевой инструкции ветвления. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Процессор HP Precision также включает в себя 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 запятой было удвоено в версии 1.1 до 32, когда стало очевидно, что 16 неадекватны и ограничивают производительность. В число архитекторов входили 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 основе устройств дискретной транзисторно-транзисторной логики ( 74F TTL ). Более поздние реализации представляли собой многокристальные конструкции СБИС, изготовленные по процессам 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 оснащены процессором PA-RISC и работали под управлением HP-UX версии UNIX .

Другие операционные системы, перенесенные 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 второго уровня . Вместо этого используются большие кэши первого уровня, первоначально в виде отдельных микросхем, соединенных шиной, а затем интегрированных в кристалл. Только PA-7100LC и PA-7300LC имеют кэш L2. Еще одним нововведением PA-RISC является добавление векторных инструкций ( SIMD ) в форме MAX , которые впервые были представлены на PA-7100LC.

Precision RISC Organization , отраслевая группа под руководством HP, была основана в 1992 году для продвижения архитектуры PA-RISC. В число членов 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, при этом эта версия получила название PA-RISC 2.0. В PA-RISC 2.0 также добавлены объединенные инструкции умножения-сложения , которые помогают некоторым алгоритмам с интенсивным использованием плавающей запятой, и расширение MAX-2 SIMD, которое предоставляет инструкции для ускорения мультимедийных приложений. Первой реализацией PA-RISC 2.0 был PA-8000 , представленный в январе 1996 года.

Характеристики процессора

Модель	Маркетинг имя	Год	Частота [МГц]	Шина памяти [МБ/с]	Процесс [мкм]	Транзисторы [миллионы]	Размер матрицы [мм²]	Власть [В]	Дкэш [КБ]	Икэш [КБ]	Кэш L2 [МБ]	ОДИН	Примечания
ТС-1	?	1986	8	?	?	—	—	?	64	64	—	1.0	^{[ 14 ]}
КС-1	?	1987	8	?	1.6	0.164	72.93	1	—	0.25	—	1.0	^{[ 15 ]}
НС-1	?	1987	25/30	?	1.7	0.144	70.56	?	16-128	16-128	—	1.0	^{[ 14 ]}^{[ 16 ]} Единый кэш L1
НС-2	?	1989	25/30	?	1.5	0.183	196	27	512	512	—	1.0	^{[ 17 ]}
ПКХ	?	1990	50/60	?	1.0	0.196	?	?	?	?	?	1.0	^{[ 14 ]}
PCX-S	ПА-7000	1991	66	?	1.0	0.58	201.6	?	256	256	—	1.1а
PCX-T	ПА-7100	1992	33–100	?	0.8	0.85	196	?	2048	1024	—	1.1б
PCX-T	ПА-7150	1994	125	?	0.8	0.85	196	?	2048	1024	—	1.1б
PCX-T'	ПА-7200	1994	120	960	0.55	1.26	210	30	1024	2048	—	1.1с
PCX-L	ПА-7100LC	1994	60–100	?	0.75	0.9	201.6	7–11	—	1	2	1.1д
PCX-L2	ПА-7300LC	1996	132–180	?	0.5	9.2	260.1	?	64	64	0–8	1.1е
PCX-U	ПА-8000	1996	160–180	960	0.5	3.8	337.68	?	1024	1024	—	2.0
PCX-U+	ПА-8200	1997	200–240	960	0.5	3.8	337.68	?	2048	2048	—	2.0
PCX-W	ПА-8500	1998	300–440	1920	0.25	140	467	?	1024	512	—	2.0	^{[ 18 ]}
PCX-W+	ПА-8600	2000	360–550	1920	0.25	140	467	?	1024	512	—	2.0	^{[ 18 ]}
PCX-W2	ПА-8700 (+)	2001	625–875	1920	0.18	186	304	< [адрес электронной почты защищен] В.	1536	768	—	2.0
Неделя	ПА-8800	2003	800–1000	6400	0.13	300	361	?	768/ядро	768/ядро	0 или 32	2.0
Короткоплавник	ПА-8900	2005	800–1100	6400	0.13	?	?	?	768/ядро	768/ядро	0 или 64	2.0

См. также

Набор микросхем Amiga Hombre - набор микросхем на базе PA-7150 с полноценной мультимедийной системой для Commodore Amiga.
Другие чипы PA-RISC сторонних производителей были созданы Hitachi , Oki и Winbond . ^{[ 19 ]}

Ссылки

^ «Изобретение Itanium: как лаборатории HP помогли создать архитектуру чипов следующего поколения» . Лаборатории HP . 01.06.2001. Архивировано из оригинала 7 февраля 2002 г. Проверено 24 марта 2024 г.
^ «Год назад». (26 февраля 1987 г.). Обзор компьютерного бизнеса .
^ Розенбладт, Питер (сентябрь 1987 г.). «В этом выпуске» (PDF) . Журнал Hewlett-Packard . 38 (9): 3. Архивировано (PDF) из оригинала 26 апреля 2019 г. Проверено 8 июня 2018 г. ... В мартовском выпуске 1987 года мы описали компьютеры HP 3000 Series 930 и HP 9000 Model 840, которые были первыми реализациями HP Precision Architecture в стандартной технологии TTL. ...
^ «Как долго HP будет продолжать поддерживать системы HP 9000?» . Архивировано из оригинала 19 февраля 2012 г. Проверено 29 февраля 2008 г.
^ «HP завершает дорожную карту PA-RISC окончательным обновлением процессора» . Архивировано из оригинала 13 февраля 2008 г. Проверено 24 июля 2007 г.
^ Уорли, Уильям С. (август 1986 г.). «Прецизионная архитектура Hewlett-Packard: процессор» (PDF) . Журнал Hewlett-Packard . 37 (8): 4–22. Программа разработки HP Precision Architecture, известная в HP как программа Spectrum,...
^ Фотланд, Дэвид А.; Шелтон, Джон Ф.; Бриг, Уильям Р.; Ла Фетра, Росс В.; Бошма, Симин И.; Да, Аллан С.; Джейкобс, Эдвард М. (март 1987 г.). «Аппаратное проектирование первых компьютеров HP с прецизионной архитектурой» . Журнал Hewlett-Packard . 38 (3): 4–17 . Проверено 6 октября 2020 г.
^ «Точная архитектура Hewlett-Packard: процессор» (PDF) . п. 10 . Проверено 2 декабря 2023 г.
^ ДеРоса, Джон А.; Леви, Генри М. (1987). «Оценка отраслевых архитектур» . Материалы 14-го ежегодного международного симпозиума по архитектуре компьютеров . стр. 10–16. дои : 10.1145/30350.30352 . ISBN 0-8186-0776-9 . Проверено 27 января 2024 г.
^ «Прецизионная архитектура Hewlett-Packard: процессор» (PDF) . п. 6 . Проверено 7 декабря 2023 г.
↑ Смотерман, Марк (2 июля 2009 г.). Недавние архитекторы процессоров. Архивировано 10 сентября 2012 г. в Wayback Machine .
^ Пол Вайсманн. «Ранние системы PA-RISC». Архивировано 2 октября 2014 г. в Wayback Machine .
^ Уолпол, Джонатан; Хакансон, Мэрион; Иноуе, Джон; Конуру, Рави (январь 1992 г.). Портирование хора в PA-RISC: обзор проекта (PDF) (отчет). Орегонский аспирантский институт науки и технологий. Архивировано из оригинала 12 июня 2023 года.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «ПА-РИСК Процессоры»
^ Марстон, А.; и др. (1987). «Однокристальный RISC-процессор CMOS 32b». 1987 Международная конференция IEEE по твердотельным схемам. Сборник технических статей . стр. 28–29. дои : 10.1109/ISSCC.1987.1157145 . S2CID 61007482 .
^ Йеттер, Дж.; и др. (1987). «Микропроцессор 32b производительностью 15 MIPS». МКССС 1987 . стр. 26–27. дои : 10.1109/ISSCC.1987.1157220 . S2CID 58782915 .
^ Бошма, Брайан Д.; и др. (1989). «Процессор VLSI 30 MIPS». Международная конференция IEEE по твердотельным схемам, 1989 г. ISSCC. Сборник технических статей . стр. 82–83, 299. doi : 10.1109/ISSCC.1989.48191 . S2CID 53932361 .
^ Jump up to: ^а ^б «Серверы HP L1000 и L2000 (rp5400/rp5450)». Архивировано 2 января 2018 г. на Wayback Machine , openpa.net.
^ «Процессоры PA-RISC сторонних производителей от Hitachi, Winbond, OKI – OpenPA.net» .

Внешние ссылки

LostCircuits Hewlett Packard PA8800 Обзор RISC-процессора
Документация HP — страница вниз для PA-RISC, доступны PDF-файлы по архитектуре.
OpenPA.net Полная информация о чипе PA-RISC и компьютере.
Chipdb.org Изображения различных процессоров PA-RISC

[1] «Изобретение Itanium: как лаборатории HP помогли создать архитектуру чипов следующего поколения» . Лаборатории HP . 01.06.2001. Архивировано из оригинала 7 февраля 2002 г. Проверено 24 марта 2024 г.

[2] «Год назад». (26 февраля 1987 г.). Обзор компьютерного бизнеса .

[3] Розенбладт, Питер (сентябрь 1987 г.). «В этом выпуске» (PDF) . Журнал Hewlett-Packard . 38 (9): 3. Архивировано (PDF) из оригинала 26 апреля 2019 г. Проверено 8 июня 2018 г. ... В мартовском выпуске 1987 года мы описали компьютеры HP 3000 Series 930 и HP 9000 Model 840, которые были первыми реализациями HP Precision Architecture в стандартной технологии TTL. ...

[4] «Как долго HP будет продолжать поддерживать системы HP 9000?» . Архивировано из оригинала 19 февраля 2012 г. Проверено 29 февраля 2008 г.

[5] «HP завершает дорожную карту PA-RISC окончательным обновлением процессора» . Архивировано из оригинала 13 февраля 2008 г. Проверено 24 июля 2007 г.

[6] Уорли, Уильям С. (август 1986 г.). «Прецизионная архитектура Hewlett-Packard: процессор» (PDF) . Журнал Hewlett-Packard . 37 (8): 4–22. Программа разработки HP Precision Architecture, известная в HP как программа Spectrum,...

[fotland198703-7] Фотланд, Дэвид А.; Шелтон, Джон Ф.; Бриг, Уильям Р.; Ла Фетра, Росс В.; Бошма, Симин И.; Да, Аллан С.; Джейкобс, Эдвард М. (март 1987 г.). «Аппаратное проектирование первых компьютеров HP с прецизионной архитектурой» . Журнал Hewlett-Packard . 38 (3): 4–17 . Проверено 6 октября 2020 г.

[8] «Точная архитектура Hewlett-Packard: процессор» (PDF) . п. 10 . Проверено 2 декабря 2023 г.

[9] ДеРоса, Джон А.; Леви, Генри М. (1987). «Оценка отраслевых архитектур» . Материалы 14-го ежегодного международного симпозиума по архитектуре компьютеров . стр. 10–16. дои : 10.1145/30350.30352 . ISBN 0-8186-0776-9 . Проверено 27 января 2024 г.

[10] «Прецизионная архитектура Hewlett-Packard: процессор» (PDF) . п. 6 . Проверено 7 декабря 2023 г.

[11] Смотерман, Марк (2 июля 2009 г.). Недавние архитекторы процессоров. Архивировано 10 сентября 2012 г. в Wayback Machine .

[12] Пол Вайсманн. «Ранние системы PA-RISC». Архивировано 2 октября 2014 г. в Wayback Machine .

[13] Уолпол, Джонатан; Хакансон, Мэрион; Иноуе, Джон; Конуру, Рави (январь 1992 г.). Портирование хора в PA-RISC: обзор проекта (PDF) (отчет). Орегонский аспирантский институт науки и технологий. Архивировано из оригинала 12 июня 2023 года.

[cpu-early-14] Jump up to: ^а ^б ^с «ПА-РИСК Процессоры»

[15] Марстон, А.; и др. (1987). «Однокристальный RISC-процессор CMOS 32b». 1987 Международная конференция IEEE по твердотельным схемам. Сборник технических статей . стр. 28–29. дои : 10.1109/ISSCC.1987.1157145 . S2CID 61007482 .

[16] Йеттер, Дж.; и др. (1987). «Микропроцессор 32b производительностью 15 MIPS». МКССС 1987 . стр. 26–27. дои : 10.1109/ISSCC.1987.1157220 . S2CID 58782915 .

[17] Бошма, Брайан Д.; и др. (1989). «Процессор VLSI 30 MIPS». Международная конференция IEEE по твердотельным схемам, 1989 г. ISSCC. Сборник технических статей . стр. 82–83, 299. doi : 10.1109/ISSCC.1989.48191 . S2CID 53932361 .

[l1000-18] Jump up to: ^а ^б «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» .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

v т и Архитектуры компьютеров с сокращенным набором команд (RISC)
Origins	IBM 801 Berkeley RISC Stanford MIPS
Active	Analog Devices Blackfin ARC ARM AVR eSi-RISC LatticeMico8, LatticeMico32 MIPS OpenRISC Power ISA Renesas M32R, SuperH, V850 RISC-V SPARC Sunway Unicore Xilinx MicroBlaze, PicoBlaze
Discontinued	Alpha AMD Am29000 Apollo PRISM Atmel AVR32 Clipper CR16 CRISP DEC PRISM Intel i860, i960 META MIPS-X Motorola 88000, M·CORE PA-RISC POWER, PowerPC, ROMP