IBM RS64 - IBM RS64

МОЩНОСТЬ, PowerPC, и Питание ISA архитектуры
NXP (ранее Freescale и Motorola)
IBM
IBM / Nintendo
Другой
Ссылки по теме
Отменено серым цветом, исторический курсивом

В IBM RS64 это семья микропроцессоры которые использовались в конце 1990-х в IBM RS / 6000 и AS / 400 серверы.

Эти микропроцессоры реализуют «Amazon» или «PowerPC-AS», архитектура набора команд (ЭТО). Amazon - это надмножество PowerPC набор команд, с добавлением специальных функций, не указанных в спецификации PowerPC, в основном заимствованных из МОЩНОСТЬ2[нужна цитата ] и оригинальный процессор AS / 400, и был 64-битный от начала. Процессоры в этом семействе оптимизированы для коммерческих рабочих нагрузок (целочисленная производительность, большие кеши, ветви) и не имеют сильных плавающая точка производительность процессоров в Микропроцессоры IBM POWER семья, его родной брат.

Семейство RS64 было прекращено вскоре после введения МОЩНОСТЬ4, который был разработан для объединения семейств RS64 и POWER.

История

В 1990 году был начат проект Amazon по созданию общей архитектуры, которая могла бы разместить оба AIX и OS / 400. В AS / 400 Группа инженеров IBM разрабатывала набор инструкций RISC для замены набора инструкций CISC на существующих компьютерах AS / 400. Их первоначальная конструкция была вариантом существующего набора инструкций «IMPI», расширенного до 64 бит и снабженного некоторыми инструкциями RISC для ускорения более требовательных к вычислениям коммерческих приложений, которые ставились на AS / 400. Руководство IBM хотело, чтобы они использовали PowerPC, но они сопротивлялись, утверждая, что существующий 32/64-разрядный набор инструкций PowerPC не позволит осуществить жизнеспособный переход для программного обеспечения OS / 400 и что существующий набор инструкций требует расширения для коммерческих приложений в AS. / 400. В конце концов, было разработано расширение для набора команд PowerPC, названное «Amazon».

В то же время RS / 6000 разработчики широко расширяли свою линейку продуктов, включив в нее системы, которые варьировались от рабочих станций начального уровня до систем SMP для крупных предприятий мэйнфреймов и кластерных суперкомпьютерных систем RS / 6000-SP2. Процессоры PowerPC, разработанные в AIM альянс хорошо подходит для низкопроизводительной рабочей станции RISC и небольшого серверного пространства. Но мэйнфреймы и большие кластерные суперкомпьютерные системы требовали большей производительности и надежность, доступность и удобство обслуживания функций, чем процессоры, разработанные для Apple Power Mac. Для одновременного удовлетворения требований экономичного Apple Power Mac, высокопроизводительных систем и систем RAS RS / 6000, а также перехода от AS / 400 к PowerPC требовалось несколько конструкций процессоров.

Amazon был расширен для поддержки этих функций, так что процессоры можно было разрабатывать для использования как в высокопроизводительных машинах RS / 6000, так и в AS / 400.

Проектом по разработке первого такого процессора была «Беллатрикс» (название звезда в созвездии Ориона, также называемый «Звездой Амазонки»). Проект Bellatrix был чрезвычайно амбициозным в плане повсеместного использования самосинхронизирующихся и импульсных схем и инструментов EDA, необходимых для поддержки этой стратегии проектирования, и в конечном итоге был прекращен. Чтобы обратиться к техническим рабочим станциям, суперкомпьютерам и инженерным / научным рынкам, IBM Austin (дом RS / 6000) затем приступила к разработке одночиповой версии Power2 (P2SC) для выхода на рынок параллельно с разработкой сложный 64-разрядный процессор PowerPC с расширениями POWER2 и двойными сложными модулями с плавающей запятой MAF (POWER3 / 630). Для решения коммерческих приложений RS / 6000 и систем AS / 400 компания IBM Rochester (дом AS / 400) начала разработку первого из высокопроизводительных 64-разрядных процессоров PowerPC с расширениями AS / 400, а IBM Endicott приступила к разработке низкопроизводительный однокристальный процессор PowerPC с расширениями AS / 400.

Кобра и Маски

В 1995 году IBM выпустила Кобра, или же A10 процессор, первая реализация PowerPC AS, для систем AS / 400 Advanced Series. Это был однокристальный процессор с частотой 50-77 МГц. Он был разработан с использованием полу-нестандартной методологии из-за ограничений по времени выхода на рынок. Кристалл содержит 4,7 миллиона транзисторов и имеет размеры 14,6 на 14,6 мм (213 мм).2). Он был изготовлен IBM по их технологии CMOS 5L, 0,5 мкм, четырехслойной металлической КМОП-технологии. Он использовал источник питания 3,0 В и рассеивал максимум 17,7 Вт, минимум 13,4 Вт на частоте 77 МГц. Он был упакован в 625-контактный керамический массив сетки шариков (CBGA) размером 32 мм на 32 мм.

В 1996 году IBM выпустила высококачественный 4-процессорный SMP, многочиповая версия называется Маски, A25 или же A30 в системах AS / 400. Он работал на частоте 125–154 МГц. Изготовлен на BiCMOS процесс изготовления.

Эти процессоры использовались только в машинах AS / 400.

RS64

В RS64 или же Apache был представлен в 1997 году. Он был разработан на основе «Cobra» и «Muskie», но включал более полный PowerPC ISA и поэтому был предназначен для использования в RS / 6000 машин, а также в системах AS / 400. Показано 128 КБ общий кэш-память L1 на кристалле, 4 МБ полная скорость вне кристалла L2 на 128-битной шине и тактовая частота 125 МГц. Он масштабируется до 12-процессорной конфигурации SMP на машинах IBM.

RS64 назывался A35 в AS / 400 и когда-то назывался PowerPC 625, между несуществующими PowerPC 620 и PowerPC 630 (позже переименованный МОЩНОСТЬ3 ).

Он был изготовлен с использованием процесса изготовления BiCMOS.

RS64-II

В RS64-II или же Полярная звезда был представлен на частоте 262 МГц в 1998 году с 8 МБ полной скорости L2 на 256-битной шине 6XX (также используется в PowerPC 620 и МОЩНОСТЬ3 ). Платы процессоров, содержащие 4 RS64-II, могут быть заменены на машины, разработанные для аналогичных 4-полосных плат RS64, избегая «модернизации вилочного погрузчика». RS64-II содержит 12,5 миллионов транзисторов, имеет размер 162 мм² и потребляет максимальную мощность 27 Вт. Производство изменено на 0,35 мкм. CMOS изготовление.

RS64-II был первым процессором для массового рынка, реализовавшим многопоточность. По сути, каждый чип хранит информацию о состоянии для 2 потоков в любой момент времени и выглядит как два процессора для ОС. Один логический процессор выполняет так называемый поток переднего плана. Когда этот поток встречает событие с высокой задержкой (промах кэша L2 и т. Д.), Фоновый поток переключается на второй логический процессор с точки зрения ОС. В случае «менее продолжительного» события задержки (пропуск L1 и т. Д.) Переключение потоков произойдет только в том случае, если фоновый поток готов к выполнению. Если фоновый поток также ожидает промаха, переключения потоков не произойдет. IBM называет эту схему «крупнозернистой многопоточностью». Это не совсем то же самое, что одновременная многопоточность как будет найдено позже Pentium 4 процессоры. В документе IBM отмечается, что крупнозернистая схема лучше подходит для упорядоченной архитектуры, такой как RS64.

RS64-II назывался A50 в системах AS / 400.

RS64-III

В RS64-III или же Pulsar был представлен в 1999 году на частоте 450 МГц. Ключевые изменения включают в себя увеличенные кэши инструкций и данных L1 128 КБ, улучшенные предсказание ветвления точность и уменьшенные штрафы за ошибочное предсказание перехода в ноль или один цикл. RS64-III имеет пятиступенчатый конвейер и шину кэш-памяти L2 шириной 256 бит, которая обеспечивает процессор с пропускной способностью 14,4 ГБ / с из кеш-памяти L2 объемом 8 МБ, реализованной с помощью DDR SRAM 225 МГц.

RS64-III имеет 34 миллиона транзисторов, размер кристалла 140 мм² и изготовлен по технологии CMOS 7S 0,22 мкм с шестью уровнями медных соединений.

В 2000 году IBM выпустила усовершенствованную версию под названием Я звезда изготовлен с ТАК ЧТО Я процесс изготовления с медными межсоединениями, который увеличил тактовую частоту процессора до 600 МГц. Это был первый процессор, реализованный в этом процессе. Однако архитектурно IStar был идентичен Pulsar.

RS64-IV

В RS64-IV или же Sstar был представлен в 2000 году на частоте 600 МГц, позже был увеличен до 750 МГц. До 16 ГБ DDR L2 поддерживалось так же, как RS64-III (пропускная способность 19,2 ГБ / с). RS64-IV имел 44 миллиона транзисторов и имел размер 128 мм², изготовленный по технологии 0,18 мкм. В отличие от POWER, энергопотребление осталось низким - менее 15 Вт на ядро.

Какое-то время, в то время как линейка POWER стагнировала на половине тактовой частоты своих конкурентов, семейство RS64 находилось на вершине линейки больших SMP-серверов UNIX от IBM. Производительность RS-64 IV с целочисленной / коммерческой нагрузкой была аналогична Sun Microsystems процессоров, с которыми он конкурировал, хотя его мощность с плавающей запятой была несопоставима с современными POWER3-II, который оставался достаточно конкурентоспособным на протяжении всего своего жизненного цикла.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка