Оглавление
- 1 IBM 801
- 1.1 История модели 801
- 1.2 Концепция и разработка
- 1.3 Обоснование против микрокода
- 1.4 Первые реализации
- 1.5 Более поздние модификации
- 1.6 Переход к 32-разрядному формату
- 1.7 Дополнительные инструкции и улучшения
- 1.8 Производительность на 370
- 1.9 Проекты “Гепард”, “Пантера” и “Америка”
- 1.10 IBM RS/6000
- 1.11 Архитектура IBM POWER и PowerPC
- 1.12 Награды и признание
- 1.13 Полный текст статьи:
- 2 IBM 801
IBM 801
-
История модели 801
- Разработана IBM в 1970-х годах как экспериментальный CPU
- Первое современное RISC-решение, использующее регистры процессора для всех вычислений
- Первоначально разработан для телефонного коммутатора, позже использовался в мини-компьютерах и мэйнфреймах
-
Концепция и разработка
- Удалены неподходящие операции, такие как единицы измерения с плавающей запятой
- Оставление только команд, работающих с внутренними регистрами процессора
- Проект телефонного коммутатора отменен, но концепция продолжена как универсальное решение
-
Обоснование против микрокода
- Микрокод использовался для реализации различных режимов адресации
- Микрокод приводил к значительным накладным расходам при выполнении часто выполняемых инструкций
- Удаление микрокода и реализация в компиляторе ускорили работу компьютера
-
Первые реализации
- Первоначально 24-разрядный процессор с шестнадцатью регистрами и без виртуальной памяти
- Реализован с использованием технологии Motorola MECL-10K, работал с тактовой частотой 66 нс
- Использовался в различных устройствах IBM, включая контроллеры каналов и сетевые устройства
-
Более поздние модификации
- Переход на 32-разрядный формат для более широкого использования
- Добавление аппаратной поддержки виртуальной памяти
- Переход на 32-разрядный формат улучшил математический код
-
Переход к 32-разрядному формату
- Дополнительные биты в словах команд позволили указать дополнительный регистр
- Количество регистров увеличилось с 16 до 32
- Количество программ не увеличилось на 33% из-за избежания загрузки
-
Дополнительные инструкции и улучшения
- Инструкции для работы со строковыми данными
- Дополнения для работы с двоично-десятичными кодами
-
Производительность на 370
- Код, скомпилированный в 801, часто выполняется быстрее на 370
- Компилятор PL.8 оптимизировал использование регистров, что повысило производительность
-
Проекты “Гепард”, “Пантера” и “Америка”
- В начале 1980-х годов создан экспериментальный процессор “Cheetah”
- “Panther” и “America” были четырехпозиционными суперскалярными процессорами
- “America” был трехчиповым процессором, включающим процессор команд, фиксированный-точечный процессор и процессор с плавающей запятой
-
IBM RS/6000
- Окончательный вариант “America” был отправлен в IBM в 1986 году
- RS/6000, работающий на частоте 25 МГц, был одним из самых быстрых компьютеров своего времени
- В тестах превосходил другие RISC-машины и старые CISC-системы
-
Архитектура IBM POWER и PowerPC
- После выпуска RS/6000 компания обратила внимание на масштабируемую версию 801
- Результатом стала архитектура IBM POWER instruction set и PowerPC
-
Награды и признание
- Джон Кок получил несколько наград и медалей за работу над 801
- Майкл Джей. Флинн рассматривает 801 как первый RISC