Альфа 21364 - Alpha 21364

The Альфа 21364, «Marvel» кодтық атауы, сонымен бірге EV7 Бұл микропроцессор әзірлеген Digital Equipment Corporation (DEC), кейінірек Compaq Computer Corporation жүзеге асырды Альфа нұсқаулық жиынтығының архитектурасы (БҰЛ).

Тарих

Alpha 21364 1998 жылдың қазан айында Compaq компаниясы 11-ші жыл сайынғы микропроцессорлық форумда анықталды, онда ол Альфа 21264 интеграцияланған 1,5 МВ 6-жолды жиынтық-ассоциативті қосымша кэшпен Тікелей Rambus DRAM жад контроллері және басқа микропроцессорларға қосылуға арналған интегралды желілік контроллер. Alpha 21264 ядросына енгізілген өзгертулерге құрбандыққа қатысты үлкен буфер кірді, ол сыйымдылығы бойынша 32 енгізілімге дейін төрт есе көбейтілді, Dcache үшін 16 және Scache үшін 16. Бұл туралы хабарлады Микропроцессорлық есеп Compaq кішігірім өзгертулер енгізу туралы ойлады тармақты болжаушы саланы болжау дәлдігін жақсарту және Альфа 21264-тегі 8 орнына 16 жазбаны жіберу буферін екі есе көбейту.[1]

Болады деп күткен болатын таспаға түсірілген 1999 жылдың аяғында, 2000 жылдың басында қолда бар үлгілермен және 2000 жылдың аяғында жеткізіліммен. Алайда бастапқы кесте кешіктірілді, 1999 жылдың аяғында емес, 2001 жылдың сәуірінде таспаға шығарылды.[2] Альфа 21364 2002 жылдың 20 қаңтарында микропроцессорды қолданатын жүйелер дебют жасаған кезде шығарылды. Ол 1,25 ГГц-те жұмыс істеді, бірақ өндіріс модельдері AlphaServer ES47, ES80 және GS1280 1,0 ГГц немесе 1,15 ГГц жиілікте жұмыс істеді. Бұрынғы Альфа микропроцессорларынан айырмашылығы, Alpha 21364 ашық нарықта сатылмады.[дәйексөз қажет ]

Альфа 21364 бастапқыда кейінге қалуға арналған болатын Альфа 21464, EV8 коды, төрт бағытты Alpha ISA жаңа енгізілімі бір уақытта көп ағынды (SMT).[3] Ол алғаш рет 1999 жылдың қазан айында 12-ші жыл сайынғы микропроцессорлық форумда ұсынылды,[3] бірақ 2001 жылдың 25 маусымында дамудың соңғы сатысында жойылды.[4]

Даму

Альфа 21364-ті дамыту көбінесе жад өнімділігі мен мультипроцессорлық масштабтауды жақсартатын мүмкіндіктерге бағытталды. Жадтың өнімділігіне назар аудару болашақта жарияланған мақаланың нәтижесі болды Микропроцессорлық есеп «Бұл есте сақтау, ақымақ!» Альфа архитектурасының анықтамасын бірге басқарған Ричард Л.Сайтс жазған.[5] Мақалада «Алдағы онжылдықта жадының ішкі жүйесін жобалау микропроцессорлар үшін дизайндағы жалғыз маңызды мәселе болады» деген тұжырым жасалды.

Сипаттама

Alpha 21364 альфа-21264 болды, ол 1,75 МБ өлетін қосымша кэші бар, екі жад контроллері және интегралды желілік контроллер.

Негізгі

Alpha 21364 ядросы EV68CB-ге негізделген, оның туындысы Альфа 21264. Жалғыз модификация құрбандыққа арналған үлкен буфер болды, енді оның сыйымдылығы 32 есеге дейін төрт есе артты. Жәбірленушінің буферінің 32 жазбасы Dcache және Scache үшін әрқайсысы 16 жазбаға тең бөлінеді. Альфа 21364 Альфа архитектурасының төртінші буыны болып саналса да, бұл модификациядан басқа, ядро ​​Alpha 21264 туындысымен EV68CB-ге ұқсас.[6]

Scache

Екінші кэш («Scache» деп аталады) - сыйымдылығы 1,75 МБ біртұтас кэш. Бұл 7 жақты ассоциативті, 64-байттық жол өлшемін қолданады және қайтару саясаты бар. Кэш бір биттік қатені түзетумен, екі биттік қатені анықтаумен (SECDED) қатені түзету кодымен (ECC) қорғалған. Ол 128-разрядты деректер жолы арқылы кэш контроллеріне қосылады. Кэшке қол жетімділік толығымен құбырланған, бұл 1,0 ГГц жиіліктегі тұрақты өткізу қабілеттілігін 16 ГБ / с құрайды.

Жедел кэштен оны пайдалануға болатын уақытқа дейін сұралатын уақыт 12 циклды құрайды.[7] 12 циклды кешіктіруді бақылаушылар қарастырды, мысалы Микропроцессорлық есеп, маңызды болуы керек. Scache кідірісі одан әрі азайтылған жоқ, өйткені ол өнімділікті жақсарта алмады. Alpha 21364 негізіндегі Alpha 21264 ядросы SRAM тауарынан құрылған сыртқы кэшті пайдалануға арналған, бұл Альфа 21364-тің өлімге арналған Scache-ге қарағанда айтарлықтай жоғары кідіріске ие. Осылайша, ол деректерді тек шектеулі мөлшерлеме. Кешіктіруді жақсартқаннан кейін, одан әрі ешқандай пайда жоқ, дизайнерлер Scache тұтынатын қуатты азайтуға бағытталды.[8] Compaq бұл жетіспеушілікті жоюға дайын болмады, өйткені Alpha 21264 ядросы едәуір өзгертілуі керек еді.[9] Scache-дің жоғары кідірісі бірінші кезекте кэш-тегтерді іздеуге мүмкіндік берді, егер Scache-де сұралған мәліметтер бар-жоғын және Scache банкін қуаттамай тұрып, оған қол жеткізгенге дейін оның қай банкте орналасқанын анықтайды. Бұл қуатты тұтынуды азайтып, нәтижесіз Scache кірулерінен аулақ болды.

Тегтер дүкені 5,75 миллион транзисторлардан және 108 миллион транзисторлардан тұратын мәліметтер қоймасынан тұрды.[8]

Жад контроллері

Alpha 21364 екі интеграцияланған жад контроллері бұл қолдау Rambus DRAM (RDRAM) микропроцессордың сағат жиілігінің үштен екісінде немесе 1,2 ГГц-те 800 МГц жиілікте жұмыс істейді. Compaq Alpha 21364 үшін стандартты RDRAM жад контроллерлерінде жоқ мүмкіндіктерді бере отырып, жад контроллерлерін әзірледі, мысалы, барлық 128 парақтар ашық, сол парақтарға кіру уақытын азайтады; меншіктің ақаулыққа төзімді ерекшеліктері.

Әрбір жад контроллері PC800 қолдайтын бес RDRAM арнасын ұсынады Rambus ішкі жад модульдері (RIMM). Арналардың төртеуі жадыны қамтамасыз етуге, ал бесіншісі қамтамасыз етуге арналған RAID -қысқартуға ұқсас.[7] Әр арнаның ені 16 бит, 400 МГц жиілікте жұмыс істейді және сағаттық сигналдың көтерілген және төмендейтін шеттерінде деректерді жібереді (деректердің қосарланған жылдамдығы ) өткізу қабілеті 1,6 ГБ / с болатын 800 МТ / с өткізу жылдамдығы үшін. Сегіз арнаның жалпы өткізу қабілеті 12,8 ГБ / с құрайды.

Кэштің когеренттілігі жад контроллері арқылы қамтамасыз етіледі. Әрбір жад контроллерінде кэштің когеренттілігі бар. Alpha 21364 жадының бір бөлігі сақтауға арналған каталогтық кэштің когеренттік схемасын қолданады Өзгертілген, эксклюзивті, ортақ, жарамсыз (MESI) келісімділік деректері.

R-қорап

R-қорапта желілік маршрутизатор бар. Желілік маршрутизатор солтүстік, оңтүстік, шығыс және батыс деп аталатын төрт портты пайдаланып микропроцессорды басқа микропроцессорларға қосқан. Әрбір порт 800 МГц жиілікте жұмыс жасайтын екі 39-разрядты сілтемелерден тұрды. 32 бит деректер үшін, ал 7 бит ECC үшін болды. Желілік маршрутизаторда енгізу-шығару үшін қолданылатын бесінші порт бар. Бұл порт IO7-ге қосылады нақты интегралды схема (ASIC), ол үшін көпір болды AGP 4х канал және екі PCI-X автобустар. Енгізу-шығару порты 200 МГц жиілікте жұмыс жасайтын екі бағытты 32-биттік сілтемелерден тұрды, олардың өткізу қабілеті 3,2 ГБ / с құрайды. I / O порт сілтемесі енгізу-шығару ASIC дизайнын жеңілдету үшін сағат жиілігінің төрттен бірінде жұмыс істеді.

Alpha 21364 екі желілік топологияны қолдана отырып, басқа 127 микропроцессорға қосыла алады: араластыру және 2D торусы. Араластыру топологиясы басқа микропроцессорларға көбірек тура жолмен жүрді, кешігуді төмендетіп, өнімділікті жақсартты, бірақ өзінің табиғаты бойынша сегіз микропроцессорды қосумен шектелді. 2D torus топологиясы желіге 128 микропроцессорға дейін мүмкіндік берді.

Жылы көпөңдеу жүйелер, әр микропроцессор - бұл өзіндік жады бар түйін. Басқа түйіндердің жадына қол жеткізуге болады, бірақ кідіріспен. Күту уақыты қашықтыққа байланысты артады, осылайша Альфа 21364 іске асады біркелкі емес жадқа қол жетімділік (NUMA) көп өңдеу. I / O да бірдей тәртіпте таратылады. Альфа 21364 микропроцессорында көп өңдеуші жүйеде оның RIMM слоттары жадпен немесе оның енгізу-шығару порты құрылғылармен толтырылуы шарт емес. Ол басқа микропроцессордың жадын және енгізу-шығаруды қолдана алады.

Ақаулыққа төзімділік

Альфа 21364 жұмыс істей алады құлыптау ақаулыққа төзімді компьютерлер үшін.[10] Бұл ерекшелік Compaq-тің қоныс аудару шешімінің нәтижесі болды Тандемдікі Гималайдың ақауларға төзімді серверлері MIPS архитектурасы Альфаға. Алайда машиналар микропроцессорды ешқашан пайдаланбаған, өйткені Альфаны итанның пайдасына бас тарту туралы шешім Альфа 21364 пайда болғанға дейін қабылданған.

Өндіріс

Альфа 21364 құрамында 152 миллион транзистор болған. The өлу 397 мм² алаң үшін 21,1 мм-ден 18,8 мм-ге дейін өлшенді. Оны ойдан шығарған Халықаралық іскерлік машиналар (IBM) 0,18 мкм, жеті деңгей мыс қосымша металл-оксид-жартылай өткізгіш (CMOS) процесс. Ол 1 443 жерге оралған флип-чип жер торының массиві (LGA).[2] Ол 1,65 В қуат көзін және 1,5 В сыртқы интерфейсті 1,25 ГГц жиіліктегі максималды қуатты 155 Вт таратуға пайдаланды.

Альфа 21364A

The Альфа 21364A, кодпен аталды EV79, бұрын EV78, Альфа 21364-тің одан әрі дамуы болды. Ол соңғы әзірленген Альфа микропроцессоры болуы керек болатын. 2004 жылы енгізілуге ​​жоспарланған, ол 2003 жылдың 23 қазанында жойылды, себебі HP себептер ретінде жұмыс өнімділігі мен кестесінің мәселелерін атады. Ауыстыру туралы EV7z сол күні жарияланды.

Hewlett-Packard компаниясы микропроцессордың прототипін ұсынды Халықаралық қатты денелер тізбегі 2003 ж. ақпанында. Ол 1,45 ГГц жиілікте жұмыс істеді, өлі ауданы 251 мм², 1,2 В қуат көзін пайдаланды және 100 Вт (есептелген) таратылды.[11]

Альфа 21364A Альфа 21364-ке жетілдіріліп, ~ 1,6 -дан ~ 1,7 ГГц дейінгі диапазондағы жоғары жиілікті және 1066 Мбит / с RDRAM жадты қолдайды. Оны IBM 0,13 мкм-де ойлап табуы керек еді изолятордағы кремний (SOI) процесі. Неғұрлым жетілдірілген процестің нәтижесінде матрицаның, электрмен жабдықтау кернеуінің (1,65 В-қа қарағанда 1,2 В), электр энергиясының шығыны мен диссипациясының төмендеуі болды.

EV7z

The EV7z Альфа 21364-тің одан әрі дамуы болды. Бұл әзірленген және енгізілген соңғы Альфа микропроцессоры болды. EV7z 2003 жылдың 23 қазанында HP Alpha 21364A-дан бас тартқанын және оны EV7z-ге ауыстыратындығын жариялаған кезде белгілі болды.[12] EV7z 2004 жылдың 16 тамызында микропроцессорды қолданатын жалғыз компьютер, AlphaServer GS1280, енгізілді. Ол 2007 жылдың 27 сәуірінде компьютермен жұмыс істемей тұрған кезде тоқтатылды. Ол 1,3 ГГц жиілікте жұмыс істеді, PC1066 RIMM-ді қолдайды және Alpha 21364 сияқты 0,18 мкм процесінде дайындалған. Alpha 21364-пен салыстырғанда EV7z 14-тен 16 пайызға жылдамырақ болды, бірақ ол ауыстырылған Alpha 21364A-ға қарағанда баяу болды. Альфа 21364-тен 1,5 ГГц 25 пайызға асып түседі деп есептелген.

Ескертулер

  1. ^ «Альфа 21364 жадтағы бөтелкені жеңілдету», б. 2018-04-21 121 2.
  2. ^ а б «Alpha 21364 (EV7)», б. 2018-04-21 121 2.
  3. ^ а б «Compaq альфа үшін SMT таңдайды»
  4. ^ «Альфа EV8 шартты филиалының болжамды дизайнының келісімдері», б. 1.
  5. ^ Сайттар, Ричард (5 тамыз 1996). «Бұл естелік, ақымақ!». Микропроцессорлық есеп. 10 (10). S2CID  6293956.
  6. ^ 21264/21364 арналған компиляторға арналған жазушының нұсқаулығы, б. 1-4.
  7. ^ а б 21264/21364 арналған компиляторға арналған жазушының нұсқаулығы, б. 1-5
  8. ^ а б «Alpha 21364 процессорындағы 1,75 Мбайт, 1,2 ГГц L2 кэш үшін қуат пен АЖЖ туралы ойлар»
  9. ^ «Альфа 21364 жадтағы бөтелкені жеңілдету», б. 3.
  10. ^ «Alpha 21364 (EV7)»
  11. ^ «Мур, Мур және басқалары ISSCC-де», б. 3.
  12. ^ «HP-ге HP-UX ОЖ және Альфа-процессордың жол картасындағы кідіріс қарастырылған»

Пайдаланылған әдебиеттер

Әрі қарай оқу