цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » История архитектуры набора инструкций ISA

История архитектуры набора инструкций ISA

Автор: Mike(admin) от 21-08-2018, 12:15

Как многим известно, на самом низком (машинном) уровне инструкции предоставляются в двоичном формате, описывая все из области режимов адресации, регистров, памяти, обработки прерываний и исключений, ввода-вывода и, конечно, инструкций для процессора (ADD, SUB и т. д.).


Появление архитектуры набора инструкций (ISA) помогло снизить стоимость компьютеров, поскольку одну и ту же ISA можно использовать в совместимых процессорах без необходимости повторно изобретать колесо каждый раз. С меньшим количеством времени и ресурсов, потраченных на ISA, больше времени можно уделить на написание самой программы и улучшить другие аспекты вычислений.


ISA предоставляется в нескольких разных вариантах. Многие из них являются собственностью (например, AMD), а другие относятся к open source (например, RISC-V). Чтобы получить представление о том, что как это все развивалось, в этой статье приведем краткую историю, эволюцию и характеристики некоторых ISA, начиная с тех, которые были разработаны Digital Equipment Corporation (DEC).


Основатель DEC, Кен Олсен

DEC была поставщиком компьютерных систем и работала с 1957 года до ее приобретения Compaq в 1998 году. Компания была известна своими мини-компьютерами, PDP и VAX, и была одной из самых успешных технологических компаний того времени. Часть наследия DEC можно увидеть в ее ISA, таких как VAX, Prism и Alpha.


VAX (1977)


VAX, аббревиатура «Virtual Address eXtension», был разработан DEC в 70-х годах для своих мини-компьютеров VAX. Она впервые появилась в VAX-11/780 в 1977 году. VAX была 32-битной ISA, разработанной для операционной системы DEC VMS. CISC был способом абстрагирования программирования ассемблерного языка в более интуитивно понятный набор инструкций. VAX ISA именуется как рождение CISC некоторыми компьютерными историками. VAX ISA оспаривает идею о том, что компиляторы высокого уровня не могут обеспечить одинаковое качество программирования на языке ассемблера, выполненное одним человеком.


VAX-11/780

Успех VAX ISA, вероятно, наиболее очевиден в том, что производительность VAX-11/780 стала эталоном производительности процессора – был введен термин «VAX Unit of Performance» (VUP), и поэтому система 10 VUPS была в 10 раз быстрее, чем машина VAX. Некоторые функции VAX включают в себя виртуальную адресацию, набор ортогональных команд (любая команда может использоваться в любом режиме адресации), 16 регистров общего назначения, широкий выбор режимов адресации, инструкции, такие как ADD, COMPARE, IN, JUMP IF и т. д.


Prism (1988)


Prism был исследовательским проектом, который DEC начал в 1982 году. К этому времени ISA с уменьшенным количеством инструкций (RISC) стала новым конкурирующим стандартом, и поэтому работа над высокопроизводительной 32-битной RISC ISA стала новой целью компании. До Prism у DEC было четыре других проекта развития RISC ISA: SAFE, Titan, Cascade и HR32. Из четырех, только SAFE обеспечивал 64-битную ISA.


Первоначально проект Prism был для 64-битной системы, но в конечном итоге разработчики выбрали 32-битный вариант с расширениями для векторных команд и 64-битных регистров. Функция, называемая epicode (код расширенной команды процессора) также выдавала дополнительные специальные инструкции. Также були разработаны две производные Prism, в том числе MicroPrism для микропроцессоров на основе CMOS, и Crystal для систем на основе ECL.


В 1988 году Prism был отменен из-за внутренних разногласий по поводу направления работ DEC против все более конкурентных бизнес-противников. Разработанная ISA была оставлена для последующих вариантов, чтобы попытаться оставаться конкурентоспособными на рынке рабочих станций.


Alpha (1992)


Alpha ISA, также известная как DEC Alpha или Alpha APX, была впервые представлена в 1992 году и использовалась до 2007 года. Alpha – это 64-битная ISA на основе RISC, основанная на 32-битном проекте Prism ISA. Изменения, внесенные в Alpha, по сравнению с Prism, в значительной степени были сосредоточены вокруг способности поддерживать операционную систему VMS и того факта, что многие ISA на основе RISC теперь реализованы в 64-разрядной версии. Она также должна была быть обратно совместима с VAX ISA, используемой в предыдущих микропроцессорах DEC.


Alpha 21164

Alpha перестала поддерживаться после того, как в 1998 году DEC была продана Compaq. Compaq использовал чипы Intel, продал Alpha IP для Intel, где проект этой архитектуры был окончательно остановлен. Последние Alpha-системы продолжали продаваться компанией Hewlett-Packard, которая купила Compaq в 2007 году.




© digitrode.ru



   Благодарим Вас за интерес к информационному проекту digitrode.ru.
   Если Вы хотите, чтобы интересные и полезные материалы выходили чаще, и было меньше рекламы,
   Вы можее поддержать наш проект, пожертвовав любую сумму на его развитие.


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий