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




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

Комментарии:

Оставить комментарий