Микропроцесори PA-RISC
Тези кристали се използват успешно в сървъри и работни станции повече от 15 години.
През 1983 г. Hewlett-Packard Corporation (www.hp.com) решава да предприеме рисков проект за комбиниране на различните процесори и операционни системи, използвани в три компютърни линии (HP1000, HP3000 и HP9000). Неговият резултат е добре известен днес: това е семейството на процесорите PA-RISC (Precision Architecture Reduced Instruction Set Computing) и операционната система UP-UX, които се използват съвместно в високопроизводителни работни станции и Unix сървъри (класове N, V, L и А).
Корпорацията представи първия си компютър, базиран на PA-RISC, още през 1985 г. Схемата на новия кристал е изградена на базата на транзисторно-транзисторна логика (TTL) и синхронизирана с тактова честота 8 MHz. През последните години бяха приложени 16 различни технологични решения, използващи биполярни и допълващи MOS структури. Основният фокус на разработчиците винаги е бил върху тактовата честота, степента на интеграция и архитектурните подобрения. В момента честотата на синхронизация на кристалите PA-RISC е надхвърлила границата от 500 MHz и тази година ще достигне 800 MHz. В обещаващи модели се очаква честотата да се увеличи до 1 GHz и по-висока.
Микропроцесорът PA-RISC 7000 беше с кодово име "Mustang"
Както знаете, високото ниво на интеграция на микросхемите осигурява няколко предимства: повишена надеждност и производителност, намалена консумация на енергия. Първият продукт PA-RISC е реализиран на шест платки с помощта на средни интеграционни чипове. Тогава VLSI процесорът изискваше само осем съответни микросхеми. Но всички компоненти на модерния процесор PA-RISC, включително голямата кеш памет, са направени на една матрица. Това стана възможно благодарение на увеличаването на степента на интеграция: броят на транзисторите на един кристал се е увеличил през последното време с почти три порядъка.
Архитектурните промени обикновено се разглеждат на две нива - система и изпълнение. Първият обикновено се отнася до характеристиките на машината, забележими при програмиране на ниво сглобяване. Примерите за подобрения на системата включват добавяне на нови инструкции или регистри, достъпни за софтуер. Нивото на внедряване, като правило, е свързано с вътрешната организация на самия процесор и е невидимо за програмиста, въпреки че води до значително ускоряване на изпълнението на програмата.
Hewlett-Packard направи две съществени промени в архитектурата на процесора PA-RISC. Оригиналният дизайн на продукта се основава на спецификацията PA-RISC 1.0, но следващата версия на спецификацията, PA-RISC 1.1, е разработена преди около десет години. Най-съществените разлики са увеличението на размера на страницата от 2 KB на 4 KB, добавянето на 16 регистри с плаваща запетая и увеличаване на ефективността на вътрешните прекъсвания. Трябва да се отбележи, че всички промени са били обратно съвместими, т.е.програмите, написани за PA-RISC 1.0 машини, могат да работят успешно на системи, които отговарят на версия 1.1.
Характеристика на архитектурата PA-7100 беше кеш паметта извън чипа, която направи възможно внедряването на различни количества кеш памет и оптимизирането на дизайна в зависимост от приложението. Инструкциите и данните се съхраняват в отделни кешове, като процесорът е свързан към тях с помощта на високоскоростни 64-битови шини. Кеш паметта е изградена върху високоскоростни кристали от статична памет, които са синхронизирани директно на тактовата честота на процесора. Процесорът на хардуерно ниво поддържа различни количества кеш памет: кешът с инструкции може да бъде от 4 KB до 1 MB, кешът за данни може да бъде от 4 KB до 2 MB. Структурно на чипа PA-7100 бяха поставени устройства за извършване на цяло число операции, за обработка на числа с плаваща запетая, за управление на кеш паметта, както и унифициран буфер, контролно устройство и редица интерфейсни вериги.