Mindennapi processzorunk rovat:
Intel A80960CF-33
Az Intel
i960 (vagy
80960) RISC alapú mikroprocesszor volt, ami a korai 1990-es években népszerűvé vált, mint beágyazott mikrokontroller. Ezen a területen a legjobb eladásokat produkáló CPU lett a versenytárs AMD 29000-el együtt. Sikerei ellenére az Intel abbahagyta az i960 marketingjét az 1990-es évek végén a DEC-kel kötött megállapodása mellékhatásaként, amivel az Intel megszerezte a StrongARM CPU gyártási jogait. Az i960 processzor azonban tovább él néhány katonai alkalmazási területen.
Eredete
A i960 tervezése az Intel iAPX 432-nek a korai 1980-as években bekövetkezett bukására adott válasz volt. Az iAPX 432-t arra szánták, hogy direkt módon, hardveresen támogasson olyan magas szintű nyelveket, amelyek támogatták a címkézett, védett módú, adattörmelékektől mentesített memóriát – mint az Ada és a LISP. De az utasításkészlet összetettsége, a többchipes megvalósítás és egyéb tervezési hibák miatt az iAPX 432 nagyon lassú lett a korabeli egyéb processzorokhoz képest.
1984-ben az Intel és a Siemens egy közös vállalkozást indított el, ami végül a BiiN nevet kapta. Célja egy felső kategóriás, hibatűrő, objektum-orientált, teljes egészében Ada-ban programozott számítógéprendszer volt. Az eredeti i432 csapattagok közül sokan csatlakoztak ehhez a projekthez, de a vezető tervező végül az a Glenford Myers lett, akit az IBM-től csábított el az Intel. A BiiN rendszerek piacát a tervek szerint a nagy megbízhatóságú rendszerek felhasználói képezték, mint a bankok, ipari rendszerek és nukleáris erőművek.
Az Intel legfontosabb hozzájárulása a BiiN rendszerhez egy új processzor terve volt, amit az i432 memóriavédelmi elképzelései is befolyásoltak. Az új design számos új tulajdonsággal bírt a teljesítmény növelése érdekében, és azoknak a problémáknak az elkerülésére, amelyek az i432 vereségéhez vezettek. Ez lett az i960. Az i960 első tape-out-jai 1985. októberében készültek el, és még abban a hónapban gyártásba is került, így az első működő példányok 1985. végén és 1986. elején kerültek le a gépsorról.
A BiiN kifejlesztésére tett erőfeszítések végső soron kudarcot vallottak a piaci erők hatására, és az i960MX számára nem volt felhasználási terület. Myers tett egy erőfeszítést a design megmentésére azzal, hogy az eredeti, teljes képességű architektúrából számos alegységet törölt. Megpróbálta meggyőzni az Intel vezetését arról, hogy az i960-at (amit akkor még „P7” néven ismertek) egyrészt általános célú processzorként hozzák forgalomba az Intel 80286 és az i386 helyett (az i386 tape-outja ugyanabban a hónapban készült el, mint az i960-é), másrészt a Unix-rendszerek növekvő RISC piaca számára, beleértve a Steve Jobs NeXT rendszerében történő felhasználást. Ez irányú törekvéseinek azonban nemcsak az i386 tábora volt versenytársa, hanem a tegnap bemutatott i860 processzor is, ami szintén ekkoriban készült el.
Myers sikertelen volt az Intel menedzsmentjének meggyőzésében, hogy az i960-at általános célú vagy Unix processzorként támogassák, de a chip kész piacot lelt a korai, nagy teljesítményű 32-bites beágyazott rendszerekben. A védett memóriát a BiiN tulajdonának tekintették, és az i960 dokumentációja sem említi, aminek következtében sokan csodálkoztak az i960MX nagy méretén és a sok „no connect” jelzésű kivezetésén.
Felépítés
Elkerülendő az i432 végzetét okozó teljesítménygondokat, a központi i960 utasításkészlet RISC alapokon nyugodott. A memória alrendszere 33-bites volt: egy 32-bites duplaszó és egy „tag” bit, ami a memóriavédelmet hivatott jelezni. Más szempontokból az i960 követte az eredeti Berkeley RISC design-t: említésre méltó a regiszter ablakok használata, amik az elő-szubrutin regiszterek számára fenntartott, megvalósítástól függő számú gyorsítótárak voltak, és a gyors szubrutinhívásokat tették lehetővé. A versenytárs Stanford University design, ami a MIPS-ben valósult meg, nem használta ezt a rendszert, ehelyett a fordítóprogramokra bízta az optimális rutinhívási és visszatérési kódok kialakítását. Az i386-tal ellentétben, de a legtöbb 32-bites kialakítással azonos módon az i960-nak lineáris, 32-bites címtere volt, memóriaszegmentálás nélkül. Az i960 felépítése előrevetítette a szuperskalár architektúrát is, mert voltak utasításai, amelyeket egy időben több, mint egy egység hajtott végre a processzoron belül.
i960 variánsok
A "fullos"
i960MX soha nem került forgalomba polgári alkalmazásokban, de a vele mindenben megegyező
i960MC-t használták csúcskategóriás beágyazott alkalmazásokban. Az i960MC az eredeti BiiN rendszer összes tulajdonságát bírta, ám ezeket egyszerűen elhallgatták a dokumentációiban. Volt is csodálkozás a nagy méret és a sok, jelzetlen láb miatt... A RISC mag FPU és memóriakezelő egység nélküli változata lett az
i960KA, és a RISC mag FPU-val, de MMU nélkül az
i960KB. Ezek a változatok azonban belül mind azonosak voltak, csak a jelölésük különbözött. Emiatt ezek a CPU-k a szükségesnél nagyobbak voltak, következőleg a gyártásuk is drágább lett.
Az i960KA sikeres lett az olcsó, 32-bites processzorral szerelt lézernyomtatók piacán, valamint korai grafikus terminálokban és más beágyazott alkalmazásokban. A későbbi generációkból a komplex memória alrendszert eltávolították.
Az
i960CA az i960 architektúra első tisztán RISC megvalósítása volt. Teljesen újratervezett, szuperskalár RISC magot kapott, és szokatlan módon címezhető, chipre integrált gyorsítótárat. Nem volt FPU-ja és MMU-ja, mivel nagy sebességű beágyazott processzornak szánták. Az i960CA-t széles körben az első, szuperskalár RISC megvalósításnak tekintik. A C-sorozatban mindössze egyetlen ALU volt, de képes volt egyszerre szétosztani és végrehajtani egy aritmetikai, egy memória- és egy ugróutasítást, valamint bizonyos körülmények esetén órajelenként két utasítást elvégezni. Az első példányok 33 MHz sebességgel működtek. Az Intel ezeket úgy reklámozta, hogy képesek 66 MIPS-re. Az i960CA mikroarchitektúrát 1987–1988 folyamán tervezték meg, és formálisan 1989. szeptember 12-én jelentették be. Később az
i960CF kapott lebegőpontos egységet, de továbbra sem volt beépített MMU-ja.
Örökség
Az Intel megpróbálta megtámogatni az i960-at az I/O eszközök és kontrollerek piacán az I2O szabvánnyal, de ennek kevés sikere volt, és a további tervezési munkák ezzel véget is értek. A 90-es évek közepére a chip ár/teljesítmény aránya a versenytársak mögé került, és az Intel sohasem készített belőle alacsony fogyasztású változatot akkumulátorról üzemelő rendszerek számára.
1990-ben az i960 tervezőcsapatát átirányították, és „második” csapatként párhuzamosan dolgoztak a későbbi i386 megvalósításokon – különösen a P6 processzoron, ami a későbbi Pentium Pro lett. Az i960 projektet egy másik, kisebb csapat vitte tovább.
Jelen állapot
Mivel az i960 kitűnő teljesítményt nyújt a XOR értékek számítása terén, gyakran használják felső kategóriás, RAID képességekkel felruházott SCSI vezérlőkön. De i960RS chip vezérli az Adaptec AAR-2400A kontrollerkártyáját is, ami négy PATA meghajtóból megbízható, hibatűrő RAID-5 tömböt képes képezni kisebb PC-szerverek és munkaállomások számára.
Az Intel 960 architektúrát használják „slot” gépekben is, és ez valószínűleg folytatódni is fog mindaddig, amíg a chip megvásárolható. Jelenleg az IGT Stepper S2000 családjában és az i960 videocsaládban található meg.
Az indiai fejlesztésű „HAL Tejas” könnyű harci repülőgép MMR-je (Multi-Mode Radar) állítólag i960-at használ. A „HAL Tejas” teljes körű bevezetése az Indiai Légierő számára 2010. környékén várható.
Az Intel 960 processzorát a Kelvin Hughes radarok ARPA (Automatic Radar Plotting Aid) csatolókártyáin is használják.
A bemutatott típus magjának fényképe:
... a trip back in time is all I need ...
Már ami az IDT procikat illeti.
Súgó
A téma zárva.
