Chip 1996 April

home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search

/ Chip 1996 April / CHIP 1996 aprilis (CD06).zip / CHIP_CD06.ISO / hypertxt.arj / 92 / RISC9207.CD < prev next >

Wrap

Text File | 1995-09-14 | 13KB | 234 lines

@VCsendes forradalom@N @VÖt RISC felépítés összehasonlítása@N A RISC processzorok egyre inkább reflektorfénybe kerülnek. A modern RISC processzoroknál eddig ötféle áramkör kristályosodott ki: a Sparc processzor -- amely a Sun mindegyik új munkaállomásában jól bevált --, a Motorola 88000, az AMD 29000-es processzora, az Intel 80860, és az Acorn RISC számítógépében lévô VL 86C010. A következôkben ezeket a mikrochipeket hasonlítjuk össze, bemutatjuk teljesítményüket és jellemzô alkalmazási területeiket. @VSparc@N A RISC processzorok közül ma leginkább a Sparc processzort alkalmazzák. Nagy teljesítménye és fejlett felépítése miatt szinte minden igényt kielégít. A Unixhoz hasonló többfeladatos/többfelhasználós operációs rendszert igen kedvezô költségekkel lehet telepíteni akár egy DIN A4 méretû számítógép-alaplapon is -- ugyanis ilyen kicsi egy Sparc munkaállomás alaplapja. Ha eltekintünk az operációs rendszertôl és a számítógép sebességétôl, egy Sparc számítógép és egy 386-os vagy 486-os PC között sok hasonlóság van. Ugyanis mindkét rendszer minden irányban nyitott, és aki ma IBM-kompatibilitásról beszél, holnap talán már a Sparc szabványra is gondolhat. A munkaállomások piacát sok piackutató szakember a 80-as évek személyi számítógép iparához hasonlítja. Az IBM-kompatibilis számítógépek számának gyors emelkedése annak idején a többi, mûszakilag egyenértékû alternatívát látványosan kiszorította a piacról. Lehet, hogy a Sparc szabványra épülô RISC rendszerek a közeljövôben hasonlóképpen uralják majd a munkaállomások piacát. Tavaly több mint 300 ezer felhasználó szerzett be Sparc munkaállomást, mivel ára a 486-os számítógépeké alá esett. A Sparc koncepció legjobb úton van afelé, hogy megingassa az IBM-kompatibilis számítógépek uralmát. A Sparc chipkészletet a Cypress nevû amerikai gyártó CMOS technológiával gyártja, és 25, 33, valamint 40 MHz órajelû változatokban kínálja. Mások ugyanezt a chipkészletet már ECL és gallium-arzenid technológiával akarják piacra dobni. Bár egy gyors Sparc rendszer jó 150 MHz frekvenciájú órajellel mûködik, de a sebesség növekedésével gyorsan nô az ár is. A Sparc processzor nem hagyományos módon készül. Nemcsak egyetlen chipbôl áll, hanem a teljesítménytôl függôen több beépített áramkört tartalmaz. A CY7C601 egész-aritmetikai egység és a CY7C602 lebegôpontos egység képezi például a tényleges központi egységet, tehát a 32 bites Sparc processzort. Az egész-aritmetikai egység igen alkalmas a többfeladatos/többfelhasználós feladatokhoz. Sok nagyteljesítményû gépi parancsot ismer, így nagyobb idôráfordítás nélkül egyszerre több program is futhat egyetlen munkaállomáson. Másrészt több megoldást is alkalmaztak annak érdekében, hogy az egyes Sparc processzorok a többprocesszoros munka során kicserélhessék egymás között az adatokat. A memóriakezelô egység és a cache-vezérlô vagy egy CY7C604, vagy egy CY7C605-ös áramkörön található. Itt van minden olyan regiszter, amely a virtuális memóriacímek fizikai memóriacímekké alakításához és egy maximum 64 Kbyte-os cache memória vezérléséhez kell. A cache memória használatához két CY7C157 chipre van szükség. Egy nagyteljesítményû Sparc processzor tehát összesen öt áramkörbôl áll. A Sparc chipkészlet 40 MHz-es órajel esetén több mint 320 Mbyte/s sebességgel képes továbbítani az adatokat az adatbuszon keresztül. Ilyenkor a virtuális memória maximálisan 4 Gbyte lehet, amit a memóriakezelô 64 Gbyte-os fizikai címtartománnyá számol át. @VMotorola 88000 család@N Többmunkahelyes számítógépekhez és hálózatokhoz készítette el a Motorola a 88000-es RISC processzorait. A család legfiatalabb tagja a Motorola 88204, ami a ma kapható leggyorsabb integrált processzor. Kevésbé ismert a Sparc munkaállomáshoz képest a Motorola multi PC-je (MPC), amit kifejezetten a 88000-es processzorokhoz készítettek, és szintén Unix operációs rendszerrel mûködik. Az MPC számítógépek is a kényelmes X-Windows grafikus kezelési felülettel futnak. Ezzel lehetôség van több képernyôablak egyidejû megjelenítésére, melyekben különféle feladatok (task) futnak. Hardver szempontból minden tekintetben lehetôség van arra, hogy több 88000-es RISC munkaállomással ellátott teljes hálózatot lehessen kiépíteni, és így számításigényes feladatokat több gépre -- melyek úgynevezett háttér-számítógépekként mûködnek -- lehessen elosztani. A Motorola MPC számítógépei általában nagyfelbontású hálózati megjelenítô állomással vannak felszerelve. Ez Ethernettel mûködik, a munkaállomásokkal ellentétben merevlemez nélkül, és a munkaállomásokon futó alkalmazások eredményeit egyszerre lehet megjeleníteni rajta. A Sparc számítógépekhez hasonlóan az MPC számítógépekkel is lehet hálózati szerveren lévô, MS DOS-ban készült adatfile-okat használni. Ha a Motorola 88204-es processzorát összehasonlítjuk más RISC processzorokkal, szokatlanul sok egységet találunk egyetlen szilícium lapkán: a RISC központi egység mellett 64 Kbyte cache memóriát és memóriakezelôt. A 88204 cache-e négyutas asszociatív memória, igen nagy teljesítményû, és 2,8 millió tranzisztorból áll. A Motorola adatai szerint egy 88100 és két 88204-es chip mintegy 30 hagyományos chipet helyettesít. A Motorola 88000-es családjának nagyfokú integráltsága következtében a RISC chipek felhasználási területe jócskán kibôvülhet. Különösen a távközlés és az orvosi alkalmazások (nem véletlen, hogy mindkettôben erôs a Motorola) lehetnek azok a területek -- a munkaállomások és a hálózati alkalmazások mellett --, ahol a 88000-es processzorcsaládot sikeresen lehet alkalmazni. A klasszikus, 32 bites 88000-es rendszer egy 88100-as RISC processzorból áll, amelyhez egy 88200-as memóriavezérlô csatlakozik. Ez 16 Kbyte cache-t és virtuális memóriakezelôt tartalmaz. A 80204-es processzor esetében mindkét áramkör egyetlen chipen van, s -- többek között -- 64 Kbyte-ra bôvítették rajta a cache memóriát. A memóriakezelô címértelmezô cache-sel (Address Translation Cache, ATC) mûködik együtt. Ezzel elérték, hogy a virtuális cím fizikai címbe való fordításához nem kell külön óraütem. A 88100-as processzor egész-aritmetikai egységében 32 általános célú regiszter van, amelyek az összes mûveletben használhatók. Be van építve még még egy lebegôpontos egység is, amely mûveleteihez csak egyetlen buszciklust igényel. A 88000-es RISC család négy belsô buszrendszerrel mûködik: egy-egy 30 bites adatcím- és parancscím-busszal, és egy-egy 32 bites adat- illetve parancsbusszal. Ha valaki egy Motorola 680x0 családbeli processzort assemblyben tud programozni, gyorsan megismerheti az MC88100 processzort is. A gépi parancsok könnyen megjegyezhetôk, a regiszterek elrendezése egy RISC processzorhoz illôen jól áttekinthetô. Bár egy 88100-as központi egységû RISC rendszer nem éri el azt az adatátviteli sebességet, amire egy azonos órajelû Sparc rendszer képes, ez nem jelenti azt, hogy a Motorola processzor nem tud lépést tartani azzal. òriási számítási sebességet a 88000-es család processzorai nagyobb rendszerekben csak akkor tudnak elérni, ha kettôt vagy hármat egyszerre használunk belôlük -- ezt a megoldást kifinomult kapcsolattartó mechanizmusok támogatják. A Motorola a gyors 40 MHz-es Sparc processzorokra az új 88204-es RISC processzorokkal válaszolt. Amihez a Sparc felépítésben öt chip kell, a 88204 esetén egyetlen lapkán is elfér. @VAm29000 család@N Az AMD nevû amerikai félvezetôgyártó is egyre nagyobb szeletet hódít meg a RISC piacból. Amikor az Am29000-es processzor családot a 80-as évek végén bevezették, a felhasználók azt gondolták, hogy ezeket az áramköröket hamarosan majd a nagyteljesítményû munkaállomásokban fogják viszontlátni. E területen azonban más RISC processzorok kerültek fölénybe. îgy nem csoda, hogy a 29000-es család tagjai hirtelen megjelentek a professzionális lézernyomtatókban. A Hewlett--Packard LaserJet IIISi jelenleg a leggyorsabb nyomtató ebben a kategóriában. Percenként 16 oldal nyomtatására képes 300 dpi felbontás mellett. Míg a korábbi nyomtatók esetében a mechanika gyorsabb volt a vezérlésnél, az Am29000 lépést tud tartani a LaserJet IIISi nyomtatómûjével. Nagy számítási sebessége révén a RISC chip minden betûtípust könnyedén skáláz, és így nincs gond akkor sem, ha szöveges és grafikus információk keverednek a kinyomtatandó oldalon. A 29000-es család tagjai 32 bites külsô osztott parancs- és adatmemóriával mûködnek. Ha számításigényes lebegôpontos mûveletek elvégzésére van szükség, a RISC processzort Am29027-es lebegôpontos egységgel lehet kiegészíteni. A busz szélességének köszönhetôen az AMD processzora 30 MHz-es órajel esetén 240 Mbyte/s sebességet ér el a rendszerbuszon keresztül. 192 általános célú regiszterével az AMD processzor a programozók minden kívánságát könnyedén kielégíti. @VIntel 80860@N Az i860 processzorral az Intel is meg akar szerezni egy darabot a RISC-tortából. Míg a konkurencia a 32 bites technológia mellett tör lándzsát, a piacvezetô cég 64 bites processzorral szállt be a küzdelembe. Az i860 egyedül 64 bites adatbusza miatt is már szuperprocesszornak nevezhetô. És ezzel még nincs vége: belsô adatcache-busza 128 bit széles, így az i860 processzorok sebessége egyértelmûen felülmúlja a konkurensekét. Az i860 úgynevezett magegysége (core unit) hajtja végre a memóriaelérési- és a bináris aritmetikai parancsokat, egyben kiszolgálja a lebegôpontos egységet is. Az egész-aritmetikai mûveletekhez az i860 processzor 32, egyenként 32 bites regisztert tartalmaz, melyeket a különféle parancsok nyolc 128 bites regiszterként is meg tudnak szólítani. Az i860 több mint 320 Mbyte/s sebességet ér el a parancscache-en keresztül, és 640 Mbyte/s sebességgel az ettôl független adatcache-en át. A munkaállomások esetében a grafikus képernyôknek fontos szerepe van. A processzort a háromdimenziós grafika elôállítása alól külön grafikai egység tehermentesíti. Ez pillanatok alatt képes árnyalni vagy színátmenettel ellátni bonyolult CAD grafikákat. (Az Intel 80860-ot részletesen bemutattuk '91/6. számunk 12. oldalán.) @VVL 86C010@N A VLSI a kisebb számítógépekhez a VL 86C010-es RISC processzort fejlesztette ki és gyártja. A brit számítógépgyártó Acorn fejlesztett köré architektúrát, és beépítette közismert Archimedes nevû RISC számítógépébe. Az Acorn chipkészlet 4 áramkörbôl áll, melyek gyártási költségét a lehetô legalacsonyabbann tartották. A memóriakezelés a VL 86C110 áramkör feladata, a videojeleket a VL 86C310 chip készíti elô, míg a ki/bevitelt a VL 86C410 vezérli. A VL 86C010 a regiszterek tekintetében is nagyon takarékos. Konkurensei több mint 100 általános célú regiszterével szemben összesen 15 regisztere van. Hogy mégis milyen gyors, azt az Acorn Archimedesen futó számos számítógépes animáció is bizonyítja. @KCHIP@N A processzorok RISC és CISC építésmódjába bevezetô keretes cikkrészletünk a 42. oldalon olvasható. A RISC--CISC témát következô számunkban teljesítmény-összehasonlítással zárjuk. A témához valamiképpen kapcsolódó eddigi cikkeink: CHIP '90/2./52. oldal, '90/4./60., '90/6./70., '90/7./81., '90/11./64. és 86., '91/1./86., '91/6./12., és '91/10./68. oldal.