R8000

R8000 — 64-разрядный микропроцессорный комплект с архитектурой MIPS разработанный компанией MIPS Technologies, Inc. (MTI), Toshiba, и Weitek^[1]. Первый серийный процессор, реализующий систему команд MIPS IV^[2]. Во время разработки также назывался TFP (Tremendous Floating-Point).

Разработан в 1994 году.

СоставПравить

R8000 производства Toshiba, микрофотография кристалла

Комплект состоит из микропроцессора R8000 и сопроцессора для вычислений с плавающей запятой R8010. Совместно с ними используются 2 заказных микросхемы ОЗУ тегов и набор микросхем синхронной статической памяти объёмом от 1 до 16 Мбайт для реализации кэша^[1]. R8000 является суперскалярным процессором, с возможностью исполнения до 4 инструкций (2 АЛУ и 2 операции с памятью) за такт без переупорядочивания (in-order)^[2]. Имеет 5 стадийный конвейер.

ИсторияПравить

Разработка процессора началась в начале 90-х в SGI. Целью разработки было достижение производительности суперкомпьютеров 1990 годов микропроцессором, а не схемой из множества микросхем, таких как БМК, использовавшихся в суперкомпьютерах того времени.

Первые подробности о R8000 появились в апреле 1992 года. Выпуск процессора ожидался в 1993 году, но был задержан до середины 1994 года. Первые R8000 с частотой 75 МГц стоили 2,5 тыс. USD. В середине 1995 года SGI стала использовать 90 МГц комплекты. Высокая стоимость R8000 и узкая применимость (технические и научные расчеты) уменьшили долю рынка, и, хотя в своей нише он был популярен, позже был заменен более дешёвым и производительным процессором R10000, выпущенном в январе 1996 года.

R8000 использовался в компьютерах SGI: Power Indigo2, Power Challenge, Power ChallengeArray, Power Onyx. В ноябре 1994 года 10% самых производительных суперкомпьютеров из списка TOP500 использовали R8000. Самыми производительными системами на базе R8000 были 4 системы Power Challenge на позициях с 154 по 157. В каждом использовалось 18 процессоров R8000.^[3] Максимальная теоретическая производительность этих суперкомпьютеров составляла 5,4 гигафлопс, каждого процессора — 0,3 гигафлопс^[4]

ТехнологияПравить

В R8000 использовано более 2,6 млн транзисторов, размеры кристалла 17,34 мм на 17,30 мм (299.98 мм²). Математический сопроцессор R8010 состоит из 830 тыс. транзисторов (суммарно с процессором — 3,43 млн). Оба чипа производились Toshiba по процессу VHMOSIII (0,7 мкм, 3 слоя металла, КМОП). Оба чипа устанавливались в 591-выводный керамический корпус (CPGA), питались от 3,3 вольт. Тепловыделение R8000 составляло 13 Вт на частоте 75 МГц.

ПримечанияПравить

↑ ¹ ² Hsu, Peter Yan-Tek (2 June 1994). Design of the R8000 Microprocessor (недоступная ссылка)
↑ ¹ ² "Techniques to Improve Performance Beyond Pipelining: Superpipelinig, Superscalar, and VLIW. 2005 DOI 10.1016/S0065-2458(04)63001-4 // Advances in Computers: Parallel, Distributed, and Pervasive Computing ISSN 0064-2458. Глава 4.3.2 MIPS R10000 [1]
↑ Dongarra, Jack J.; Meuer, Hans W. and Strohmaier, Erich (9 November 1994). TOP500 Supercomputer Sites. DOI 10.1.1.28.5569
↑ POWER CHALLENGE | TOP500 Supercomputing Sites (неопр.). Дата обращения: 5 октября 2010. Архивировано из оригинала 13 июля 2007 года.

[hsu-1] ¹ ² Hsu, Peter Yan-Tek (2 June 1994). Design of the R8000 Microprocessor (недоступная ссылка)

[aicpdapc-2] ¹ ² "Techniques to Improve Performance Beyond Pipelining: Superpipelinig, Superscalar, and VLIW. 2005 DOI 10.1016/S0065-2458(04)63001-4 // Advances in Computers: Parallel, Distributed, and Pervasive Computing ISSN 0064-2458. Глава 4.3.2 MIPS R10000 [1]

[3] Dongarra, Jack J.; Meuer, Hans W. and Strohmaier, Erich (9 November 1994). TOP500 Supercomputer Sites. DOI 10.1.1.28.5569

[4] POWER CHALLENGE | TOP500 Supercomputing Sites (неопр.). Дата обращения: 5 октября 2010. Архивировано из оригинала 13 июля 2007 года.

[1]

[2]

[3]

[4]