Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - POWER - Архитектура

Внутреннее устройство POWER заимствовано из проекта 801, который считается первым истинным RISC-процессором. Последний нашел применение в вычислительных блоках, производимых IBM, но не имел широкой известности, пока в середине 1980-х не был выпущен компьютер IBM PC/RT.

Одновременно с выпуском PC/RT IBM запустила проект «Америка», поставив цель создать самый производительный центральный процессор на рынке. На тот момент важнейшими казались две проблемы:

• 801 полагался исключительно на однотактовые команды, что исключало вычисления с плавающей точкой;
• хотя декодер команд был многошаговым, одновременное выполнение команд не поддерживалось.

Проект «Америка» сосредоточился на вычислениях с плавающей точкой и через некоторое время пополнился новыми алгоритмами 64-битового умножения и деления с двойной точностью за один такт, разработанными в начале 1980-х. Математический сопроцессор был отдельной частью от декодера и блока целочисленной арифметики, что позволяло одновременно выполнять вычисления и с плавающей точкой, и целочисленные. Все это было дополнено развитым декодером, который мог параллельно запрашивать одну инструкцию, расшифровывать другую и посылать ещё две в исполнительные блоки. Получился первый в истории практический суперскалярный процессор.

Он содержал тридцать два 32-разрядных целочисленных регистра и ещё тридцать два 64-разрядных регистра с плавающей точкой, каждый в своём разделе. Кроме того, имелось несколько регистров для внутренних нужд внутри блока ветвления, в частности, счётчик адреса.

Тогда как 801 был простым устройством, чрезмерное количество дополнений превратили его в сложный процессор, гораздо сложнее большинства конкурирующих RISC-изделий. Например, набор команд POWER включает более 100 опкодов переменной длины, многие из которых являются модификациями друг друга. Для сравнения: архитектура ARM располагает только 34 инструкциями.

В конструкцию заложено и одно необычное свойство: виртуальное адресное пространство. Все адреса во время работы конвертируются в 52-битное представление, таким образом получается, что каждая программа обладает плоским 32-битным пространством адресов, но при этом каждая может занимать эти блоки произвольно.