PROFILBARU.COM

A POWER2, korábbi elnevezésén RIOS2, egy az IBM által tervezett 32 bites RISC processzor, amely a POWER utasításkészlet-architektúrát implementálja. A POWER2 a POWER1 utódja volt, 1993 szeptemberében mutatkozott be az IBM RS/6000-es rendszereiben. Bevezetése idején a POWER2 volt a leggyorsabb mikroprocesszor, felülmúlva az Alpha 21064-et. 1993-ban azonban megjelent az Alpha 21064A változat, ekkor a POWER2 elvesztette a vezetést és második lett. Az IBM állítása szerint egy 62,5 MHz-en futó POWER2 processzor teljesítménye 73,3 SPECint92 és 134,6 SPECfp92.

A nyílt forráskódú GCC fordítóban a POWER1 (RIOS) és POWER2 (RIOS2) utasításkészletek támogatását a 4.5 verzióban megszüntették.^[1]

Leírás

A POWER1-hez képest a processzorban számos fejlesztést hajtottak végre, ezek közé tartozik a továbbfejlesztett utasításkészlet-architektúra, amely új felhasználói és rendszerutasításokat kapott és újabb rendszerjellemzőkkel bővült (négyszavas betöltés/kiírás, nullaciklusos elágazások, hardveres négyzetgyökvonás stb.), a processzor órajelfrekvenciája megnövekedett (55 és 71,5 MHz között lehet), egy helyett két fixpontos egységet és ugyancsak két lebegőpontos egységet tartalmaz, és a gyorsítótárak méretét is megnövelték: a processzor 32 KiB-os utasítás-gyorsítótárat és 128 vagy 256 KiB adat-gyorsítótárat használhat. A POWER2 egy többcsipes kialakítás, amely hat vagy nyolc, részben egyedi integrált áramkörből áll, az adat-gyorsítótár méretétől függően (a 256 KiB konfigurációhoz nyolc csip szükséges). A kialakítás alkotóelemei megegyeznek a POWER1-ével: egy utasítás-gyorsítótár egység, egy fixpontos egység, egy lebegőpontos egység, egy tárvezérlő egység és két vagy négy adat-gyorsítótár egység alkot egy processzort, külön csipekben.

A nyolccsipes konfiguráció összesen 23 millió tranzisztort tartalmaz és az összesített lapkafelület 1215 mm². A csipeket az IBM 0,72 μm-es CMOS folyamatával gyártották,^[2] amelyet 0,45 µm-es effektív csatornahossz, egy réteg poliszilícium és négy rétegű fémezés jellemez.^[3] A csipek egy 64 mm × 64 mm méretű kerámia többcsipes modulba (multi-chip module, MCM) vannak szerelve.

POWER2+

A POWER2+ a POWER2 egy javított, tranzakciófeldolgozásra optimalizált verziója. 1994 májusában mutatták be. A tranzakciófeldolgozási munkafolyamatok hatékonyságának fokozása céljából 512 KiB, 1 MiB és 2 MiB méretű második szintű gyorsítótárakkal bővítették ki a processzort. Az L2 gyorsítótár tokon kívül helyezkedik el, ipari szabvány burst SRAM-okkal lett megvalósítva. A gyorsítótár a POWER2+ processzorhoz egy 64 bites (alsó kategóriás/belépő szintű rendszerekben) vagy 128 bites (felsőkategóriás rendszerekben) sínen keresztül kapcsolódik. A gyorsítótár közvetlen leképezésű, sorai (line) 128 bájt méretűek és átíró aktualizálást alkalmaz. A gyorsítótár címkéit (tags) a tárvezérlő egység csip tartalmazza. A POWER2+ egy keskenyebb 64 vagy 128 bites memóriasínt és egy kisebb 64 vagy 128 KiB méretű adat-gyorsítótárat tartalmaz. A kisebb gyorsítótár miatt az adat-gyorsítótár egység is kisebb csipeket igényel és az átdolgozott tárvezérlő egység csip szintén kisebb. A cél egy hatcsipes konfiguráció létrehozása volt, a költségek csökkentése érdekében, emiatt a csipek is forrasztógolyós (solder ball connect) (SBC) tokozásba kerültek MCM helyett.

P2SC

A P2SC – a POWER2 Super Chip rövidítése – 1996 októberében jelent meg, mint az a POWER2 utódja. Ez a nyolc-csipes POWER2 egy csipen kivitelezett megvalósítása. 15 millió tranzisztort integrál egy 335 mm² lapkán. Az IBM 0,29 µm-es öt fémezési rétegű CMOS-6S folyamatával gyártották. Az első verzió 120 vagy 135 MHz órajelen működhetett, így közel kétszer olyan gyors, mint a 71,5 MHz-en futó POWER2, miközben a memória és a bemeneti/kimeneti sínek fél órajel-sebességen futnak, ezáltal magasabb órajel-frekvenciát támogathatnak. Az IBM állítása szerint ennek a verziónak a teljesítménye 5,5 SPECint95_base és 14,5 SPECfp95_base volt. Egy gyorsabb, 160 MHz-es órajelű változat is készült, 0,25 µm-es CMOS-6S2 folyamattal, ezt a Microprocessor Forum-on jelentették be 1997 októberében.

A P2SC nem volt a POWER2 tökéletes másolata, az L1 adat-gyorsítótár és az adat-TLB (címfordító gyorsítótár) kapacitását megfelezték, így a gyorsítótár mérete 128 KiB lett, a TLB pedig 256 bejegyzést tartalmaz, és kihagyták belőle egy ritkán használt jellemző, a TLB-ben lévő bejegyzések lezárásának implementációját is, hogy az eredeti kialakítás elférjen egyetlen lapkán.

A P2SC-t a POWER3 követte, az IBM zászlóshajójaként az RS/6000 vonalban, 1998-ban. A P2SC egyik jelentős alkalmazása volt a 30 számítási csomópontot (processzort) tartalmazó IBM Deep Blue szuperszámítógép ill. sakkszámítógép, ami sakkban legyőzte a világbajnok Garri Kaszparovot 1997-ben. Ugyanakkor a számítógép sakkozási képességei inkább a külön erre a célra tervezett egyedi integrált áramköröknek voltak köszönhetők, mint a P2SCs processzoroknak.

Jegyzetek

↑ http://gcc.gnu.org/gcc-4.5/changes.html
↑ Gwennap 1996
↑ White 1994

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a POWER2 című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

További információk

doi:10.1147/rd.385.0537
Ball, Richard (15 October 1997). "Chipville USA". Electronics Weekly.
DeTar, Jim (22 August 1994). "IBM details Power2+; DEC bares new Alpha AXP". Electronic News.
Gwennap, Linley (4 October 1993). "IBM Regains Performance Lead with Power2". Microprocessor Report.
Gwennap, Linley (26 August 1996). "IBM Crams POWER2 onto Single Chip". Microprocessor Report.
doi:10.1147/rd.385.0525
Lineback, J. Robert (28 June 1993). "IBM readies RISC Progeny in Unix". Electronic News.
Shippy, David (9 August 1994). "The Power2+ Processor". Hot Chips 6.
doi:10.1147/rd.385.0503
Statt, Paul (January 1994). "Power2 Takes the Lead--For Now". Byte.
doi:10.1147/rd.385.0493