Alpha: история в фактах и комментариях

[UFO]

Alpha: история в фактах и комментариях

Автор: Павел Болотов
14.04.2005 00:O5:00

Dig my grave both long and narrow
Make my coffin neat and strong
(из старой американской песни)

Вступление
Часть 1. PDP и VAX
Часть 2. Проект PRISM
Часть 3. Проект Alpha
Часть 4. EV4, LCA4, EV45, LCA45
Часть 5. EV5, EV56, PCA56, PCA57
Часть 6. Крах DEC
Часть 7. EV6, EV67, EV68C, EV68A
Часть 8. Эпоха Compaq
Часть 9. EV7, EV79, EV7z, EV8
Эпилог
Литература
[center]


Вступление
[/center]
Данный труд открывает цикл статей, посвящённых процессорам и архитектуре Alpha, а также многому с ними связанному. Цикл, потому что изложение всего имеющегося материала в виде одного обзора показалось автору довольно проблематичным и неуместным. К тому же, открываемая тема является действительно многогранной и во многих аспектах фундаментальной, не имеющей прецедентов в плане полноты и масштабности изложения, поэтому вполне заслуживает пристального и подробного рассмотрения. Возможно, эта и последующие статьи смотрелись бы более уместно лет 5 назад, когда Alpha-процессоры ставили очередные рекорды производительности и масштабируемости, a их будущее ожидалось совсем не таким, каким оно выглядит с точки зрения дня сегодняшнего. Однако, именно в наше время можно уверенно подвести финальную черту под этой сагой, посвященной одной из самых интересных и перспективных компьютерных архитектур.

Эта статья является, в значительной мере, историческим очерком с элементами анализа, поэтому её следует рассматривать именно в этом аспекте. В целом, она не претендует на универсальность, хотя и содержит значительное количество справочной информации. С другой стороны, рассматривать её как некролог или надгробную молитву также явно не стоит...

Источник: Компания «Ф-Центр» © 1998—2006

[bhrigu]

Старая статья, но хорошая. Перечитывал 2 раза

Наиболее свежая версия статьи - на авторском сайте

[alecv]

Автору конечно респект. Но он совершенно не упоминает причин разработки процессора Alpha. А причины изложены в книге "See MIPS Run" Доминика Свитмана. Дело в том, что DEC к тому времени активно использовала процессор MIPS. Рабочие станции DECStation продавались более чем успешно, в том числе и в многопроцессорном исполнении. Ultrix был прекрасной системой. Но... Инжненеры компания DEC вовсю изнывали от корпоративной чесотки NIH-синдрома (Not Invented Here) (Изобретено Не У Нас). Получилась Alpha, которая чуть более чем наполовину является клоном архитектуры MIPS. Да, процессор получился хороший, быстрый. Но темп был потерян, процессор подорвал силы DEC и в результате компания продалась Compaq и Samsung, которые успешно убили Alpha. Архитектура прожила яркую, но не долгую жизнь, в отличии от того же MIPS, который продается миллионами в принтерах и роутерах типа Linksys. Но зато инженеры DEC доказали, что они не пальцем деланые. XXI век на дворе, но только без "Архитектуры XXI века - Alpha"

[a01]

Мда, жалко архитектуру.
Крем левого уха слышал, что у них вроде даже были ЦП с встроенным видео

[Alexey]

Статья интересная.

Крем левого уха слышал, что у них вроде даже были ЦП с встроенным видео

На платформе PC тоже такое было: http://ru.wikipedia.org/wiki/MediaGX

[WSF]

alecv

>Дело в том, что DEC к тому времени активно использовала процессор MIPS. Рабочие станции DECStation продавались более чем успешно, в том числе и в многопроцессорном исполнении.

Продавались, но в гораздо менее значительном ассортименте и количестве, чем машины собственной архитектуры VAX. К слову, DEC свернула производство машин на MIPS после запуска в жизнь Alpha, а VAX по решению Ольсена ещё долго производили и продавали. Один из важных просчётов, надо было все ресурсы ставить на Alpha. Кстати, первые машины DEC на MIPS появились только в 1989, после закрытия собственного проекта PRISM, а на VAX -- в 1977.

>Получилась Alpha, которая чуть более чем наполовину является клоном архитектуры MIPS.

У Alpha и MIPS есть общие черты, так как это классические RISC-архитектуры, но всё-таки Alpha произошла не от MIPS, а от PRISM.

>Но он совершенно не упоминает причин разработки процессора Alpha. А причины изложены в книге "See MIPS Run" Доминика Свитмана.

Проект PRISM был 32-битным. Руководство DEC вполне рационально пришло к выводу, что это вчерашний день, конкуренты уже в процессе разработки 64-битных расширений, надо стартовать сразу с 64 бит. Пока с 1989 по 1992 разрабатывали архитектуру, софт и железо, 32-битные машинки на MIPS готовили плацдарм для дальнейшей экспансии. К тому же, компания MIPS была ненадёжным партнёром в долговременной перспективе, имеющим серьёзные финансовые проблемы, поэтому было бы неразумно делать большую ставку нв это сотрудничество. Можно было лицензировать их разработки продолжить по собственной инициативе, но в DEC предпочли всё сделать собственными силами.

Кстати, DEC не ошиблась относительно MIPS. Их первый 64-битный R4000 был анонсирован в феврале 1991, поставки начались в марте 1992, но камень был не без серьёзных глюков. В том же месяце MIPS была куплена Silicon Graphics (SGI). В мае 1993 вышла исправленная модификация в виде R4400, но Alpha 21064 к тому времени уже полгода был на рынке.

>Архитектура прожила яркую, но не долгую жизнь, в отличии от того же MIPS, который продается миллионами в принтерах и роутерах типа Linksys.

Фактически, 64-битный MIPS умер ещё раньше Alpha. Последней фундаментальной разработкой был R10000, анонсированный в октябре 1994, но выпущенный только в марте 1996. R12000, R14000 и R16000 были лишь переделками под новые техпроцессы. Другой важный MIPS вендор, Quantum Effects Design, не выдержал конкуренции и был куплен PMC-Sierra в 2000. С 1998 компания MIPS снова в свободном плавании, но 64-битных разработок больше не ведёт. В 2005 выпустила R24000, но это 32-битный камень с функциями DSP для встраиваемых решений.

>Но темп был потерян, процессор подорвал силы DEC и в результате компания продалась Compaq и Samsung, которые успешно убили Alpha.

Alpha потеряла рынок из-за нерешительности руководства DEC и многих маркетинговых просчётов. Compaq и Samsung просто собирали с архитектуры деньги, пока это было возможно, последний гвоздь был забит HP и Intel, которые возлагали необоснованно высокие надежды на Итаник. Впрочем, он уже на пути в страну Вечной Охоты... Быть может, Alpha ещё вернётся.

a01

>Крем левого уха слышал, что у них вроде даже были ЦП с встроенным видео

Не были. Правда, 21066 был первым процессором и интегрированным контроллером памяти и шины PCI (1993).

[scsi]

Но... Инжненеры компания DEC вовсю изнывали от корпоративной чесотки NIH-синдрома

Инжинеры? Или их руководители?

Архитектура прожила яркую, но не долгую жизнь, в отличии от того же MIPS, который продается миллионами в принтерах и роутерах типа Linksys.

То, что сейчас в телефонах и роутерах это уже слегка не тот МИПС, в смысле да, это МИПС-32 (а где сейчас 64 битный? В принтерах?), но это уже просто независимые реализации МИПС, на основе купленной за 300(?) долларов спецификации.

Мда, жалко архитектуру.

Это рынок и ничего более. Если бы в ней была необходимость она бы себе прекрасно жила и развивалась.

В мае 1993 вышла исправленная модификация в виде R4400, но Alpha 21064 к тому времени уже полгода был на рынке.

Это тот "тормоз перестройки", который при непомерной цене и частоте 166МГц на целочисленных операциях едва ли обходил Пентиум 100? Или тем тормозом был 21066? Ну разве что в 1993м 100 мегагерцовых Пентиумов еще не было.

Интел к кончине Альфы особо то и непричастен, ну разве что только тем, что производил дешевые и конкурентноспособные процессоры. ХП же тоже не могло тянуть 3 архитектуры, у них еще ведь и ПА-РИСК был, который, ИМХО, уйдет с рынка куда раньше Итаниума. И почему в последний момент отказались от выпуска 2000-й винды для Альфы?

Быть может, Alpha ещё вернётся.

А кому и на кой она сдалась? В очередной раз винду на нее портировать? Или специально запустить производство, чтобы несколько тысяч гиков могли бы себе прикупить "правильный" процессор и запускать на нем Линукс/БСД? Вон скоро будет вам счастье в виде итаниумо-крузоподобного 300 мегагерцевого Э3М, думаю на той поделке можно будет оторваться по полной программе.

[WSF]

scsi

64-битного MIPS уже вообще нет. SGI распродала остатки своего былого хозяйства и принялась за Итаники и х86. В принтерах нынче популярны ARM-подобные процессоры, например, от индийской Тенсилики.

По SPEC92 200МГц 21064 на целочисленке был на уровне 100МГц Pentium, но на вещественке был более чем в полтора раза быстрее. Подобное соотношение наблюдалось и в дальнейшем. Впрочем, в то время актуальным был только 66МГц Pentium.

>но это уже просто независимые реализации МИПС, на основе купленной за 300(?) долларов спецификации.

Не путайте со Спарками, это их базовый пакет документации (на архитектуру) стоит 100 баксов и никаких лицензионных отчислений. MIPS берёт деньги и за документиацию, и за лицензию. С этого, в основном, сейчас и живёт.

>ХП же тоже не могло тянуть 3 архитектуры, у них еще ведь и ПА-РИСК был, который, ИМХО, уйдет с рынка куда раньше Итаниума.

По факту, Ириски убили вскоре после Альф. HP был нужен только Итаник, ведь столько денег в него вложили на пару с Intel.

[alecv]

WSF Извини, ты неправ насчет MIPS. Это фирма торгующая IP (интеллектуальной собственностью), то есть раньше - кальками с топологией, а сейчас - VHDL файлами с описанием процессора и плюс лицензиями на использование архитектуры. У нее никогда не было собственных заводов, и она никогда не выпускала собственные процессоры, т.е. под маркой MIPS. Физически камешки штамповали TI, Toshiba, NEC и еще десятки фирм. (У меня есть чип PACEMIPS R4000 загадочной американской фирмы Performance Semiconductor которая до сих пор выпускает 74LS00 на сапфире, понятно для кого). Даже во всех SGI обычно стоит Toshiba.

Что касается продукции MIPS сегодня - процессоры отдельно уже давно никому не нужны. Компания MIPS торгует запчастями для производства SoC (систем на кристалле). С точки зрения модельного ряда - это дочки архитектары MIPS V - то есть архитектуры MIPS64 и MIPS32. А уже воплощения архитектуры - это ядра, cores (те самые VHDL).

R16000 - это был последний процессор в виде чипа, то есть просто ядро в корпусе с выводами. Классическая архитектура MIPS V.

http://www.mips.com/products/processors ... bit-cores/

Для MIPS32 - это ядра 4K, 4KE, 24K, 74K, 34K

Для MIPS64 - это ядра 5K, 5KE, 20K

Еще раз, ядра не используются самостоятельно, это компонент для сборки SoC.

Конечно, самое популярное ядро - 4Kc MIPS32, оно выпускается просто в жутких количествах. Что касается 64-бит архитектуры, то вобщем-то ядра 5К встречаются тоже довольно часто, во всяких SoC, для роутеров, сетевых накопителей, цветных принтеров и т.д. Не говоря уж о Play Station 2.

Некоторые производители выпускают немного модифицированные ядра, например Toshiba TX49 и TX79. Это практически MIPS V, но они не совпадают с 4K и 5K.

[WSF]

alecv

>У нее никогда не было собственных заводов, и она никогда не выпускала собственные процессоры, т.е. под маркой MIPS. Физически камешки штамповали TI, Toshiba, NEC и еще десятки фирм.

Понятное дело, что далеко не все процессоры архитектуры MIPS проектировались одноимённой компанией. Своих заводов у неё никогда не было, впрочем, как и у Sun. Но это им совершенно не мешало размещать заказы на производство у той же TI и других компаний. Разве это имеет большре значение? У Сирикса и НексДжена тоже не было собственных производств, как не было их у АТИ и НВидиа.

>Даже во всех SGI обычно стоит Toshiba.

Она лишь производитель. Хотя NEC и Toshiba лицензировали MIPS64 с момента выхода, но самостоятельных разработок не вели. Например, R5432 для NEC проектировала SandCraft, в основе которой была ушедшая из MIPS команда разработчиков R4300.

>Конечно, самое популярное ядро - 4Kc MIPS32, оно выпускается просто в жутких количествах. Что касается 64-бит архитектуры, то вобщем-то ядра 5К встречаются тоже довольно часто, во всяких SoC, для роутеров, сетевых накопителей, цветных принтеров и т.д.

R5K был разработан как эффективная и недорогая числодробилка, причём не MIPS, а QED Очень хорошо смотрелся на фоне R4400, так что даже SGI решила его использовать в своих машинках. Дело не в SoC, а в прогрессе разработок. MIPS уже давно ничем не может обрадовать, а новые конкуренты появляются и развиваются. Кстати, Intel по сей день лицензирует и продаёт 386EX для встраиваемых решений, что совершенно не мешает разрабатывать и продавать в огромных количествах Core 2

>Не говоря уж о Play Station 2.

Старая разработка, как и PS1 с Nintendo 64 (R4300 и подобные). В PS3 ведь стоит IBM Cell, а это числодробилка уже иного уровня. Впрочем, не без своих недостатков.

Так в чём же я неправ? Никто не препятствует MIPS лицензировать разработки 15-летней давности, но ничего интересного она сейчас предложить не может.

[alecv]

WSF Извини, опять буду поправлять. Процессоры R4000, R5000 и т.д. иногда сокращают до R4K и R5K, но это неофициальное название, MIPS и QED никогда не использовал такие имена. А вот ядра 4K и 5K без буквы R - это официальные названия современных ядер от MIPS, даже tm надо ставить И кстати R4K - 64-x битный с архитектурой MIPS III, а 4K - 32-битный, с архитектурой MIPS32, которая является 32-битной версией MIPS64, которая в свою очередь MIPS V.

Надеюсь не запутал

А что касается архитектуры, то MIPS наоборот гордится совместимостью. Что туда добавлять-то ? 64 бита есть, многопроцессорность от рождения, плавающая точка есть, две команды за цикл есть. Есть режим компрессии кода MIPS16. Новые команды добавляются за счет "сопроцессоров" которых может быть несколько (в Playstation там целый векторный движок в сопроцессоре сидит). Есть даже расширение DSP. Кроме того все новые ядра synthesizable (не знаю как это по русски, синтезируемые ?).

Вот что пугает - это китайцы, которые сделали 64-битный Godson с нелицензионной архитектурой MIPS. Который почти 5K MIPS64, но имеет тонкие и нетривиальные отличия.