Intel i960

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 17:30, 18 ноября 2016.
Intel i960
200.jpg
Intel i960СA микропроцессор
Производство: С 1984 по 2007
Производители:
  • Intel
Частота CPU: 10 МГц — 100 МГц
Микроархитектура 32-битная суперскалярная архитектура
Число ядер: 1
L1-кэш 1 KB
Варианты корпуса:
  • A,KU
Ядра:
  • 32-разрядный RISC-процессор

i960 (или i80960) — в 1984 Intel создала свой первый RISC-процессор. Он не являлся прямым конкурентом процессорам на базе x86, поскольку предназначался для безопасных встраиваемых решений. В этих чипах использовалась 32-битная суперскалярная архитектура, в которой применялись концепция дизайна Berkeley RISC. Первые процессоры i960 имели относительно низкие тактовые частоты (младшая модель работала на 10 МГц), но со временем архитектура была улучшена и переведена на более тонкие техпроцессы, что позволило поднять частоту до 100 МГц. Также они поддерживали 4 Гбайт защищенной памяти. i960 широко использовался в военных системах а также в корпоративном сегменте [1].

Происхождение

Проектирование i960 было начато в связи с провалом проекта iAPX 432 в начале 1980-х годов. Особенностью iAPX 432 являлась поддержка на аппаратном уровне языков, поддерживающих разметку, защиту памяти и сбор мусора — таких, как Ada и Lisp. Но, из-за ряда проблем (сложность обучения программированию, гибридные компоненты реализации и др.), iAPX 432 обладал сравнительно низкой производительностью. В 1982 году Intel и Siemens создали совместную компанию BiiN, миллиард инвестированный в ничто), одной из задач которой была разработка отказоустойчивой объектно-ориентированной системы с аппаратной поддержкой языка Ada. К этому проекту присоединились многие участники команды i432. В качестве руководителя проекта был приглашен Гленфорд Майерс, ранее работавший в IBM. Первые рабочие чипы нового процессора появились в конце 1985 года.

По причине внутренней конкуренции с 80386 и с i860 (ещё одного RISC-процессора Intel), i960 не стал процессором общего назначения, но зато нашёл применение в сфере высокопроизводительных 32-битных встраиваемых систем [2].
Микропроцессор Intel i960CA

Архитектура

Во избежание проблем с производительностью, с которыми столкнулся i432, в i960 была использована архитектура RISC (в полном объёме — только в i960MX), а подсистема памяти стала 33-битной — 32-битные слова и один бит, указывающий на «защищенность» памяти. Была выбрана оригинальная Berkeley RISC-архитектура, особенно в части использования технологии регистровых окон , которая обеспечивает более быстрый вызов процедур. Конкурирующая архитектура Стэнфордского университета, реализованная в MIPS , не использует эту систему, полагаясь в этом вопросе на компилятор. Как и в большинстве 32-битных архитектур, в отличие от 80386, i960 имеет 32-битную «плоскую» память без сегментации. Для архитектуры i960 также предполагалась суперскалярная реализация выполнения команд.

Провал архитектуры i960

Intel пытается укрепить i960 в I/O контроллере устройства рыночного I2O стандарта, но этого мало, успех ушёл и проектные работы в конечном итоге завершились. К середине 1990-x по соотношению цена/производительность привлекательность процессора i960 упала в сравнении с появившимися конкурирующими предложениями. Intel разработала версии имеющие более низкое энергопотребление, которые могли бы быть использованы в системах, питающихся от батарей, но эти версии никогда не использовались. В 1990 году команда разработчиков i960 была переброшена на разработку процессоров, совместимых с 80386 — а именно процессора P6, который позднее стал Pentium Pro. Проект i960 был передан другой, меньшей команде разработчиков, главным образом повлиявшей на его окончательный провал.

Виды i960

Полноценный i960MX выпускался только для рынка военных изделий. Наиболее сходный с ним i960MC использовался в высокопроизводительных встраиваемых системах. i960MC включал все особенности оригинальной системы BiiN, но, поскольку многие из них не были описаны в документации, пользователи задавались вопросом, почему размер i960MC настолько велик, а многие его выводы маркированы как «не подключено».

Серия 80960K

Версия основного RISC-ядра без управления памятью и без математического сопроцессора FPU именовалась i960KA, а с сопроцессором — i960KB. Были и другие версии, одинаковые внутри и отличающиеся только маркировкой. Это означает, что процессоры обладали значительно более широкими возможностями, чем необходимо для фактически поддерживаемого набора функциональных возможностей, и в результате более дорогими в производстве. i960KA использовался как недорогой 32-битный процессор для лазерных принтеров, графических терминалов и других встраиваемых систем.

Серия 80960C

Появившийся в 1989 году i960CA был первой полноценной реализацией RISC архитектуры i960. Он обладал новым недавно разработанным суперскалярным RISC-ядром и необычной для того времени адресуемой кэш-памятью. Поскольку архитектура предназначалась для высокопроизводительных встраиваемых систем, в ней по прежнему не было FPU и MMU. i960CA, по общему мнению, был первой суперскалярной реализацией RISC в одной микросхеме. Процессоры серии C включали лишь одно арифметическо-логическое устройство, но могли выполнять одновременно арифметические операции, адресацию памяти и операции перехода, а также, при определенных обстоятельствах, выполнять две инструкции за такт. Первые версии работали на частоте 33 МГц, были анонсированы чипы с быстродействием 66 MIPS . Микроархитектура i960CA была разработана в 1987—1988 годах и официально представлена 12 сентября 1989 года.

Позже, в i960CF был включён математический сопроцессор, но в нём по-прежнему отсутствовал блок управления памятью, MMU.
Intel i960 XOR

Текущий статус

Из-за высокой производительности в расчёте XOR процессор Intel 960 часто используется для управления мощными RAID контроллерами SCSI дисковых массивов (хост-адаптер карт). Процессор i960RS также используется Adaptec в контроллере AAR-2400A, который использует четыре PATA-диска для создания RAID5-системы хранения данных для небольших ПК-серверов и рабочих станций. Архитектура Intel 960 также используется в игровых автоматах и будет использоваться до тех пор, пока процессоры могут быть куплены. В настоящее время они используются в IGT S2000. Процессор серии J встречается в продукции французской компании IER (принтер IER-506). Intel 960 процессор используется также в САРП фирмы Kelvin Hughes. Процессор использовался в отказоустойчивых бортовых ЭВМ истребителей F-22, где применены 2 ЭВМ по 66 модулей каждая, основой которых является процессор i960.Их планировалось заменить в F-22, произведенных после 2004-2005 годов [3].

Примечания

  1. Intel i960 [Электронный ресурс]: — Режим доступа: http://www.thg.ru/cpu/istoriya_cpu_intel_part1/index.html#_intel_i960_risc_intel_
  2. Intel i960 [Электронный ресурс]: — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/I960
  3. Intel i960 [Электронный ресурс]: — Режим доступа: https://www-ssl.intel.com/content/www/us/en/intelligent-systems/previous-generation/intel-i960-high-performance-32-bit-embedded-risc-processors.html?wapkw=intel+i960