MIPS a fost una dintre primele arhitecturi RISC care a primit recunoașterea industriei
SGI Corporation (www.sgi.com) este una dintre puținele companii de calculatoare, care proiectează sisteme informatice de la început până la sfârșit, adică. E. Din microprocesoare (MIPS), precum și arhitectura sistemului informatic înainte de sistemul de operare de a scrie (IRIX) și software. Evident, de aceea utilizatorii de sisteme informatice SGI sunt mai multe agenții militare și guvernamentale din SUA, marile corporații și centre de cercetare.
Arhitectura MIPS (Microprocesor fără interblocare a conductelor), propusă de specialiștii SGI / MIPS Technologies, a fost una dintre primele arhitecturi RISC care urmează să fie recunoscute de industrie. În prezent, acesta este licențiat de către cei mai mari producători de dispozitive semiconductoare, inclusiv Broadcom, IDT, LSI Logic, NEC, NKK, Philips și Toshiba. Sa elaborat un standard special care asigură transferabilitatea aplicațiilor binare între diferite platforme MIPS care funcționează în cadrul sistemelor de operare UNIX. Tehnologiile MIPS, probabil, au cea mai lungă experiență cu arhitecturi pe 64 de biți, iar microprocesoarele sale susțin crearea de arhitecturi SMP cu memorie partajată de la zeci de microprocesoare. Utilizatorii sunt foarte atrasi de orientarea acestei arhitecturi la folosirea instrumentelor multimedia și a imaginilor de înaltă calitate. Destul de des microprocesoarele acestei familii se găsesc în controlere încorporate.
Au fost primii
procesoare R3000 / R3010 au un standard de cinci etape de conducte de instruire și este cronometrat la 33 MHz și 40. Familia R3000 a fost înlocuită cu microprocesoare pe 64 de biți R4000 și R4400. Trebuie remarcat faptul că MIPS Technologies este prima companie care produce procesoare cu arhitectură pe 64 de biți. set de instrucțiuni de aceste dispozitive a fost extins comenzi pentru a descărca și scrie numere reale pe 64 de biți, pătrat de calcul rădăcină cu precizie unică și dublu, întrerupere condiționată și de operații necesare pentru a sprijini configurații multiprocesor. În procesoarele R4000 și R4400 pus în aplicare registre de autobuz de date și 64 de biți pe 64 de biți. În aceste procesoare este aplicată metoda de dublare a frecvenței interne. Familia folosit R4h00 benzi transportoare mai lungi (numite uneori superkonveyerami), numărul de pași în care a fost crescut la opt, în principal din cauza creșterii frecvenței de ceas și necesitatea pentru distribuirea logicii pentru o anumită lățime de bandă. Procesoarele R4x00 ar putea funcționa cu viteze de ceas de la 50 la 100 MHz.
Memoria cache internă a procesorului R4000 a avut o capacitate de 16 KB. A fost împărțită în 8 KB pentru comenzi și 8 KB pentru date. O caracteristică distinctivă a familiei de cipuri R4x00 sunt algoritmi specifici pentru a asigura coerența cache-ului în configurațiile multiprocesor. În particular, arhitectura microprocesorului R4400 a făcut posibilă scrierea sau citirea fie a unui număr real (punct de plutire), fie a două instrucțiuni pe ciclu de ceas în memorie. Din acest motiv, conducta internă a funcționat cu dublarea frecvenței.
Următorul pas în crearea sistemelor de înaltă performanță este lansarea procesorului R10000. Datorită prezenței mai multor dispozitive de procesare, acest cristal a fost capabil să efectueze două comenzi întregi și două operații pe numere reale într-un singur ciclu, ceea ce ia oferit o performanță sporită la o frecvență de ceas de 200 MHz. În acest caz, schimbul de date cu memoria cache de nivelul doi a fost efectuat la o rată de 3,2 Gb / s.
Caracteristicile arhitecturii R1x000
La elaborarea procesorului R10000, o mare atenție a fost acordată ierarhiei eficiente a memoriei. În special, acest cip oferă detectarea precoce a pierderilor de cache cu performanța altor activități utile. Astfel, memoria cache suportă eșantionarea și executarea simultană a comenzilor pentru încărcarea și scrierea datelor în memorie, precum și operațiile de reîncărcare a liniilor cache. Activitatea conductelor de cache de date este strâns coordonată. Dacă se detectează o lipsă la accesarea cache-ului de date, funcționarea acestuia nu este blocată, prin urmare, acesta poate continua să răspundă la următoarele solicitări.
Arhitectura R1x000 include 64 de registre fizice. Procesorul are cinci actuatoare complet independente: două întregi, doi aritmetici reali și un dispozitiv de încărcare / scriere.
Timpul de execuție al tuturor operațiunilor întregi, cu excepția multiplicării și divizării, este un ciclu de ceas. Operațiile de înmulțire multiplică produc un produs cu o precizie dublă. Pentru operațiile cu o singură precizie, rezultatul este împărțit la 64 de biți înainte ca acesta să fie plasat în registre. Operațiile cu dublă precizie sunt efectuate de două ori mai repede decât operațiile cu o singură precizie.
În plus față de dispozitivele de bază ale aritmeticii reale, există și alte două care procesează operațiunile de divizare lungă și rădăcină pătrată. Dispozitivul de încărcare / scriere execută încărcarea, scrierea, prefetch-ul și instrucțiunile pentru lucrul cu memoria cache. Cache-ul extern L2 este controlat de un controler intern care are un port dedicat în acest scop. Pe autostrada cu o lățime de 128 de biți, transferurile de date se efectuează la frecvența internă a ceasului de 200 MHz. Interfața R10000 de sistem pe 64 de biți este utilizată ca o poartă între procesor însuși, memoria cache de al doilea nivel asociată cu acesta și restul sistemului. R10000 permite două moduri de organizare a unui sistem multiprocesor.
Planuri prospective
Microprocesoarele MIPS au devenit unul dintre primii microprocesoare pe 64 de biți și au fost printre liderii performanței. Cu toate acestea, decizia strategică de a se concentra în viitor numai pe arhitectura pe 64 de biți a Intel, luată în timp util de conducerea SGI, a fost eronată. Numeroasele întârzieri în lansarea Itanium au dus la pierderea pozițiilor de lider ale companiei în domeniul creării cristalelor RISC. Aparent, acest eveniment a determinat conducerea SGI să înceapă din nou să dezvolte următoarele modele din familia R1x000.