El PA-7100LC es un microprocesador que implementa la arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA) PA-RISC 1.1 desarrollada por Hewlett-Packard (HP). También se le conoce como PCX-L , y por su nombre en clave, Hummingbird . Fue diseñado como un microprocesador de bajo costo para sistemas de gama baja. Los primeros sistemas que incorporaron el PA-7100LC se introdujeron en enero de 1994. Estos sistemas utilizaban piezas de 60 y 80 MHz. Una parte de 100 MHz debutó en junio de 1994. El PA-7100LC fue el primer microprocesador PA-RISC en implementar las instrucciones multimedia MAX-1 , una primera instrucción única, múltiples datos(SIMD) extensión del conjunto de instrucciones multimedia que proporcionaba instrucciones para mejorar el rendimiento de la decodificación de vídeo MPEG .
El PA-7100LC se basó en el PA-7100 . Las principales mejoras fueron la ejecución superescalar mejorada y una unidad entera extra. El PA-7100LC también implementó mejoras arquitectónicas, incluidas las instrucciones multimedia MAX-1, páginas de memoria que no se pueden almacenar en caché y soporte bi-endian . La ejecución superescalar se mejoró agregando la unidad entera extra y modificando la lógica de control para que dos instrucciones enteras, dos unidades de almacenamiento de carga o un entero y un almacenamiento de carga se puedan emitir en un ciclo además de las combinaciones de instrucciones existentes soportadas por el PA-7100.
Se realizaron varias modificaciones a los circuitos derivados del PA-7100LC. De manera destacada, el multiplicador de unidades de punto flotante se modificó para ocupar menos área al dividir a la mitad el árbol de sumadores de acarreo y ahorro que sumaban los productos parciales de la mantisa . Esta simplificación dejó sin cambios la latencia de las multiplicaciones de precisión simple (dos ciclos), pero aumentó la latencia de las multiplicaciones de precisión doble a tres ciclos. La pérdida de rendimiento se consideró aceptable ya que el PA-7100LC se diseñó para estaciones de trabajo multimedia de rango medio donde prevalecen las multiplicaciones de precisión simple. Integrado en la matriz para reducir los costos es un controlador de memoria que admite hasta 2 GB de memoria y un controlador de E / S.
La organización de las cachés es diferente a la de la mayoría de las CPU PA-RISC diseñadas por HP. Las grandes cachés de datos e instrucciones externas han sido reemplazadas por una caché de instrucciones en la matriz con una capacidad de 1 KB y una gran caché externa de 8 KB a 2 MB. La caché externa está unificada y contiene tanto instrucciones como datos.
El PA-7100LC consta de 900.000 transistores y mide 14,2 por 14,2 mm para un área de 201,64 mm 2 . Fue fabricado por HP en su proceso CMOS26B de metal de tres niveles de 0,8 μm. El PA-7100LC está empaquetado en una matriz de rejilla de clavijas cerámicas de 432 pines .
PA-7300LC
El PA-7300LC fue un desarrollo posterior del PA-7100LC. Se introdujo a mediados de 1996 como un microprocesador de gama baja a media que complementa al PA-8000 de gama alta en las estaciones de trabajo y servidores de HP. El PA-7300LC integra un PA-7100LC mejorado, cachés de instrucciones y datos de 64 KB, controlador de caché L2, controlador de memoria y un controlador de bus GSC en un solo chip. Fue el primer microprocesador PA-RISC en incluir una cantidad significativa de caché en chip. La caché unificada L2 era opcional y podía protegerse mediante paridad. Podría construirse de registro a registro, de flujo continuo o SRAM asíncrona.
El PA-7300LC contenía 9,2 millones de transistores, de los cuales 1,2 millones se utilizan en lógica y 8 millones en cachés; y mide 15,3 por 17,0 mm para un área de 260,1 mm 2 . Fue fabricado por HP en su proceso CMOS14C, un proceso CMOS de metal de cuatro capas de 0,5 µm, 3,3 V.
Referencias
- Gwennap, Linley (24 de enero de 1994). "Nuevo procesador PA-RISC decodifica video MPEG". Informe del microprocesador . págs. 16-17.
- Gwennap, Linley (13 de noviembre de 1995). "El PA-7300LC integrado alimenta el rango medio HP". Informe del microprocesador .
- Hollenbeck, D. et al. (1996). "PA7300LC integra caché por costo / rendimiento". COMPCON '96 Digest of Technical Papers .
- Josephson, D .; Storey, M .; Dixon, D. (1995). "Prueba de microprocesador IDDQ: un estudio de caso". Diseño y Prueba de Computadoras IEEE .
- Josephson, DD; Dixon DJ; Arnold BJ (1993). "Funciones de prueba del procesador HP PA7100LC". Actas de la Conferencia Internacional de Pruebas de IEEE .
- Kever, W. y col. (1997). "Un microprocesador RISC de 200 MHz con cachés en chip de 128 kB". Recopilación de artículos técnicos de la ISSCC .
- Knebel, P. y col. (1993). "PA7100LC de HP: un procesador PA-RISC superescalar de bajo costo". ComPCON Spring '93 Digest of Papers .
- Knebel, P. y col. (1995). " El microprocesador PA 7100LC: un estudio de caso de decisiones de diseño de circuitos integrados en un entorno competitivo ". hpjournal abril de 1995 ".
- Lee, RB (1995). "Vídeo MPEG en tiempo real mediante descomposición de software en un procesador PA-RISC".
- Lee, RB (abril de 1995). "Aceleración de multimedia con microprocesadores mejorados". IEEE Micro .
- Meneghini, T .; Josephson, D. (1997). "Prueba IDDQ de un microprocesador HP PA-RISC de 180 MHz con cachés programados de redundancia". Taller internacional IEEE sobre IDDQ Digest of Technical Papers .
- Undy, S. y col. (Abril de 1994). "Un conjunto de chips de estación de trabajo multimedia y de gráficos de bajo costo". IEEE Micro .
- PA- 7100LC Procesador PA-RISC OpenPA.net
- PA-7300LC Procesador PA-RISC OpenPA.net
enlaces externos
Hummingbird: un procesador PA_RISC superescalador de bajo costo, conferencia de Stephen Undy