El R4600 , cuyo nombre en código es "Orion", es un microprocesador desarrollado por Quantum Effect Design (QED) que implementó la arquitectura de conjunto de instrucciones MIPS III (ISA). Como QED era una empresa de diseño que no fabricaba ni vendía sus diseños, el R4600 primero obtuvo la licencia de Integrated Device Technology (IDT), luego de Toshiba y luego de NKK . Estas empresas fabricaron el microprocesador y lo comercializaron. El R4600 fue diseñado como una estación de trabajo de gama baja o un microprocesador integrado de gama alta. Los usuarios incluyeron Silicon Graphics, Inc. (SGI) para su estación de trabajo Indy y la tecnología DeskStationpara sus estaciones de trabajo con Windows NT . El R4600 jugó un papel decisivo en el éxito de la Indy al proporcionar un buen rendimiento de enteros a un precio competitivo. En los sistemas integrados, los usuarios destacados incluyeron Cisco Systems en sus enrutadores de red y Canon en sus impresoras.
Historia
IDT fue la primera empresa en fabricar y enviar el R4600. IDT produjo el primer silicio en agosto de 1993. La primera parte fue una parte de 100 MHz anunciada en octubre de 1993. En marzo de 1994 en CeBIT , IDT anunció una parte de 133 MHz. Ambos se fabricaron en un proceso CMOS de 0,65 μm y requirieron una fuente de alimentación de 5 V. NKK anunció su versión del R4600, el NR4600, a mediados de 1994. El primer NR4600 era una pieza de 100 MHz fabricada en un proceso de 0,5 μm que utilizaba una fuente de alimentación de 3,3 V.
Descripción
El R4600 fue un diseño simple; era un procesador escalar , que emitía hasta una instrucción por ciclo a su canalización de enteros o unidad de punto flotante (FPU). La mayoría de las instrucciones de números enteros tienen una latencia y un rendimiento de ciclo único, excepto para multiplicar y dividir. Los multiplicadores, de 32 y 64 bits, tienen una latencia de ocho ciclos y un rendimiento de seis ciclos. Las divisiones tienen una latencia y rendimiento de 32 ciclos para enteros de 32 bits y una latencia y rendimiento de 61 ciclos para enteros de 64 bits.
La FPU no se canalizó para ahorrar área de matriz y, por lo tanto, costos. Esta característica restringió severamente el rendimiento de punto flotante del R4600, pero no impidió su éxito en computadoras de gama baja o aplicaciones integradas donde el rendimiento de números enteros era más importante. Las adiciones de precisión simple y doble tienen una latencia y un rendimiento de cuatro ciclos. Las multiplicaciones de precisión simple y doble están parcialmente canalizadas y tienen una latencia de ocho ciclos y un rendimiento de seis ciclos. Las divisiones de precisión simple tienen una latencia y un rendimiento de 32 ciclos, mientras que la división de precisión doble tiene una latencia y un rendimiento de 61 ciclos. Las raíces cuadradas tienen una latencia y el rendimiento es un ciclo menos que las instrucciones de división comparativa.
El R4600 utiliza la unidad de punto flotante para realizar no solo multiplicar y dividir en punto flotante, sino también multiplicar y dividir enteros. [1]
El R4600 tenía cachés asociativos de conjuntos bidireccionales de 16 KB para instrucciones y datos. Admite un caché L2, pero no tiene hardware integrado para controlarlo, lo que requiere lógica externa, ya sea un circuito integrado específico de aplicación (ASIC) personalizado o un chipset, para el caché. La caché residía en el bus SysAD y se compartía con la interfaz externa. El bus SysAD tiene 64 bits de ancho y puede funcionar a velocidades de reloj de hasta 50 MHz para un ancho de banda máximo de 400 MB / s. La interfaz externa del R4600 no admitía multiprocesamiento . El R4600 debe recibir tres señales de reloj para generar los distintos relojes.
R4650 y R4640
El R4650 era un derivado del R4600 anunciado el 19 de octubre de 1994. Tenía instrucciones personalizadas para mejorar el rendimiento de las aplicaciones de procesamiento de señales digitales (DSP) de punto fijo . El 27 de noviembre de 1995 se anunció una versión de menor costo del R4650, el R4640. Tenía una interfaz externa de 32 bits, en lugar de 64 bits. El 16 de septiembre de 1997, se introdujeron las versiones de 150 y 180 MHz de ambos microprocesadores. En cantidades de 10,000, los R4640 de 150 y 180 MHz tenían un precio de $ 30 y $ 39 cada uno, respectivamente. Los R4650 de 150 y 180 MHz tenían un precio de $ 60 y $ 74, respectivamente. El R4650 también estaba disponible en velocidades de 133 y 167 MHz. Estos se utilizaron en algunos juegos de arcade producidos por Namco (por ejemplo, Time Crisis II que se ejecuta en el hardware System 23 de Namco ). WebTV Networks utilizó el R4640 en su cliente ligero WebTV Plus .
R4700
El R4700, también denominado en código "Orion", era un derivado del R4600 portado a un proceso CMOS de 0,5 µm. El R4700 estaba disponible en versiones de 100, 133, 150, 175 y 200 MHz.
Referencias
- ^ Hoja de datos "Orion IDT79R4600" . pag. 3.
- "IDT estrena Orion R4600". (25 de octubre de 1993). Noticias electrónicas .
- "IDT empuja Orion MPU a 133MHz; establece planes de 3.3V". (21 de marzo de 1994). Noticias electrónicas .
- DeTar, Jim (31 de octubre de 1994). "IDT lanza nuevos giros de Orion MPU" . Noticias electrónicas .
- Gwennap, Linley (22 de enero de 1996). "R5000 mejora FP para MIPS de rango medio". Informe del microprocesador .
Otras lecturas
- "IDT Spins R4600 para el mercado de consumo". (14 de noviembre de 1994). Informe del microprocesador .
- Gwennap, Linley (18 de noviembre de 1992). "Nuevo chip MIPS se dirige a las cajas de Windows NT". Informe del microprocesador .
- Halfhill, Tom R. (diciembre de 1993). "Nuevos chips RISC para Windows NT". Revista Byte .