Motorola 88000 - Motorola 88000

M88000
Tasarımcı Motorola
Bit sayısı 32 bit
Tanıtıldı 1988
Tasarım (değiştir | kaynağı değiştir) RISC
Tür Kayıt Ol
Kodlama Sabit
Dallanma Karşılaştır ve dal
Aşk Bi
Uzantılar Grafik talimatları (yalnızca 88110)
Açık Hayır
Kayıtlar
Genel amaç 32 bit
Kayan nokta 32 80 bit (yalnızca 88110)

88000 ( m88k kısaca) bir olan RISC komut kümesi mimarisi tarafından geliştirilmiştir (ISA) Motorola 1980'lerde. MC88100 yaklaşık iki yıl yarışan sonra, 1988 yılında piyasaya geldi SPARC ve MIPS . Geç başlatma ve ikinci nesil MC88110'u serbest bırakan yoğun gecikmeler nedeniyle , m88k, MVME platformu ve yerleşik denetleyici ortamları dışında çok sınırlı bir başarı elde etti . Motorola , 1991 yılında PowerPC'yi geliştirmek için AIM ittifakına katıldığında, 88000'in daha fazla geliştirilmesi sona erdi.

Tarih

Arka fon

Motorola, 1980'lere güçlü bir konumda girdi; yakın zamanda piyasaya sürdükleri Motorola 68000 , piyasadaki diğer mikroişlemcilerden kolayca daha iyi performans gösterdi ve 32 bit mimarisi, doğal olarak ortaya çıkan Unix iş istasyonu pazarına uygun hale geldi . Intel , 32-bit alana agresif bir şekilde girmiyordu ve bunu yapan şirketler, özellikle National Semiconductor , sürümlerini bozdu ve Intel olmayan her şeyin kontrolünü Motorola'ya bıraktı . O sırada Intel, genel bilgisayar pazarının yaklaşık% 80'ini elinde tutarken, Motorola geri kalanının% 90'ını kontrol ediyordu.

Buna, 1980'lerin başında RISC konseptinin tanıtımı geldi. İlk başta, endüstride, konseptin performansı gerçekten iyileştirip iyileştirmeyeceği veya daha uzun makine dili programlarının ek bellek erişimiyle yürütmeyi gerçekten yavaşlatıp yavaşlatmayacağı konusunda yoğun bir tartışma vardı . Tüm bu tür tartışmalar, ilk RISC tabanlı iş istasyonlarının ortaya çıktığı 1980'lerin ortalarında sona erdi; 20 MHz Motorola 68030 üzerinde çalışan en son Sun-3/80 yaklaşık 3 MIPS verirken, 16 MHz SPARC ile ilk SPARC tabanlı Sun-4/260 10 MIPS verdi. Hewlett-Packard , DEC ve diğer büyük satıcıların tümü RISC platformlarına geçmeye başladı.

Pazardaki bu değişim, Motorola'yı tek kalelerinden ve en kazançlı olanlarından birinden kilitleme potansiyeline sahipti. Apple, şirketin iş istasyonu alanı dışındaki tek büyük satıcısı olarak kaldı; 68000'in diğer kullanıcıları, özellikle Atari ve Commodore International , PC klonunda hızla standartlaşan bir pazarda bocalıyorlardı .

Motorola'nın yaklaşımı

RISC tasarımları, işlemciyi , Unix iş istasyonları söz konusu olduğunda C programlama dili olan bu platformdaki derleyiciler tarafından çağrılan işlem türlerine uyarlamak için bilinçli bir çabadır . Yeni ufuklar açan IBM 801 projesi, derleyicilerin genellikle kendilerine sunulan talimatların büyük çoğunluğunu kullanmadıklarını ve bunun yerine talimatların en basit versiyonunu kullandıklarını, çünkü genellikle bunlar en hızlı performansı gösterdi. Kullanılmayan bu talimatların CPU'dan kaldırılması çipte önemli bir alan yarattı. Bu , performans üzerinde özel durum talimatlarından çok daha büyük bir etkiye sahip olan işlemci kayıtlarının sayısını artırmaya yer verdi . Bu nedenle, RISC konseptinin, derleyicilerin gerçek dünya tasarımıyla yönlendirildiği söylenebilir.

Aksine, Motorola bu yaklaşımı göz ardı etmeyi seçti ve derleyici tasarımına dayanmayan tamamen yeni bir konsept tasarladı. Buradaki fikir, piyasadaki benzer RISC tasarımlarının sürekli büyüyen listesiyle rekabet etmeye çalışmayacakları, bunun yerine dünyanın en güçlü işlemcisini üretecekleriydi. Bunu yapmak için, çağın en hızlı bilgisayarlarından biri olan CDC Cyber süper bilgisayarından tasarım notları aldılar , özellikle CDC makinelerinde olduğu gibi talimat dağıtımına yardımcı olmak için kullanılan bir skor tahtası konseptini kullanarak , aynı zamanda bir alt rutin çağrı performansını iyileştirmenin bir yolu .

Yeni tasarımın bir başka özelliği de, özel yardımcı işlemciler için yerleşik desteğiydi. Kutudan çıkar çıkmaz desteklenen dahili komutlara ek olarak, yardımcı işlemciler tarafından kullanılabilecek bir dizi 256 komut bloğu ayırdı. Bu, sistemi özelleştirmek isteyen tasarımcıları hedefliyordu; mevcut komut seti mimarisini etkilemeden yeni fonksiyonel birimler eklenebilir ve ana fonksiyonlar için yazılım uyumluluğu sağlanabilir .

Serbest bırakmak

1987 yılına gelindiğinde Motorola'nın kendi RISC işlemcisini tasarladığı herkesçe biliniyordu. Bilgisayar endüstrisi tarafından 68000'in başlarına bir saygı duruşu olan "78000" olarak anılan bu, Nisan 1988'de piyasaya sürüldüğünde 88000 oldu.

Tasarımın karmaşıklığının bir yan etkisi olarak, CPU tek bir çipe sığmıyordu. Bir yıl önce piyasaya sürülen 68030, tek bir yonga üzerinde aritmetik mantık birimi (ALU) ve bellek yönetim birimi (MMU) dahil olmak üzere 273.000 transistöre sahipti ve isteğe bağlı kayan nokta birimi (FPU) ayrı bir yonga olarak bulunuyordu. Buna karşılık 88000, ALU ve FPU'yu 750.000 transistörlü MC88100'de ve bellek yönetim birimi (MMU) ve 16 kB statik RAM önbelleğini 750.000 transistörlü MC88200'de paketledi. FPU'nun gerçekten isteğe bağlı olduğu 68030'un aksine, MC88200 olmadan pratik bir 88000 sistemi kurulamaz. Sistemler, daha büyük önbellekler üreten ve gelişmiş performans için ana belleğe giden birden çok yola izin veren birden fazla MC88200 içerebilir.

Piyasanın üst düzeyini hedefleyerek piyasaya sürüldüğünde dünyanın en hızlı 32 bit işlemcisi olduğu iddia edildi. 20 MHz'de çalışır, 34.000 Dhrystones ya da 17 ulaştığı  VUPS 12.5 MHz için yaklaşık 12 MIPS göre, SPARC aynı klasik bir SPARCStation . Ayrıca 21 MIPS, 48.387 Dhrystones'da 25 MHz'lik bir parça olarak da mevcuttu.

O sırada Motorola, 88000'i "telekomünikasyon yapay zekası, grafikler, üç boyutlu animasyon, simülasyon, paralel işleme ve süper bilgisayarlar" dahil olmak üzere kesinlikle pazarın en üst düzeyine pazarladı ve mevcut 68k serisinin böyle olmaya devam edeceğini öne sürdüler. iş istasyonu pazarında kullanılır. Bunun yerine, çoğu potansiyel müşteri 88000'i görmezden geldi ve sistem çok az kullanıldı.

Yeniden yayınla

Orijinal sürüm Motorola'nın kendi ürünleri dışında neredeyse hiç kullanılmadığı ve bu geleneksel müşteriler diğer RISC tasarımlarına geçmeye başladıkları için, şirket tasarımı MC88110 adlı tek yongalı bir formda yeniden başlattı. 1980'lerin sonlarında, NeXT , Apple Computer ve Apollo Computer da dahil olmak üzere birkaç şirket 88000 serisini gelecekte kullanmak üzere aktif olarak inceliyordu , ancak 88110 nihayet 1990'da piyasaya çıktığında hepsi tasarımdan vazgeçmişti.

Sun Microsystems'in SPARC tasarımıyla yapmaya çalıştığına benzer şekilde , sistemi 88open grubu ile popülerleştirme girişiminde bulunuldu . Herhangi bir pratik anlamda başarısız olmuş gibi görünüyor.

Vazgeçme

1990'ların başında Motorola , IBM POWER mimarisine dayalı yeni bir RISC mimarisi oluşturmak için AIM çabasına katıldı . Müşteri tabanlarına bir çeşit yükseltme yolu sunmak için 88000'in birkaç özelliğini yeni PowerPC mimarisinde çalıştılar . Bu noktada 88000 mümkün olan en kısa sürede terk edildi.

Mimari

Kendisinden önceki 68000 gibi 88000 de çok "temiz" bir tasarım olarak kabul edildi. Ayrı talimat ve veri önbellekleri ( Harvard mimarisi ) ve ayrı veri ve adres yolları kullanan saf bir 32-bit yükleme / depolama mimarisiydi . Küçük ama güçlü bir komut setine sahipti ve tüm Motorola CPU'ları gibi bellek bölümleme kullanmıyordu.

Önemli bir mimari hata, hem tamsayı talimatlarının hem de kayan nokta talimatlarının aynı yazmaç dosyasını kullanmasıydı . Bu, tek kayıt dosyasının hem tamsayı yürütme birimini hem de kayan nokta birimini desteklemek için yeterli okuma ve yazma bağlantı noktalarına sahip olmasını gerektiriyordu. Her bağlantı noktası için bağlantılar, kayıt bellek hücresi tarafından sürülmesi gereken ek bir kapasitif yüktür. Bu, yüksek frekanslı süper skalar uygulamaları oluşturmayı daha zor hale getirdi.

Uygulamalar

Motorola 88100 RISC CPU

88000 ISA'nın ilk uygulaması, entegre bir FPU içeren MC88100 mikroişlemciydi . Bununla eşleştirilen MC88200 MMU ve önbellek denetleyicisiydi. Bu görev dağılımının arkasındaki fikir, çok işlemcili sistemlerin daha kolay inşa edilmesine izin vermekti ; tek bir MC88200, dört adede kadar MC88100'ü destekleyebilir. Bununla birlikte, bu aynı zamanda, tek bir işlemci ile en temel sistemi kurmanın hem yonga hem de aralarında hatırı sayılır kablolama gerektirdiği ve bu da maliyetleri artırdığı anlamına geliyordu. Bu, 88000'in sınırlı başarısının bir başka önemli nedeni olabilirdi.

Motorola 88110 RISC CPU

Bu daha sonra CPU, FPU, MMU ve L1 önbelleğini tek bir pakette birleştiren süper skalar MC88110 tarafından ele alındı . MIT'in * T projesinin emriyle yapılan ek bir değişiklik, çok işlemcili sistemlerde kullanım için yonga üzerinde iletişim dahil olmak üzere MC88110MP ile sonuçlandı. MC88120 olarak 100 MHz'e kadar hız yapabilen bir sürüm planlandı, ancak hiçbir zaman üretilmedi.

Gömülü uygulamalar için bir uygulama olan MC88300, 1990'ların başında geliştirme aşamasındaydı, ancak sonunda iptal edildi. Ford Motor Company çipleri kullanmayı planlamıştı, bu nedenle kendilerine yedek olarak bir PowerPC tasarımı sunuldu ve kabul ettiler.

Ürünler ve uygulamalar

MVME-197LE

Motorola , 88000 tabanlı "kutudan çıkar çıkmaz" sistemler oluşturmak için MVME serisi olarak bilinen bir dizi tek kartlı bilgisayar ve bu MVME kartlarını kullanan 900 Serisi istiflenebilir bilgisayarları piyasaya sürdü. Kule veya raf montaj sistemlerinden farklı olarak , 900 Serisi birbirinin üzerine oturdu ve otobüs benzeri kablolarla birbirine bağlanır. Konsept asla yakalanmadı.

Başlıca üçüncü taraf kullanıcılar sınırlıydı. Tek yaygın kullanım Data General AViiON serisinde olacaktır. Bunlar oldukça popülerdi ve bugün sınırlı kullanımda kalıyor. Daha sonraki modeller için DG, Intel'e geçti. Encore Computer , Encore-91 makinesini m88k üzerine kurdu, ardından Infinity 90 serisi olarak tamamen yeniden tasarlandı, ancak bu makinelerden kaçının satıldığı belirsiz. Encore taşındı Alpha .

GEC Computers , GEC 4000 serisi bilgisayarlardan biri olan GEC 4310'u oluşturmak için MC88100'ü kullandı , ancak bellek yönetimiyle ilgili sorunlar, daha önceki geçit dizisi tabanlı ve Am2900 tabanlı GEC 4000 serisi bilgisayarlar kadar iyi performans göstermediği anlamına geliyordu . BBN Kelebek modeli TC-2000 MC88100 işlemcisi kullanılır ve 512 CPU ölçeklendirilebilir. Linotype-Hell , 88110'u görüntü işleme için DaVinci raster grafik düzenleyicisini çalıştıran "Power" iş istasyonlarında kullandı .

MC88110, onu hiç piyasaya sürülmemiş bir NeXT makinesi olan NeXT RISC İş İstasyonunun bazı sürümlerine dönüştürdü , ancak proje 1993 yılında tüm NeXT donanım projeleriyle birlikte iptal edildi . Japonya'dan 4 işlemcili OMRON LUNA-88K makineleri m88k kullandı ve Carnegie Mellon Üniversitesi'ndeki Mach kernel projesinde kısa bir süre kullanıldı . 1990'ların başında Northern Telecom , MC88100 ve MC88110'u DMS SuperNode ailesindeki telefon anahtarlarında merkezi işlemci olarak kullandı .

Diğer kullanıcıların çoğu çok daha küçüktü. Alpha Microsystems başlangıçta Motorola 68000'den 88K mimarisine geçmeyi planladı ve kendi etrafında UNIX System V çalıştıran bir makine yarattı , ancak daha sonra 68K türevleri lehine hurdaya çıkarıldı. NCD , 88K X-Terminallerinde 88100'ü (88200 olmadan) kullandı . Ölmekte olan Norsk Data'nın bir parçası olan Dolphin Sunucusu, 88k tabanlı sunucular oluşturdu. 1988-1992 yılları arasında yaklaşık 100 sistem sevk edildi.

Virtuality , SU2000 sanal gerçeklik arcade makinesindeki MC88110'u, her sanal gerçeklik başlığının ekranı başına bir MC88110 ile bir grafik işlemcisi olarak kullandı .

Gömülü bilgisayar alanında, F-15 S / MTD'deki "Üç Kanallı VMS Bilgisayarı", üçlü yedekli bir bilgisayarda üç adet 88000 kullandı.

İşletim sistemi desteği

Motorola , 88000 tabanlı sistemleri için kendi UNIX System V türevi System V / 88'i piyasaya sürdü . İki ana sürüm vardı: Sürüm 3.2 Sürüm 3 ve Sürüm 4.0 Sürüm 3. Veri Genel AViiON sistemleri DG / UX çalıştırdı . MVME sistemleri, LUNA-88K iş istasyonları ve Data General AViiON sistemleri için OpenBSD bağlantı noktaları mevcuttur. MVME sistemleri için en az bir resmi olmayan deneysel NetBSD bağlantı noktası mevcuttur.

Notlar

Referanslar

Alıntılar

Kaynakça

Dış bağlantılar