Poweri arhitektuur: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
PResümee puudub
P million > miljon
1. rida:
{{vikinda}}
{{keeletoimeta}}
'''Poweri arhitektuur''' on termin, mis hõlmab selliste ettevõtete nagu [[IBM]], Freescale, AMCC, Tundra ja P.A. Semi arendatudväljatöötatud ja toodetud sarnaseid [[RISC]]-käsustikke [[mikroprotsessor]]itele. Seda haldab [[power.org]], kuhu kuulub üle 40 ettevõtte ja organisatsiooni.
 
Mõistet “Poweri arhitektuur” ei tohi segi ajada eri põlvkondade “POWER-arhitektuuridega”, kus viimane tähistab tooteid, mis põhinevad POWER-i, PowerPC ja Celli arhitektuuridel. Poweri arhitektuur kirjeldab [[protsessori arhitektuur]]i, [[tarkvara]], tööriistakette, kommuuni ja lõpp-kasutaja rakendusi ega ole konkreetseid tehnoloogiaid või tooteid kirjeldavakskirjeldavad terminid.
 
== Mõisteid ==
15. rida:
!'''POWER'''
|(ingl.k '''P'''erformance '''O'''ptimization '''W'''idth '''E'''nhanced '''R'''ISC)
Jõudluse Optimiseerimine Täiustatud RISCga. IBM poolt disainitud mikroprotsessori arhitektuur.
|-
!'''PowerPC'''
27. rida:
|-
! '''Cell'''
| IBM, Sony ja Toshiba disainitud mikroprotsessori arhitektuur, mille üheks osaks on PowerPoweri Arhitektuurarhitektuur.
|-
! '''PowerPoweri arhitektuur'''
| Lai mõiste tähistamaks kõike mis on POWER, PowerPC ja Cell k.a tarkvara, tööriistakett ja lõpp-kasutaja rakendused. Need on käesoleva artikli teemaks.
|-
39. rida:
 
[[Pilt:PowerISA-evolution.svg|thumb|500px|POWER, PowerPC ja Power ISA-de arengud läbi aja]]
PowerPoweri arhitektuur sai alguse 1980ndate lõpul IBM-is, kui firma tahtis tippjõudlusega RISC-arhitektuuri oma keskastme tööjaamade ning serverite tarbeks. Tulemuseks oli POWER-arhitektuur. Selle esimest implementatsiooni kasutasid RS/6000 arvutid, mis tulid välja 1990. aastal. See oli 10-kiibiline RIOS-1 protsessor, mida hiljem kutsuti POWER1. RIOS-1’st1-st arendati hiljem välja RISC Üksik Kiip (RSC) protsessor.
 
1992. aastal lõid Apple, IBM ja Motorola AIM alliansi, et arendada POWER protsessorist massturu versiooni. Selle tulemusena loodi PowerPC arhitektuur. See on modifitseeritud variant POWER arhitektuurist. Esimeseks PowerPC implementatsiooniks oli PowerPC 601, mis valmistati 1993. aastal. See oli suures osas loodud RSC-l ja leidis kiiresti tee Apple’i Power Mac arvutitesse ja [[IBM RS/6000]] süsteemidesse.
47. rida:
1990-ndate algul otsis IBM võimalust vahetada [[CISC]] disainil baseeruvad AS/400 miniarvutid RISC arhitektuuri vastu. Uue arhitektuuri arenduse koodnimeks oli “Amazon”. Insenerid, kes selle kallal töötasid andsid arhitektuurile nimeks PowerPC-AS (“Arenenud Seeria” või “Amazon Seeria”). PowerPC-AS sai RSC-l baseeruvaks mitme-protsessoriga serveri platvormiks. Arenduse jätkudes laiendas IBM-i uurimislabor RSC-d, et toetada 64-protsessori sidumist ja lisada [[AS/400]]-le spetsiifilisi omadusi. Selleks tulid juurde RS/6000 arendaja ning lisasid mõned POWER2 omadused. Kogu arendus lõppes sellega, et 1995. aastal tuldi välja 64-bitiste A10 ja A30 [[protsessor]]itega ning hiljem lisandus RS64 liin, mida kasutasid nii AS/400 kui RS/6000 süsteemid.
 
AIM Allians jätkas PowerPC arendamist 1997. aastani, tuues välja PowerPC protsessorite teise põlvkonna: PowerPC 602 TV-bokside ja mängukonsoolide tarbeks; PowerPC 603, mis oli suunatud kaasaskantavatele arvutitelekandearvutitele; PowerPC 604 tööjaamadelauaarvutite jaoks; ja PowerPC 620, mis kujutas endast 64-bitist tipp-klassitippklassi protsessorit serveritele. 602 ja 620 ei leidnud küll kunagi laialdast kasutust, kuid 603 ja 604 ning nende järeltulijad said omaomal aladelalal väga populaarseiks. Motorola ja IBM tegid ka PowerPC “Book E”<ref name="booke">{{cite web
|title=PowerPC Book E v.1.0
|publisher=IBM
53. rida:
}}</ref> laienduse, mida kasutati sisseehitatud lahendustes: Motorola PowerQUICC protsessorites ja IBM-i PowerPC perekonnas.
 
AIM Alliansi viimane ponnistus oli kolmanda põlvkonna PowerPC 750 1997. aastal. Motorola ja IBM läksid pärast seda PowerPC arhitektuuri arendamisel eri teid. Nii arvuti kui ka sisseehitatud süsteemide turul leidsid “G3” protsessorid laialdast kasutust ja IBM jätkas järgnevateljärgmistel aastatel 750 perekonna arendust. Motorola seevastu valis sihtrühmaks sisseehitatud süsteemide turu, rõhudes PowerPC SoC disainile ja PowerPC 7400-le, mida nad kutsusid PowerPC neljandaks põlvkonnaks. See protsessor sisaldas Altiveci (SIMD üksus). PowerPC G4 tuli välja 1999. aastal ning seda kasutati lisaks Apple’i tööjamadele ja sülearvutitele ka erinevates telekomi ettevõtetes.
 
1998. aastal tuli välja POWER3, mis ühendas PowerPC ja POWER2 arhitektuurid, kuid seda kasutati vaid IBM-i RS/6000 serverites.
77. rida:
|title=AMCC ja Power arhitektuur
|publisher=IBM
}}</ref> Motorola/Freescale nimetas oma PowerPC perekonnad ümber vastavalt: e200, e300, e500 ja e600 ning kuulutas välja tuleva 64-bitise e700. Samal aastal asutas IBM koos 15 ettevõttega organisatsiooni Power.org, mille eesmärgiks on arendada PowerPoweri Arhitektuurilarhitektuuril põhinevaid tooteid. <ref name="ce-innovation">http://www.power.org/news/pr/view?item_key=32f283c95428a73b1293053148a8c81e1a2361d1 </ref>
 
2005. aastal kinnitati Cell protsessori spetsifikatsioon,<ref name="cellbe100">{{cite web
83. rida:
|publisher=IBM
|url=http://www.ibm.com/chips/techlib/techlib.nsf/techdocs/1AEEE1270EA2776387257060006E61BA
}}</ref> mida olid IBM, Sony ja Toshiba neli aastat koos arendanud. Peamiselt kasutatakse seda Sony PlayStation 3-s. Cell protsessor kasutab üksikut 64-bitise PowerPoweri Arhitektuuriarhitektuuri tuuma, millele on lisatud 8 iseseisvat SIMD tuuma, mida kutsutakse SPE-deks. IBM avaldas ka Xenon protsessori, mis Microsofti Xbox 360 tarbeks loodud kolme tuumaline 64-bitine protsessor. Kuna Nintendol oli plaanis oma Wii mängukonsoolis kasutada 32-bitisel PowerPC arhitektuuril põhinevat Broadway protsessorit, oli IBM-l õnnestunud panna Power-Poweri ahitektuuriga protsessorid kolme peamisse seitsmenda generatsiooni mängukonsooli.
 
P.A. Semi litsentsis IBM-lt PowerPoweri Arhitektuuriarhitektuuri tehnoloogia oma PWRficient protsessorite tarvis.
 
Freescale ühines Power.org-iga 2006. aastal ja IBM tegi PowerPC 405 spetsifikatsiooni uurimisrühmadele ja akadeemiale vabalt kättesaadavaks.
94. rida:
|url=http://www.power.org/resources/downloads/PowerISA_203_Final_Public.pdf}}</ref> . Kõik varasemad PowerPC spetsifikatsioonid jäävad 64-bitise Power ISA-ga ühilduvaks. Lisaks kõigele muule lisab see spetsifikatsiooni VMX, virtualisatsiooni ja vahelduva pikkusega kodeerimistehnoloogia (VLE).
 
2006. aasta neljandalneljandas kvartalilkvartalis andis Power.org välja PowerPoweri Arhitektuuriplatvormiarhitektuuriplatvormi juhendi. See pani aluse Linuxi operatsioonisüsteemi kasutavatejaoks Powerloodud ArhitektuurilPoweri baseeruvatearhitektuuriga arvutite loomiseks.
 
Aprillis 2007. avasid Freescale ja IPextreme litsentsimisprogrammi Freescale’i PowerPC e200 tuuma jaoks.<ref name="freescale-ipextreme-e200">http://www.power.org/news/pr/view?item_key=68b01acc02e0cc96b4f0e72103ee2182ea74c08b
</ref> Mais 2007 laskis IBM välja oma tipp-klassitippklassi mikroprotsessori POWER6, mis jooksis kiirustel kuni 5.,0 GHz ja oli seega eelmise põlvkonna POWER5 protsessorist kaks korda kiirem. POWER6 lisas POWER-seeriasse AltiVeci kümnendaritmeetikat toetava FPU. AMCC kuulutas samal ajal välja oma tipp-klassi sisseehitatud protsessori Titan, mis saavutas kiiruse kuni 2 GHz, kulutades selleks väga vähe energiat. See kasutab Intrinsity välja töötatud innovaatilist loogikadisaini ning on saadaval alates 2008. aastast.
 
2007. aasta juunis said Power.org-i liikmed valmis Power ISA v.2.04<ref name="isa204">{{cite web
103. rida:
|publisher=Power.org
|url=http://www.power.org/resources/downloads/PowerISA_Public.pdf
}}</ref> spetsifikatsiooniga. Edasiminekud olid suunatud peamiselt serverirakendustesse ning virtualisatsiooni. 2007 aasta septembris näidati PowerPoweri Arhitektuuriarhitektuuri Arendajatearendajate Konverentsilkonverentsil Power ISA v.2.05 ja ePAPR spetsifikatsioone. Samuti avaldati seal PowerPC 970MP-l<ref name="conf2007">
http://www.power.org/news/pr/view?item_key=20eea4d0ce638d7641d7d04d529d9369fee9e280
</ref>
baseeruv LinuxipõhineLinuxi-põhine disain. Power ISA v.2.05 spetsifikatsioon avaldati 2007 aasta detsembris.<ref name="isa205">{{cite web
|title=Power ISA v.2.05
|publisher=Power.org
112. rida:
}}</ref>
 
2008. aasta aprillis muutis IBM oma PowerPoweri Arhitektuurilarhitektuuril põhineva riistvara, System p ja System i tootemarki. Neid hakati nüüd kutsuma Power Systemsiteks. Samal ajal muutsid nad tootemarki ka i5/OS operatsiooni süsteemil millest sai IBM i. 25. mail 2008 oli IBM esimene, kes purustas 1 Petaflopi barjääri oma Roadrunner superarvutiga.<ref>{{cite web
|title=Roadrunner ületab petaflopi barjääri
|publisher=[[IBM]]
120. rida:
}}</ref>
 
2008. aasta septembris anti roheline tuli POWER7-l põhineva superarvuti Blue Waters loomiseks.<ref>http://www.networkworld.com/community/node/32152</ref> Selle maksumuseks määrati 208 millionitmiljonit dollarit ja see peaks sisaldama 200 000 protsessorit, pakkudes 2010–2011 aastal mitme petaflopilist võimsust. 2008. aasta detsembris saadi valmis ePAPR v.1.0 spetsifikatsiooniga sisseehitatud PowerPoweri Arhitektuurilarhitektuuril põhinevate arvutite jaoks.<ref>http://www.eetimes.com/news/design/rss/showArticle.jhtml?articleID=212300381</ref>
 
Power ISA v.2.06 spetsifikatsioon väljastati 2009. aasta veebruaris.
136. rida:
}}</ref>
 
2008. aasta juuni seisu kohaseltseisuga on TOP500 nimekirjas maailmas kiiruselt kolmas ja kuues superarvuti ning 50-st kiireimast superarvutist 22 kasutavad PowerPoweri arhitektuuril põhinevaid IBM-i tehnoloogiaid. Top 10-st 5 kasutavad PowerPoweri arhitektuuri protsessoreid arvutuselementidena ja üks kasutab neid kommunikatsiooniprotsessoritena.
 
== Kirjeldus ==
[[Pilt:PowerISA-processor.png|thumb|right|PowerPoweri arhitektuuriga protsessori üldskeem.]]
Käsustiku arhitektuur on jagatud mitmesse eri kategooriasse ja iga komponent on kirjeldatud kui osa kategooriast. Iga kategooria omakorda asetub konkreetsesse raamatusse. Protsessorid implementeerivad neid kategooriaid. Mingite kindlate kategooriate implementeerimiseks on vaja erinevaid protsessorite klasse. Näiteks serveri klassiga protsessorid kasutavad kategooriaid nagu: ’’Server’’, ’’Baas’’, ’’Ujukoma’’, ’’64-bit’’ jne. Kõik protsessorid kasutavad Baaskategooriat.
 
Power on RISC laelaadi/talleta arhitektuur. Sel on mitu komplekti registreid:
* Kolmkümmend kaks 32-bitist või 64-bitist Üldkasutatavatüldkasutatavat registrit (GPR-i) integraal-operatsioonideksintegraaloperatsioonideks.
* Kuuskümmend neli 128-bitist Vektor Skalaar registrit (VSR-i) vektor-operatsioonideks ja ujukoma-operatsioonideksujukomaoperatsioonideks.
** Kolmkümmend kaks 64-bitist Ujukoma registitujukomaregistit (FPR-i) VSR-i osana ujukoma-operatsioonideksujukomaoperatsioonideks.
** Kolmkümmend kaks 128-bitist Vektor registrit (VR-i) VSR-i osana vektor-operatsioonideksvektoroperatsioonideks.
* Kaheksa 4-bitist Tingimus registri välja (CR-i) võrdluseks ja voo kontrolliks.
* Spetsiaalsed registrid: Loendur-register (CTR), Viidaregister (LR), Ajabaas (TBU, TBL), Alternatiivne Ajabaas (ATBU, ATBL), Akumulaator (ACC), Olekuregistrid (XER, FPSCR, VSCR, SPEFSCR).
156. rida:
 
== Kasutusvaldkonnad ==
Mõned näited, kus PowerPoweri arhitektuuri kasutatakse.
 
=== Protsessorid ===
180. rida:
=== Operatsioonisüsteemid ===
* Linux
**Yellow Dog Linux Terra Softilt, mis on tehtud spetsiaalselt PowerPoweri arhitektuuriga riistvarale
* NetBSD, OpenBSD, FreeBSD ja OpenDarwin
* Classic Mac OS ning Mac OS X (Apple Inc.)
204. rida:
== Välislingid==
* [http://power.org Power.org]
* [http://www.ibm.com/power IBM-i PowerPoweri arhitektuuri lehekülg]
* [http://www.freescale.com/powerpc Freescale’i PowerPoweri arhitektuuri lehekülg]
* [http://www.amcc.com/powerpc/ AMCC PowerPC lehekülg]
* [http://www.mc.com/cell/ Mercury Cell BE lehekülg]
* [http://www.tundra.com/ Tundra kodulehekülgkoduleht]
* [http://www.pasemi.com P.A. Semi kodulehekülgkoduleht]
* [http://www.culturecom.com.hk/en/index.php?bx_vdragon Culturecom V-Dragon lehekülg]
* [http://www.genesippc.com/ Genesi kodulehekülgkoduleht]
* [http://penguinppc.org/ Linux/PPC kodulehekülgkoduleht]
 
[[Kategooria:Arvutiarhitektuur]]