PA-RISC

PA-RISC (HP/PA)
デザイナー	ヒューレット・パッカード
ビット	64ビット（32→64）
紹介された	1986年 (1996 PA-RISC 2.0)
バージョン	2.0 (1996)
デザイン	RISC
エンコーディング	修理済み
分岐	比較と分岐
エンディアン	大きい
拡張機能	マルチメディアアクセラレーション拡張機能(MAX)、MAX-2
開ける	いいえ
後継	PAワイドワード → Itanium
レジスター
汎用	32
浮動小数点	32 64 ビット (PA-RISC 1.0 では 16 64 ビット)

Precision Architecture RISC ( PA-RISC ) またはHewlett Packard Precision Architecture ( HP/PAまたは単にHPPA ) は、1980 年代から 2000 年代にかけて Hewlett-Packardによって開発された汎用コンピュータ命令セットアーキテクチャ(ISA)です。

このアーキテクチャは、最初の実装であるTS1を搭載したHP 3000シリーズ930およびHP 9000モデル840コンピュータが発売された1986年2月26日に導入されました。 ^[2]^[3] HPは2008年末にPA-RISCベースのHP 9000システムの販売を中止しましたが、PA-RISCチップを搭載したサーバーは2013年までサポートしていました。^[4] PA-RISCの後継は、HPとIntelが共同開発したItanium（元々はIA-64）ISAです。^[5]

歴史

1980 年代後半、HP はCISC CPU をベースにした 4 つのシリーズのコンピュータを製造していました。1 つは 1986 年に開始されたIBM PC 互換のIntel i286ベースの Vectra シリーズです。その他はすべてIntel以外のシステムでした。その 1 つがMotorola 68000ベースのワークステーションの HP シリーズ 300 で、もう 1 つはカスタムのSilicon on Sapphire (SOS) チップ設計をベースにしたテクニカルワークステーションのシリーズ 200 ライン、SOS をベースにした 16 ビットのHP 3000クラシックシリーズ、そして最後に独自の (16 ビットおよび 32 ビット) FOCUSマイクロプロセッサをベースにしたHP 9000 シリーズ 500ミニコンピュータでした。

Precision Architectureは、ヒューレット・パッカード社内でSpectrumプログラムとして知られていたものの結果です。^[6] HPはSpectrumを使用して、PC非互換マシンをすべて単一のRISC CPUファミリに移行することを計画していました。

1982 年初頭、HP 研究所で Precision Architecture の作業が開始され、命令セットと仮想メモリシステムが定義されました。最初のTTL実装の開発は 1983 年 4 月に開始されました。プロセッサのシミュレーションは 1983 年に完了し、最終的なプロセッサ設計は 1984 年 7 月にソフトウェア開発者に提供されました。その後、システムのプロトタイプが作られ、1985 年に「ラボプロトタイプ」が、1986 年に製品プロトタイプが製造されました。^[7]

最初のプロセッサは 1986 年に製品として導入されました。32 個の 32 ビット整数レジスタと 16 個の 64 ビット浮動小数点レジスタを備えています。HP Precision Architecture には、分岐遅延スロットが1 つあります。つまり、分岐命令の直後の命令は、プログラムの制御フローが分岐のターゲット命令に転送される前に実行されます。^[8]^[9] HP Precision プロセッサには、プロセッサステータスワード (PSW) レジスタも含まれています。PSW レジスタには、仮想アドレス指定、保護、割り込み、およびその他のステータス情報を有効にするさまざまなフラグが含まれています。^[10]浮動小数点レジスタの数は、16 個では不十分でパフォーマンスが制限されることが明らかになったため、バージョン 1.1 で 2 倍の 32 個になりました。設計者には、Allen Baum、Hans Jeans、Michael J. Mahon、Ruby Bei-Loh Lee、Russel Kao、Steve Muchnick、Terrence C. Miller、David Fotland、および William S. Worley が含まれています。^[11]

最初の実装はTS1で、個別のトランジスタ-トランジスタロジック（74F TTL）デバイスから構築された中央処理装置でした。その後の実装は、NMOSプロセス（NS1とNS2）とCMOS（CS1とPCX）で製造されたマルチチップVLSI設計でした。^{[12]これらは、1980年代後半に}HP 3000マシンの新しいシリーズである930と950で最初に使用されました。当時、開発ラボで付けられた名前から、一般的にSpectrumシステムとして知られていました。これらのマシンはMPE-XLを実行しました。HP 9000マシンもすぐにPA-RISCプロセッサでアップグレードされ、HP-UXバージョンのUnixを実行しました。

PA-RISCアーキテクチャに移植された他のオペレーティングシステムには、Linux、OpenBSD、NetBSD、OSF/1、NeXTSTEP、ChorusOSなどがあります。^[13]

PA-RISC ラインの興味深い点は、その世代のほとんどにレベル 2キャッシュがないことです。代わりに、最初はバスで接続された個別のチップとして、後にオンチップに統合された大規模なレベル 1 キャッシュが使用されています。PA-7100LC と PA-7300LC のみが L2 キャッシュを備えています。PA-RISC のもう 1 つの革新は、 PA-7100LC で初めて導入されたMAX形式のベクター命令 ( SIMD ) の追加です。

HP が主導する業界団体Precision RISC Organization は、PA-RISC アーキテクチャを推進するために 1992 年に設立されました。メンバーには、Convex、Hitachi、Hughes Aircraft、Mitsubishi、NEC、OKI、Prime、Stratus、Yokogawa、Red Brick Software、Allegro Consultants, Inc. が含まれています。

ISA は 1996 年に 64 ビットに拡張され、この改訂版は PA-RISC 2.0 と名付けられました。PA-RISC 2.0では、特定の浮動小数点集約型アルゴリズムを支援する積和演算命令と、マルチメディアアプリケーションを高速化する命令を提供するMAX-2 SIMD 拡張も追加されました。最初の PA-RISC 2.0 実装は、1996 年 1 月に導入された PA-8000でした。

CPU仕様

参照

Amiga Hombre チップセット– Commodore Amiga用の完全なマルチメディアシステムを備えた PA-7150 ベースのチップセット
その他のサードパーティのPA-RISCチップは、日立、沖電気、ウィンボンドによって製造されました。^[19]

参考文献

^ 「Itaniumの発明: HP Labsが次世代チップアーキテクチャの開発にどのように貢献したか」HP Labs 2001年6月1日。2002年2月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2024年3月24日閲覧。
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^ Rosenbladt, Peter (1987 年 9 月). 「この号の内容」(PDF) . Hewlett-Packard Journal . 38 (9): 3. 2019 年 4 月 26 日時点のオリジナルからのアーカイブ(PDF) . 2018 年6 月 8 日閲覧。... 1987 年 3 月号では、HP が市販の TTL テクノロジで初めて実現した HP Precision Architecture である HP 3000 シリーズ 930 および HP 9000 モデル 840 コンピューターについて説明しました。...
^ 「HP は HP 9000 システムのサポートをどのくらい継続しますか?」。2012 年 2 月 19 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008 年2 月 29 日閲覧。
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^ 「Hitachi、Winbond、OKI のサードパーティ PA-RISC プロセッサ – OpenPA.net」。

外部リンク

LostCircuits Hewlett Packard PA8800 RISC プロセッサの概要
HP のドキュメント – PA-RISC についてはページダウン、アーキテクチャ PDF が利用可能
OpenPA.net 包括的な PA-RISC チップとコンピュータ情報
chipdb.org さまざまな PA-RISC プロセッサの画像

[1] 「Itaniumの発明: HP Labsが次世代チップアーキテクチャの開発にどのように貢献したか」HP Labs 2001年6月1日。2002年2月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2024年3月24日閲覧。

[2] 「1年前」 (1987年2月26日)。コンピュータビジネスレビュー。

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[5] 「HP、最終プロセッサアップグレードでPA-RISCロードマップを完了」。2008年2月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年7月24日閲覧。

[6] Worley, William S. (1986 年 8 月). 「Hewlett-Packard Precision Architecture: The Processor」(PDF) . Hewlett-Packard Journal . 37 (8): 4–22. HP Precision Architecture 開発プログラムは、HP 社内では Spectrum プログラムとして知られており、...

[fotland198703-7] Fotland, David A.; Shelton, John F.; Bryg, William R.; La Fetra, Ross V.; Boschma, Simin I.; Yeh, Allan S.; Jacobs, Edward M. (1987年3月). 「最初のHP Precision Architectureコンピューターのハードウェア設計」. Hewlett-Packard Journal . 38 (3): 4–17 . 2020年10月6日閲覧。

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[10] 「Hewlett-Packard Precision Architecture: The Processor」（PDF） 6ページ。2023年12月7日閲覧。

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[cpu-early-14] 「PA-RISC プロセッサ」

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[l1000-18] 「HP L1000 & L2000 (rp5400/rp5450) サーバー」Wayback Machineに 2018 年 1 月 2 日にアーカイブ、openpa.net

[19] 「Hitachi、Winbond、OKI のサードパーティ PA-RISC プロセッサ – OpenPA.net」。