Микропроцессор Power PC. Назначение блоков.

Ключевую роль в создании семейства микропроцессоров PowerPC сыграла корпорация IBM (www.ibm.com). Дело в том, что за основу создаваемого семейства был взят ее процессор POWER (Performance Optimization With Enhanced RISC). Стоит отметить, что существенный вклад в развитие фундаментальной концепции RISC-архитектуры внесли ученые из Исследовательского центра IBM, где в середине 70-х годов был разработан мини-компьютер IBM 801. Дальнейшее развитие этих идей нашло отражение при создании концепции POWER в конце 80-х. Впоследствии именно данная архитектура стала основой нескольких семейств рабочих станций и серверов корпорации.

POWER во многих отношениях представляет собой традиционную RISC-архитектуру. В ней сохранены наиболее важные отличительные особенности RISC: фиксированная длина команд, простые способы адресации и команд, большой размер регистрового файла, а также и 3-операндный формат инструкций. Однако архитектура POWER имеет несколько дополнительных свойств, которые отличают ее от других RISC-архитектур. е набор команд изначально был основан на идее суперскалярной обработки. В базовой архитектуре команды распределяются по трем независимым исполнительным устройствам: целочисленной и вещественной арифметики, а также переходов. Для сокращения времени выполнения в POWER были введены специальные команды групповой загрузки и записи, которые обеспечивали пересылку содержимого нескольких регистров в памяти (и обратно) с помощью единственной команды. Архитектура переходов POWER была организована с учетом их предварительного просмотра и методики свертывания. Кстати, реализация условных переходов, используемая в архитектуре POWER, является ее уникальным свойством по сравнению с другими RISC-процессорами.

Первая аппаратная реализация POWER появилась на рынке в 1990 г. С тех пор IBM представила еще несколько версий процессоров (POWER2, POWER2+, POWER3, POWER3-II), обеспечивающих поддержку кэш-памяти второго уровня и имеющих расширенный набор команд.

PowerPC положила начало однокристальной архитектуре POWER. Кроме того, в ней было сделано несколько упрощений с целью приспособления для однокристальных процессоров: исключены команды, которые могли бы стать препятствием повышения тактовой частоты; устранены архитектурные препятствия суперскалярной обработке и внеочередному выполнению команд; добавлены свойства, необходимые для поддержки симметричной многопроцессорной обработки; ее разрядность расширена до 64. Отметим, что PowerPC поддерживает ту же самую базовую модель программирования и назначение кодов операций команд, что и архитектура POWER.

17. Микропроцессор Power PC. Описание работы по структурной схеме.