Alfa işlemcisi

Alfa işlemcisi, 64 bitlik RISC tasarım mimarisi kullanan mikroişlemciler grubundandır. DEC Alfa veya Alfa AXP olarak da bilinir. Digital Equipment Corporation tarafından üretilmiştir. İşlemcilerindeki "DEC" kısaltması da şirketin baş harflerinden gelmektedir."AXP" ise nereden geldiği bilinmemekte, sadece şirket yöneticileri tarafından bulunduğu düşünülmektedir. Bilgisayar sektöründe ise bu kısaltma şakayla karışık "Almost Exactly PRISM" (Neredeyse tamamen PRISM) olarak yer almaktadır.
DEC firmasının diğer bir işlemcisi olan 32 bitlik VAX işlemcilerinin yerine tasarlanmıştır. İlk olarak DEC iş istasyonlarında ve sunucularda kullanılmıştır. Daha sonra anakartlara ve masaüstü bilgisayarlara uyarlı hale getirilmiştir. Alfa işlemcileri UNIX ve Linux işletim sistemlerini desteklemekle birlikte Microsoft'un Windows NT ve Windows NT 4.0 da Alfa işlemcileri ile kullanılabilmektedir. Windows'un daha sonra çıkan işletim sistemleri Alfa tarafından desteklenmemektedir.
Alfa işlemcileri 1998 yılında Compaq'a satılmıştır. Daha sonra da Compaq'ın Intel tarafından satın alınması ile Alfa işlemcileri geri plana atılarak yavaş yavaş ortadan kalkmıştır. Intel firması Alfa işlemcilerini satın almasıyla Alfa işlemcilerinde bulunan iyi özellikleri o tarihlerde üretmiş olduğu IA-64 Itanium mimarisine katmıştır. Aynı dönemde Hewlett-Packard'ın Compaq'ı satın alarak, Alfa'nın var olan ürünlerini 2004 yılına kadar geliştirmiştir. Hewlett-Packard Ekim 2006 ya kadar Alfa tabanlı sistemleri satmaya devam etmek için bir anlaşma imzalamıştır. Kasım 2006 da ise bu anlaşmayı uzatarak 27 Nisan 2007 ye kadar ürünleri satacağını duyurmuştur.

Tarihçe

DEC firmasının üretmiş olduğu Alfa işlemcileri RISC mimarisinden önce yaratılmıştır. O zamanki ilk ismi de PRISM olarak belirlenmiştir. Firmanın o zamanki üretmiş olduğu DEC istasyonları MIPS mimarisi kullanmaktaydı. Bu sebeple yeni olan PRISM projesinde de MIPS mimarisi ile aynı özellikleri paylaşmaktadır. Ancak PRISM'in MIPS ile aynı özelliklerini paylaşmasının yanı sıra birçok farklı özellikleri de bulunmaktaydı. Bu özelliklerden bir tanesi mikro kod olarak bilinen epicode'un PRISM'de kullanılmış olmasıydı. Proje çalışmaları sürerken DEC yönetimi ani bir kararla 1988 yılında PRISM projesini sona erdirmiştir. Bu kararı mevcut olan VAX ve DEC istasyon mimarilerinin gelecekte yeni bir mimari ile yer değiştireceğini öngördükleri için verdiklerini açıklamışlardır.
Projenin iptal edilmesinden sonra geliştirilen ikinci nesil RISC mimarisi kullanan yongalar(SPARC) VAX' a göre daha iyi bir fiyat performans oranı sağlamıştır. Daha sonra üçüncü nesil RISC mimarisi ile tasarlanan yongalar tamamı ile VAX'dan daha iyi bir performansa sahip olacağına kesin gözü ile bakılmaktaydı. Ancak fiyat performans oranının çok fazla yükselmesinden dolayı bu proje tamamlanmamıştır. Eğer proje tamamlanabilseydi, VMS işletim sistemini destekleyebilecekti. Daha sonra VMS ve VMS programlarının çalıştırılabilmesi için PRISM kavramına uygun yeni tasarımlar denenmiş olsa da girişimler başarısızlıkla sonuçlandı. Bu başarısızlıktan sonra 32 bitlik olan PRISM projesi 64 bitlik olarak yeniden tasarlanmaya karar verilmiştir. Bu değişim RISC sağlayıcıları tarafından da desteklemiştir. Ve bu dönüşüm sonucunda Alfa işlemcisi meydana gelmiştir.
Alfa komutlarının mimarisi Dick Sites ve Rich Witek tarafından geliştirilmiştir. Bu tasarımda PRISM'de yer alan epicode ları Alfa'nın PALcode ları ile yeniden geliştirmişlerdir. Bu durum işlemciye yeni birçok özellik kazanmıştır. Alfa işlemcilerinin işlemci sanayisine ana katkısı kullanıcılar mükemmel bir performansa sunmasıdır. Ancak bunun nedeni mimarisinden değil, mükemmel bir uyarlamanın(implementation) sonucunda yaratılmış oluşudur.

Alfa İşlemcileri

Alfa işlemcilerinin serileri DECchip 21x64 olarak isimlendirilmiştir. Serilerde "21" 21.yüzyıl, "64" ise 64 bitlik anlamına gelmektedir. Ortada bulunan "x" ise işlemcinin kaçıncı nesil Alfa işlemcisi olduğunu göstermektedir. Ayrıca Alfa işlemcileri EV numaraları ile de tanımlanmaktadır. Serilerde bulunan EV ise "Extended VAX" (Genişletilmiş VAX) anlamına gelmektedir. Alternatif olarak "Electric Vlasic" olarak da adlandırılmıştır.
İlk birkaç Alfa yongası döneminin en yenilikçi yongası ünvanına sahipti. Alfa'nın ilk sürümü olan 21064 veya EV4 ilk CMOS mikroişlemcisidir. İşlemcide yer alan yeni teknoloji ile o dönemdeki mini bilgisayarlar ve süper bilgisayarlar ile rekabet etmiştir. İkinci nesil olarak piyasaya sürülen 21164 veya EV5 de bir önceki nesil kadar yenilikçi olup, ikinci bir ön belleke sahip olan ilk mikroişlemcidir. Üçüncü sürüm olan 21264 veya EV6 karmaşık ve düzensiz işleri yüksek hızla gerçekleştiren ilk işlemcidir. 21364 veya EV7 olarak adlandırılan dördüncü sürüm, yüksek bir performansa sahip olmakla beraber "Integrated Memory Controller" içermektedir. Daha sonra üretilecek olan EV8 sürümü eş zamanlı çoklu kullanım sağlaycaktı. Ancak işlemcinin geliştirilme aşamasında şirketin Compaq'a satılmasıyla proje sona ermiştir. Daha sonra bir araştırma olan Tarantula Araştırma Projesinde bir araya gelen ekip EV9 işlemcisi üzerinde çalışmalarını sürdürmüşlerdir ve ilk güçlü vektörel çekirdekli işlemciyi meydana getirmişlerdir.

Alfa işlemcilerinin sürümleri arasındaki gelişim süreci tahmin edildiği kadar uzun değildir. Alfa 21064 1992 yılında piyasaya sürüldüğünde ve saat sıklığı 192 MHzdir. İşlemci tasarımcıları birkaç ay içerisinde işlemciyi 0.75 µm den 0.675 µm ye küçülterek 200 MHz'e ulaşarak EV4S'i geliştirmişlerdir. 64 bitlik olan bu işlemcide kullanılan superscalar ve superpipelined tasarım ile dünyanın en hızlı(en yüksek saat sıklığı olan) işlemcisini üretmişlerdir. Bu işlemciden daha sonra işlemci pazarına giren Intel Pentium işlemcisi ise 66 MHz de çalışmaktaydı.
1995 yılında Alfa 21164 (EV5) ile işlemci saat sıklığını 333 MHz e çıkarmıştır. Bu işlemci tasarımcılar tarafından Haziran 1996 da 500 MHz saat sıklığına ulaşmıştır. Daha sonra 1998 yılında 666 MHz'e çıkarılmıştır.
Alfa 21264 (EV6) 1998 yılında üretildiğinde saat sıklığı 450 MHz idi. 2001 yılında bu sayı 21264C/EV68CB sürümü ile 1.25 GHz'e yükselmiştir. 2003 yılında piyasaya sürülen EV7, sistem performansını arttırmak için bir adet EV68 çekirdeği ile işlemci iletişimi kurmak için 4 adet 1.6 Gigabayt/s lik bağlaçlar kullanılmaktadır ve işlemcinin saat sıklığı 1 ile 1.15 GHz arasında çalışmaktadır. 2000 yılının sonuna kadar yaklaşık 500.000 adet Alfa tabanlı sistem satılmıştır.
1999 yılında Alfa yongalarının lisansı Samsung Electronic Company tarafından alınmıştır. Daha sonra DEC'in Compaq tarafından satın alınmasıyla Alfa'nın birçok ürünü Samsung ile Compaq'ın ortaklaşa kurduğu API Network şirketi bünyesinde yer aldı. 2001 senesinin ekim ayında Microway şirketi API Network'ün Alfa tabanlı ürünlerinin satışlarını ve servis sağlayıcılığını devralmıştır.
Compaq 25 Haziran 2005 tarihinde yaptığı açıklamada Intel'in Itanium işlemcisi ile yarışamadıklarını belirterek Alfa işlemcilerini yavaş yavaş sona erdireceklerini belirtti. Ve EV8 işlemcinin geliştirilmesini iptal etti. Intel firması bu fırsattan yararlanarak Alfa işlemcisinin geliştirme ekibini kendi takımına transfer etti. Aynı yıl Hewlett-Packard Compaq'ı satın alarak Alfa işlemcilerini geliştirmeye devam edeceğini açıkladı. Hewlett-Packard en son üretilen Alfa işlemcisi olan EV7'yi geliştirerek 1.3 GHz e çıkartarak EV7z olarak piyasaya sundu. Alfa işlemcilerin en son sürürümü olan 0.13 µm ile üretilen EV79 ise üretim aşamasında iptal edilmiştir. Hewlett-Packard 27 Nisan 2007 tarihine kadar OpenVMS ile Alfa sunucularını ve Tru64 UNIX'i satmıştır. 2012 yılına kadar teknik destek sağlayacağını açıklamıştır.

Alfa İşlemcilerinin Özellikleri

Sürüm Sürüm Numarası Yıl İşlem [µm] Frekans [MHz] Transistör [milyon] IO Pinleri Güç [W] Voltaj Hafıza [MB/s] Dbellek [KB] Ibellek [KB] Sbellek Bbellek
EV4 2106419910.75100–2001.68290303.38088-- 
EV45 21064A19940.5200–3002.85333.3801616-- 
LCA4 2106619930.68100–1661.75213.33088-- 
LCA4 2106819940.68661.7593.33088-- 
LCA45 21066A19940.5166–2331.75233.33088-- 
LCA45 21068A19940.51001.753.33088-- 
EV5 2116419950.5266–5009.7296563.3/2.51508896 KB1
EV56 21164A19960.35400–7679.3463.3/2.03008896 KB1–2 MB
PCA56 21164PC19970.35400–5333.5264403.3/2.5 816--1 MB
PCA57 21164PC 0.28600–6665.7283202.5/2.0 1616--1 MB
EV6 2126419980.35450–60015.2389732.016006464--2–8 MB
EV67 21264A19990.25667–75015.2389 2.0 6464--2–8 MB
EV68AL 21264B20010.18800–83315.2  1.7 6464--2–8 MB
EV68CB 21264C20010.181000–125015.2 65–751.65 6464--2–8 MB
EV68CX 21264D       1.65 64642–8 MB
EV7/EV7z 2136420030.18800–130013014431251.5 64641.75 MB--
EV79 21364A(İptal Edildi)0.13170015214431201.2 64641.75 MB--
EV8 21464(İptal Edildi)0.1328002501800?????????64643–4 MB--
21466(İptal Edildi)0.1333002501800?????????64643–4 MB--

Referanslar

1. Matt Reilly (1999). Designing an Alpha Microprocessor Computer Volume 32, Issue 7, July 1999 Page(s):27 - 34.

Dış bağlantılar

This article is issued from Vikipedi - version of the 5/4/2014. The text is available under the Creative Commons Attribution/Share Alike but additional terms may apply for the media files.