Chip Dec Alpha 

    Desde su introducción en 1992, el procesador Alpha ha sido conocido por su alto rendimiento, especialmente ejecutando aplicaciones técnicas. La combinación de alta velocidad de reloj, excelente desempeño en punto flotante, alta capacidad de banda ancha y gran memoria capaz de soportar hardware de 64 bits y sistemas operativos, han hecho al alpha popular en la demanda de correr aplicaciones.

Un Poco de Historia:

        Originalmente, el Alpha comenzó en el año 1989 de un proyecto de DEC (Digital Equipment Corporation), que desarrollaba un reemplazo para sus microcomputadores VAX y estaciones de trabajo MIPS. La nueva arquitectura fue desarrollada para lograr una vida útil de 25 años.

    La primera producción del chip Alpha que fue llamado 21064 fue hecha en 1992; este fue un chip de 64 bits que utilizaba introducciones de 32 bits. Originalmente no soportaba instrucciones de 8 ó 16 bits, sin embargo, se hicieron conversiones que las soportara. En términos de unidades funcionales el 21064 poseía un entero, un punto flotante y una unidad de carga/almacenamiento.

    En la primera mitad del año 1995 la segunda generación del Alpha, el 21164 fue introducida y fue logrado otro salto en desarrollo.   

  La tercera generación, el Alpha 21264, apareció en escena en la segunda mitad de 1998. Este chip agresivamente trato de encontrara mayor eficacia  en la búsqueda para explotar el paralelismo a nivel de instrucción. El 21264 reemplazo su línea previa de unidades funcionales con enteros de cuatro unidades y dos unidades de punto flotante. Con este modelo, el reloj escalo a 500 Mhz y el chip aceleró drásticamente las instrucciones por ciclo, con la habilidad de realizar ejecuciones fuera de orden.Alpha Photo

   

 

 

El Alpha 21264 es usado por productos de Hp/Compaq incluyendo las estaciones de trabajo

    Alphaserver DS10, DS20, ES40, ES45, XP1000 y la familia GS de servidores Alpha.

    La mas reciente evolución de la serie Alpha es el 21364 usado en la línea de procesadores EV7.

    Desafortunadamente para el chip Alpha la historia termina aquí, HP ha anunciado que el Alpha ha caído en favor de la arquitectura IA64.

   

La Arquitectura del Chip Alpha 21264

     ---La arquitectura Alpha esta basada en la tecnología RISC (Conjunto Reducido de Instrucciones), la cual esta orientada especialmente al calculo de punto flotante. Este conjunto de instrucciones RISC permite un uso más eficaz de los recursos disponibles. La organización de sus registros es de uso general y con una filosofía de registro-registro, esto permite que la mayoría de las instrucciones operen sobre los registros, utilizando la memoria solo para instrucciones de carga y almacenamiento. La razón de este intento de minimizar los accesos a la memoria es que, es aquí donde se producen los cuellos de botella (aglomeraciones en el flujo de información debido a la diferencia en los buses del procesador y los de la placa principal) de los procesadores actuales. La arquitectura Alpha está preparada para manejar datos de 64 bits pero también puede manejar datos de 32, 16, e incluso 8 bits.

    ---Todos los registros tienen 64 bits de largo, todas las operaciones son hechas entre registros de 64 bits, y todas las instrucciones tienen 32 bits de largo.

            --- Posee una máxima configuración (dependiendo del modelo del procesador):

            --- Tope de velocidad de reloj de 1.25 Mhz

            --- 32 Gigabytes de memoria

            --- 4 Cpu's por procesador

            --- 10 slots de expansión  Pci/ES de 64 bits y 4 buses Pci

            --- 16 megabytes de memoria caché L2

    Los primeros  Alpha 21264 eran fabricados con un proceso de seis capas metálicas Cmos de .35 micrón y cuenta con un centro de 2.0 volts. Posteriormente poseerá tecnologías de proceso de .25 micrón y .18 micrón, brindando mejoras en el performance y reducción de costos.

    El 21264  tiene 15,2 millones de transistores. El diseño de este chip permite hasta cuatro instrucciones por ciclo de reloj, para ser enviadas cuatro unidades de ejecución integradas y dos unidades de punto flotante. Las instrucciones del 21264 incluyen MVI (Instrucciones de Video en Movimiento) especialmente creadas para este procesador ya que fueron introducidas por primera vez en el Alpha 21164 PC para realizar el computo visual y el desarrollo multimedia a través de estimaciones de movimientos mejoradas.

    MVI le permite a Alpha realizar complejas funciones multimedia en software, que requieren de un costoso hardware adicional en otras arquitecturas. Por ejemplo el 21264 sería capaz de comprimir en software video DVD pero utilizando video MPEG2 estándar y audio Dolby AC3 estándar, todo esto en tiempo real. En otras arquitecturas las tarjetas necesarias para soportar estas capacidades pueden costar entre 4.000 y 20.000 US más.

Características del procesador Alpha 21264:

    -Tiene la Habilidad de ejecutar hasta cuatro instrucciones por ciclo de reloj de cpu.

    -Ejecuciones fuera de orden: las instrucciones pueden ser ejecutadas en un orden diferente al orden en que estas fueron enviadas. En efecto, las instrucciones son ejecutadas lo mas pronto posible, esto permite una mas rápida ejecución ya que desde el punto de vista informático el camino critico es, que estas sean comenzadas y terminadas lo mas rápido que sea posible.

    -Predicción de rama y ejecución especulativa: esto consiste en enviar y ejecutar las instrucciones, incluso si no se sabe inmediatamente si estas serán o no finalmente requeridas en el camino de la ejecución. Esto es particularmente útil cuando el 21264 predice instrucciones de rama y ejecuciones especulativas.

    -64 Kb de instrucciones caché, 64 Kb de caché data y dos ciclos de latencia.

    -Dos unidades de punto flotante y cuatro unidades de enteros.

    -80 registros para enteros y 72 registros para punto flotante.

    -El 21264 mantiene una completa compatibilidad binaria con cualquier procesador Alpha anterior.

Alpha 21264 Die

 

   

 

Para referencias y más información: