PA-RISC

La arquitectura de precisión RISC ( PA-RISC ) o arquitectura de precisión de Hewlett Packard ( HP/PA o HPPA ) es una arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA) de propósito general desarrollada por Hewlett-Packard desde la década de 1980 hasta la década de 2000.

La arquitectura se introdujo el 26 de febrero de 1986, cuando se lanzaron las computadoras HP Serie 3000 930 y HP 9000 Modelo 840 que presentaban la primera implementación, la TS1. ^{[ 2 ] [ 3 ]} HP dejó de vender sistemas HP 9000 basados ​​en PA-RISC a finales de 2008, pero dio soporte a servidores que ejecutaban chips PA-RISC hasta 2013. ^{[ 4 ]} PA-RISC fue sucedida por la ISA Itanium (originalmente IA-64), desarrollada conjuntamente por HP e Intel . ^{[ 5 ]}

A finales de la década de 1980, HP fabricaba cuatro series de ordenadores, todos basados ​​en procesadores CISC . Una de ellas era la serie HP Vectra , compatible con IBM PC y basada en el procesador Intel i286 , lanzada en 1986. Los demás eran sistemas que no utilizaban procesadores Intel . Entre ellos se encontraban la serie HP 9000 Serie 300 , estaciones de trabajo basadas en la serie Motorola 68000 ; otra, la serie HP 9000 Serie 200, estaciones de trabajo técnicas basadas en un diseño de chip personalizado de silicio sobre zafiro (SOS); la serie clásica HP 3000 de 16 bits basada en SOS ; y, por último, los miniordenadores HP 9000 Serie 500 , basados ​​en su propio microprocesador FOCUS (de 16 y 32 bits) .

La arquitectura Precision es el resultado de lo que dentro de Hewlett-Packard se conocía como el programa Spectrum . ^{[ 6 ]} HP planeaba usar Spectrum para trasladar todas sus máquinas no compatibles con PC a una única familia de CPU RISC.

A principios de 1982, en los laboratorios de HP se inició el trabajo en la arquitectura Precision, definiendo el conjunto de instrucciones y el sistema de memoria virtual. El desarrollo de la primera implementación TTL comenzó en abril de 1983. Tras completarse la simulación del procesador en 1983, se entregó un diseño final del procesador a los desarrolladores de software en julio de 1984. A continuación, se proyectó el sistema, produciéndose prototipos de laboratorio en 1985 y prototipos de producto en 1986. ^{[ 7 ]}

Los primeros procesadores se introdujeron en productos durante 1986, con las primeras unidades HP 9000 Series 840 enviadas en noviembre de ese año. ^{[ 7 ] : 6} También se utilizaron en una nueva serie de máquinas HP 3000 a finales de la década de 1980: las 930 y 950, comúnmente conocidas en ese momento como sistemas Spectrum, el nombre que se les dio en los laboratorios de desarrollo. Estas máquinas ejecutaban MPE-XL , mientras que las máquinas HP 9000 que empleaban el procesador PA-RISC ejecutaban la versión HP-UX de Unix . La primera implementación de la arquitectura Precision fue la TS1, una unidad central de procesamiento construida a partir de dispositivos discretos de lógica transistor-transistor ( 74F TTL ). Las implementaciones posteriores fueron diseños VLSI multichip fabricados en procesos NMOS (NS1 y NS2) y CMOS (CS1 y PCX), ^{[ 8 ]} comenzando con la serie HP 3000 950, el modelo HP 9000 850S y el modelo HP 9000 825, presentados a finales de 1987. ^{[ 9 ]}

La arquitectura HP Precision tiene treinta y dos registros enteros de 32 bits, dieciséis registros de punto flotante de 64 bits y una única ranura de retardo de bifurcación . Esto significa que la instrucción inmediatamente posterior a una instrucción de bifurcación se ejecuta antes de que el flujo de control del programa se transfiera a la instrucción de destino de la bifurcación. ^{[ 10 ] : 10 [ 11 ]} Un procesador HP Precision también incluye un registro de Palabra de Estado del Procesador (PSW). El registro PSW contiene varias banderas que permiten el direccionamiento virtual, la protección, las interrupciones y otra información de estado. ^{[ 10 ] : 6} El número de registros de punto flotante se duplicó en la versión 1.1 a 32 una vez que se hizo evidente que 16 eran insuficientes y restringían el rendimiento. Los arquitectos incluyeron a Allen Baum, Hans Jeans, Michael J. Mahon, Ruby Bei-Loh Lee , Russel Kao, Steve Muchnick , Terrence C. Miller, David Fotland y William S. Worley. ^{[ 12 ]}

Otros sistemas operativos portados a la arquitectura PA-RISC incluyen Linux , OpenBSD , NetBSD , OSF/1 , NeXTSTEP y ChorusOS . ^{[ 13 ]}

Un aspecto interesante de la línea PA-RISC es que la mayoría de sus generaciones carecen de caché de nivel 2. En su lugar, utilizan grandes cachés de nivel 1, inicialmente como chips separados conectados por un bus, y posteriormente integradas en el chip. Solo los procesadores PA-7100LC y PA-7300LC cuentan con cachés L2. Otra innovación de la arquitectura PA-RISC es la incorporación de instrucciones vectoriales ( SIMD ) en forma de MAX , introducidas por primera vez en el PA-7100LC.

Precision RISC Organization , un grupo industrial liderado por HP, se fundó en 1992 para promover la arquitectura PA-RISC. Entre sus miembros se encontraban Convex , Hitachi , Hughes Aircraft , Mitsubishi , NEC , OKI , Prime , Stratus , Yokogawa , Red Brick Software y Allegro Consultants, Inc.

La arquitectura del conjunto de instrucciones (ISA) se amplió a 64  bits en 1996, con la revisión denominada PA-RISC 2.0. PA-RISC 2.0 también incorporó instrucciones de multiplicación y suma fusionadas , útiles para ciertos algoritmos intensivos en coma flotante, y la extensión MAX-2 SIMD, que proporciona instrucciones para acelerar aplicaciones multimedia. La primera implementación de PA-RISC 2.0 fue el procesador PA-8000 , presentado en enero de 1996.

• Chipset Amiga Hombre : un chipset basado en PA-7150 con un sistema multimedia completo para Commodore Amiga
• Otros chips PA-RISC de terceros fueron fabricados por Hitachi , Oki y Winbond . ^{[ 19 ]}
• Familia de arquitecturas ARM : competidora de la arquitectura RISC ISA de mediados de la década de 1980.
• SPARC — Compitiendo con RISC ISA de mediados de la década de 1980

• Descripción general del procesador RISC PA8800 de Hewlett Packard (LostCircuits)
• Documentación de HP : consulte la documentación de PA-RISC y los archivos PDF de la arquitectura disponibles más abajo.
• OpenPA.net: Información completa sobre chips y computadoras PA-RISC.
• chipdb.org Imágenes de diferentes procesadores PA-RISC