Precision Architecture RISC ( PA-RISC ) o Hewlett Packard Precision Architecture ( HP/PA o simplemente HPPA ), es una arquitectura de conjunto de instrucciones de computadora de propósito general (ISA) 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 3000 Series 930 y HP 9000 Model 840 con la primera implementación, la TS1. [2] [3] HP dejó de vender sistemas HP 9000 basados en PA-RISC a fines de 2008, pero admitió servidores que ejecutaban chips PA-RISC hasta 2013. [4] PA-RISC fue reemplazado por Itanium (originalmente IA-64) ISA, desarrollado conjuntamente por HP e Intel . [5]
A finales de los años 1980, HP estaba construyendo cuatro series de ordenadores, todos ellos basados en CPU CISC . Una de ellas era la serie Vectra basada en Intel i286 compatible con IBM PC , que comenzó en 1986. Todos los demás eran sistemas que no eran Intel . Uno de ellos era la serie 300 de estaciones de trabajo basadas en Motorola 68000 de HP , otra línea de estaciones de trabajo técnicas de la serie 200 basadas en un diseño de chip de silicio sobre zafiro (SOS) personalizado, la serie clásica HP 3000 de 16 bits basada en SOS y, por último, las minicomputadoras HP 9000 de la serie 500 , basadas en su propio microprocesador FOCUS (de 16 y 32 bits) .
La arquitectura Precision es el resultado de lo que se conocía dentro de Hewlett-Packard como el programa Spectrum . [6] HP planeaba usar Spectrum para mover todas sus máquinas no compatibles con PC a una única familia de CPU RISC.
A principios de 1982, se comenzó a trabajar en la arquitectura Precision en los laboratorios de HP, definiendo el conjunto de instrucciones y el sistema de memoria virtual. El desarrollo de la primera implementación TTL comenzó en abril de 1983. Una vez finalizada 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 realizaron los prototipos de sistemas, con la producción de "prototipos de laboratorio" en 1985 y de prototipos de producto en 1986. [7]
Los primeros procesadores se introdujeron en productos durante 1986. Tiene treinta y dos registros enteros de 32 bits y dieciséis registros de punto flotante de 64 bits. La arquitectura HP Precision tiene 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. [8] [9] Un procesador HP Precision también incluye un registro de palabra de estado del procesador (PSW). El registro PSW contiene varias banderas que habilitan el direccionamiento virtual, la protección, las interrupciones y otra información de estado. [10] 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 inadecuados 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. [11]
La primera implementación fue la TS1, una unidad central de procesamiento construida a partir de dispositivos de lógica discreta transistor-transistor ( 74F TTL ). Las implementaciones posteriores fueron diseños VLSI multichip fabricados en procesos NMOS (NS1 y NS2) y CMOS (CS1 y PCX). [12] Se utilizaron por primera vez en una nueva serie de máquinas HP 3000 a fines 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 . Las máquinas HP 9000 pronto se actualizaron también con el procesador PA-RISC, ejecutando la versión HP-UX de Unix .
Otros sistemas operativos adaptados 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 no tienen caché de nivel 2. En su lugar, se utilizan grandes cachés de nivel 1, inicialmente como chips separados conectados por un bus, y más tarde integrados en el chip. Solo los PA-7100LC y PA-7300LC tienen cachés L2. Otra innovación del PA-RISC es la adición de instrucciones vectoriales ( SIMD ) en forma de MAX , que se introdujeron 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.
En 1996, la ISA se amplió a 64 bits, y esta revisión se denominó PA-RISC 2.0. PA-RISC 2.0 también agregó instrucciones de multiplicación-suma fusionadas , que ayudan a 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 PA-8000 , que se presentó en enero de 1996.
... En el número de marzo de 1987 describimos las computadoras HP 3000 Series 930 y HP 9000 Model 840, que fueron las primeras realizaciones de HP de la arquitectura HP Precision en tecnología TTL estándar. ...
El programa de desarrollo de arquitectura de precisión de HP, conocido en HP como el programa Spectrum, ...