DEC Alpha

Le DEC Alpha, aussi appelé Alpha AXP, est un microprocesseur superscalaire RISC 64 bits initialement développé et fabriqué par Digital Equipment Corp. (DEC), qui le commercialisa dans ses stations de travail et ses serveurs.

DEC Alpha

Un DEC Alpha modèle 21066-AA.

Informations générales

Production	De février 1992 à avril 2005
Concepteur	DEC
Fabricant	Samsung, Mitsubishi

Performances

Fréquence	100 MHz à 1,255 GHz
Largeur bus données	32
Largeur bus adresse	64
Largeur bus adresse virtuelle	43

Taille du cache

Niveau 1	8 ko
Niveau 2	16 Mo

Spécifications physiques

Finesse de gravure	130 nm à 675 nm
Nombre de transistors	1 680 000 à 152 000 000
Socket(s)	DEC APECS

Architecture et classification

Architecture	RISC
Boutisme	little-endian
Famille	DEC Alpha

Produits, marques, modèles, variantes

Marques	Samsung, Mitsubishi
Variantes	Alpha 21064 ou EV4, Alpha 21164 ou EV5, Alpha 21264 ou EV6, 21364 (EV7)

Historique

DEC Prism

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Historique

schéma de architecture du DEC Alpha 21264

La conception de l'Alpha s’est très largement inspirée du précédent projet de processeur DEC Prism (en), qui a connu de nombreux retards et ne fut pas commercialisé^[1],[2].

Selon son fabricant, « ce processeur est le plus rapide en 1994 et le resta pendant plusieurs années^[3],[4]. » Il est notamment à la base de plusieurs superordinateurs Cray produits entre 1999 et 2003.

En 1998, l’architecture fut achetée par Compaq et les secrets industriels et détails de conception vendus à Intel^[5] en 2001. La même année, Hewlett-Packard racheta les droits et continua le développement de l’architecture jusqu’en 2004, se contentant ensuite de vendre des serveurs principalement aux clients existants.

En avril 2007, Hewlett-Packard cessa complètement la production et la vente de processeurs Alpha.

Architecture

Des fréquences plus élevées et de meilleures performances ont été possibles grâce à de coûteux procédés de microgravure^{[réf. nécessaire]} et à son bus d’instructions superpipelinée, mais surtout grâce aux optimisations manuelles du dessin. Il avait un contrôleur mémoire intégré superscalaire.

Support logiciel

Conçu comme un successeur de la gamme d'ordinateurs VAX, il fut livré avec le système d'exploitation VMS, ainsi que Tru64 (anciennement appelé « Digital UNIX » et développé par DEC). Plus tard des Systèmes d’exploitation libres fonctionnèrent sur l’Alpha, particulièrement GNU/Linux, plusieurs distributions BSD, le micronoyau L4Ka::Pistachio et Plan 9. Microsoft, qui a pour politique que tous ses systèmes d’exploitation puissent fonctionner pour au moins deux processeurs différents^{[réf. souhaitée]}, développa pour ce processeur jusqu’à Windows NT 4.0-SP6, mais cessa tout développement pour Alpha après la 3^e version bêta de Windows 2000.

Liste des modèles

Modèle	EV n°	Année	Fréquence [MHz]	Gravure [nm]	Transistors [millions]	Taille [mm²]	Entrées/sorties	TDP [W]	Tension [V]	Débit RAM [Mo/s]	Cache données [ko]	Cache instr. [ko]	Cache S	Cache B	Jeu d’instructions
21064	EV4	1992	150-200	750	1,68	234	290	30	3.3	80	8	8	--
21064A	EV45	1994	200-300	500	2,85	164		33	3.3	80	16	16	--
21066	LCA4	1993	100-166	680	1,75	209		21	3.3	30	8	8	--
21066A	LCA45	1994	166-233	500	1,75	161		23	3.3	30	8	8	--
21164	EV5	1995	366-500	500	9,7	299	296	56	3.3/2.5	150	8	8	96k	1	R
21164A	EV56	1996	400-767	350	9,3	209		46	3.3/2.0	300	8	8	96k	1-2M	R,B
21164PC	PCA56	1997	400-533	350	3,5	141	264	40	3.3/2.5		8	16	--	1M	R,B,M
	PCA57		600-666	280	5,7	101	283	20	2.5/2.0		16	16	--	1M	R,B,M
21264	EV6	1998	450-600	350	15,9	314	389	73	2.0	1600	64	64	--	2-8M	R,B,M,F
21264A	EV67	1999	667-750	250	15,9	210	389				64	64	--	2-8M	R,B,M,F,C
21264B	EV68AL	2001	800-833	180	15,9	125					64	64	--	2-8M	R,B,M,F,C,T
21264C	EV68CB	2001	1000–1250	180	15,2	125		65-75	1.65		64	64	--	2-8M	R,B,M,F,C,T
21264D	EV68CX										64	64	--	2-8M	R,B,M,F,C,T
21364	EV7	2003	800-1300	180	130	397	1443	125	1.5		64	64	1.75M	--	R,B,M,F,C,T
21364	EV7z	2003	1300-	180							64	64	1.75M	--	R,B,M,F,C,T

Notes

• EV : parfois écrit explicitement « Extended Vax ».
• Cache S : antémémoire de second niveau.
• Cache B : antémémoire de troisième niveau (externe).
• Jeu d’instructions :
  • R – Support matériel pour les valeurs hors-limites représentées par plus l’infini ou moins l’infini.
  • B – BWX (Byte/Word Extension), instructions permettant les opérations 8 et 16 bits depuis la mémoire et les I/O
  • M – MVI (Mltimedia Vectorial Instructions), instructions vectorielles utilisées pour les applications de type multimédia.
  • F – FIX, instructions pour déplacer des données entre des registres à valeurs entières et à point flottant. Ajoute aussi une instruction pour effectuer les racines carrées, même si le registre de départ ne supporte que les nombres entiers.
  • C – CIX, instructions pour compter et trouver la position de certains bits.
  • T – Support d’instructions permettant d’aller chercher une valeur tout en la modifiant, sous certaines conditions, dans le but d’accélérer les performances des verrous, et plus particulièrement au moment d’obtenir un mutex pour la 1^re fois.