PA-RISC

Prozessorkern (Die)-Foto eines HP PA-7000 (PCX-S)
Prozessorkern (Die)-Foto eines HP PA-7100LC (PCX-L)

Parallel/Precision Architecture Reduced Instruction Set Computer (PA-RISC) ist eine Mikroprozessor-Architektur von Hewlett-Packard für den Einsatz im Server- und Workstationbereich. Wie aus dem Namen hervorgeht, handelt es sich um einen Prozessor der RISC-Bauart, das PA ist Abkürzung für Precision Architecture. Er ist auch unter der Bezeichnung HP/PA für Hewlett Packard Precision Architecture bekannt. Die ersten Prozessoren wurden 1986 eingesetzt, 2008 wurde die Produktion endgültig eingestellt. Bereits einige Jahre zuvor begann HP, stattdessen die zusammen mit Intel entwickelten Itanium- bzw. Itanium-2-Prozessoren zu verwenden.

Geschichte

In den späten 1980ern produzierte HP vier Modellreihen von Computern, alle arbeiteten mit verschiedenen CISC-Prozessoren. Die 1986 eingeführte PC-kompatible HP Vectra-Baureihe basierte auf Intel-80286-Prozessoren. Alle anderen Modellreihen nutzten CPUs anderer Hersteller. Die HP Serie 200- (1981) und HP 9000 Serie 300- (1985) Unix (HP-UX)-Workstations basierten auf dem Motorola-68k-Design. Eine zusätzliche 68k-basierte Serie kam 1989 durch die Übernahme von Apollo hinzu, die spätere HP Apollo 9000 Serie 400. Die nächste eigenständige Baureihe war die Serie HP 300 (1978), integrierte Multi-User-Computer, die auf einem proprietären Silicon-on-Sapphire-CPU-Design 8 (SoS-Design) und dem Betriebssystem Amigo/300 beruhten. Auch die ersten Baureihen der Hewlett-Packard 3000 Serie (1972) beruhten ebenfalls auf einem SoS-Design und dem MPE (Betriebssystem). Schließlich gab es die HP 9000 Serie 500 (1982)-Minicomputer, welche die von HP selbst entwickelte 32-Bit-FOCUS-CPU nutzten. Alle nicht Intel-basierten HP-Systeme wurden ab 1988 mithilfe des neuen PA-RISC-Prozessors auf ein einheitliches Design konsolidiert.

Die ersten Serien der PA-RISC-7000-Prozessoren waren auf eine Adressraum von 32 Bit ausgelegt und wurden ab März 1986[1] zunächst in der HP-3000-Serie bei den Modellen 930 und 950 und in der zur 930 baugleichen HP-9000 840s eingesetzt.

Ein Merkmal der PA-RISC-Reihe ist, dass die meisten Generationen dieser CPUs keinen Level-2-Cache haben. Stattdessen werden große Level-1-Caches verwendet, zunächst als separate Chips über einen Bus verbunden, später auf einem Chip integriert. Lediglich der PA-7100LC, der PA-7200 und der PA-7300LC besaßen einen L2-Cache. Eine weitere Innovation des PA-RISC-Designs waren die zusätzlichen, sogenannten Multimedia-Instruktionen (SIMD), welche zum ersten Mal mit dem PA-7100LC eingeführt wurden. Ab dem PA-7200 wurde auch der externe MMC/SMC-Memorycontroller verwendet, er ermöglicht erstmals einen 36-Bit-Adressraum (bei K420 max. 8 GB, sonst max. 32 GB Hauptspeicher), auf den auch die 32-Bit-Versionen von HP-UX ab Version 11.00 über „Memory Windows“ zugreifen können (vergleiche PAE oder AWE).

Im Jahr 1994 wurde die bis heute gültige PA-RISC-2.0-Spezifikation definiert, die eine Wortbreite von 64 Bit vorsieht und damit einen linearen Adressraum ermöglicht, der größer als 4 GB ist. Weitere Änderungen betrafen die Pipeline-Architektur und die Aufteilung des Instruction-Caches in zwei Einheiten, eine für Befehle, die schnell abgearbeitet werden, eine für solche, die zeitintensiver sind. Der erste Vertreter des neuen Standards war der PA-8000.

Die Produktion der PA-RISC-Prozessoren sollte ursprünglich im Jahre 2004 enden, sie wurde aber wegen diverser Verzögerungen bei der Itanium-Entwicklung ausgedehnt. Die Produktion neuer Systeme, die auf der HP-PA-Prozessorarchitektur basieren, endete zum 31. Dezember 2008. Als Nachfolger kommt die seit Ende der 1990er von HP zusammen mit Intel entwickelte IA-64-Architektur (Itanium) zum Einsatz.

Die PA-RISC-Prozessoren werden unter anderem von NetBSD[2], OpenBSD[3] oder Linux[4] unterstützt. Seit der Veröffentlichung von Debian 3.0 (Woody) ist HPPA eine offiziell unterstützte Debian-Architektur[5], die aktuelle stabile Distribution von Debian-HPPA GNU/Linux ist die Version 6.0. Sie wurde am 6. Februar 2011 freigegeben.[6] Auch Gentoo Linux[7] unterstützt HPPA. Eine Ubuntu-Portierung existierte ebenfalls bis zur Release 9.04 („Jaunty“). Seit der Release 9.10 gibt es keine weitere Ubuntu-Unterstützung für PA-RISC-Prozessoren mehr. Allgemein ist es um die HPPA-Ports ruhig geworden.

Modellhistorie

Bild Modell Typ Jahr Frequenz
in MHz		 Speicher-Bus
in MB/s		 Herstellung
in µm		 Transistoren
in Mio.		 Diegröße
in mm²		 Verbrauch
in W		 Dcache in
kbit		 Icache
in kbit		 L2 cache
in MB		 ISA
TS-1 PA-1,0 1986 8 ? TTL 6× 150 ICs 6″×8,4″×11,3″ — 1,0
CS-1 PA-1,0 1987 8 ? 1,6 0,164 72,93 — 1,0
NS-1 PA-1,0 1987 25-30 ? 1,5 0,144 70,56 — 1,0
NS-2 PA-1,0 1989 27,5-30 ? 1,5 0,183 196 27 — 1,0
PCX-S PA-7000 1991 35-66 ? 1,0 0,58 201,6 ? 256 256 — 1,1a
PCX-T PA-7100 1992 33–100 ? 0,8 0,85 196 ? 2048 1024 — 1,1b
PCX-T PA-7150 1994 125 ? 0,8 0,85 196 ? 2048 1024 — 1,1b
PCX-T' PA-7200 1994 120 960 0,55 1,26 210 30 1024 2048 — 1,1c
PCX-L PA-7100LC 1994 60–100 ? 0,75 0,9 201,6 7–11 — 1 2 1,1d
PCX-L2 PA-7300LC 1996 132–180 ? 0,5 9,2 260,1 ? 64 64 0–8 1,1e
PCX-U PA-8000 1996 160–180 960 0,5 3,8/4,5? 338/347? ? 1024 1024 — 2,0
PCX-U+ PA-8200 1997 200–240 960 0,5 3,8/4,5? 338/347? ? 2048 2048 — 2,0
PCX-W PA-8500 1998 300–440 1920 0,25 140 467 ? 1024 512 — 2,0
PCX-W+ PA-8600 2000 480–552 1920 0,25 140 467 ? 1024 512 — 2,0
PCX-W2 PA-8700(+) 2001 625–875 1920 0,18 186 304 ? 1536 768 — 2,0
Mako PA-8800 2003 900–1000 6400 0,13 300 361 ? 768/core 768/core 32 2,0
Shortfin PA-8900 2005 1000–1100 6400 0,13 ? ? ? 768/core 768/core 64 2,0
  • Spezifikationen PA-RISC 2.0
  • Das OpenPA Projekt engl. Mit zahlreichen Informationen und Abbildungen verschiedener PA-RISC basierter Systeme. (Auch non HP) Mit einer Rubrik über freie Betriebssysteme auf PA-RISC HP9000 Maschinen.

Einzelnachweise

  1. ↑ http://hpmuseum.net/display_item.php?hw=836
  2. ↑ http://www.netbsd.org/ports/hp700/
  3. ↑ http://www.openbsd.org/hppa.html
  4. ↑ Linux PARISC Wiki. Abgerufen am 12. August 2022.
  5. ↑ http://www.debian.org/ports/hppa/
  6. ↑ Debian 6.0 "Squeeze" veröffentlicht. In: debian.org. Software in the Public Interest, Inc., 6. Februar 2011, abgerufen am 8. Februar 2011.
  7. ↑ http://www.gentoo.org/doc/en/handbook/handbook-hppa.xml