R3000

Az R3000 egy a MIPS Computer Systems által kifejlesztett 32 bites mikroprocesszor chipkészlet, amely a MIPS I utasításkészlet-architektúrát (ISA) valósítja meg. 1988 júniusi megjelenésekor az R2000 után ez volt a második megvalósult MIPS termék; voltaképpen az R2000-es továbbfejlesztett változata. A processzornak 20, 25 és 33,33 MHz-es[1] órajellel működő változatai voltak.

Áttekintés

Az R3000 az R2000 továbbfejlesztése. Az utasításkészlet nem változott, az órajelet növelték, és néhány kisebb változás történt, pl. nagyobb TLB (translation lookaside buffer) került a processzorba és gyorsabb busz a külső cache-ekhez. Az R3000 chip 115 000 tranzisztort tartalmazott 56 mm² felületen. Mivel a MIPS gyártókapacitás nélküli (fabless) cég volt, az R3000-est partnercégek gyártották, mint az Integrated Device Technology (IDT), LSI Logic, NEC Corporation, Performance Semiconductor stb. Gyártási technológia: 1,2 µm-es CMOS folyamat, kétrétegű alumínium összekapcsolással (fémezéssel).

Felhasználás

Az R3000 nagy sikereket ért el, több cég használta munkaállomásokban és kiszolgálókban. Néhány felhasználó:

• Ardent Computer
• Digital Equipment Corporation (DEC) a DECstation munkaállomásaiban és multiprocesszoros DECsystem servereiben,
• MIPS Computer Systems – MIPS RISC/os Unix munkaállomásaiban és servereiben,
• Prime Computer
• Pyramid Technology
• Seiko Epson
• Silicon Graphics – a Professional IRIS, Personal IRIS és Indigo munkaállomásokban, valamint a multiprocesszoros Power Series vizualizációs rendszerekben,
• Sony – PlayStation és PlayStation 2 videójáték-konzolokban és NEWS munkaállomásokban,
• Tandem Computers – NonStop Cyclone/R és CLX/R hibatűrő serverekben,
• Whitechapel Workstations – Hitech-20 munkaállomásában

Az R3000-et csúcskategóriájú beágyazott processzorként is alkalmazták, és mikor a nagy teljesítményű rendszerekben elavulttá vált, alacsony költségű beágyazott processzorként használták tovább. Az LSI Logic és más cégek is fejlesztettek R3000-származékokat, kifejezetten a beágyazott rendszerekhez.

R3000 származékok nem-beágyazott alkalmazásokhoz

• R3000A – A MIPS 1989-es továbbfejlesztése. Ez a processzor magasabb órajellel működött: 20, 25, 33,33 és 40 MHz.
• PR3400 – A Performance Semiconductor fejlesztése, 1991 májusában jelent meg, 25, 33 és 40 MHz-es órajeleken működött. Ez a Performance Semiconductor PR3000A és PR3010A processzorainak egychipes integrált változata.

IDT79R3051 RISController, R3000A magot tartalmazó processzor

Beágyazott alkalmazásokhoz fejlesztett változatok

• PR31700 – 75 MHz órajellel működő mikrovezérlő, a Philips Semiconductors gyártmánya. 0,35 μm-es technológiával készült, 208-pines LQFP tokozásban. Fogyasztása 3,3 W, disszipációja 0,35 W.
• RISController – Alsó kategóriás mikrokontroller-sorozat az IDT-től. Ismertebb modellek: R3041, R3051,[2] R3052, R3081.
• TX3900 – Toshiba mikrovezérlő.

RH-32

Az RH-32 egy sugárzástűrő 32 bites MIPS R3000 alapú mikroprocesszor csipkészlet volt, amelyet az USAF Rome Laboratories[3] fejlesztett ki a Ballistic Missile Defense Agency számára (Ballisztikus Rakéta Védelmi Ügynökség) az 1990-es évek elején, és a Honeywell (később TRW) gyártott repülési és űrhajózási alkalmazásokhoz. A csipkészlettel felépített processzor teljesítménye 20 MIPS. A készletet három csip alkotja, amely központi feldolgozó egységből, lebegőpontos egységből és gyorsítótár-memóriából áll.[4]

Magyarországi felhasználás

A KFKI Mérés- és Számítástechnikai Kutatóintézetében 1989-ben kezdődött egy többprocesszoros számítógép tervezése és kifejlesztése, amelynek eredményeképpen 1991-1992-re elkészült a TPA XP-1 jelű számítógép. Ez a gép 2-16 db MIPS R3000-es processzort és ugyanannyi R3010-es lebegőpontos koprocesszort tartalmazhatott, órajele 25 MHz, 128 kbyte gyorsítótárral rendelkezett, memóriája 64 MB-től 1 GB-ig terjedhetett, 1-4 VME buszt tartalmazhatott. A gép teljesítménye 20-230 MIPS (16-256 VUPs), lebegőpontos teljesítménye 10-160 MFLOPS volt.[5][6] A gép operációs rendszere az AT&T UNIX V.4-nek a multiprocesszoros környezetre adaptált változata volt. A gép sorozatgyártásba nem került. Egy négyprocesszoros konfiguráció ára körülbelül 12 millió forint lehetett, 1991-ben.[7][8]

Jegyzetek

1. 33.33 MHz-es órajel 30 ns cilusidőnek felel meg
2. http://www.idt.com/products/getDoc.cfm?docID=845^[halott link]
3. Schechter, Joanne. "Will commercial strategy deliver cost, time savings? (military microprocessors)(includes related article on SGS-Thomson's new transputers)." EDN. Canon Communications L.L.C. 1991. Retrieved August 13, 2012 from HighBeam Research (subscription required): http://www.highbeam.com/doc/1G1-11230801.html Archiválva 2015. szeptember 24-i dátummal a Wayback Machine-ben
4. G.R. Brown, L.F. Hoffmann, S.C. Leavy, J.A. Mogensen, J. Brichacek: Honeywell radiation hardened 32-bit processor central processing unit, floating point processor, and cache memory dose rate and single event effects test results (angol nyelven) (pdf). in: 1997 IEEE Radiation Effects Data Workshop NSREC Snowmass 1997. Workshop Record Held in conjunction with IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference pp. 1-6. IEEE, 1997. július 24. DOI:10.1109/REDW.1997.629808. (Hozzáférés: 2022. szeptember 20.)
5. http://hampage.hu/tpa/xp1.html
6. http://www.recoware.hu/cegunkrol/fogadtatas_1024_768.html
7. http://www.recoware.hu/cegunkrol/szovegek/Ifabo.pdf
8. http://mek.oszk.hu/07400/07472/ - Lukács József: TPA történet

Források

• "MIPS, Partners Flex Their Muscles In Battle With SPARC". (30 March 1988). Computer Business Review.

További információk

• Chris Rowen, Mark Johnson, Paul Ries, "The MIPS R3010 Floating-Point Coprocessor," IEEE Micro, vol. 8, no. 3, pp. 53–62, May/June 1988.

Kapcsolódó szócikkek

• MIPS-architektúra
• R2000