PA-RISC

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Das PA-RISC Symbol
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.

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“). Ab der Release 9.10 wird es keine weitere Ubuntu-Unterstützung für PA-RISC-Prozessoren mehr geben. Allgemein ist es um die HPPA-Ports ruhig geworden.

Modellhistorie[Bearbeiten]

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 kbit L2 cache 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
KL HP PA RISC 7150.jpg
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
KL HP PA RISC 7100LC.jpg
PCX-L PA-7100LC 1994 60–100 ? 0,75 0,9 201,6 7–11 1 2 MB 1,1d
KL HP PA RISC 7300.jpg
PCX-L2 PA-7300LC 1996 132–180 ? 0,5 9,2 260,1 ? 64 64 0–8 MB 1,1e
KL Hewlett Packard PA8000.jpg
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
HP PA-RISC-PA8700.JPG
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 MB 2,0
Shortfin PA-8900 2005 1000–1100 6400 0,13 ? ? ? 768/core 768/core 64 MB 2,0

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

  • 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[Bearbeiten]

  1. [1]
  2. [2]
  3. [3]
  4. [4]
  5. [5]
  6. Debian 6.0 "Squeeze" veröffentlicht. In: debian.org. Software in the Public Interest, Inc., 6. Februar 2011, abgerufen am 8. Februar 2011.
  7. [6]