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IBM RISC成长日记 |
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2007-09-12 23:22
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1965 IBM ACS
20世纪60年代，计算机市场混沌初开，市场竞争逐步升级，任何厂商要在竞争中占据有利地位，必须研制出当时一流的计算机。当时IBM在科学计算领域还处于相对落后地位，为改变这一状态，IBM决定研发一个尖端系统，取代CDC 6800(之后被称之为CDC 7600)的地位。
基于John Cocke的科学计算超级计算机理念，IBM ACS(Advanced Computing Systems 尖端计算系统)的构想于1965年诞生，这要比伯克利和斯坦福大学早期研究的RISC(精简指令集计算结构)早好几年。而ACS这一项目是从Project Y (1963年)发展过来的，ACS开始3年后于1968年被搁置，不过ACS中诸多领先而创新的CPU架构技术，随后被应用在IBM RS/6000中。
在ACS项目以后，John Cocke又带领他的团队启动了IBM 801项目，并充分利用了之前在编译器和指令集方面的研究成果；另外，在IBM Cheetah和America项目中，John Cocke也起到了非常大的作用，而这些努力也为后来RS/6000的成功问世奠定了坚实的基础。
1974年—代号“801”
1974年，IBM公司的RISC技术正式应用于Thomas J. Watson研究中心的一个项目中，该项目主要是为了能够建造一个大型的电话交换网络，其计算机所需的处理器因在801号建筑内研发而得名“801”。项目设计目标是在每个时钟周期内完成一条指令。虽然试验版本的801并没有建成，但由John Cocke主导的设计理念看上去已成为一个通用高性能微处理器理想的基础。
1985年—代号“America”
1985年，基于试验版本的801设计和ACS的理念，位于奥士汀的IBM实验室完成了一个全新的模型，之后该模型发展成为了超标量架构设计的RISC System/6000 (后更名为RS/6000)处理器，该处理器于1990年正式问世。该RISC芯片研究是在“America”的代号下研发的，系统中的RIOS也同样使用了America技术。
1986年—RT PC
1986 年1月份，世界首台基于RISC架构的UNIX计算机由IBM发布，名为RT PC，所采用的UXIX操作系统为AIX，配备有无浮点计算能力的32位ROMP处理器。虽然IBM对这台计算机寄予厚望，但是其命运却不尽如人意。RT被认为是“计算力不足、价格太高、也太迟了”，而且还被误认为是个人电脑产品线的一款产品……后来，RT PC更名为RT。
1986年—AIX v1发布(Advanced Interactive Executive，尖端交互执行操作系统)
AIX是Advanced Interactive Executive的缩写，即尖端交互执行操作系统。AIX第一版本AIX v1于1986年首次发布，是第一个能够支持商用RISC系统(RT/PC)的UNIX操作系统。RT使用了虚拟资源管理器(Virtual Resource Manager，VRM)，VRM可为内核提供一个虚拟机环境，允许一个以上的操作系统同时运行。AIX是基于INTERACTIVE Systems公司的IN/ix(第一个商用UNIX)。
1987年—AIX (PS/2)
IBM为RT PC提供了PS/2 AIX操作系统。PS/2 AIX是多用户、多任务处理和可使用虚拟内存的标准AIX的一个特定版本。
1988年—AIX v2
1988年，IBM发布AIX v2，它是可支持第二版RISC系统(RT/PC)的UNIX操作系统
1990年—POWER
1990年2月份，IBM公司宣布推出全新基于RISC架构的计算机产品线——RISC System/6000(之后被命名为RS/6000，现名为System pSeries)，可运行AIX v3。该系统的架构也被正式命名为POWER(后称之为POWER 1)。
POWER是Performance Optimization With Enhanced RISC的缩写，即以加强的RISC实现性能优化。RISC SYSTEM/6000的各款产品可配置多个32位POWER架构处理器。当时的POWER 1处理器内配置有8KB指令高速缓存(I-cache)，32KB或64KB数据高速缓存(D-cache)；1个浮点计算单元，可在一个时钟周期内发出一个复合浮点“乘-加”运算(FMA)；仅2个时钟周期的响应延迟；具有优化的3-D图形功能。IBM公司相应推出的7013-540 (30 MHz)计算机，每秒可处理3000万次的指令。其内含硅芯片上的电子逻辑电路有80多万个晶体管。整机最大内存可达到256MB，内部磁盘存储器的容量可达2.5GB。
1990年—AIX Version 3
IBM 宣布推出AIX v3，具有以下特点：
- 第一个可支持超标量RISC(POWER)处理器的UNIX操作系统
- 第一个可支持动态内核(在内核参数修改后不需要系统重新启动)的UNIX操作系统
- 第一个提供对象数据库管理器(ODM，可简化设备配置速度)的UNIX操作系统
- 第一个捆绑逻辑卷管理器(LVM)功能的UNIX操作系统
- 第一个捆绑日志文件系统(JFS)功能的UNIX操作系统
- 包括了系统管理界面工具(SMIT)功能，可实现菜单驱动、对用户友好的系统管理
1991年
通过与苹果和摩托罗拉联手，IBM计划推出新一代处理器架构，使其可广泛应用在从小型可依靠电池运行的计算机，到大型超级计算机及大型主机等领域。该计划最终成就了PowerPC家族微处理器，可应用于RISC架构硬件和软件的单芯片配置(系统)。
1992年—RSC
1992年1月，IBM公司宣布推出7011-220 (33 MHz)入门级桌面工作站，基于POWER架构的单芯片配置，所以人们把该工作站称之为RISC单芯片(RISC Single Chip，RSC)。当年还有人嬉称之为“比萨盒”。
1992年—AIX PS/2 Version 1.3
IBM PS/2的AIX PS/2操作系统1.3版本正式推出。
1993年—SP
IBM Scalable POWERparallel Systems(IBM可扩展POWER并行系统，简称SP，后通常被称为SP1)为串行和并行的应用提供了一个可扩展的平台。SP1基于RISC SYSTEM/6000技术，其基本组件于1993年2月份正式推出，代码为9076 SP1，该系统框架(frame)包含8-16个RISC SYSTEM/6000处理器节点(最大四个框架，64个节点)。SP采用了MPP(大规模并行处理)的理念，每一个处理器节点都有其自己的资源(处理器、内存、硬盘和操作系统)，是个无需共享资源的架构。
1993年—PowerPC 601
1993年9月，IBM宣布推出7011-250 (66 MHz)工作站，该工作站是首个基于32位PowerPC 601处理器的RISC System/6000计算机。
PowerPC 601处理器是IBM、苹果和摩托罗拉合作的第一个结晶。PowerPC 601的基础设计来源自IBM RISC单芯片处理器的设计。601的超标量体系结构通过改进，有了更强好的性能表现；应用额外的客户化线路设计，可减小芯片内核的尺寸，提高运行频率。摩托罗拉88110微处理器总线接口界面是601总线接口界面开发的基础。
601并没有采用全部的PowerPC指令集，而是去掉了一些不常用的指令；601还增加了一些新的指令和功能，例如支持对称多处理器(SMP)系统。601能在每个时钟周期内分发、执行和完成最多三条指令。指令是被分发给多个执行单元(一个整型单元、一个分支处理单元和一个浮点单元)，并行的进行执行，并能无序完成。
一个SMP系统支持多个处理器，每个处理器有自己的高速缓存，而内存和驱动器则是共享的。
601是POWER到整个PowerPC架构的桥梁，PowerPC的一些代表产品包括603、604和604e。
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| 编辑：
赵国栋
天极ChinaByte
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