RISC Single Chip , или RSC , — это однокристальный микропроцессор , разработанный и изготовленный компанией International Business Machines (IBM). RSC представлял собой однокристальную реализацию POWER1 с ограниченными возможностями , многокристального центрального процессора (ЦП), который реализовал архитектуру набора команд POWER (ISA). Он использовался в моделях рабочих станций начального уровня семейства IBM RS/6000 , таких как модели 220 и 230.
РСК работала на частотах 33 и 45 МГц. Он имеет три исполнительных блока : блок с фиксированной запятой , блок с плавающей запятой и процессор ветвления; и унифицированный кэш инструкций и данных объемом 8 КБ. Как и в POWER1, контроллер памяти и ввод-вывод были тесно интегрированы, при этом функциональные блоки отвечали за функции: блок интерфейса памяти и блок секвенсора; [ нужны разъяснения ] находится на том же кристалле, что и процессор. RSC содержит девять функциональных блоков: блок выполнения с фиксированной запятой (FXU), блок исполнения с плавающей запятой (FPU), блок управления памятью (MMU), блок интерфейса памяти (MIU), блок секвенсора, общий блок внутрикристального процессора ( COP), блок выборки инструкций, а также блок очереди и диспетчеризации команд.
Модуль с фиксированной запятой выполняет целочисленные инструкции, генерирует адреса в операциях загрузки и сохранения и некоторые части инструкций перехода. Он имеет трехэтапный конвейер , состоящий из этапов декодирования , выполнения и обратной записи . Некоторые инструкции требуют нескольких циклов на этапе выполнения, прежде чем они будут завершены.
Модуль с плавающей запятой выполняет инструкции с плавающей запятой . В отличие от POWER1, RSC не имеет возможности переименования регистров из-за ограниченной области кристалла, в которую должно поместиться устройство. Для дополнительной экономии площади кристалла массив умножения-сложения с плавающей запятой имеет ширину 32 бита. Для выполнения 64-битных операций ( двойной точности ) операнды разбиваются на два, и инструкция дважды проходит через массив умножения-сложения. Конвейер с плавающей запятой состоит из четырех этапов: декодирования , умножения , сложения и обратной записи .
RSC имеет унифицированный кэш размером 8 КБ вместо отдельных кэшей инструкций и больших данных, таких как POWER1. Единый кеш является двусторонним ассоциативным набором и использует политику сквозного сохранения без перезагрузки при промахе хранилища и политику замены наименее недавно использованного (LRU). Размер строки кэша составляет 64 байта, и каждая строка кэша разделена на четыре четверных слова (16 байт), причем каждому четверному слову присвоен собственный действительный бит в каталоге кэша. За каждый цикл из него можно прочитать четыре слова и записать в него два двойных слова .
Шина данных памяти имеет ширину 72 бита, из них 64 бита используются для пути данных и 8 битов используются для кода исправления ошибок (ECC). Блок интерфейса памяти управляет шиной и выполняет проверки ECC данных, поступающих в процессор. Логика ECC способна исправлять однобитовые ошибки. По сравнению с POWER1 шина данных памяти RSC уже и использует стандартные SIMM вместо специальных карт памяти.
RSC содержал примерно один миллион транзисторов на кристалле размером 14,9 х 15,2 мм (226,48 мм 2 ), изготовленном IBM по комплементарной металлооксидно-полупроводниковой технологии (КМОП) с минимальным размером элемента 0,8 мкм и тремя уровнями разводки. Он упакован в модуль с керамической решеткой контактов размером 36 на 36 мм, который имеет 201 сигнальный контакт. Он требовал питания 3,6 В и потреблял 4 Вт при работе на частоте 33 МГц.
{{cite conference}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )