ROMP — это микропроцессор компьютера с сокращенным набором команд (RISC) , разработанный IBM в конце 1970-х годов. Он также известен как минипроцессор Research OPD (в честь двух подразделений IBM, которые сотрудничали при его создании: IBM Research и Office Products Division (OPD)) и 032 . [1] Первоначально ROMP был разработан для офисного оборудования и небольших компьютеров, [2] задумывался как продолжение микропроцессора IBM OPD Mini Processor середины 1970-х годов, [ нужна ссылка ] , который использовался в слове IBM Office System/6. -система обработки. Первые примеры стали доступны в 1981 году, и впервые он был коммерчески использован в IBM RT PC , анонсированном в январе 1986 года. Какое-то время планировалось, что RT PC будет персональным компьютером , а ROMP заменит Intel 8088, установленный в IBM Personal. Компьютер . Однако позже ПК RT был перепозиционирован в инженерную и научную рабочую станцию . Более поздняя версия CMOS ROMP была впервые использована в плате сопроцессора академической системы IBM 6152, представленной в 1988 году, а позже появилась в некоторых моделях ПК RT.
Архитектурная работа над ROMP началась в конце весны 1977 года как дочернее предприятие процессора 801 RISC компании IBM Research (отсюда и аббревиатура «Research»). Большинство архитектурных изменений были направлены на снижение затрат, например, добавление 16-битных инструкций для повышения эффективности использования байтов. Первоначальный ROMP имел 24-битную архитектуру, но через несколько лет разработки набор команд был изменен на 32-битный. [3]
Первые чипы были готовы в начале 1981 года, что сделало ROMP первым промышленным RISC-процессором. Процессор был представлен на Международной конференции по твердотельным схемам в 1984 году [4]. ROMP впервые появился в коммерческом продукте в качестве процессора для рабочей станции IBM RT PC , которая была представлена в 1986 году. Чтобы привести примеры производства ПК RT, укажите массовое производство. Разработка ROMP и его MMU началась в 1985 году. [4] Задержка между завершением разработки ROMP и внедрением ПК RT была вызвана слишком амбициозными планами программного обеспечения для ПК RT и его операционной системы (ОС). Эта ОС виртуализировала оборудование и могла поддерживать множество других операционных систем. Эта технология, называемая виртуализацией , хотя и является обычным явлением в системах мэйнфреймов , начала набирать обороты в небольших системах только в 21 веке. Улучшенная версия CMOS ROMP впервые использовалась на рабочей станции IBM 6152 Academic System , а затем в некоторых моделях ПК RT.
IBM Research использовала ROMP в своем исследовательском прототипе параллельного процессора (RP3), раннем экспериментальном масштабируемом мультипроцессоре с общей памятью , который поддерживал до 512 процессоров, впервые подробно описанный в 1985 году; и версия CMOS в ACE, экспериментальном мультипроцессоре NUMA, работавшем в 1988 году. [5]
Архитектура ROMP была основана на оригинальной версии миникомпьютера IBM Research 801 . Основными отличиями были больший размер слова (32 бита вместо 24) и включение виртуальной памяти . [6] Архитектура поддерживала 8-, 16- и 32-битные целые числа, 32-битную адресацию и 40-битное виртуальное адресное пространство . Он имел регистр указателя команд и шестнадцать 32-битных регистров общего назначения . Микропроцессор управлялся 118 простыми 16- и 32-битными инструкциями. [7]
Виртуальная память ROMP имеет сегментированное 40-битное (1 ТБ) адресное пространство, состоящее из 4096 сегментов по 256 МБ. 40-битный виртуальный адрес формируется в MMU путем объединения 12-битного идентификатора сегмента с 28 младшими битами из 32-битного виртуального адреса, вычисленного ROMP. Идентификатор сегмента получается из набора из 16 идентификаторов сегментов, хранящихся в MMU, адресованных четырьмя старшими битами 32-битного виртуального адреса, вычисленного ROMP. [8]
ROMP — скалярный процессор с трехступенчатым конвейером. [7] На первом этапе, если в 16-байтовом буфере предварительной выборки инструкций есть инструкции, инструкция извлекается, декодируется и считываются операнды из файла регистров общего назначения. Буфер предварительной выборки инструкций считывал 32-битное слово из памяти всякий раз, когда ROMP не обращался к нему. [7] Инструкции выполнялись на втором этапе и записывались обратно в файл регистров общего назначения на третьем этапе. ROMP использовал обходную сеть и соответствующим образом планировал чтение и запись файла регистра для поддержки последовательного выполнения зависимых инструкций. [7] Большинство инструкций между регистрами выполнялись за один цикл; из 118 инструкций 84 имели задержку в один цикл. [9] ROMP имел сопутствующую интегральную схему, разработанную IBM , которая во время разработки носила кодовое название Rosetta. [10] Rosetta представляла собой блок управления памятью (MMU), который предоставлял ROMP средства трансляции адресов, резервный буфер трансляции и буфер хранения. [7]
ROMP и Rosetta изначально были реализованы на основе технологии NMOS с кремниевым затвором IBM 2 мкм и двумя уровнями металлических межсоединений. [11] [4] ROMP состоит из 45 000 транзисторов и имеет размеры 7,65 × 7,65 мм (58,52 мм 2 ), а Rosetta состоит из 61 500 транзисторов и имеет размеры 9,02 × 9,02 мм (81,36 мм 2 ). Оба они упакованы в 135-контактные керамические массивы контактов . [4] Позже была разработана CMOS-версия ROMP и Rosetta (называемая ROMP-C и Rosetta-C).