Alpha 21364
الفا 21364، کوڈ نام "مارول"، جسے ای وی 7 بھی کہا جاتا ہے، ایک مائکرو پروسیسر ہے جسے ڈیجیٹل ایکوپمنٹ کارپوریشن (ڈی ای سی)، بعد میں کمپیک کمپیوٹر کارپوریشن نے تیار کیا، جس نے الفا انسٹرکشن سیٹ آرکیٹیکچر (آئی ایس اے) کو نافذ کیا۔ الفا 21364 کا انکشاف اکتوبر 1998 میں کمپیک نے 11 ویں سالانہ مائکرو پروسیسر فورم میں کیا تھا، جہاں اسے الفا 21264 کے طور پر بیان کیا گیا تھا جس میں 1.5 ایم بی 6 وے سیٹ ایسوسی ایٹ آن ڈائی سیکنڈری کیش، ایک انٹیگریٹڈ ڈائریکٹ ریمبس ڈی آر اے ایم میموری کنٹرولر اور دوسرے مائکرو پروسیسرز سے جڑنے کے لیے ایک انٹیگریٹڈ نیٹ ورک کنٹرولر تھا۔ الفا 21264 کور میں ہونے والی تبدیلیوں میں ایک بڑا شکار بفر شامل تھا، جس کی گنجائش 32 اندراجات تک چار گنا بڑھ گئی تھی، ڈی کیش کے لیے 16 اور اسکیچ کے لیے 16۔ مائکرو پروسیسر رپورٹ کے ذریعہ یہ اطلاع دی گئی تھی کہ کمپاک نے برانچ پیشن گوئی کی درستگی کو بہتر بنانے اور الفا 21264 میں 8 کے بجائے 16 اندراجات کی صلاحیت میں مس بفر کو دوگنا کرنے کے لیے برانچ پیشن گوئی میں معمولی تبدیلیوں کو نافذ کرنے پر غور کیا۔ توقع کی جارہی تھی کہ اسے 1999 کے آخر میں ٹیپ آؤٹ کیا جائے گا، 2000 کے اوائل میں نمونے دستیاب ہوں گے اور 2000 کے آخر میں حجم کی ترسیل ہوگی۔ تاہم، اصل شیڈول میں تاخیر ہوئی، 1999 کے آخر کے بجائے اپریل 2001 میں ٹیپ آؤٹ کیا گیا۔ الفا 21364 کو 20 جنوری 2002 کو متعارف کرایا گیا تھا جب مائکرو پروسیسر استعمال کرنے والے سسٹمز کا آغاز ہوا۔ یہ 1.25 گیگا ہرٹز پر کام کرتا تھا، لیکن الفا سرور ای ایس 47، ای ایس 80 اور جی ایس 1280 میں پروڈکشن ماڈل 1 گیگا ہرٹز یا 1.15 گیگا ہرٹز پر کام کرتے تھے۔ پچھلے الفا مائکرو پروسیسرز کے برعکس، الفا 21364 کھلے بازار میں فروخت نہیں کیا گیا تھا۔ الفا 21364 کو اصل میں الفا 21464 کے بعد آنے کا ارادہ کیا گیا تھا، کوڈ نام ای وی 8، الفا آئی ایس اے کا ایک نیا نفاذ جس میں چار طرفہ بیک وقت ملٹی تھریڈنگ (ایس ایم ٹی) ہے۔ اسے پہلی بار اکتوبر 1999 میں 12 ویں سالانہ مائیکرو پروسیسر فورم میں پیش کیا گیا تھا، لیکن ترقی کے آخری مرحلے پر 25 جون 2001 کو اسے منسوخ کر دیا گیا۔ الفا 21364 کی ترقی زیادہ تر ان خصوصیات پر مرکوز تھی جو میموری کی کارکردگی اور ملٹی پروسیسر اسکیل ایبلٹی کو بہتر بنائیں گی۔ میموری کی کارکردگی پر توجہ مائکرو پروسیسر رپورٹ میں شائع ہونے والے ایک مستقبل پر مبنی مضمون کا نتیجہ تھا جس کا عنوان تھا، "یہ میموری ہے، بیوقوف!" رچرڈ ایل سائٹس کی تحریر کردہ، جنہوں نے الفا فن تعمیر کی تعریف کی مشترکہ قیادت کی۔ مضمون نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ، "آنے والی دہائی میں، میموری سب سسٹم ڈیزائن مائکرو پروسیسرز کے لیے ڈیزائن کا واحد اہم مسئلہ ہوگا"۔ الفا 21364 ایک الفا 21264 تھا جس میں 1.75 ایم بی آن ڈائی سیکنڈری کیش، دو انٹیگریٹڈ میموری کنٹرولرز اور ایک انٹیگریٹڈ نیٹ ورک کنٹرولر تھا۔ کور الفا 21364 کا کور ای وی 68 سی بی پر مبنی ہے، جو الفا 21264 کا مشتق ہے۔ واحد ترمیم ایک بڑا شکار بفر تھا، جو اب 32 اندراجات کی گنجائش میں چار گنا بڑھ گیا ہے۔ شکار بفر کی 32 اندراجات کو ڈی کیش اور اسکیچ کے لیے 16 اندراجات میں یکساں طور پر تقسیم کیا گیا ہے۔ اگرچہ الفا 21364 الفا آرکیٹیکچر کا چوتھی نسل کا نفاذ ہے، اس ترمیم کے علاوہ، کور بصورت دیگر الفا 21264 کے ای وی 68 سی بی مشتق سے ملتا جلتا ہے۔ اسکیچ ثانوی کیش (جسے "اسکیچ" کہا جاتا ہے) ایک متحد کیش ہے جس کی گنجائش 1.75 ایم بی ہے۔ یہ 7 طرفہ سیٹ ایسوسی ایٹیو ہے، 64 بائٹ لائن سائز کا استعمال کرتا ہے، اور اس میں رائٹ بیک پالیسی ہے۔ کیش سنگل بٹ ایرر کریکشن، ڈبل بٹ ایرر ڈٹیکشن (SECDED) ایرر کریکٹنگ کوڈ (ECC) کے ذریعے محفوظ ہے۔ یہ کیش کنٹرولر سے 128 بٹ ڈیٹا پاتھ کے ذریعے جڑا ہوا ہے۔ کیش تک رسائی مکمل طور پر پائپ لائن ہے، جس سے 1 گیگا ہرٹز پر 16 جی بی/سیکنڈ کی پائیدار بینڈوتھ حاصل ہوتی ہے۔ کیش سے درخواست کردہ ڈیٹا کے لیے درکار وقت جب تک اسے استعمال کیا جا سکتا ہے 12 سائیکل ہیں۔ مائکرو پروسیسر رپورٹ جیسے مبصرین نے 12 سائیکل کی تاخیر کو اہم سمجھا۔ اسکیچ کی تاخیر کو مزید کم نہیں کیا گیا کیونکہ اس سے کارکردگی بہتر نہیں ہوتی۔ الفا 21264 کور جس پر الفا21364 مبنی تھا، کموڈٹی ایس آر اے ایم سے بنے بیرونی کیش کو استعمال کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا، جس میں الفا21364 کے آن ڈائی اسکیچ سے نمایاں طور پر زیادہ تاخیر ہوتی ہے۔ اس طرح، یہ صرف محدود شرح پر ڈیٹا کو قبول کر سکتا ہے۔ تاخیر کو بہتر بنانے کے بعد مزید کوئی فائدہ نہیں دیکھا گیا، ڈیزائنرز نے اسکیچ کے ذریعے استعمال ہونے والی طاقت کو کم کرنے پر توجہ مرکوز کی۔ کمپیک اس کمی کو دور کرنے کے لیے تیار نہیں تھا کیونکہ اس کے لیے الفا 21264 کور میں نمایاں ترمیم کی ضرورت ہوتی۔ اسکیچ کی اعلی تاخیر نے کیش ٹیگز کو پہلے دیکھنے کی اجازت دی تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ اسکیچ میں درخواست کردہ ڈیٹا موجود ہے یا نہیں اور اسکیچ بینک کو طاقت دینے اور اس تک رسائی حاصل کرنے سے پہلے یہ کس بینک میں واقع تھا۔ اس سے غیر پیداواری اسکیچ رسائی سے بچا گیا، جس سے بجلی کی کھپت کم ہوئی۔ ٹیگ اسٹور 5.75 ملین ٹرانجسٹرز اور 108 ملین ٹرانجسٹرز کے ڈیٹا اسٹور پر مشتمل تھا۔ میموری کنٹرولر الفا 21364 میں دو مربوط میموری کنٹرولر ہوتے ہیں جو ریمبس ڈی آر اے ایم (آر ڈی آر اے ایم) کو سپورٹ کرتے ہیں جو مائکرو پروسیسر کی گھڑی فریکوئنسی کے دو تہائی، یا 800 میگاہرٹز پر 1.2 گیگا ہرٹز پر کام کرتے ہیں۔ کمپیک نے الفا 21364 کے لیے اپنی مرضی کے مطابق میموری کنٹرولرز ڈیزائن کیے، جو انہیں وہ صلاحیتیں فراہم کرتے ہیں جو معیاری آر ڈی آر اے ایم میموری کنٹرولرز میں نہیں ملتی ہیں جیسے کہ تمام 128 صفحات کھلے رکھنا، ان صفحات تک رسائی میں تاخیر کو کم کرنا ؛ اور ملکیتی غلطی برداشت کرنے والی خصوصیات۔ ہر میموری کنٹرولر پانچ آر ڈی آر اے ایم چینلز فراہم کرتا ہے جو پی سی 800 ریمبس ان لائن میموری ماڈیولز (آر آئی ایم ایم) کی حمایت کرتے ہیں۔ چار چینلز میموری فراہم کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں، جبکہ پانچواں ریڈ جیسی فالتو پن فراہم کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ ہر چینل 16 بٹس چوڑا ہوتا ہے، 400 میگاہرٹز پر چلتا ہے اور 800 ایم ٹی/سیکنڈ کی منتقلی کی شرح کے لیے کلاک سگنل (ڈبل ڈیٹا ریٹ) کے بڑھتے اور گرتے دونوں کناروں پر ڈیٹا منتقل کرتا ہے، جس سے 1.6 جی بی/سیکنڈ بینڈوڈتھ حاصل ہوتی ہے۔ آٹھ چینلز کی کل میموری بینڈوتھ 12.8 جی بی/سیکنڈ ہے۔ کیش کی ہم آہنگی میموری کنٹرولرز کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے۔ ہر میموری کنٹرولر میں کیش کوہرینس انجن ہوتا ہے۔ الفا 21364 ایک ڈائرکٹری کیش کوہرسینس اسکیم کا استعمال کرتا ہے جہاں میموری کا کچھ حصہ ترمیم شدہ، خصوصی، مشترکہ، غیر قانونی (ایم ای ایس آئی) کوہرسینسی ڈیٹا کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ R-باکس R-باکس نیٹ ورک روٹر پر مشتمل ہے۔ نیٹ ورک راؤٹر نے مائکرو پروسیسر کو شمال، جنوب، مشرق اور مغرب نامی چار بندرگاہوں کا استعمال کرتے ہوئے دوسرے مائکرو پروسیسرز سے جوڑا۔ ہر بندرگاہ 800 میگاہرٹز پر کام کرنے والے دو 39 بٹ یک طرفہ لنکس پر مشتمل تھی۔ 32 بٹس ڈیٹا کے لیے اور 7 بٹس ای سی سی کے لیے تھے۔ نیٹ ورک راؤٹر میں پانچویں بندرگاہ بھی ہوتی ہے، جو I/O کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ یہ بندرگاہ ایک آئی او 7 ایپلیکیشن مخصوص انٹیگریٹڈ سرکٹ (اے ایس آئی سی) سے جڑتی ہے، جو ایک اے جی پی 4 ایکس چینل اور دو پی سی آئی-ایکس بسوں کے لیے ایک پل تھا۔ آئی/او پورٹ 200 میگاہرٹز پر کام کرنے والے دو یک طرفہ 32 بٹ لنکس پر مشتمل تھا، جس سے 3.3 جی بی/سیکنڈ کی چوٹی بینڈوتھ حاصل ہوتی ہے۔ I/O پورٹ لنک I/O ASIC کے ڈیزائن کو آسان بنانے کے لیے گھڑی کی تعدد کے ایک چوتھائی حصے پر کام کرتا ہے۔ الفا 21364 دو نیٹ ورک ٹوپولوجیز کا استعمال کرتے ہوئے 127 دیگر مائکرو پروسیسرز سے جڑ سکتا ہے: شفل اور 2 ڈی ٹورس۔ شفل ٹوپولوجی میں دوسرے مائکرو پروسیسرز کے لیے زیادہ براہ راست راستے تھے، جو تاخیر کو کم کرتے تھے اور اس وجہ سے کارکردگی کو بہتر بناتے تھے، لیکن یہ اپنی نوعیت کے نتیجے میں آٹھ مائکرو پروسیسرز تک منسلک کرنے تک محدود تھا۔ 2 ڈی ٹورس ٹوپولوجی نے نیٹ ورک کو 128 مائیکرو پروسیسرز تک کی خصوصیت کے قابل بنایا۔ ملٹی پروسیسنگ سسٹمز میں، ہر مائکرو پروسیسر ایک نوڈ ہوتا ہے جس کی اپنی میموری ہوتی ہے۔ دوسرے نوڈس کی میموری تک رسائی ممکن ہے، لیکن تاخیر کے ساتھ۔ تاخیر فاصلے کے ساتھ بڑھتی ہے، اس طرح الفا 21364 غیر یکساں میموری رسائی (این یو ایم اے) ملٹی پروسیسنگ کو نافذ کرتا ہے۔ I/O بھی اسی انداز میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ ملٹی پروسیسنگ سسٹم میں ایک الفا 21364 مائکرو پروسیسر کے لیے ضروری نہیں تھا کہ اس کے RIMM سلاٹس میموری سے بھرے ہوں یا اس کی I/O پورٹ ڈیوائسز سے بھرے ہوں۔ یہ کسی دوسرے مائکرو پروسیسر کی میموری اور I/O کا استعمال کر سکتا ہے۔ فالٹ ٹالرنس الفا 21364 فالٹ ٹالرنٹ کمپیوٹرز کے لیے لاک اسٹیپ میں کام کر سکتا ہے۔ یہ خصوصیت کامپیک کے ٹینڈم کے ہمالیہ کے غلطی برداشت کرنے والے سرورز کو ایم آئی پی ایس فن تعمیر سے الفا میں منتقل کرنے کے فیصلے کا نتیجہ تھی۔ تاہم مشینوں نے کبھی بھی مائکرو پروسیسر کا استعمال نہیں کیا کیونکہ ایٹینیم کے حق میں الفا کو مرحلہ وار ختم کرنے کا فیصلہ الفا 21364 کی دستیابی سے پہلے کیا گیا تھا۔ بناوٹ الفا 21364 میں 152 ملین ٹرانجسٹرز تھے۔ ڈائی کی پیمائش 397 ملی میٹر 2 کے رقبے کے لیے 21.1 ملی میٹر اور 18.8 ملی میٹر تھی۔ اسے انٹرنیشنل بزنس مشینوں (آئی بی ایم) نے اپنے 0.18 مائیکرو میٹر، سات درجے کے تانبے کے تکمیلی دھاتی آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر (سی ایم او ایس) کے عمل میں تیار کیا تھا۔ اسے 1,443 لینڈ فلپ چپ لینڈ گرڈ ایرے (ایل جی اے) میں پیک کیا گیا تھا۔ اس نے 1.65 گیگا ہرٹز پر 155 واٹ کی زیادہ سے زیادہ بجلی کی کھپت کے لیے 1.65 وی پاور سپلائی اور 1.5 وی بیرونی انٹرفیس کا استعمال کیا۔ الفا 21364 اے، کوڈ نام ای وی 79، پہلے ای وی 78، الفا 21364 کی مزید ترقی تھی۔ اس کا مقصد آخری الفا مائکرو پروسیسر تیار کرنا تھا۔ 2004 میں متعارف کرایا جانے والا شیڈول، اسے 23 اکتوبر 2003 کو منسوخ کر دیا گیا، جس کی وجوہات کے طور پر ایچ پی نے کارکردگی اور شیڈول کے مسائل کا حوالہ دیا۔ ایک متبادل، ای وی 7 زیڈ کا اعلان اسی دن کیا گیا تھا۔ مائکرو پروسیسر کا ایک پروٹو ٹائپ ہیولیٹ پیکارڈ نے فروری 2003 میں انٹرنیشنل سالڈ اسٹیٹ سرکٹس کانفرنس میں پیش کیا تھا۔ یہ 1.45 گیگا ہرٹز پر کام کرتا تھا، اس کا ڈائی ایریا 251 ملی میٹر 2 تھا، اس میں 1.2 وی بجلی کی فراہمی کا استعمال کیا گیا تھا، اور 100 ڈبلیو (تخمینہ شدہ) کو ختم کیا گیا تھا۔ الفا 21364 اے کو الفا 21364 پر بہتر ہونا تھا جس میں ~ 1.6 سے ~ 1.7 گیگا ہرٹز کی حد میں اعلی گھڑی کی تعدد اور 1066 Mbit/s آر ڈی آر اے ایم میموری کی حمایت کی گئی تھی۔ اسے آئی بی ایم نے ان کے 0.13 مائیکرو میٹر سلکان آن انسولیٹر (ایس او آئی) کے عمل میں تیار کیا تھا۔ زیادہ جدید عمل کے نتیجے میں، ڈائی سائز، بجلی کی فراہمی کے وولٹیج (1.65 وی کے مقابلے میں 1.2 وی)، اور بجلی کی کھپت اور کھپت میں کمی واقع ہوئی۔ ای وی 7 زیڈ ای وی 7 زیڈ الفا 21364 کی مزید ترقی تھی۔ یہ آخری الفا مائکرو پروسیسر تھا جسے تیار اور متعارف کرایا گیا تھا۔ ای وی 7 زیڈ 23 اکتوبر 2003 کو اس وقت مشہور ہوا جب ایچ پی نے اعلان کیا کہ انہوں نے الفا 21364 اے کو منسوخ کر دیا ہے اور اسے ای وی 7 زیڈ سے تبدیل کر دیا جائے گا۔ ای وی 7 زیڈ کو 16 اگست 2004 کو متعارف کرایا گیا تھا جب مائکرو پروسیسر استعمال کرنے والا واحد کمپیوٹر، الفا سرور جی ایس 1280 متعارف کرایا گیا تھا۔ اسے 27 اپریل 2007 کو اس وقت بند کر دیا گیا جب اس کمپیوٹر کو بند کر دیا گیا جس میں اسے نمایاں کیا گیا تھا۔ یہ 1.3 گیگا ہرٹز پر کام کرتا تھا، پی سی 1066 آر آئی ایم ایم کو سپورٹ کرتا تھا اور الفا 21364 کی طرح اسی 0.18 مائیکرو میٹر کے عمل میں تیار کیا گیا تھا۔ الفا 21364 کے مقابلے میں، ای وی 7 زیڈ 14 سے 16 فیصد تیز تھا، لیکن پھر بھی اس کی جگہ لینے والے الفا 21364 اے سے سست تھا، جس کا تخمینہ 1.5 گیگا ہرٹز پر الفا 21364 کو 25 فیصد سے پیچھے چھوڑنے کا تھا۔ نوٹ حوالہ جات "ای وی 7 الفا سرورز کو چپ لائن کے غروب آفتاب کی طرف بڑھتے ہوئے جاری کیا گیا"۔ (21 جنوری 2003)۔ رجسٹر۔ بینن، پیٹر (4 جنوری 2002)۔ "الفا 21364 (ای وی 7)"۔ کمپیک کمپیوٹر کارپوریشن۔ 21264/21364 کے لیے مرتب رائٹرز گائیڈ، ترمیم 2.0، جنوری 2002۔ ڈفینڈورف، کیتھ (6 دسمبر 1999)۔ "کمپیک الفا کے لیے ایس ایم ٹی کا انتخاب کرتا ہے۔" مائکرو پروسیسر رپورٹ، جلد 13، نمبر 16۔ گلاسکوسکی، پیٹر این۔ (24 مارچ 2003)۔ "مور، مور اور مزید آئی ایس ایس سی سی میں۔" مائکرو پروسیسر رپورٹ۔ گروڈسٹین، جوئل ؛ اور دیگر۔ (2002)۔ "الفا 21364 سی پی یو پر 1.75Mbyte، 1.2GHz L2 کیش کے لیے پاور اور سی اے ڈی کے تحفظات۔" جی ایل وی ایل ایس آئی '02۔ گویناپ، لنلے (26 اکتوبر 1998)۔ "الفا 21364 میموری کی رکاوٹ کو آسان بنانے کے لیے"۔ مائکرو پروسیسر رپورٹ۔ ہیولیٹ پیکارڈ ڈیولپمنٹ کمپنی، ایل۔ پی۔ (20 جنوری 2004)۔ ایچ پی نے الفا سرور سسٹمز کی سب سے طاقتور نسل متعارف کرائی۔ پریس ریلیز۔ ہیولیٹ پیکارڈ ڈیولپمنٹ کمپنی، ایل۔ پی۔ (16 اگست 2004)۔ ایچ پی نے معیارات پر مبنی پلیٹ فارمز پر صارفین کو زیادہ قدر اور لچک پیش کرنے کے لیے یونکس سرور اور اسٹوریج ورکس پورٹ فولیو کو بڑھایا ہے۔ پریس ریلیز۔ جین، اے اور دیگر۔ (2001)۔ 1. 2 گیگا ہرٹز الفا مائکرو پروسیسر جس میں 44.8 جی بی/ایس چپ پن بینڈوتھ ہے۔ آئی ایس ایس سی سی ڈائجسٹ آف ٹیکنیکل پیپرز۔ کریویل، کیون (24 مارچ 2003)۔ "ای وی 7 میموری بینڈوڈتھ پر زور دیتا ہے"۔ مائکرو پروسیسر رپورٹ۔ مکھرجی، شوبینڈو ایس۔ ؛ بینن، پیٹر ؛ لینگ، اسٹیو ؛ اسپنک، ایرون ؛ ویب، ڈیوڈ (2002)۔ "الفا 21364 نیٹ ورک آرکیٹیکچر"۔ آئی ای ای ای مائیکرو۔ پی پی۔ 26-35۔ سیزنیک، آندرے ؛ اور دیگر۔ (25-29 مئی 2002)۔ "الفا ای وی 8 کنڈیشنل برانچ پریڈیکٹر کے لیے ٹریڈ آفس ڈیزائن کریں۔" کمپیوٹر آرکیٹیکچر پر 29 ویں آئی ای ای ای-اے سی ایم انٹرنیشنل سمپوزیم کی کارروائی۔ شینن، ٹیری (24 اکتوبر 2003)۔ "ایچ پی اپنے ایچ پی-یو ایکس او ایس اور الفا پروسیسر روڈ میپ میں تاخیر کر رہا ہے۔" شینن جانتی ہے ایچ پی سی، جلد 10، نمبر 51۔ مزید پڑھنا کوالیسکی، جے اے، جونیئر اور دیگر۔ (2003)۔ "ایس او آئی میں الفا مائکرو پروسیسر کا نفاذ"۔ آئی ایس ایس سی سی ڈائجسٹ آف ٹیکنیکل پیپرز۔ پی پی۔ 248-249، 491۔ Tsuk، M. et al. (2001)۔ "الفا 21364 پیکیج کی ماڈلنگ اور پیمائش"۔ برقی پیکیجنگ کی برقی کارکردگی۔ پی پی۔ 283-286۔ زینتھوپولوس، ٹی۔ اور دیگر۔ (2001)۔ "1.2GHz الفا مائکرو پروسیسر کے لیے گھڑی کی تقسیم کے نیٹ ورک کا ڈیزائن اور تجزیہ۔" آئی ایس ایس سی سی ڈائجسٹ آف ٹیکنیکل پیپرز۔ پی پی۔ 402-403۔ ڈی ای سی مائکرو پروسیسرز سپر اسکالر مائکرو پروسیسرز 64 بٹ مائکرو پروسیسرز