أبولو بريزم

كان معالج PRISM ( المعالج المتعدد المتوازي ذو مجموعة التعليمات المختصرة ) وحدة المعالجة المركزية عالية الأداء من شركة أبولو ، والتي استُخدمت في محطات العمل من سلسلة DN10000 . وقد كان لفترة من الزمن أسرع معالج دقيق متوفر، حيث بلغت سرعته جزءًا كبيرًا من سرعة معالج Cray-1 في محطة العمل. استحوذت شركة هيوليت-باكارد على أبولو عام 1989، مما أدى إلى توقف تطوير PRISM، على الرغم من أن بعض أفكار PRISM استُخدمت لاحقًا في معالجات HP-PA ذات مجموعة التعليمات المختصرة (RISC) ومعالجات Itanium الخاصة بشركة HP .

استند تصميم PRISM إلى ما يُعرف اليوم بتصميم VLIW ، بينما اعتمدت معظم الجهود المبذولة في تلك الحقبة، عام 1988، على نهج RISC "الخالص". في تصميمات RISC المبكرة، تم تبسيط المعالج الأساسي قدر الإمكان لإتاحة مساحة أكبر من الشريحة للمسجلات، وتسهيل إضافة مسارات التعليمات لتحسين الأداء.

كان من المتوقع أن تخصص المترجمات المستخدمة مع هذه الأنظمة وقتًا أطول أثناء عملية الترجمة لتحقيق الاستخدام الأمثل للمسجلات وتنظيف تدفق التعليمات . ومن خلال جدولة التعليمات داخل المترجم، تجنب هذا التصميم مشاكل وتعقيدات جدولة التعليمات الديناميكية (حيث يجب اختيار التعليمات لوحدات وظيفية متعددة بعناية لتجنب الترابط بين القيم الوسيطة) التي تُصادف في التصاميم فائقة التوازي مثل معالج ألفا من شركة ديجيتال إكويبمنت .

يمكن اعتبار تصميم VLIW، من بعض النواحي، "مُحسّنًا" لتقنية RISC، إذ يُفوّض عملية اختيار التعليمات إلى المُصرّف. في تصميم VLIW، يفحص المُصرّف الشفرة ويختار التعليمات المعروفة بأنها "آمنة"، ثم يُجمّعها في كلمات تعليمات أطول. على سبيل المثال، بالنسبة لوحدة معالجة مركزية ذات وحدتين وظيفيتين، مثل PRISM، يجد المُصرّف أزواجًا من التعليمات الآمنة ويُضمّنها في كلمة واحدة أكبر. داخل وحدة المعالجة المركزية، تُفصل التعليمات مرة أخرى، وتُغذّى إلى الوحدات المُختارة.

يقلل هذا التصميم من التغييرات المنطقية التي تطرأ على وحدة المعالجة المركزية عند إضافة وحدات وظيفية، حيث يتولى المترجم عملية اختيار التعليمات. مع ذلك، يربط هذا التصميم الكود المُترجم ارتباطًا وثيقًا بتصميم المعالج؛ فعلى سبيل المثال، إذا أضاف جيل جديد من وحدة المعالجة المركزية وحدات وظيفية إضافية، يجب إعادة ترجمة جميع البرامج التي تعمل عليه ليتمكن المترجم من إعادة ترتيب التعليمات، ربما بأربعة صفوف بدلًا من صفين. في المقابل، شهد تصميم أكثر تقليدية مثل PowerPC ( PPC) تغييرات داخلية جذرية، ومع ذلك، لا يزال الكود المكتوب لأولى إصدارات PPC يعمل دون تعديل على أحدث الإصدارات. ويكمن ثمن ذلك في زيادة مساحة الشريحة التي يجب تخصيصها لجدولة التعليمات .

كانت مُجمّعات أبولو أول مُجمّعات تجارية تستخدم تقنيات التعيين الثابت الفردي .

كان معالج PRISM تصميمًا "خالصًا" من 32 بت ، يتضمن 32 مسجلًا للأعداد الصحيحة من 32 بت و32 مسجلًا للأعداد العشرية من 64 بت (مغطاة بـ 64 مسجلًا من 32 بت). كان بإمكان PRISM إرسال تعليمة عدد صحيح واحدة أو تعليمة عدد صحيح وتعليمة عدد عشري واحدة لكل دورة ساعة ، على غرار معالج Intel i860 . ^{[ 1 ] : 97} ويمكن لتعليمة الأعداد العشرية، بدورها، دمج عمليتي جمع وضرب الأعداد العشرية في تعليمة واحدة. كان المترجم يحاول دائمًا تجميع (أو تكرار) التعليمات للحفاظ على الاستخدام الكامل للوحدات الداخلية، ولكن إذا فشل في العثور على زوج آمن، فإنه ببساطة يُدخل تعليمة عدد صحيح واحدة. كان PRISM من أوائل التصاميم التي تضمنت عملية ضرب مع الجمع/الطرح/الاقتطاع في تعليمة واحدة (خمسة معاملات )، لذلك غالبًا ما كان يوصف بأنه وحدة معالجة مركزية ثلاثية الإصدارات.

بدأ تصميم نظام PRISM الأصلي عام 1986، وأُعلن عنه في مارس 1988، ^{[ 2 ]} مع محطة العمل Apollo DN10000 التي تتراوح وحدات المعالجة المركزية فيها من معالج واحد إلى أربعة معالجات ، وسُلّمت للعملاء في أكتوبر 1988. ^{[ 3 ]} يشير اختصار "DN" في الاسم إلى "Domain Node"، حيث أن Domain/OS هو نظام التشغيل الشبيه بنظام Unix المستخدم في جميع أجهزة Apollo. تجدر الإشارة إلى أن PRISM كان عبارة عن لوحة معالجة مركزية متعددة الرقاقات، وليس معالجًا دقيقًا واحدًا ، وهو أمر شائع نسبيًا في وحدات المعالجة المركزية المتطورة في ذلك الوقت. ^{[ 4 ]} استُخدمت رقاقات مختلفة من تلك الموجودة في DN10000 في أنظمة أخرى، صُنعت بواسطة شركة Bipolar Integrated Technology . ^{[ 5 ]}

تم بيع ما يقرب من ألف نظام من طراز DN10000.

تأخر إطلاق معالج PRISM II ، الذي كان يعمل بسرعة مضاعفة، بسبب مشاكل في التصنيع ، ثم أُلغي نهائيًا بعد استحواذ HP عليه. مع ذلك، أشارت HP إلى أنها ستُدخل العديد من ميزات تصميم PRISM في الأجيال اللاحقة من معمارية Precision Architecture ، مع إيلاء اهتمام خاص لدعم المعالجة المتعددة. ^{[ 6 ]} في ذلك الوقت، لم تكن HP تمتلك تطبيقًا للمعالجة المتعددة قائمًا على معمارية Precision Architecture. ^{[ 7 ]} تعاونت شركتا Intel وHP، وهما الشركتان الرئيسيتان اللتان دعمتا مفهوم VLIW، لاحقًا في تطوير معالج Itanium .

زُعم أن معالج PRISM كان الأسرع في السوق خلال فترة وجوده القصيرة. ^{[ 8 ]} أشارت الاختبارات المعيارية إلى أن سرعة معالج DN10000 كانت مماثلة لسرعة معالج MIPS M/2000-6، وهو  معالج R3000 بتردد 20 ميجاهرتز، ^{[ 9 ]} ولكن نظام DN10000 ككل كان يتمتع بأداء يقارب ضعف أداء MIPS M/2000-6. ^{[ 10 ]} وُصف معالج PRISM نفسه بأنه يتمتع بأكثر من نصف أداء "أكبر معالج مركزي من IBM" بالنسبة لبعض المستخدمين، مما أثار إمكانية استخدام محطة عمل DN10000 رباعية المعالجات بدلاً من مرافق الحوسبة القائمة على الحواسيب المركزية. ^{[ 11 ]} بالمقارنة مع تصميمات RISC الشائعة في ذلك الوقت، كان معالج PRISM بمثابة معالجين في معالج واحد، مما جعله يتمتع بأداء يقارب ضعف أداء معالج RISC الذي يعمل بنفس سرعة الساعة.

على الرغم من أن معالج Intel i860 استخدم أيضًا VLIW (أو LIW بشكل صحيح في كلتا الحالتين، لأن اثنين ليسا طويلين "جدا")، إلا أن استخراج الأداء من i860 أثبت أنه صعب للغاية، وفي الواقع كان PRISM أسرع بكثير.

قامت شركة Digital Equipment Corporation أيضًا بتصميم شريحة RISC تسمى PRISM خلال نفس الحقبة، ولكن تم إلغاء هذا المشروع في عام 1988، ولم يدخل حيز الإنتاج أبدًا.

• قائمة أفضل وحدات المعالجة المركزية، القسم 5، الجزء الثاني: أبولو بريزم - محطة عمل فائقة