المعالج الدقيق R2000

المعالج R2000 عبارة عن شريحة معالجة دقيقة 32 بت طورتها شركة MIPS Computer Systems، وهي تُطبّق بنية مجموعة تعليمات MIPS I. طُرحت في مايو 1986، وكانت من أوائل التطبيقات التجارية لبنية RISC ، ولم يسبقها سوى جهاز IBM RT PC . ^{[ 1 ]} تنافس المعالج R2000 مع أجهزة الكمبيوتر الصغيرة VAX من شركة Digital Equipment Corporation (DEC) ، ومع معالجات Motorola 68020 و Intel 80386. شمل مستخدمو المعالج R2000 شركات Ardent Computer وDEC و Silicon Graphics و Northern Telecom ، بالإضافة إلى محطات عمل Unix الخاصة بشركة MIPS . وكانت شركة Prime Computer أول عميل مُعتمد للمعالج R2000 . ^{[ 2 ]}

تألفت مجموعة الشرائح من المعالج الدقيق R2000، ومسرّع الفاصلة العائمة R2010، وأربع رقاقات تخزين مؤقت للكتابة R2020. نفّذت رقاقة R2000 الأساسية جميع التعليمات غير المتعلقة بالفاصلة العائمة باستخدام مسار بيانات قصير وبسيط . كما تحكّمت هذه الرقاقة في ذاكرات التخزين المؤقت الخارجية للتعليمات والبيانات، والمصنوعة من رقاقات SRAM قياسية سريعة مُنظّمة بفهرسة مباشرة وزمن استجابة قراءة دورة واحدة. احتوت رقاقة R2000 على مخزن مؤقت صغير للترجمة لتعيين عناوين الذاكرة الافتراضية . احتوت رقاقة R2010 على سجلات الفاصلة العائمة، ومسارات بيانات الفاصلة العائمة ، ومسار البيانات البسيط الأطول الخاص بها. استغرقت عمليات الكتابة إلى ذاكرة DRAM الرئيسية عدة دورات لإكمالها بالكامل، لكن رقاقات R2020 قامت بتجميع وإكمال ما يصل إلى 4 عمليات كتابة معلقة إلى الذاكرة الرئيسية، مما سمح لرقاقة R2000 الأساسية بالعمل دون توقف. في حال عدم وجود أخطاء في ذاكرة التخزين المؤقت، حافظت مجموعة الشرائح هذه على معدل إكمال تعليمات يبلغ تعليمة واحدة لكل دورة حساب ومنطق . كان هذا أكثر كفاءة من المعالجات الدقيقة غير القائمة على معمارية RISC في ذلك الوقت، والتي كانت تتطلب عدة دورات لكل تعليمة. وقدّم معالج R2000A الأولي، الذي يعمل بتردد 12.5 ميجاهرتز، ما بين 8 و10 ملايين تعليمة عددية صحيحة في الثانية (MIPS)، أو 0.9 مليون عملية حسابية للفاصلة العائمة في الثانية (MFLOPS)، وظهر في محطات عمل مثل SGI IRIS 4D عام 1987 و DECstation 2100 عام 1988. ^{[ 3 ] [ 4 ]} وشهد عام 1986 أيضًا ظهور تقنية مماثلة في أول معالج دقيق SPARC من شركة Sun ، وأول معالج دقيق PA-RISC من شركة Hewlett Packard ، وأولى مجموعات تقييم Acorn RISC Machine (ARM) التي تم شحنها للمطورين. ^{[ 5 ]}

كانت السرعة الإجمالية محدودة بحجم الذاكرة المؤقتة وزمن دورة الذاكرة المؤقتة. في البداية، تم بيع شريحة R2000 وذاكرة SRAM كلوحة دوائر متكاملة فقط لضمان توقيتات جيدة لناقل الذاكرة المؤقتة. في عام 1987، بدأ مُصنّعو الأنظمة باستخدام الشريحة في تصميمات لوحات جديدة متنوعة.

كان معالج R2000 متوفرًا  بترددات 8.3 و12.5 و15 ميجاهرتز. احتوت الشريحة على 110,000 ترانزستور ، وبلغت مساحتها 80  مم² ^{، وتم تصنيعها بتقنية} CMOS ثنائية المعدن بدقة 2.0 ميكرومتر . كانت شركة MIPS شركة أشباه موصلات لا تمتلك القدرة على تصنيع الدوائر المتكاملة . في البداية، قامت شركتا Sierra Semiconductor و Toshiba بتصنيع مجموعة الشرائح لصالح MIPS . في ديسمبر 1987، منحت MIPS ترخيصًا لشركات Integrated Device Technology و LSI Logic وPerformance Semiconductor لتصنيع وتسويق معالج R2000. واستمرت شركتا Sierra وToshiba في العمل كمصانع لتصنيع الرقائق. 

قامت شركة LSI بتصنيع مجموعة الشرائح باستخدام  عملية CMOS ثنائية المعدن 2.0 ميكرومتر وسوقتها تحت اسم LR2000. وقامت شركة Performance Semiconductor بتصنيع مجموعة الشرائح باستخدام  عملية CMOS ثنائية المعدن PACE-I 0.8 ميكرومتر وسوقتها تحت اسم PR2000.

في عام 1988، تم طرح نسخة محسّنة، وهي R2000A. تتألف هذه النسخة من الدائرتين المتكاملتين R2000A وR2010A. تعمل بتردد 12.5 و16.67  ميجاهرتز على التوالي. وقد استُخدمت على نطاق واسع في التطبيقات المدمجة ، مثل وحدات التحكم في الطابعات.

في عام 1988، تبع جهاز R2000 جهاز R3000 ، الذي استخدم تصميمًا عامًا مشابهًا للنظام ولكن بتنفيذ أسرع للرقاقة.

• فوربر، ستيفن بو (1989). بنية وتنظيم VLSI RISC . ص  132. مطبعة CRC .