Alpha架構的誕生
Alpha架構於1992年2月25日,在東京召開的一次會議上面被正式推介,新架構的關鍵特性都一一的被羅列出來。當時說Alpha只是產品開發的內部代號。新處理器採用完全64-bit RISC設計,執行固定長度指令(32 bits)。有32個64 bit整數暫存器,操作43-bit的虛擬地址(在後來能夠擴充到64-bit)。和VAX相同,使用little-endian位元組順序,即低位元組的暫存器占用低記憶體地址線。而不像如摩托羅拉等大多數處理器所使用的big-endian位元組順序,即低位元組暫存器占用高記憶體地址線。除此之外,處理器還內建一個算術協處理器,有32個浮點64-bit暫存器,採用隨機存取,而不是在intel x86協處理器上使用的堆疊存取方式。整個Alpha的生命周期被設計為至少25年。
Alpha的精簡指令集
被簡化後的指令集更利於流水線操作,它由5個部分所組成:
·整數指令
·浮點數指令
·分支和比較指令
·讀取和存儲指令
·PAL編碼指令
Alpha21264
21264晶片保持了Alpha處理器可以運行多種作業系統的特點,其中包括Tru64UNIX、OpenVMS和Linux等,而在這些系統中,已經有許多成熟的應用程式,這也是Alpha處理器的一個優勢。
對於追求性能的用戶,DEC公司的Alpha處理器是個具有誘惑力的選擇。Alpha是RISC處理器中最快的一種,而且是唯一得到了WindowsNT繼續支持的RISC處理器(1995年,NT中斷了對MIPS和PowerPC的支持)。如果你的套用效率被幾個高端應用程式所限制,而這些套用又可以在Alpha上運行,那么Alpha可能對你來說是個不錯的選擇。
現今的Alpha晶片是21164,有從300MHz到600MHz的各種型號。在整數應用程式方面,Alpha所表現出的性能優勢與PentiumII相比,並不是非常大,雖然它的時鐘頻率非常高,但平均每個周期完成的操作卻較少。實際上,能否體現出Alpha處理器的優勢與應用程式有關,在各種需要浮點運算的套用中,例如3-D圖象處理和計算機輔助設計,21164才能顯示出卓越的性能。
在技術方面,21164具有高達960萬個電晶體的驚人設計。它有集成在晶片內的16K一級快取和同樣集成在晶片內的96K二級快取。系統匯流排的寬度是128位,這與x86系統的64位匯流排相比,具有更大的頻寬。
對於所有RISC處理器來說,他們面臨PC市場的最大挑戰就是缺乏套用軟體。Digital雖然盡力吸引軟體開發人員而且有一個很驚人的套用列表,但這些套用主要是面象工程師和創作人員的,而不是面向主流的PC套用領域。
為解決這個問題,Digital開發了一個有趣的軟體,稱為FX!32,可以使Alpha運行幾乎所有的32位Windows應用程式。性能比其它軟體模擬器,例如SoftPC要好,但它只使用了50%到70%的Alpha原生代碼(Digital的說法)。FX!32是運行那些完整的軟體套件的良好途徑,它可以滿足你對x86PC的部分需要,但這樣並不能提供領先的高性能和價值。絕大多數Alpha系統都比典型的PC系統貴得多。
Digital發售了一種新的處理器,稱為21164PC,它比21164便宜而且性能與之相差不多。21164PC有400,466和533MHz的型號。這種新處理器的價格大約為在1000片時每片495美元(533MHz的型號),與之相比,500MHz的21164售價在1450美元,而233MHz的PentiumII售價是386美元。
Digital希望在1996年年底會出現使用這種新的晶片的系統,而且售價只有2500美元。藉助這種低價系統,Alpha可以占領一部分的PC市場——如果有足夠的能吸引用戶的應用程式的話。1998年,Digital計畫發行21264,這種晶片可以讓Intel最快的x86處理器黯然失色,特別是在浮點運算方面。到1999年或更晚,使用這種晶片的系統可能能降到約10000美元。如果價格對你來說不是問題,而你又想得到世界上最快的WindowsNT系統,這種處理器就是你的選擇。