Die faszinierende Architektur der AMD 29000-Prozessoren

Tabelle des Inhalts

1. Einleitung
2. Geschichte der AMD 29000-Familie
3. Architektur der AMD 29000-Prozessoren
   1. Design-Entwicklung
   2. Das Konzept des Registerfensters
   3. Unterschiede zu anderen ESC-Designs
4. Modelle und Varianten der AMD 29000-Serie
   1. AMD 29000/1
   2. AMD 29000/5
   3. AMD 29000/30 und AMD 29000/35
   4. AMD 29000/40
   5. AMD 29000/50
   6. Technische Daten
5. Verwendung und Erbe der AMD 29000-Prozessoren
6. FAQ
7. Fazit

🖥️ Architektur der AMD 29000-Prozessoren

Die AMD 29000-Familie, auch als AMD 29k bezeichnet, war eine beliebte Reihe von 32-Bit-RISC-Mikroprozessoren, die von AMD entwickelt wurden. Die AMD 29000-Prozessoren waren zeitweise die populärsten ESC-Chips auf dem Markt und wurden in Laserdruckern vieler Hersteller verwendet. Ende 1995 stoppte AMD die Entwicklung des 29k, da das Entwicklerteam zur Unterstützung der PC-Sparte versetzt wurde. Der Rest von AMDs Embedded-Geschäft wurde auf die Embedded-186-Familie und die 80.000/186-Abkömmlinge ausgerichtet. Ein Großteil von AMDs Ressourcen wurde auf das Hochleistungs-X86-Geschäft konzentriert, wobei viele Ideen und Teile des 29k in den AMD K5 integriert wurden.

👨‍🔬 Design-Entwicklung

Die Geschichte und Architektur der AMD 29000-Prozessoren entwickelten sich aus dem Berkeley-ESC-Design, das auch SPARC und Intelli 960 beeinflusste. Ein trickreiches Konzept in einem der von Berkeley abgeleiteten Chip-Designs ist das Konzept des Registerfensters. Diese Technik wird verwendet, um Prozeduraufrufe signifikant zu beschleunigen. Die Grundidee besteht darin, eine große Anzahl von Prozessorregistern als Tabelle zu nutzen, die während eines Aufrufs lokale Daten in einem Registersatz lädt und diese als "dAD" markiert. Wenn die Prozedur beendet ist, werden Werte, die von den Routinen zurückgegeben werden, global platziert und in den oberen acht Registern gespeichert.

💡 Unterschiede zu anderen ESC-Designs

Im ursprünglichen Design von SPARC und Intelli 960 gab es eine feste Fenstergröße. Eine Routine mit nur einer lokalen Variablen nutzte gleich 8 Register des Prozessors und verschwendete damit diese kostbare Ressource. Der 29k hingegen hatte eine variable Fenstergröße. In diesem Beispiel würden nur 2 Register genutzt werden, eines für die Variable und eines für die Rückgabeadresse. Ein weiterer nicht so außergewöhnlicher Unterschied zu SPARC besteht darin, dass der 29k keine Zustandscode-Register enthielt. Jedes Register konnte für Zustandskurz genutzt werden, was die Zustandssicherung vereinfachte, jedoch möglicherweise komplizierteren Code zur Folge hatte.

🔩 Modelle und Varianten der AMD 29000-Serie

Die AMD 29000-Serie umfasste verschiedene Modelle und Varianten, die im Laufe der Zeit entwickelt wurden. Der erste AMD 29k-Prozessor wurde 1988 mit eingebauter MMU eingeführt. Eine Gleitkommaeinheit wurde erst mit dem AMD 29000/27 hinzugefügt. Der AMD 29000/5 war eine abgespeckte Version. Die Serie wurde mit dem AMD 29000/30 und dem AMD 29000/35 aufgewertet, die einen 8-Kilobyte bzw. 4-Kilobyte großen Befehlscache enthielten. Ein anderes Update integrierte die EU direkt auf dem Die und fügte 4 Kilobyte Datencache hinzu, woraus der AMD 29000/40 entstand. Die letzte als Werk-Version war der AMD 29000/1050, der eine bessere Gleitkommaleistung als ältere Versionen hatte. Einige Teile des AMD 29000/1050-Designs wurden als Basis für den AMD K5, einen x86-kompatiblen Prozessor, genutzt. Die MPU des AMD 29k wurde dafür unverändert verwendet, während der Rest des 29k-Designs zusammen mit dem Complex Microcode genutzt wurde, um Maschinenbefehle der x86-Architektur zur Laufzeit in 29k-Befehle zu konvertieren.

🔍 Technische Daten

• AMD 29000/1: L1-Cache nicht vorhanden, Bauform 168 PNP QFP oder 169 PG, Betriebsspannung Nv
• AMD 29000/30 und AMD 29000/35: 16 oder 32-Bit-IGA Datenbus, L1-Cache für Instruktionen oder Instruktionen, Bauform 144-Pin CGFP oder 145-PPG, Betriebsspannung Nv
• AMD 29000/40: Pin und Bus kompatibel zum AMD 29000/30 und AMD 29000/35, multiprozessorfähig, L1-Cache für Instruktionen und Daten, Bauform 144-Pin PFP oder 145-PPG, Betriebsspannung 3V
• AMD 29000/50: Pin und Bus kompatibel zum AMD 29000 und AMD 29000/5, integrierte Gleitkommaeinheit, multiprozessorfähig, L1-Cache für Instruktionen und Daten, Bauform 169-Pin PG, Betriebsspannung Nv