| สปาร์กชิป ไมโครโปรเซสเซอร์แบบ RISC |
คำสั่งที่ใช้กับตัวเลขโฟลตติ้งพอยต์ และคำสั่งที่ใช้กับโคโปรเซสเซอร์
คำสั่งของสปาร์กมีทั้งหมด 74 คำสั่ง โดยที่ 1 เป็นคำสั่งที่ใช้เรียกโปรแกรมย่อย รูปแบบนี้มี
ดิสเพสซเมนต์ขนาด 30 บิต ซึ่งสามารถที่จะเรียกไปยังตำแหน่งใดๆ ก็ได้ภายใน 4 จิกะไบต์ ทั้งนี้เพราะ
การอ้างแอดเดรสจะกระทำทีละ 4 ไบต์ ดังนั้น 230*4 จึงมีค่าเท่ากับ 4 จิกะไบต์
รูปแบบที่ 2 เป็นคำสั่งที่เกี่ยวกับ SET เป็นคำสั่งที่ช่วยทำให้การอ้างแอดเดรสใดๆ ของหน่วยความจำ
โดยตรงมีความง่ายขึ้น ที่เป็นเช่นนี้เพราะสถาปัตยกรรมสปาร์กไม่สามารถอ้างแอดเดรสใดๆ ของ
หน่วยความตำโดยตรงได้ภายใน 1 คำสั่ง โดยคำสั่งนี้จะนำ 22 บิต ที่เป็นเซตอิมมีเดียต เข้าไปไว้ที่
ตำแหน่งบิตสูงของรีจิสเตอร์ที่กำหนด และทำให้ตำแหน่งบิตต่ำอีก 10 บิต มีค่าเป็น 0 หลังจากนั้น
คำสั่ง LOAD/STORE สามารถใช้การอ้างแอดเดรสแบบอินเด็กซ์ รูปแบบที่ I="1" เพื่อกำหนดค่า
ของ 10 บิต ล่างในรีจิสเตอร์มีคำถามที่ต้องการกระทำเช่นนี้สามารถเข้าถึงตำแหน่งใดๆ ของหน่วย
ความจำได้โดยตรง โดยใช้คำสั่ง ชุดคำสั่ง Branch จะมีเขต CC ขนาด 4 บิต เป็นเขตบอกชนิด
Branch เช่น BEQ, BLE เป็นต้น การกระโดดสามารถกระโดดไปข้างหน้าหรือข้างหลังก็ได้ โดยใช้
การอ้างแอดเดรส 22 บิต
ส่วน รูปแบบที่ 3 ใช้กับคำสั่งอื่นๆ เช่น คำสั่งเกี่ยวกับการคำนาณทางคณิตศาสตร์และตรรกศาสตร์
คำสั่งของสปาร์กแบ่งออกเป็นหกกลุ่ม สปาร์กเอ็กซีคิวต์คำสั่งในกลุ่ม 1 ถึงกลุ่ม 5 ส่วนกลุ่ม 6 จะเป็น
คำสั่งที่ใช้ตรวจดูการทำงานของโคโปรเซสเซอร์ คำสั่งทั้ง 6 กลุ่มประกอบด้วย
กลุ่ม 1 กลุ่มคำสั่งติดต่อกับหน่วยความจำ กลุ่มคำสั่งนี้ใช้ผลบวกของรีจีสเตอร์ หรือรีจีสเตอร์หนึ่งและ
ข้อมูลอีก 13 บิต ที่อยู่ในคำสั้งเพื่อกำหนดแอดเดรสของหน่วยความจำ คำสั่งในกลุ่มนี้จะกำหนด
รีจีสเตอร์ต้นทางปลายทาง โดยกำหนดไว้ในเขตที่อยู่ในคำสั่งรีจีสเตอร์เหล่านี้ประกอบด้วย
รีจีสเตอ์จำนานเต็ม รีจีสเตอร์เลขโฟลตติ้งพอยต์หรือรีจีสเตอ์โคโปรเซสเซอร์ การอ่านเขียนข้อมูล
หรือการโอนย้ายข้อมูลนี้ทำได้ทั้งแบบ 8,16,32 และ64 บิต
กลุ่ม 2 กลุ่มคำสั่งคณิตศาสตร์ ลอจิกและการเลื่อนบิต กลุ่มคำสั่งนี้จะเกี่ยวข้องกับโอเปอร์แรนด์ที่
ต้นทางสองตัว และเขียนผลลัพธ์ลงในรีจีสเตอร์ปลายทางหรือไม่ต้องเขียนรีจีสเตอร์ปลายทาง
คำสั่งนี้เป็นการทำงานทางด้านคณิตศาสตร์ การทำงานทางลอจิก และการบิต การเลื่อนบิตจะเลื่อน
บิตไปทางซ้ายหรือขวาก็ได้ จำนวนกี่บิตก็ได้และสามารถกระทำได้ภายในสัญญาณนาฬิกาเพียง
ลูกเดียว
กลุ่ม 3 กลุ่มคำสั่งการควบคุมการกระโดด กลุ่มคำสั่งจึงเกี่ยวกับการ branch และ call tump และ
trap การกระโดดหรือควบคุมการเคลื่อนย้ายไปยังแอดเดรสอื่นเกี่ยวข้องโดยตรงกับโปรแกรม
เคาน์เตอร์การกระโดดไปโดยใช้แอดเดรสบิต 30 บิต คำสั่งกระโดดหรือเรียกโปรแกรมย่อยได้
รับการออกแบบให้มีประสิทธิภาพสูง
กลุ่ม 4 กลุ่มคำสั่งรีจีสเตอร์ Read/Write Contro/Status คำสั่งในกลุ่มนี้เกี่ยวข้องกับการ
เขียนอ่านข้อมูลของ contro register รีจีสเตอร์ควบคุมเหล่านี้ประกอบด้วย
Multiply Step Register,Proscessor State Register,Trap Base Register
และ Window Invalid Mask Register
กลุ่ม 5 กลุ่มคำสั่งอื่นๆเป็นคำสั่งอื่นๆ เช่น UNIMP-Unimplemented คำสั่ง
IFLUSH-Instructron Cache Flush
กลุ่ม 6 คำสั่งเกี่ยวกับโฟลตติ้งพอยต์และโคโปรเซสเซอร์ กลุ่มคำสั่งนี้จะเกี่ยวกับตัวเลข
โฟลตติ้งพอยต์และทำงานกับโคโปรเซสเซอร์
การเชื่อมต่อเพื่อเป็นระบบ
ความสำเร็จของสปาร์กเกิดจากบริษัทฬซันไมโครซิสเต็ม การพัฒนาโดยใช้ซีพียูสปาร์ก
การพัฒนาสปาร์กจะมีโครงสร้างภายนอก และสถาปัตยกรรมต่างกันได้ แต่ต้องมีความ
คอมแพติเบิลตามมาตรฐานที่กำหนดสปาร์กจึงเป็นซิปที่มีแนวโน้มที่จะเป็นมาตรฐานและ
กลายเป็นซิปซีพียูหลักของคอมพิวเตอร์รูปที่ 8.10 เป็นไดอะแกรมของเครื่องคอมพิวเตอร์
สปาร์กเอสแอลซี ของบริษัทซันไมโครซิสเต็ม ซึ่งเป็นเครื่องสปาร์กราคาถูก ลักษณะการเชื่อมโยง
กับอุปกรณ์ประกอบอื่นๆ คล้ายกับระบบไมโครคอมพิวเตอร์ทั่วไป
ความนิยมของสปาร์กซิป
ด้วยการผลิตซิปจำนวนมาก และสามารถทำซิปที่มีความหนาแน่นสูง ซิปสปาร์กจึงโดดเด่นมาก
ในขณะที่อินเทลเองพัฒนามาจากแนวทาง CISC จนถึง 80486 โครงสร้างของ 80386 จึง
หยุดชะงักลง และคงจะใช้โครงสร้างของ RISC เข้ามาร่วมด้วย อินเทลจึงเสนอตัว P5 ขึ้นมา
หนทางของ RISC ยังคงพัฒนาต่อไป โดยพยายามให้ความเร็วของสัญญาณนาฬิกาสูงขึ้น
หรือไซเกิลของสัญญาณนาฬิกาลดลง เพื่อจะเพิ่มความเร็วให้สุงขึ้น นอกจากนี้การจะได้คำสั่ง
หลายคำสั่งในหนึ่งไซเกิลจำเป็นจะต้องสร้างไปป์ไลน์ให้ได้หลายโปรเซส และวิธีการที่จะยิ่งทำให้
เร็วขึ้นก็คือ การให้มีโปรเซสที่ขนานกันหรือทำงานขนานกันมากขึ้นในลักษณะนี้เราเรียกว่า สเกลาร์
การพัฒนา RISC จึงยังมีหนทางที่จะปรับปรุงให้ดีขึ้นได้อีก หนทางการแข่งขันการพัฒนา RISC
จึงเกิดขึ้นจนในปัจจุบันนี้สามารถทำให้ซีพียูทำงานมากกว่า 100 ล้านคำสั่งในเวลาหนึ่งวินาทีได้
การใช้งาน RISCจึงเป็นหนทางหนึ่งที่คาดว่าจะบูมมากในอนาคต
|
|