Hlavní stránka Multimédia Hry a zábava Jak Apple změnil s CPU M1 pravidla hry – a co to znamená?
Jak Apple změnil s CPU M1 pravidla hry – a co to znamená?
autor: Michal Rybka , publikováno 20.2.2021
Jak Apple změnil s CPU M1 pravidla hry – a co to znamená?

O Apple M1 se vyprávěla spousta věcí – často docela fantastických. Poslední měsíc jsem měl možnost vyzkoušet nový Apple Macbook Pro s procesorem M1 – a ano, myslím si, že to je příznak velké změny.


V průběhu 80. let se objevil i ARM, Acorn RISC Machine, určený pro výkonné počítače Acorn. Britové si v té době dělali věci hodně po svém. Prostudovali si existující architektury, vycházející z představ poloviny 70. let – a rozhodli se je kompletně opustit. University of California v Berkeley v té době studovala možnosti architektur RISC, které se zbavily komplexních instrukcí – a ty jednoduché vykonávaly velmi rychle. To vyžadovalo kompletně se zbavit zpětné kompatibility s existujícími architekturami a udělat něco nového, co se orientovalo na výkon, ne na zvyklosti anebo tradice.

RISC (Reduced Instruction Set Computer) je založen na několika designových principech:

1) Instrukce se vykonávají v jednom taktu. Komplexní instrukce, vyžadující mnoho taktů, se co nejvíce odstraní – a překladač je nahradí sekvencí instrukcí vykonávaných v jednom taktu.

2) Minimum anebo žádný mikrokód. Mikrokód přináší flexibilitu, ale také přináší nároky na jeho interpretaci, což zvyšuje nároky na počet strojových cyklů.

3) Jednoduché instrukce a redukovaný počet adresovacích módů. Složité adresovací módy vyžadují vyšší počet cyklů pro výpočet adresy, takže se eliminují.

4) Instrukce jsou orientovány na registry. Práce s pamětí se omezuje na Load a Store, většina instrukcí pracuje s registry. Přímé operace s pamětí vyžadují nejen více cyklů, ale i čekání na paměť.

5) Deep pipelining. Komplexita instrukcí se rozloží do hluboké pipeline – tam, kde klasický stroj spotřebovává strojové cykly na zpracování jedné instrukce, se zpracování instrukce rozloží do fází, které lze zpracovávat v pipeline. Výsledkem je, že komplexní instrukce jsou v různé fázi rozpracování, ale s každým taktem se nějaká dokončuje.

Designéři Acornu vyšli z těchto pravidel, inspirací se jim stal ale i úspěšný MOS 6502. Z něj převzali i rychlou práci s přerušením, rovněž upravili práci s pamětí, kde využili schopnosti page mode DRAM opakovat následující čtení ze stejné oblasti, čímž se zvýšila paměťová propustnost. Nejprve se postavil emulátor procesoru – a v roce 1985 nakonec vznikl i první křemík s názvem ARM1 a kmitočtem 6 MHz. Šlo o 32bitový procesor se 26bitovou adresovou sběrnicí, 25 registry, třífázovou pipeline, 24800 tranzistory, zcela bez vlastní cache.

ARM1 sloužil primárně k vývoji, rychle byl dokončen vylepšený ARM2 s kmitočtem 8 MHz, který byl navýšen až na 12 MHz. Tento procesor nabídl zhruba 7× vyšší výkon než Motorola 68000 na 7 MHz a až 2× vyšší výkon než Intel 80386 na 16 MHz. Na tomto procesoru začaly vznikat i reálné počítače, jako Acorn Archimedes, což byla rodina skutečně skvělých a výkonných školních počítačů. Do rukou se mi dostaly až v 90. letech – a byl jsem ohromený tím, jak pokrokové stroje to ve své době byly.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
91 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 41.5Kč
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.