W najbliższym czasie MIPS, przedsiębiorstwo komputerowe z Kalifornii, zamierza wprowadzić na rynek mikroprocesor R4000. Będzie to pierwszy dostępny w handlu superszybki procesor 64-bitowy. Można oczekiwać, że procesor ten wywoła rewolucję w przemyśle komputerowym.

R4000 to procesor typu RISC zawierający 64-bitową jednostkę obliczeniową dla liczb całkowitych, 64-bitową jednostkę obliczeniową dla obliczeń zmienno-przecinkowych, schowek pamięci (cache) na instrukcje o pojemności 8 Kbyte, schowek pamięci dla danych o pojemności 8 Kbyte, pierwotny i wtórny schowek sterowania i jednostkę sterowania pamięcią.

Co się kryje za tym opisem technicznym? Osobom niewtajemniczonym warto wyjaśnić, że w pierwszych komputerach używano procesorów typu CISC (Complex Instruction Set Computing). Pod koniec lat siedemdziesiątych wyliczono jednak, że CISC-ki są bardzo niewydajne. Przez 80% czasu swej pracy wykorzystują tylko 20% zakodowanych instrukcji. Nasuwało się oczywiste rozwiązanie. Warto zlikwidować rzadko używane instrukcje i zastąpić je instrukcjami dłuższymi, lecz składającymi się wyłącznie y często używanych elementów. Tak powstały procesory typu RISC (Reduced Instruction Set Computing). Pewne instrukcje wykonywały one wolniej, bo musiały używać bardziej złożonych rozkazów, ale jednocześnie uzyskano (teoretycznie) 80% wolnej przestrzeni. Można było chip zmniejszyć (co nie ma sensu) albo wypełnić go jakimiś innymi jednostkami obliczeniowymi. Tak powstały RlSC-ki mające schowki pamięci i inne bajery.

Mikroprocesory typu RISC weszły na rynek w połowie lat osiemdziesiątych. Zostały wykorzystane głównie w stacjach roboczych (workstations), czyli dużych komputerach typu biurkowego— w maszynach pośrednich między komputerami osobistymi a komputerami mainframe. W roku ' ubiegłym 74% stacji oferowanych 'na sprzedaż miało zainstalowane mikroprocesory RISC, tylko w 26% znajdowały się mikroprocesory CISC.

Według The Anderson Report mikroprocesory RISC w oferowanych stacjach pochodziły od następujących producentów:

Jest rzeczą znamienną, że w roku 1990 największy wzrost sprzedaży mikroprocesorów RISC odnotowała firma MIPS, stosunkowo młoda, bo założona w 1984 roku. Pod koniec ubiegłego roku stała się drugim największym producentem RISC-ków na świecie. Były to mikroprocesory przeznaczone dla stacji roboczych i mainframe'ów.

Jednocześnie od jakiegoś czasu toczy się cicha walka o to, kto pierwszy wprowadzi na rynek RISC nadający się do PC-tów, o tak du żej mocy obliczeniowej, by różnił się od procesorów zainstalowanych w dużych maszynach. Zapowiada się, że losy tego wyścigu rozstrzygną się w najbliższym czasie. Procesorem tym może być R4000.

Do wygranej R4000 potrzebuje dwóch rzeczy. Musi mieć stosunkowo niską cenę i doskonałe wykorzystanie pamięci. Przestrzeń w mikroprocesorze jest niezwykle cenna, bo mikroprocesor musi być urządzeniem o małej wielkości. Połączenia między tranzystorami nie mogą przekraczać mikroskopijnych odległości, gdyż w przeciwnym razie traci się czas na przepływ prądu i trzeba stosować wolniejszy zegar.

Czym, ściśle biorąc, wypełnioną jest przestrzeń R4000, pozostaje oczywiście tajemnicą producenta, której cena równa sie cenie licencji. Ogłaszanym na oficjalnych spotkaniach oświadczeniom nie można do końca wierzyć. W wojnie między rywalizującymi firmami raz po raz pojawia się deklaracja: "w naszym nowym modelu zdołamy zmieścić wszystko, co ma konkurencja, i więcej". Jednocześnie producenci twierdzą, że dostarczają "w zasadzie" kompletnych informacji o tym, co znajduje się w mikroprocesorze. Nikt nigdy nie mówi, że zostawił w nim wolne miejsce na udoskonalenia. Najlepsze mikroprocesory typu RISC i takim ma być R4000 wyposażone są w "nadpołączenia" (superpipeliniing) pozwalające włączyć pewne obwody w trakcie trwania cyklu zegara, a nie tylko na jego początku. R4000 wykonu je 2 instrukcje na cykl zegara i są one przesunięte w czasie. Nowa instrukcja jest wykonywana zanim poprzednia się skończyła. "Nadpołączenia pozwalają wykonać tę samą liczbę instrukcji w krótszym czasie i w mniejszej przestrzeni, którą można przeznaczyć na inny cel Zakres wykonywanych operacji też się zwiększa, co ma szczególne znaczenie w handlowym zastosowaniu komputerów, gdyż tam wymagana jest niezmienna dokładność (np. do złotówki) bez względu na wielkość poddanych obliczeniom wartosci (np. miliardy złotych). W nauce tak wielkie obliczenia.prowadzi się zwykle metody zmiennoprzecinkową, gdyż bardziej liczy się rząd poszukiwanych wielkości niż cyfry na ostatnim miejscu obliczeń.

Dość trudną sprawą jest zmierzenie szybkości, z jaką działa mikroprocesor RISC, ponieważ wykonuje; on jedną operację w jednostce czasu, a niekiedy dwie.Miarą stosowaną w mikroprocesorach CISC jest liczba milionów operacji na "sekundę, w skrócie; mips. Firma MIPS uczyniła to pojęcie bezużytecznym w odniesieniu do swoich produktów i chyba dla żartu, by pojęcie się "nie zmarnowało"- przyjęła je za swoją nazwę Choć więc ścisłe pomiary szybkości obliczeniowej w odniesieniu RlSC-ków nie mają sensu, przedstawiciele MIPSa Szacują, że R4000 będzie 3-5 razy szybszy od RlSC-ków innych producentów.

Większa szybkość R4000 wynika z przyjęcia 64-bitowej architektury. R4Ó00 będzie zarówno przetwarzał, jak i adresował dane w , segmentach 64-bitowych. Spowoduje to oszczędności i czasu w obliczeniach. większych liczb a także przy pobieraniu i przesyłaniu danych do pamięci. Te zmiany staną się najłatwiej dostrzegalne w grafice; ale również przydadzą się w zastosowaniach handlowych, inżynieryjnych i naukowych.

R4000 będzie realizować wszystkie programy napisane na komputer z procesorem 32-bitowym, zgodnie z zasadami przyjętymi " przez grupę ACE. Na pewno pojawią się programy wykorzystujące możliwości, jakich dostarcza su-perszybki mikroprocesor.

Prognozy sprzedaży R4000 wyglądają bardzo optymistycznie. Spośród 50 największych produ-

-centów komputerów na świecie 11 wybrało już produkt MIPSa, tylko 4 firmy, wybrały SPARC. Mikroprccesory IBM-a, Hewlett-Packarda, Motoroli i Clippera wybrali w zasadzie tylko ich producenci. R4000 będzie produkowany przez trzy firmy amerykańskie: Integrated Device Technology, LSI Logic, Performance Semiconductor oraz przez NEC-a i Siemensa, Należy się spodziewać, że będzie wyttwarzany w kilku wersjach o różnych cenach. Ceny nie zostały dotąd ujawnione. Można się spodziewać, że MIPS ogłosi je na początku października br., kiedy nowy mikroprocesor zostanie oficjalnie wprowadzony na rynek, Domyślni i dobrze poinformowani twierdzą, że jeśli wszystko dobrze pójdzie, rozpocznie się nowa era w przemyśle komputerowym. Za cenę dzisiejszego PC-ta będzie można kupić chip, którego możliwości przekraczają zdolności operacyjne potężnej stacji roboczej.