Alpha 21064, или Штурм рынка

Первый Alpha-процессор предполагалось запустить в производство на очень высокой тактовой частоте – 150 МГц, а впоследствии довести до 200 МГц при тех же производственных нормах. С этой задачей конструкторы и технологии DEC успешно справились. Процессор получил рыночное название 21064 («21» указывал, что он являлся представителем архитектуры XXI века, «0» – процессорное поколение, «64» – разрядность в битах), а архитектура получила название Alpha. Процессоры этой архитектуры также часто можно встретить и под кодовыми именами. Например, у 21064 оно было EV4 («EV» предположительно является аббревиатурой «Extended VAX», а «4» – поколением техпроцесса, CMOS4, что в свою очередь есть аббревиатура Complementary Metal Oxide Semiconductor).

EV4 поступил в производство на передовом для того времени 3слойном 0,75 мкм техпроцессе, который был впоследствии модифицирован до 0,675 мкм (CMOS4S). В архитектурном плане процессор состоял из одного целочисленного конвейера (Ebox, 7 стадий), одного вещественного конвейера (F-box, 10 стадий), декодера и планировщика (I-box), блока загрузки/сохранения (A-box), контроллера кэш-памяти и системной шины (C-box). Расчёт виртуальных адресов, обычно входящий в функции Abox, производился на целочисленном конвейере Ebox.

Первый процессор Alpha – 21064 (EV4)

Процессор содержал 8 Кб кэша инструкций (Icache, instruction cache) и 8 Кб кэша данных (Dcache, data cache), а также поддерживал внешний кэш 2-го уровня (Bcache, back-up cache) размером до 16 Мб (обычно от 512 Кб до 2 Мб), хотя шина доступа к нему мультиплексировалась с системной, что несколько ограничивало производительность, но упрощало разводку (сокращало количество требуемых выходных контактов процессора и проводников на материнской плате). Кроме всего прочего, присутствовала поддержка многопроцессорного режима.

Несмотря на отличные показатели производительности, EV4 был довольно дорог для многих потенциальных покупателей, поэтому в сентябре 1993 года был представлен его удешевлённый собрат – 21066 (он же LCA4 или LCA4S). Будучи основан на ядре EV4, этот процессор дополнительно включал поддержку контроллеров PCI и оперативной памяти, а также некоторых менее важных функций. Однако разрядность системной шины была урезана со 128 до 64 бит, а тактовые частоты были занижены (от 100 МГц до 166 МГц). В остальном процессор производился по тому же CMOS4S техпроцессу, что и поздние EV4, хотя уже месяц спустя был анонсирован 21064A (EV45), модифицированный вариант EV4, производимый по 4слойному 0,5 мкм CMOS5 техпроцессу.