Alpha-Prozessor
Der Alpha-Prozessor war ein Mikroprozessor, der von dem ehemaligen US-Computerunternehmen DEC entwickelt und 1992 unter der Bezeichnung „Alpha AXP“ auf den Markt gebracht wurde. Er war ein 64-Bit-RISC-Prozessor, der von Grund auf neu entwickelt wurde. Weil nicht auf Kompatibilität zu Vorgängerserien geachtet werden musste, konnten einige damals als sehr fortschrittlich geltende Techniken wie Superskalarität ohne Kompromisse umgesetzt werden. Der Alpha-Prozessor galt in der Folge bei seinem Erscheinen und noch einige Jahre danach als einer der leistungsfähigsten und fortschrittlichsten Prozessoren auf dem Markt.[1] Er erlangte im Bereich der professionellen Server und Hochleistungs-Computer eine gewisse Verbreitung, im PC-Bereich konnte er sich dagegen nicht ansatzweise gegen die marktdominierende, aber weniger leistungsfähige Intel-Architektur durchsetzen und blieb ein seltenes Nischenprodukt.
Die Weiterentwicklung der Alpha-Prozessoren wurde 2004 nach dem Modell EV7z eingestellt. Das Unternehmen DEC existierte zu diesem Zeitpunkt bereits nicht mehr, da es schon 1998 von dem PC-Hersteller Compaq, und Compaq wiederum 2002 durch Hewlett-Packard gekauft worden war. Viele Ingenieure des abgebrochenen Alpha-EV8-Entwicklungsprojekts arbeiteten danach bei Intel an der Entwicklung des Hochleistungsprozessors Intel Itanium 2-9300, der zusammen mit HP entwickelt wurde. Die Auslieferung von neuen Servern mit Alpha-Prozessoren durch HP endete im Jahr 2007. Das Unternehmen hat mittlerweile praktisch alle Alpha-Systeme seiner Kunden auf Intel Itanium migriert.
Geschichte und Verbreitung
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Konzipiert wurde der Alpha für die Betriebssysteme OpenVMS, OSF/1 (heute Tru64 UNIX) und Windows NT. Die Unterstützung durch Open-Source-Betriebssysteme ist stark rückläufig. Zu den verbliebenen Betriebssystem zählen Gentoo Linux[2], OpenBSD[3] und NetBSD[4].
Bei seiner Vorstellung 1992 nahm DEC an, dass dieser Prozessor technisch in den nächsten 25 Jahren führend sein werde. Gleichzeitig wurde eine Roadmap bezüglich der Steigerung der Taktraten vorgestellt, bei der von einem 1 GHz-Takt im Jahr 2015 ausgegangen wurde. Tatsächlich wurde aber schon 1999 ein Alpha-Prozessor vorgestellt, der ohne spezielle Kühlvorrichtung bei Zimmertemperatur mit 1 GHz Taktrate lief. In der zweiten Hälfte der 1990er Jahre waren in der TOP500-Liste der Supercomputer immer Systeme mit Alpha-Prozessoren gut vertreten. Noch im Jahr 2003 stand mit dem ASCI Q ein auf Alpha-Chips basierender Supercomputer auf Platz 2 der Liste. Cray verbaute Alpha-Chips sowohl im Modell Cray T3D (EV4) als auch im Modell Cray T3E (EV5).
Auch PCs sollten mit dem Alpha-Prozessor (21164PC) ausgestattet werden. Diese wurden vom Markt allerdings nicht angenommen; nur wenige Alpha-PCs wurden verkauft. In Deutschland fiel dabei v. a. die Computerhandelskette Vobis auf, die zweimal Alpha-PCs verkaufte:
1998 wurde DEC von Compaq übernommen, und Compaq wiederum wurde 2002 von Hewlett-Packard übernommen, und damit gehört auch die Alpha-Reihe letztendlich zu HP. Aus dem DEC European Migration and Porting Center entstand die Firma Stromasys. Das Unternehmen entwickelte den Emulator Charon-AXP, durch den die alten Alpha-Server ersetzt werden können.
Marketing-Versäumnisse seitens DEC und später Compaq verhinderten eine hohe Stückzahl der Alpha-Server. Als Folge – wegen seiner geringen Verbreitung – beendeten wichtige Softwarehersteller die Unterstützung des Alpha-Prozessorsystems. Compaq stellte 1999 die Unterstützung und die Weiterentwicklung von Windows für Alpha-Systeme ein.
Daher ist die Alpha-Technik ausgelaufen bzw. wurde durch HP mit Intels Itanium zusammengeführt; die gesamte Alpha-Prozessor-Produktion wurde einschließlich der Entwicklerabteilung und vieler von DEC gehaltener Patente im Bereich der Halbleiterfertigung 1997 von Intel übernommen. Das DEC-Know-how ist dann in viele neuere Intel-Entwicklungen eingeflossen. HP, der neue Eigentümer von Compaq, hatte den Verkauf von Alpha-Servern, welche mit den Betriebssystemen Tru64 oder OpenVMS erhältlich waren, nur bis 2007[7] fortgeführt und angekündigt, diese bis mindestens 2012[8]/2013[9] zu unterstützen.
Es war auch der einzige Prozessor, welcher sich ohne externe Bridge-Chips in direkten Toroid-Strukturen von bis zu 128 Rechnern zusammenfügen ließ (N-S-E-W-Architektur).
Der Alpha AXP diente bei Microsoft zur Entwicklung der ersten 64 Bit Version von Windows Server 2003, da der Intel Itanium noch nicht verfügbar war und eine Softwareemulation des Itanium zu langsam war. Diese 64 Bit Alpha AXP Version von Windows Server 2003 wurde nur intern bei Microsoft verwendet und wurde nie veröffentlicht.[10]
Benennung
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Die Prozessoren haben alle einen Namen nach dem Schema „21x64 EVy“. Die 21 soll für das 21. Jahrhundert stehen, die Technik sollte nach Vorstellungen der Designer auch noch bis in das 21. Jahrhundert maßgeblich sein. Das x gibt die Generation an. Es gab vier Generationen, die Nummern von 0 bis 3 erhielten. Die 64 soll auf die 64-Bit-Architektur der Alpha-Prozessoren hindeuten. „EV“ steht für „Extended VAX“. Das Alpha-CPU-Design war aber keine Weiterentwicklung der sehr populären VAX-Reihe, sondern eine Neuentwicklung. Das y unterscheidet die Prozessoren im Einzelnen.
| Generation | Prozessor | Jahr | Taktfrequenzen | Fertigungsprozess | Transistoren |
|---|---|---|---|---|---|
| ALPHA 21064 | EV4 | 1992 | 125, 133, 150, 175, 200 und 233 MHz | 0,75 µm |