R8000
R8000は、MIPS IV命令セットアーキテクチャ (ISA) を初めて実装したマイクロプロセッサのチップセットで、ミップス・テクノロジーズ (MTI)、東芝、Weitekが開発した。開発中のコード名 TFP (Tremendous Floating-Point) でも知られている。
R8000の開発は、シリコングラフィックス (SGI) で1990年代初めごろに始まった。1990年ごろのスーパーコンピュータの性能をマイクロプロセッサで実現することを目標としていた。当時、RISCマイクロプロセッサの性能向上の速度はスーパーコンピュータのそれを凌駕していた。当時、高価で巨大なスーパーコンピュータをRISCマイクロプロセッサでずっと小型で安価なものにでき、デスクサイドのワークステーションやサーバでスーパーコンピュータを代替できるようになると推測されていた。
R8000の詳細が明らかにされたのは、1992年4月にミップス社が今後の開発計画を発表した中でのことである。1992年3月、SGIがミップス買収を発表、1992年中ごろ、同社はSGIの子会社としてミップス・テクノロジーズ (MTI) と改称された。R8000開発はSGIからMTIに移管されて続行された。1993年中の完成を見込んでいたが、1994年中ごろまでずれ込んでいる。
R8010は、R8000の命令キューから供給された浮動小数点命令を実行する。命令キューから先は整数パイプラインと浮動小数点パイプラインが分離しており、整数演算命令と浮動小数点演算命令の間で限定的なアウト・オブ・オーダー実行がなされる。つまり同時にフェッチした4命令についてCPUとFPUの間で完了を待ち合わせない(4命令が全てそれぞれのパイプラインに送られれば、次の4命令をフェッチする)。これは、ストリーミングキャッシュのレイテンシを緩和するための対策だった。
浮動小数点レジスタファイル、ロードキュー、ストアキュー、全く同じ2つの浮動小数点演算ユニットがある。除算と平方根を除いてパイプライン化されている。なお、除算と平方根の計算では乗算器を使用するため、それらの演算を行っている間はパイプラインがストールする。
比較命令以外の演算命令はレイテンシが4サイクルとなっている。単精度および倍精度の除算のレイテンシはそれぞれ14サイクルと20サイクルである。単精度および倍精度の平方根演算のレイテンシはそれぞれ14サイクルと23サイクルである。