DEC 알파 | 1992
알파(원래 이름은 Alpha AXP)는 디지털 장비 회사(DEC)에서 개발한 64비트 축소 명령어 집합 컴퓨터(RISC) 명령어 집합 아키텍처(ISA)이다. 알파는 32비트 VAX 복잡 명령어 집합 컴퓨터(CISC)를 대체하기 위해 설계되었으며, 유닉스 워크스테이션과 유사한 시장을 겨냥한 고성능 RISC 프로세서로 경쟁력을 갖추기 위한 목적을 가지고 있었다.
알파는 DEC에서 처음 개발하고 제조한 여러 마이크로프로세서에서 구현되었으며, 이러한 마이크로프로세서는 주로 DEC 워크스테이션과 서버에서 사용되었고, 이는 결국 DEC의 중간에서 상위급 라인업의 거의 모든 제품을 구성했다. 여러 제3자 공급업체들도 알파 시스템을 제작했으며, PC 형태의 마더보드도 포함되었다.
알파를 지원하는 운영 체제에는 OpenVMS(구 OpenVMS AXP), Tru64 UNIX(구 DEC OSF/1 AXP 및 Digital UNIX), Windows NT(4.0 이후 중단되었고, Windows 2000 RC2의 이전 버전 포함), 리눅스(데비안, SUSE, 젠투, 레드햇), BSD UNIX(넷BSD, 오픈BSD, FreeBSD 6.x까지), 벨 연구소의 Plan 9, L4Ka::Pistachio 커널 등이 있었다. 알파 아키텍처의 초기 개발 중 Ultrix의 알파 포팅도 진행되었으나, 제품으로 출시되지는 않았다.
알파 아키텍처는 1998년에 DEC와 함께 컴팩에 판매되었으며, 컴팩은 이미 인텔 x86 고객이었기 때문에, 2001년에 알파를 단계적으로 단종시키고 헐리우드 파트너십을 통해 인텔의 Itanium 아키텍처로 전환하겠다고 발표했다. 이에 따라 알파 지적 재산권은 인텔에 판매되었고, 결국 알파 제품은 단종되었다. 헐리우드 파트너는 2002년 컴팩을 인수한 후 기존 제품 라인의 개발을 계속했으며, 2004년까지 알파 기반 시스템을 판매했고, 2007년 4월에 알파 제품의 판매가 종료되었다.
알파는 이전의 RISC 프로젝트인 PRISM에서 비롯되었으며, 이는 여러 초기 프로젝트의 결과물이었다. PRISM은 유닉스와 같은 응용 프로그램을 지원하며, 디지털의 기존 VAX/VMS 소프트웨어를 일부만 변환하여 실행할 수 있도록 설계된 유연한 시스템이었다. 새로운 운영 체제인 MICA는 ULTRIX와 VAX/VMS 인터페이스를 공통 커널에서 지원하여 두 플랫폼의 소프트웨어를 쉽게 포팅할 수 있게 해줄 예정이었다.
1985년에 시작된 PRISM 디자인은 컴퓨터 시장의 변화에 따라 계속해서 변경되었고, 이로 인해 출시가 계속 미뤄졌다. 1987년 여름이 되어야 64비트 디자인으로 변경되었고, 이는 마이크로프로세서 형식으로는 매우 이른 시기의 설계였다. 1987년 10월, 썬 마이크로시스템즈는 SPARC 프로세서를 사용한 첫 워크스테이션인 Sun-4를 출시했고, 이는 DEC의 최신 Sun-3 디자인보다 약 3~4배 빠르게 유닉스 환경을 실행할 수 있었다. 이 변화로 PRISM 계획은 다시 32비트로 전환되었고, 유닉스 시장을 겨냥하게 되었다. 이로 인해 개발은 더욱 지연되었다.
PRISM의 출시일이 계속 미뤄지자, 팔로 알토 사무소의 한 팀은 자체 워크스테이션을 개발하기로 했다. 그들은 MIPS R2000을 선택하고 90일 만에 Ultrix를 실행하는 워크스테이션을 완성했다. 이로 인해 회사 내에서 심각한 논란이 발생했으며, 1988년 7월의 관리 회의에서 논의가 이루어졌다. PRISM이 R2000보다 더 빠르긴 했지만, R2000 기계는 1989년 1월에 시장에 출시될 수 있었다. 이로 인해 PRISM의 두 번째 역할이 사라졌다. 결과적으로 PRISM은 취소되었다.
회의가 끝난 후, 켄 올슨은 "RISC 칩이 VAX 라인에 미래의 위협이 될 수 있다"고 말하며, VAX를 미래의 RISC 시스템과 경쟁력 있게 유지할 방법을 고민하라고 말했다. 이로 인해 "RISCy VAX" 팀이 결성되었고, 여러 가지 개념이 고려되었다. 그 중 하나는 VAX 명령어 집합을 사용할 수 있도록 RISC처럼 동작하는 절충안을 고려한 것이었으며, 또 다른 개념은 VAX 코드를 실시간으로 다른 ISA로 변환하여 실행하는 방식이었다. 그러나 이들 모두 오버헤드를 유발하고, 순수 RISC 기계와 경쟁할 수 없는 결과를 가져올 수 있다는 결론이 나왔다.
그 후, 기존의 VAX 한 칩 솔루션과 RISC 칩을 결합한 하이브리드 시스템을 고려했지만, 이는 성능 저하를 일으키고 강력한 경쟁 우위를 제공할 수 없다는 결론을 내렸다. 그러던 중, 낸시 크로넨버그가 "사람들은 VAX가 아니라 VMS를 실행한다"며, VMS의 일부 하드웨어 의존성만 보존하면 RISC 칩에 VMS를 포팅할 수 있다는 아이디어를 제시했다. 이로 인해 VMS를 RISC 아키텍처로 포팅하는 방안이 실현 가능한 방법으로 보였다.
이러한 아이디어는 1989년 2월 전략 태스크 포스 회의에서 발표되었고, 두 가지 중요한 질문이 제기되었다. 하나는 "이 RISC 설계가 유닉스 시장에서도 성능을 이끌어낼 수 있을 것인가?"였으며, 또 다른 하나는 "이 기계를 개방형 표준으로 할 것인가?"였다. 이 질문에 대한 답으로 PRISM 아키텍처를 수정하여 새로운 "EVAX"라는 개념을 채택했고, 이는 성공적인 CMOS CVAX 구현의 후속 모델로 설계되었다.
알파는 PRISM의 기본 개념을 대부분 유지했지만, VMS와 VMS 프로그램이 적당한 속도로 실행될 수 있도록 VMS의 변환 없이 설계되었다. 알파 아키텍처의 주요 기여는 그 자체의 아키텍처보다는 구현에 있었다. 그 당시(그리고 지금도) 마이크로칩 산업은 자동화된 설계 도구를 사용하여 제품을 만들었지만, 디지털의 칩 설계자는 복잡한 VAX 아키텍처를 처리하기 위해 수동 회로 설계를 추구했다. 알파 칩은 수동 회로 설계를 단순하고 깨끗한 아키텍처에 적용하여, 더 높은 작동 주파수를 가능하게 했고, 이는 마이크로프로세서 설계 커뮤니티 내에서 회로 설계의 르네상스를 일으켰다.
알파 프로세서는 처음에 DECchip 21x64 시리즈로 지정되었으며, 1990년대 중반에 "Alpha"로 이름이 변경되었다. "DECchip"이라는 이름은 21세기를 나타내는 "21"과 64비트를 나타내는 "64"로 구성되었으며, 내부적으로 알파 프로세서는 EV 번호로 식별되었다. EV는 원래 "Extended VAX"의 약자였지만, "Electric Vlasic"이라는 농담적인 의미도 담겨 있었다.
1997년 5월, DEC는 인텔이 펜티엄, 펜티엄 프로, 펜티엄 II 칩에서 알파 특허를 침해했다고 주장하며 소송을 제기했다. 이를 해결하기 위한 합의로, DEC의 칩 설계 및 제작 사업부는 인텔에 판매되었으며, 여기에는 ARM 컴퓨터 아키텍처의 DEC의 StrongARM 구현도 포함되었다.
