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Die VLIW-Architektur wurde erstmals 1978 im russischen Superskalarrechner ELBRUS-1 von Boris Babajan realisiert. Im Jahre 1999 wurde gemäß internationaler Ankündigung des russischen Mikroprozessors Elbrus 2000 diese Architektur erstmals auf Mikroprozessoren übertragen.

Pioniere waren auch Cydrome in den 1980er Jahren (Bob Rau), Multiflow (Josh Fisher) und Culler-Harrison in den 1970ern (Glen Culler) und in der Tschechoslowakei Norbert Fristacky.

Die VLIW-Architektur wird in den CPUs von Transmeta benutzt, im Crusoe und im Efficeon. Ebenfalls auf der VLIW-Architektur basieren die (nicht massenvermarkteten) Prozessoren von Tilera Technologies, einem Joint Venture u. a. von Intel, welches sich auf massive SMP-Mehrkernprozessoren spezialisiert hat.

Eine moderne, abgeänderte Implementation der VLIW-Architektur ist Intels Itanium-CPU, welche in diesem Fall EPIC genannt wird.

AMD verwendet bei seinen Grafikprozessoren der Serien R600-RV870 eine VLIW-Technik, um bis zu fünf parallele Instruktionen auf einem VLIW-Shader auszuführen. Die Entwicklung der R600-Architektur datiert allerdings in die Zeit zurück, als ATI Technologies noch ein eigenständiges Unternehmen war. Zu Anfang war die Architektur der von Nvidia noch leistungsmäßig unterlegen, erlaubte aber AMD in der Weiterentwicklung immer mit deutlich niedrigeren Transistormengen und Shader-Taktraten gegenüber Hauptkonkurrent Nvidia erfolgreich zu konkurrieren. Nvidias skalare Lösung setzt auf eine hohe Auslastung und braucht dabei nicht nur mehr Transistoren für eine vergleichbare Leistung, sondern auch einen viel höheren Takt, was bezüglich Energieeffizienz letztendlich zu großen Nachteilen gegenüber der VLIW-Architektur führt.

Der Elbrus 2000 und seine Nachfolger sind russische Mikroprozessoren, die auf einer 512-bit breiten VLIW-EPIC-Architektur basieren.