Advanced Amiga Architecture (AAA)
AAA (Advanced Amiga Architecture) čipset byl tajným projektem firmy Commodore, na kterém se pracovalo již od roku 1989. Cílem tohoto projektu bylo vytvoření technologie pro novou generaci počítačů Amiga. Vývoj tohoto čipsetu pokračoval postupně až do roku 1993, kdy od něj bylo upuštěno ve prospěch čipsetu Hombre.
Dave Haynie v on-line konferenci z 6. března 1996 napsal:
V prvé řadě je třeba říct, že AAA čipset nebyl nikdy zcela dokončen. Měli jsme sice k dispozici funkční prototypy, ale některé věci nebyly ještě dostatečně funkční pro zavedení operačního systému. Plánovány byly nové revize všech čtyř čipů. AAA čipset byl 32/64-bitovou implementací Amiga architektury. Snažili jsme se u něj zachovat pokud možno co největší kompatibilitu (na úrovni registrů) s OCS čipsetem, ale navíc obsahoval také obrovské množství 32-bitových registrů.
Jak naznačuje již sám název, AAA čipset měl být nástupcem AA čipsetu (v Evropě uváděného jako AGA čipset). I navzdory podobnostem v základních principech obou těchto čipsetů, toho měly jen velmi málo společného. AGA čipset vznikl postupnou evolucí z OCS a ECS čipsetů - většinu programů určených pro OCS čipset bylo možné spustit také na AGA čipsetu. Oproti tomu byl AAA čipset tlustou čarou za minulostí. Jednalo se o zcela novou architekturu, skládající se ze čtyř samostatných VLSI obvodů.
VLSI (Very Large Systems Integration) – obvody s velmi velkou integrací, skládající se z 5.000 až 50.000 prvků
Jistá míra kompatibility byla zachována pomocí částečně kompatibilního procesoru. Návrháři tohoto čipsetu věřili, že operační systém AmigaOS 3.x poskytne kontrolu nad zákaznickými čipy, což mělo umožnit fungování programů určených pro AGA čipset i na AAA čipsetu. Na rozdíl od předchozích čipsetů, které umožnili vytvoření rozdělení na high-end a low-end modely, byl AAA čipset zcela modulární. To mělo umožnit jeho přizpůsobení na požadovanou úroveň.
Vylepšení
AAA čipset byl v mnoha směrech vylepšením předchozích architektur. Jedním z hlavních slabých bodů AGA čipsetu bylo to, že do něj nemohly být implementovány jisté nové funkce kvůli tlaku na zachování co největší kompatibility s ECS čipsetem. U AAA čipsetu však bylo od této filozofie naštěstí upuštěno. Tak bylo možné vylepšit několik oblastí čipsetu jakou byla např. paměťová a procesorová datová propustnost. Nicméně, v základním návrhu byl AAA čipset pouze 1.14x rychlejší než AGA čipset. Skutečný nárůst výkonu umožnilo až použití VRAM.
Rozdělení paměti na CHIP RAM a FAST RAM bylo stále zachováno, ale také značně vylepšeno. Přístup k CHIP RAM byl zrychlen natolik, že byl dokonce rychlejší než FAST RAM u dosavadních systémů. Přepracováno byl také DMA (Direct Memory Access), které již bylo řízeno dynamicky. Ale i přesto nesplňovalo veškerá očekávání.
Aktualizace se dočkal i čip Blitter, který nově používal pixel addressing. Nezdá se to příliš důležité, ale pro programy to znamenalo velké ulehčení. Několik dalších úprav v návrhu Blitteru umožnilo rychlejší přesunování dat. Z archivů Dave Haynieho lze vydedukovat, že při přesouvání obrazovky o velikosti 640x200x2 pixelů se jednalo až o šestinásobný nárust výkonu.
Nezapomnělo se ani na čip Copper, který byl aktualizován tak, aby dokázal zpracovávat 32-bitové operace nových 32-bitových registrů AAA čipsetu. Přidána byla také funkce přerušení, která umožnila zpracovávání řady blitter operací bez zbytečného zatížení hlavního procesoru. Jednalo se o pokrok ve filozofii zákaznických čipů, který umožnil různým procesorům provádět samostatné úkoly.
AAA čipset sebou přinesl pět nových módů, včetně dlouho očekávaného Chunky módu. Dříve používaly všechny Amigy standardně pouze planární mód. Tedy přesněji, všechny kromě Amigy CD32, která obsahovala speciální úpravu umožňující hadrwarovou konverzi Chunky to Pixel.
Klasická architektura Amigy integrovala v zákaznických čipech grafiku, zvuk i ovládání disketových mechanik. To zárověň znamenalo, že i ta nejmenší aktualizace Amiga architektury byla jen velice obtížná, né-li nemožná.
U AAA čipsetu byl také značně vylepšen řadič disketových mechanik, u kterého byla nově přidána podpora CD-ROM mechanik a jeho datový přenos dosáhl až na hranici 11.4MBit/sek. V plánech bylo také zachování kompatibility s originálními 400KB disketami z počítače Macintosh. K flexibilitě tohoto řadiče se tak přiblížil pouze řadič Catweasel.
Hra s názvy
Jistě jste již slyšeli příběhy o volbě názvů jednotlivých zákaznických čipů. Stejná tradice byla zachována i u AAA čipsetu, který přinesl další čtyři nové čipy.
ANDREA
Andrea měla na starost sběrnicový řadič čipsetu. Ovládala veškerou aktivitu CHIP RAM, řídila sběrnici a takt zobrazovací jednotky. Také integrovala AAA verzi čipu Blitter.
LINDA
Linda byla dvojnásobná vyrovnávací paměť, která umožňovala běh pixelové a chip sběrnice na rozdílných taktovacích frekvencích a také umožňovala jisté kompresní triky. 64-bitové AAA systémy obsahovaly dva čipy Linda a dva čipy Monica.
MARY
Mary nahradila čip Paula používaného u AGA čipsetu. Měla na starost obsluhu disketových mechanik, audia a sériových portů.
Dave Haynie popsal čip Mary v konferenci Team Amiga (6. května 1999) takto:
Samozřejmě, Mary má na starost i jiné věci. Řadič disketových mechanik byl mnohem flexibilnější než cokoliv jiného, ve významu slova "řadič disketové mechaniky". Stejně jako zpracování standardního raw bitstreamu*, jako to uměl již čip Paula, avšak tuto operaci dokázal provádět 2x nebo dokonce až 4x rychleji. Dokázala také provádět hardwarové MFM** dekódování v reálném čase. Dokázala také zpracovávat CD nebo digitální audio formáty. Rychlost přenosu dat byl dostatečný k ovládání 1x CD-ROM mechaniky a 10-Base Ethernetu. Samozřejmě, již v této době existovaly požadavky na rychlejší CD/HD rozhraní, ale i tak se jednalo o daleko více zajímavý řadič než dříve.
*Raw Bitstream
systém provádějící konverzi digitálních dat do analogové podoby. Používáno např. v technologii zvukových disků CD, při konverzi je generováno napětí odpovídající hodnotě konvertovaného čísla.
**MFM - Modified Frequency Modulation
Metoda ukládání dat na disky založená na kódování informací pomocí modulace frekvence. Jde o optimalizovanou podobu této známé metody, umožňující ukládání většího množství dat na stejnou plochu média, než u starších metod. Její výhodou je zejména skutečnost, že magnetické kódování každého bitu není závislé na hodnotě předchozího bitu. Metoda MFM je dnes již zastaralá.
O několik dní dříve (4. května 1999) zveřejnil detaily o seznamu funkcí čipu Mary a některých změnách v návrhu AAA čipsetu.
Audio systém Mary podporuje osm šestnáctibitových kanálů v CD kvalitě. Lze přiřadit jakýkoliv jednotlivý kanál na "levý" nebo "pravý" audio výstup. Z jiného hlediska se však jedná o zcela zásadní rozšíření původní Amiga audio myšlenky, jelikož jí vylepšoval rychlejší 32-bitovou chip sběrnici. Audio je digitálně mixováno na 18-bitů. Integrované DAC převodníky podporují 16-bitový výstup (bez ohledu na kvalitu, AAA čipy nebyly nikdy dostatečně společně testovány s čipem Mary).
MONICA
Monica byla nástupcem zákaznických čipů Denise a Lisa u předchozích čipsetů. Fungoval jako řídící zobrazovací čip, který zobrazoval časovací data generované čipem Andrea a grafické data zpracovávané čipem Linda. Odpovídala za chunky a planární módy, HAM/HAM8, true colour a 10-bitový HAM mód pro 24-bitové zobrazení.
Samostatné AAA systémy
Samostatný AAA systém obsahoval po jednom kusu z každého ze čtyř AAA čipů a používal VRAM. Obzvláště zajímavým je Pixel Bus slot, který můžete vidět jako třetí na pravé horní okraji obrázku. K němu bylo možné připojit AAA video digitizér. Data procházejí čipem Linda byla ukládána čipem Andrea. Samostané AAA systémy podporovaly také implementaci AGA video slotu. Nicméně nebyla zaručena kompatibilita se všemi zařízeními, jelikož mnoho zařízení záviselo na přesné rychlosti zobrazování AGA systémů.
Duální AAA systémy
Na rozdíl od předchozích čipsetů, navrhli inženýři firmy Commodore AAA čipset tak, aby umožnil použítí high-end i low-end funkcí. Duální AAA čipset obsahoval všechny čtyři AAA čipy a navíc ještě dva další čipy Linda a Monica. Také zobrazovací sběrnice byla aktualizována na 64-bitů.
Kde se AAA čipset poděl?
U konce vývoje byl návrh AAA čipsetu stále více modulárnější. Inženýři byli znepokojeni odklonem od tradice firmy Commodore, která své uživatele držela u specifického hardware. Uživatelům to v ničem nepomohlo a firmě samotné to získalo pouze špatnou reputaci. Jiné firmy by mohly případně tento problém vyřešit, ale přenesli by výdaje na zákazníky. Inženýři firmy Commodore tak navrhli zcela modulární systém, složený ze základní desky, čipset modulu, modulu hostitelského procesoru a Open System Bus slotů.
Systémová sběrnice měla být zcela nezávislá na typu zvoleného procesoru, což mělo časem umožnit jeho výměnu za novější a výkonnější model bez ztráty výkonu. Zkušenosti z předchozích pokusů využití architektury Amigy 3000 při návrhu rychlejších systémů Amiga 4000 ukázaly, že inženýrský tým bude muset vyvinout systém pro širokou řadu procesorů. Bylo to mnohem praktičtější, než pokaždé měnit již stávající návrhy.
Hlavní sekce základní desky:
Měl by AAA úspěch i dnes?
Jednou z velkých otázek, kterou si mnoho Amigistů pokládá je to, jestli by bylo možné i dnes uvést novou Amigu využívající AAA čipset. Byl již téměř doknčen a na rozdíl od mnoha jiných návrhů je kompatibilní s ECS čipsetem. Dave Haynie, bývalý inženýr firmy Commodore a tvůrce AAA čipsetu na tuto otázku odpověděl:
Firma Gateway (později Amiga International) měla pokračovat ve vývoji AAA čipsetu. Pokud by se uvedl v roce 1990, jednalo by se o revoluci. V roce 1992 by byl ještě poměrně dobrý ale v roce 1994 už jen průměrný (v tomto roce měl být uveden podle původního plánů, pokud by firma Commodore neměla problémy). Dnes by se jednalo o šíleně drahou záležitost s menším grafickým výkonem, než má již jakýkoliv SVGA grafický čip v hodnotě 10 dolarů. Dnes to už vůbec nemá smysl.
Dave Haynie, konference Team Amiga, 3. května 1999.
