컨트롤 스토어

2. 구현

마이크로코드는 CPU 내부에 구현되는 방식으로, 초기에는 ROM 형태로 구현되었으나, 현대에는 쓰기 가능한 제어 저장소(WCS)를 활용하여 유연성을 높이는 추세이다.

초기 제어 저장소는 ROM의 일종인 다이오드 어레이로 구현되었다.^[1] 이는 1947년에 처음 기술된 MIT Whirlwind의 '프로그램 타이밍 매트릭스'가 대표적이다.^[1] 현대의 VLSI 프로세서는 전계 효과 트랜지스터 매트릭스를 사용하여 ROM 및/또는 PLA 구조를 마이크로코드로 구현한다.^[1] IBM System/360은 모델별로 다른 기술을 사용했는데, Model 30은 CCROS, Model 40은 TROS, 50, 65 및 67 모델은 BCROS를 사용했다.^[1]

일부 컴퓨터는 마이크로코드를 RAM에 저장하는 ''쓰기 가능한 제어 저장소''(WCS)를 사용한다.^[1] 초기 IBM System/360 모델은 읽기 전용 제어 저장소를 가졌지만, 이후 System/360, IBM System/370 및 후속 모델은 플로피 디스크나 기타 DASD에서 마이크로프로그램의 일부 또는 전부를 WCS로 로드했다. IBM은 '''초기 마이크로프로그램 로드''' ('''IML''' 또는 '''IMPL''')^[4] 기능을 통해 현장에서 마이크로프로그래밍 결함을 쉽게 수정할 수 있었다.

WCS를 사용한 상업용 기계로는 Burroughs Small Systems, Xerox Lisp machine 및 Xerox Star 워크스테이션의 Xerox 프로세서, DEC VAX 8800 ("Nautilus") 제품군, Symbolics L- 및 G-머신 등이 있다. HP 2100, DEC PDP-11/60 및 Varian Data Machines V-70 시리즈 미니컴퓨터 등은 사용자 프로그래밍 가능한 WCS를 옵션으로 제공했다. Mentec M11 및 Mentec M1과 Data General Eclipse MV/8000 ("Eagle")은 SRAM WCS를 가지고 있으며, 전원이 켜질 때 다른 CPU를 통해 로드된다.^[9]

WCS는 마이크로프로그램 패치 용이성, 빠른 액세스 등의 장점을 제공하며, 사용자 프로그래밍 가능한 WCS는 사용자가 기계를 최적화할 수 있게 해준다. 그러나 프로그램을 디버깅하기 어렵게 만들고 악의적인 사용자가 시스템 및 데이터에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 단점도 있다.^[10]

x86 아키텍처 제품군에 속하는 여러 Intel CPU는 1995년 Pentium Pro를 시작으로 쓰기 가능한 마이크로코드를 가지고 있다.^[12][13] 이를 통해 Intel Core 2 마이크로코드 및 Intel Xeon 마이크로코드의 버그를 소프트웨어로 수정할 수 있었다. 이러한 수정 사항은 Linux,^[14] FreeBSD,^[15] Microsoft Windows,^[16] 또는 마더보드 BIOS^[17]를 통해 설치할 수 있다.

컨트롤 스토어는 일반적으로 출력에 레지스터를 가진다. 경쟁 상태 발생을 방지하기 위해 다음 주소를 결정하기 위해 시퀀서로 다시 들어가는 출력은 레지스터를 거쳐야 한다.^[18] 대부분의 설계에서 다른 모든 비트도 레지스터를 거치는데, 이는 다음 마이크로 명령어의 실행을 한 주기 지연시키면 기계가 더 빠르게 작동하기 때문이다. 이 레지스터는 파이프라인 레지스터라고 한다.

2. 1. 초기 구현

2. 2. 쓰기 가능한 제어 저장소 (WCS)

2. 3. 타이밍, 래칭 및 경쟁 상태 방지