Les modèles actuels

est un processeur
de très grande puissance à  quatre sorties dotées chacune d’un cache de données
et d’instructions de niveau 1 de 8 Ko et de 96 Ko de cache de niveau 2, le tout
sur la puce. Le 21164 est doté de la quantité phénoménale de 10 millions de transistors.
Digital l’a appelé BIPS, car c’était la première CPU à  franchir le seuil du milliard
d’instructions par seconde.

Les systèmes 21164 varient beaucoup par leur quantité de cache de Niveau 3. Les
puces supportent jusqu’à  64 Mo de mémoire cache, mais la plupart des systèmes
utilisent entre 1 et 4 Mo et les systèmes haut de gamme 8 Mo. Ces tailles de mémoire
cache peuvent paraître surpuissantes dans une perspective CISC, mais offrent aux
processeurs RISC une amélioration des performances allant jusqu’à  25 %.

Le processeur 21164 a été dopé en cours de route dans sa version EV56, qui supporte
des fréquences supérieures à  400 MHz. (Pour en savoir plus sur l’origine de l’appellation
EV pour les Alpha, voir l’encadré  » Un successeur au VAX ? « ). La EV56 a été la
première puce à  inaugurer le nouveau jeu d’instructions Alpha. Les processeurs
RISC ont besoin de données alignées en 64 bits pour des performances optimales.

Les premières puces Alpha gaspillaient des cycles en essayant de compenser les
données non alignées provenant des programmes x86. La EV56 ajoute des instructions
d’alignement d’octets et de mots pour accélérer les traductions des codes d’opération
x86. Ce changement architectural démontre la capacité du processeur Alpha à  supporter
de nouvelles fonctions sans rendre pour autant les implémentations précédentes
obsolètes. Digital a produit une simple mise à  jour logicielle qui permet aux
anciens processeurs Alpha d’utiliser les instructions d’alignement d’octets grâce
à  un code optimisé qui émule la fonctionnalité du nouveau jeu d’instructions.
Des logiciels du même type permettent à  l’architecture Alpha de corriger des erreurs
de conception initiale de la puce, de la carte ou du système.

Les défauts de conception, comme l’abominable bug FDIV (division de virgule flottante)
du Pentium, ne posent pas de problèmes graves à  l’Alpha, car on peut les résoudre
avec du microcode ou la mise à  jour de la HAL, et non en changeant la puce ou
le système d’exploitation.Le 21164PC est une variante bon marché du 21164. Le
21164PC ne possède pas le cache de Niveau 2 sur puce du 21164. Il a une mémoire
cache d’instructions de Niveau 1 de 16 Ko et une mémoire cache de données de Niveau
1 de 8 Ko. Son cache de Niveau 2 hors puce va de 512 Ko à  4 Mo.
Cette puce apparaît dans de nombreux systèmes Alpha d’entrée de gamme avec des
fréquences allant de 533 à  600 MHz. On peut également la trouver dans les systèmes
de 400 à  466 MHz, mais ces versions sont rares. L’absence de cache de Niveau 2
sur puce du 21164 permet à  ces systèmes d’atteindre approximativement les deux
tiers de la fréquence des systèmes 21164. Cette puce n’a que 3,4 millions de transistors,
ce qui diminue sa taille et augmente ainsi le nombre de puces produites par tranche
de silicium (Wafer). Le 21164 effectue des opérations de nombres entiers à  des
vitesses qui rivalisent avec celles des puces Intel haut de gamme et des opérations
de virgules flottantes environ deux fois plus vite que les composants Intel actuels.

Le 21164PC a connu une amélioration de son jeu d’instructions Alpha : le MVI (motion
video instructions), qui rend la puce exceptionnellement polyvalente pour les
applications multimédia. Le jeu d’instructions MVI accélère les performances multimédia,
en particulier avec les DVD, MPEG et les flux de données de visioconférences.
Les instructions se classent en trois catégories : erreur de pixel, compression-décompression
et mise en attente des données. Contrairement aux instructions MMX d’Intel, qui
augmentent la taille du cache et divisent encore un registre (déjà  petit) afin
d’améliorer les performances générales des applications, le MVI offre le codage
des logiciels MPEG en temps réel, ce qui permet aux utilisateurs des économies
substantielles sur le matériel d’acquisition vidéo. Les services NetShow de Microsoft
utilisent le MVI pour améliorer la compression MPEG des flux vidéo réels.

Les cartes-mères comportant le 21164 sont les EB164, PC164, PC164LX, PC164SX de
Compaq et AlphaPC 164RX. Les quatre premières sont dotées de deux slots PCI 64
bits, deux PCI 32 bits et deux ISA. La PC164 permet de configurer huit blocs de
mémoire dans un seul chemin de mémoire 256 bits avec des CPU atteignant 600 MHz.
La PC164LX supporte des processeurs cadencés jusqu’à  800 MHz. La PC164SX contient
des processeurs 21164PC avec des vitesses de 400 à  533 MHz. L’AlphaPC 164RX contient
des processeurs 21164PC à  600 MHz et utilise un bus 75 MHz, ce qui améliore les
performances de plus de 50 pour cent par rapport au PC164SX. Samsung fabrique
la carte-mère MB164LX, semblable à  la PC164LX de Compaq et à  la MB164UX.
Les cartes-mères 21164 de Samsung supportent des fréquences d’horloge allant jusqu’à 
800 MHz, jusqu’à  3 Go de RAM, 4 Mo de cache de Niveau 3, six slots PCI (dont un
slot PCI 64 bits) et des possibilités Ultra Wide SCSI et Ethernet intégrées. Samsung
produit aussi une carte-mère MB164BX, semblable à  la MB164UX, mais sans les interfaces
Ultra Wide SCSI et Ethernet.

D’autres constructeurs, dont DeskStation Technology et DCG Computers, offrent
également des cartes-mères pour les processeurs 21164.Le microprocesseur 21164
est présent dans une large gamme de systèmes.
La série AlphaServer de Compaq (y compris l’AlphaServer 800 et les familles 4000
et 8000 supportant la VLM – very large memory), la série AlphaStation et la famille
Personal Workstation sont équipées de processeurs 21164.