PowerPC G4 este denumirea folosită de Apple Computers pentru a descrie a patra generație de microprocesoare PowerPC pe 32 de biți . Aplicat la diverse (deși strâns legate) modele de procesoare Freescale , anterior parte a Motorola .
Calculatoare Macintosh , cum ar fi laptopurile PowerBook G4 și iBook G4 și computerele personale Power Mac G4 și Power Mac G4 Cubeia numele lor de la procesor. PowerPC G4 a fost folosit și în eMac , prima generație Xserve , prima generație Mac Mini și iMac -uri înainte de introducerea PowerPC 970 .
Apple a întrerupt complet seria G4 de modele desktop după ce PowerPC 970 pe 64 de biți fabricat de IBM a fost ales ca bază pentru PowerPC G5 . Ultimul model care a folosit G4 a fost Mac Mini , care vine acum cu procesorul Apple M1 . PowerBook G4 a fost înlocuit de MacBook Pro bazat pe Intel .
Procesoarele PowerPC G4 sunt populare și în alte sisteme informatice precum Amiga , Pegasos sau Genesi . Pe lângă computerul desktop, PowerPC G4 este popular în medii încorporate, cum ar fi routere, comutatoare de telecomunicații, imagini, procesare media, avionică și armata, unde sunt utilizate AltiVec și SMP .
PowerPC 7400 (numit de cod „Max”) a debutat în august 1999 și a fost primul procesor care a fost desemnat „G4”. Cipul funcționează la frecvențe de la 350 la 500 MHz și conține 10,5 milioane de tranzistori fabricați folosind tehnologia de proces HiPerMOS6 de 0,20 microni de la Motorola. Suprafața matriței este de 83 mm², iar conexiunile sunt din cupru.
Motorola a promis Apple că va livra procesoare de până la 500 MHz, dar performanța a fost inițial prea scăzută. Acest lucru a forțat Apple să retragă modelele Power Mac G4 de 500 MHz anunțate. Seria Power Mac a fost retrogradată drastic de la 400, 450 și 500 MHz la 350, 400 și 450 MHz, în timp ce problemele cu cipul erau rezolvate. Incidentul a provocat o ruptură între Apple și Motorola și a determinat Apple să apeleze la IBM pentru ajutor pentru a crește producția pe linia Motorola 7400 [1] . Modelul de 500 MHz a fost reintrodus pe 16 februarie 2000.
O mare parte din designul lui 7400 a fost realizat de Motorola în strânsă colaborare cu Apple și IBM . IBM, al treilea membru al aliantei AIM, a dezvoltat cipul cu Motorola la centrul sau de proiectare din Somerset, dar a decis sa nu-l construiasca pentru ca nu vedea nevoia unei unitati de procesare vectoriala la momentul respectiv. În cele din urmă, designul arhitecturii G4 a conținut o unitate de procesare vectorială pe 128 de biți etichetată AltiVec de către Motorola, în timp ce marketingul Apple a numit-o „Velocity Engine”.
PowerPC 970 (G5) a fost primul procesor IBM care a implementat VMX/AltiVec, pentru care IBM a refolosit un design vechi 7400 pe care le-a mai rămas de la lucrul cu Motorola în Somerset. Procesorul Xenon din Xbox 360 folosește, de asemenea, VMX, cu extensii de proprietate suplimentare create special pentru Microsoft. POWER6, introdus în 2007, este primul procesor IBM „de fier mare” care implementează și VMX.
Cu blocul AltiVec, microprocesorul 7400 poate efectua calcule cu virgulă mobilă cu o singură precizie (32 de biți) în patru direcții, precum și calcule cu numere întregi pe 16, 8, 16 sau 32 de biți în patru direcții, într-un singur ciclu. În plus, unitatea de procesare vectorială este superscalară și poate efectua două operații vectoriale în același timp. În comparație cu microprocesoarele Intel x86 din acea vreme, această caracteristică a oferit o creștere semnificativă a performanței aplicațiilor concepute pentru a profita de blocul AltiVec. Exemplele includ Adobe Photoshop care utilizează blocul AltiVec pentru a reda efectele și tranzițiile mai rapid și suita Apple iLife care utilizează acest bloc pentru a importa și converti fișiere din mers.
În plus, 7400 a extins suportul pentru multiprocesare simetrică (SMP) cu protocolul de coerență în cache îmbunătățită (MERSI) și o unitate în virgulă mobilă (FPU) pe 64 de biți împrumutată parțial din seria 604. Seria 603 avea o unitate pe 32 de biți. FPU care necesita două ceasuri pentru a efectua aritmetica în virgulă mobilă pe 64 de biți.
Familia PowerPC G4 acceptă două tehnologii de magistrală: magistrala mai veche 60x, pe care o împarte cu familiile PowerPC 600 și PowerPC 7xx, și magistrala mai modernă MPX. Dispozitivele care folosesc magistrala 60x pot fi compatibile cu procesoarele 6xx sau 7xx, oferind o mare varietate de oferte și o cale de actualizare clară și ieftină, cu probleme minime de compatibilitate. Controlerele de sistem pentru computerele 7xx și 7xx sunt produse în principal de două companii: Tundra cu controlerele Tsi1xx și Marvell cu controlerele Discovery.
PowerPC 7410 „Nitro” este o versiune eficientă din punct de vedere energetic a lui 7400, dar a fost fabricat la 180 nm în loc de 200 nm. La fel ca 7400, are 10,5 milioane de tranzistori. A debutat pe PowerBook G4 pe 9 ianuarie 2001.
Cipul a adăugat capacitatea de a folosi toată sau jumătate din memoria cache ca memorie de mare viteză necache, mapată la spațiul de adresă fizică al procesorului la cererea utilizatorului. Această caracteristică a fost utilizată de furnizorii de sisteme încorporate, cum ar fi Mercury Computer Systems.
PowerPC 7450 "Voyager"/"V'ger" a fost singura reproiectare majoră a procesorului G4. Cipul de 33 de milioane de tranzistori a extins semnificativ conducta de execuție 7400 (minimum 7 vs. 4 etape) pentru a obține viteze de ceas mai mari, debitul de instrucțiuni îmbunătățit (3 + ramuri față de 2 + ramuri pe ciclu) pentru a compensa latența mai mare a instrucțiunilor, a înlocuit memoria cache externă L2 (până la 2 MB setul pe 2 căi asociativ, cale de date pe 64 de biți) per integrat (256 KB setul cu 8 căi asociativ, cale de date pe 256 biți), cache L3 extern acceptat (până la 2 MB setul pe 8 căi asociativ, cale de date pe 64 de biți) și a avut multe alte îmbunătățiri arhitecturale. Blocul AltiVec a fost îmbunătățit în 7450; în loc să execute o instrucțiune de permutare vectorială și o instrucțiune vectorială ALU (simple int, complex int, float) pe ciclu, ca în 7400/7410, 7450 și adepții săi de la Motorola/Freescale pot executa simultan două instrucțiuni vectoriale arbitrare (permutare, int simplu, int complex, float). A fost introdus cu Power Mac G4 actualizat pe 9 ianuarie 2001. Motorola a lansat o versiune intermediară, 7451, cu nume de cod „Apollo 6” la fel ca 7455. Primele computere AmigaOne XE au venit cu procesorul 7451.
Îmbunătățirile în designul lui 745x i-au dat poreclele G4e sau G4+, dar acestea nu au fost niciodată denumiri oficiale.
PowerPC 7455 „Apollo 6” a fost introdus în ianuarie 2002. Dispunea de un cache pe cip mai mare, de 256 de biți și a fost fabricat în procesul HiPerMOS de 0,18 µm (180 nm) de la Motorola cu interconexiuni de cupru și SOI. A fost primul procesor dintr-un computer Apple care a depășit marcajul de 1 GHz. Modelul 7445 este același cip fără interfața cache L3. 7455 este utilizat în AmigaOne XE G4 și în Power Mac G4 dual-core de 1 GHz (Quicksilver 2002).
PowerPC 7447 „Apollo 7” este o ușoară îmbunătățire față de 7450/55, are 512 KB de cache L2 pe cip și a fost fabricat pe procesul SOI de 130 nm, consumând astfel mai puțină energie. Are 58 de milioane de tranzistori. Cu 7447A, care a introdus o diodă termică încorporată, precum și DFS (Dynamic Frequency Scaling), Freescale a reușit să atingă viteze de ceas puțin mai mari. 7457 are o interfață suplimentară de cache L3 care acceptă până la 4 MB de cache L3, în comparație cu cei 2 MB acceptați de 7455 și 7450. Cu toate acestea, scalarea frecvenței sale s-a oprit când Apple a ales să folosească 7447 în loc de 7457, în ciuda faptului că 7457 a fost succesorul. la 7455 cu memoria cache L3 pe care Apple a folosit-o înainte.
Singurele companii care oferă 7457 ca upgrade pentru Power Mac G4, iMac G4 și Power Mac G4 Cube sunt Giga Designs, Sonnet Technology, Daystar Technology (folosesc doar 7457 pentru upgrade-uri iMac G4) și PowerLogix. Platforma de calculatoare Pegasos a lui Genesi folosește și 7447 în Pegasos-II/G4.
7457 este adesea folosit pentru a repara modulul procesor AmigaOne XE; unele programe AmigaOS cu 7457 instalat pot confunda AmigaOne cu un computer Pegasos II, deoarece Eyetech nu a lansat niciodată o placă oficială 7457.
PowerPC 7448 „Apollo 8” este o evoluție a PowerPC 7447A anunțată la primul Freescale Technology Forum din iunie 2005. Îmbunătățirile au fost o viteză de ceas mai mare (până la 1,7 GHz) oficial și ușor de până la 2,4 GHz prin overclockare, un cache L2 mai mare de 1 MB, o magistrală frontală mai rapidă de 200 MHz și un consum mai mic de energie (18 W la 1,7 GHz). A fost fabricat într-un proces de 90 nm cu interconexiuni din cupru și SOI.
| Arhitectura POWER | |
|---|---|
| istoric | |
| Actual | |
| subiecte asemănătoare |
|