PowerPC

PowerPC (sau PPC pe scurt ) este o arhitectură de microprocesor RISC creată în 1991 de o alianță a Apple , IBM și Motorola cunoscută sub numele de AIM .

Istorie

Istoria PowerPC începe cu prototipul cip 801 , creat de IBM la sfârșitul anilor 1970 , pe baza ideilor lui John Cock despre arhitectura RISC . A fost urmat în continuare de designul IBM RT-PC cu 16 registre în anii 1980 , care a evoluat în continuare în arhitectura POWER introdusă de RS/6000 la începutul anilor 1990 . Designul POWER sa bazat pe arhitectura procesoarelor RISC anterioare , cum ar fi IBM 801 , și arhitectura MIPS . Adevăratul microprocesor POWER, una dintre primele implementări superscalare ale arhitecturii RISC, a fost de înaltă performanță și multi-core. IBM și-a dat seama curând că aveau nevoie de un design cu un singur cip care să nu implementeze unele dintre instrucțiunile POWER pentru ca linia de procesoare RS/6000 să includă soluții la toate nivelurile de performanță și au început lucrările la microprocesorul POWER cu un singur cip.

IBM a abordat Apple pentru a colabora la o familie de procesoare cu un singur cip bazate pe arhitectura POWER. La scurt timp după aceea, Apple, ca unul dintre cei mai mari clienți de microprocesoare desktop ai Motorola, [1] i-a cerut lui Motorola să se alăture acestei colaborări. Apple credea că Motorola, cu istoria sa lungă de colaborare cu Apple, ar fi capabilă să producă mai multe microprocesoare decât IBM. Această alianță tripartită a devenit cunoscută sub numele de AIM, după primele scrisori ale Apple, IBM, Motorola.

Pentru Motorola, aderarea la această alianță a fost extrem de benefică. Acest lucru le-a permis să vândă un procesor RISC bine testat și puternic fără a cheltui bani pentru dezvoltarea acestuia. De asemenea, au avut un cumpărător major al acestor procesoare - Apple și un altul - potențial - în persoana IBM, care nu și-a putut produce versiunile junior de POWER, dar le-a cumpărat de la Motorola.

Motorola avea deja propriul procesor RISC, , s-a vândut extrem de prost Un motiv pentru eșecul său a fost compatibilitatea slabă cu versiunea anterioară, populara serie 68000 , folosită și în computerele Apple Macintosh . Motivul principal a fost întârzierea lansării din cauza problemelor de dezvoltare și de fabricație, din cauza cărora Motorola a ratat ocazia de a concura cu succes cu alți producători.

Cu toate acestea, producția lui 88000 începuse deja, iar Data General vindea computere bazate pe 88k. Apple avea deja un computer prototip funcțional cu 88k. S-a decis ca noul procesor POWER cu un singur cip să fie compatibil cu 88000, ceea ce ar permite Apple și Motorola să înceapă să vândă mașini mult mai rapid, fără a fi nevoie să refacă plăcile de bază.

Combinația tuturor acestor cerințe a dus la specificația PowerPC (Performance Computing). Toată lumea a fost un câștigător:

• IBM a primit râvnitul procesor cu un singur cip practic gratuit;
• Apple a primit unul dintre cele mai puternice procesoare RISC de pe piață, alături de publicitate gratuită sub forma numelui IBM în publicații;
• Motorola a primit gratuit un cip modern RISC, cu asistență de proiectare de la IBM și abilitatea de a-l vinde către o varietate de companii, inclusiv Apple și IBM.

În 1999, IBM a semnat un acord cu Nintendo pentru a furniza procesoare bazate pe arhitectura PowerPC, rezultând procesoarele Gekko ( Nintendo GameCube ), Broadway ( Wii ) și Espresso ( Wii U ).

Fundamentele arhitecturii

PowerPC este proiectat conform principiilor RISC , implementarea superscalară este posibilă în cadrul conceptului . Există versiuni ale designului pentru ambele variante pe 32 și 64 de biți. Pe lângă specificațiile de bază POWER , PowerPC are:

• capacitatea, care lipsește în PowerPC G5 , de a lucra în două moduri - big-endian și little-endian , comutând între moduri în timpul calculelor;
• forme cu o singură trecere ale unor instrucțiuni în virgulă mobilă , pe lângă cele cu două treceri;
• instrucțiuni suplimentare în virgulă mobilă dezvoltate de Keith Diefendorf de la Apple ;
• compatibil invers cu modul pe 32 de biți în versiunile pe 64 de biți;
• absența unor comenzi POWER foarte specifice, dintre care unele pot fi emulate de sistemul de operare dacă este necesar.

Procesoare PowerPC de uz general

La procesoarele PowerPC, magistrala internă este adusă la suprafața cipului și conectată la o punte care traduce comenzile către alte magistrale conectate la RAM, magistrala PCI și așa mai departe.

• 601 - MPC601 50 și 66 MHz
• 602 - consumator (magistrală de date/adresă combinată)
• 603/603e/603ev - pentru laptopuri
• 604/604e/604ev - pentru posturi de lucru
• 615 - versiune specială cu emulare accelerată a procesoarelor x86
• 620 - prima implementare pe 64 de biți (grad de integrare - mai mult de 7 milioane de porți , 133 MHz)
• x704 BiCOMOS - întruchiparea PowerPC de la Exponential Technologies
• 750 ( PowerPC G3 , 1997) 233 MHz și 266 MHz, 740, 745, 755
• 7400 ( PowerPC G4 , 1999) 350 MHz, 7410, 7450 cu suport AltiVec , extensie SIMD a specificațiilor PPC
• 750FX, introdus de IBM în 2001 și a ajuns pe piață la începutul lui 2002, la 1 GHz
• 970FX ( PowerPC G5 , 2003) 64 de biți, bazat pe IBM POWER4 , echipat cu VMX opțional (AltiVec Compatible SIMD Extensions), la 1,4 GHz, 1,6 GHz, 1,8 GHz, 2,0 GHz și 2,5 GHz
• Gekko  - procesor bazat pe PowerPC 750CXe de 485 MHz folosit în consolele de jocuri video Nintendo GameCube
• Broadway  - procesor de 729 MHz bazat pe PowerPC 750CXe. Dezvoltat de IBM și Nintendo pentru Wii
• Espresso  - procesor de 1243 MHz folosit în consolele de jocuri video Nintendo WiiU
• Freescale QorIQ

Procesoare bazate pe PowerPC

Procesoarele Power PC sunt, de asemenea, utilizate în procesoarele multi-core ca nuclee de control, de exemplu:

• Kilocore  este o dezvoltare comună a IBM și Rapport Inc ;
• Cell  este o dezvoltare comună a IBM, Sony și Toshiba ;
• Xenon  este un procesor de 3,2 GHz dezvoltat de IBM pentru consola de jocuri Xbox 360 .

Note

1. ^ Tech Files Columns,  1987-1990 . Arhivat din original pe 6 iunie 2013.

Link -uri

• Documentația pentru PowerPC la bitsavers.org
• Microprocesoare POWER și PowerPC  (rusă)