PowerPC
| PowerPC | |
|---|---|
 | |
 Микропроцессор IBM PowerPC 601 | |
| Разработчик | AIM |
| Разрядность | 32-бит/64-бит (32 → 64) |
| Представлена | 1992 |
| Архитектура | RISC |
| Тип | Регистр-регистр |
| Реализация переходов | по флагам условий |
| Порядок байтов | Переключаемый (bi-endian) |
 Медиафайлы на Викискладе | |
PowerPC (или сокращённоPPC) — микропроцессорнаяRISC-архитектура, созданная в1991 году альянсом компанийApple,IBM иMotorola, известным какAIM.
История
[править |править код]История PowerPC начинается спрототипа микросхемы 801, созданного вIBM в конце1970-х на основе идейДжона Кока оRISC-архитектуре. Далее она была продолжена 16-регистровым дизайномIBM RT-PC в1980-х годах, который в дальнейшем развился в архитектуруPOWER, представленнуюRS/6000 в начале1990-х. Дизайн POWER был основан на архитектуре предшествующих RISC-процессоров, таких какIBM 801, и архитектуреMIPS. Настоящий микропроцессор POWER, одно из первыхсуперскалярных воплощений архитектуры RISC, был высокопроизводительным и многоядерным. В IBM скоро поняли, что им требуется одночиповый дизайн, в котором не были бы воплощены некоторые инструкции POWER, чтобы линия процессоров RS/6000 включала решения всех уровней производительности, и работа над одночиповым микропроцессором POWER началась.
IBM предложила Apple сотрудничество в разработке семейства одночиповых процессоров, основанных на архитектуре POWER. Вскоре после этого Apple, как один из крупнейших заказчиков микропроцессоров класса настольных систем Motorola,[1] попросила Motorola присоединиться к этому сотрудничеству. Apple считала, что Motorola, с её долгой историей работы с Apple, будет способна производить большее количество микропроцессоров, чем IBM. Этот тройственный союз стал известен как AIM, по первым буквам Apple, IBM, Motorola.
Для Motorola вступление в этот союз было чрезвычайно выгодным. Это позволяло им продавать хорошо протестированный и мощный RISC-процессор, не тратя денег на его разработку. У них также был крупный покупатель этих процессоров — Apple, и ещё один — потенциальный — в лице IBM, которая могла бы не производить свои младшие версии POWER, а покупать их у Motorola.
У Motorola уже был собственный RISC-процессор,88000[англ.], продававшийся чрезвычайно плохо. Одной из причин его провала была плохая совместимость с предыдущей версией, популярной серией68000, также использовавшейся в компьютерахApple Macintosh. Основной же причиной была задержка вывода на рынок из-за проблем с разработкой и изготовлением, из-за чего Motorola упустила возможность успешно конкурировать с другими производителями.
Тем не менее, производство 88000 уже началось, иData General продавал компьютеры на основе 88k. У Apple уже был работающий прототип компьютера с 88k. Было решено сделать новый одночиповый POWER-процессор совместимым по шине с 88000, что позволило бы Apple и Motorola начать продавать машины намного быстрее, не занимаясь переделкой материнских плат.
В результате сочетания всех этих требований появилась спецификация PowerPC (Performance Computing). В выигрыше были все:
- IBM практически бесплатно получила желанный одночиповый процессор;
- Apple получила один из самых мощных RISC-процессоров на рынке, а заодно бесплатную рекламу в виде имени IBM в публикациях;
- Motorola бесплатно получила современный чип RISC, помощь в дизайне которого оказывала ей IBM, и возможность продавать его множеству компаний — включая Apple и IBM.
В 1999 году IBM подписала договор с компаниейNintendo о поставке процессоров на основе архитектуры PowerPC, результатом которого стали процессорыGekko (Nintendo GameCube),Broadway (Wii) иEspresso (Wii U).
Основы архитектуры
[править |править код]PowerPC спроектирован в соответствии с принципамиRISC, в рамках концепции возможнасуперскалярная реализация. Существуют версии дизайна как для 32-, так и для 64-разрядных вариантов. Помимо базовых спецификацийPOWER, PowerPC обладает:
- возможностью, отсутствующей вPowerPC G5, работать в двух режимах —big-endian иlittle-endian, переключаясь между режимами во время вычислений;
- однопроходными формами некоторых инструкций для вычислений сплавающей запятой, в добавление к двухпроходным;
- дополнительнымиинструкциями для вычислений с плавающей запятой, разработанными Кейтом Дифендорфом изApple;
- обратной совместимостью с 32-разрядным режимом в 64-разрядных версиях;
- отсутствием некоторых особо специфических команд POWER, некоторые из которых могут эмулироватьсяоперационной системой, если понадобятся.
Процессоры PowerPC общего назначения
[править |править код]В процессорах PowerPC внутренняя шина выведена на поверхность чипа и соединена с мостом, который транслирует команды на другие шины, соединяющиеся с оперативной памятью, шинойPCI и так далее.
- 601 — MPC601 50 и 66 МГц
- 602 — потребительский (объединённая шина данных/адресов)
- 603/603e/603ev — для ноутбуков
- 604/604e/604ev — для рабочих станций
- 615 — специальная версия с ускоренной эмуляцией процессоровx86
- 620 — первая64-битная реализация (степень интеграции — более 7 млнвентилей, 133 МГц)
- x704 BiCOMOS — воплощение PowerPC от Exponential Technologies
- 750 (PowerPC G3, 1997) 233 МГц и 266 МГц, 740, 745, 755
- 7400 (PowerPC G4, 1999) 350 МГц, 7410, 7450 с поддержкойAltiVec,SIMD-расширением спецификаций PPC
- 750FX, представленный IBM в 2001 и появившийся на рынке в начале 2002, с частотой 1 ГГц
- 970FX (PowerPC G5, 2003) 64-бит, основанный на IBMPOWER4, оснащённом дополнительно VMX (AltiVec-совместимыми SIMD-расширениями), на частотах 1,4 ГГц; 1,6 ГГц; 1,8 ГГц; 2,0 ГГц и 2,5 ГГц
- Gekko — 485-МГц процессор на основе PowerPC 750CXe, использовался в игровых консоляхNintendo GameCube
- Broadway — 729-МГц процессор на основе PowerPC 750CXe. Разработан IBM совместно сNintendo дляигровой приставкиWii
- Espresso — 1243-МГц процессор, используется в игровых консоляхNintendoWii U
- QorIQ от Freescale
Процессоры на основе PowerPC
[править |править код]Процессоры Power PC также используются в многоядерных процессорах в качестве управляющих ядер, например:
- Kilocore — совместная разработка IBM иRapport Inc;
- Cell — совместная разработка IBM,Sony иToshiba;
- Xenon — 3,2-ГГц процессор разработки IBM дляигровой приставкиXbox 360.
Примечания
[править |править код]- ↑Tech Files Columns, 1987-1990 (англ.). Архивировано 6 июня 2013 года.
Ссылки
[править |править код]- Документация на PowerPC на сайте bitsavers.org
- Микропроцессоры POWER и PowerPC (рус.)
 АрхитектураPOWER | |
|---|---|
| Исторические | |
| Текущие | |
| Связанные темы | |
Технологии цифровыхпроцессоров | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Архитектура | |||||||||
| Архитектура набора команд | |||||||||
| Машинное слово | |||||||||
| Параллелизм |
| ||||||||
| Реализации | |||||||||
| Компоненты | |||||||||
| Управление питанием | |||||||||
Процессорные архитектуры на базеRISC-технологий | |
|---|---|
