PowerPC: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
категория
 
(не показано 48 промежуточных версий 28 участников)
Строка 1: Строка 1:
{{Не путать|IBM PC}}
[[Файл:IBM PowerPC601 PPC601FD-080-2 top.jpg|thumb|IBM PowerPC 601]]
{{Архитектура CPU
'''PowerPC''' (или сокращённо '''PPC''') — микропроцессорная [[RISC]]-архитектура, созданная в [[1991 год]]у альянсом компаний [[Apple]], [[IBM]] и [[Motorola]], известном как [[AIM (альянс)|AIM]].
| название = PowerPC
| изображение = IBM PowerPC601 PPC601FD-080-2 top.jpg
| описание изображения = Микропроцессор IBM PowerPC 601
| разработчик = [[AIM (альянс)|AIM]]
| разрядность = 32-бит/64-бит (32 → 64)
| дата анонсирования =
| версии =
| архитектура = RISC
| тип = Регистр-регистр
| кодирование =
| реализация переходов = по флагам условий
| порядок байтов = [[Порядок байтов#Переключаемый порядок|Переключаемый]] (bi-endian)
| размер страницы =
| расширения =
| открытость =
| регистры общего назначения =
| вещественные регистры =
| регистры SIMD =
| предикатные регистры =
| всего регистров =
}}

'''PowerPC''' (или сокращённо '''PPC''') — микропроцессорная [[RISC]]-архитектура, созданная в [[1991 год]]у альянсом компаний [[Apple]], [[IBM]] и [[Motorola]], известным как [[AIM (альянс)|AIM]].


== История ==
== История ==
История PowerPC начинается с прототипа микросхемы 801, созданного в [[IBM]] в конце [[1970-е|1970-х]] на основе идей [[Кок, Джон|Джона Кока]] о [[RISC]]-архитектуре. Далее она была продолжена 16-[[Регистр (цифровая техника)|регистровым]] дизайном [[IBM/RT]] в [[1980-е|1980-х]] годах, который в дальнейшем развился в архитектуру [[POWER]], представленную [[RISC System/6000]] в начале [[1990-е|1990-х]]. Дизайн POWER был основан на архитектуре предшествующих RISC-[[процессор]]ов, таких как [[IBM 801]], и архитектуре [[MIPS (архитектура)|MIPS]]. Настоящий микропроцессор POWER, одно из первых [[суперскалярность|суперскалярных]] 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.
История PowerPC начинается с [[IBM 801|прототипа микросхемы 801]], созданного в [[IBM]] в конце [[1970-е|1970-х]] на основе идей [[Кок, Джон|Джона Кока]] о [[RISC]]-архитектуре. Далее она была продолжена 16-[[Регистр (цифровая техника)|регистровым]] дизайном [[IBM RT-PC]] в [[1980-е|1980-х]] годах, который в дальнейшем развился в архитектуру [[POWER]], представленную [[RS/6000]] в начале [[1990-е|1990-х]]. Дизайн POWER был основан на архитектуре предшествующих RISC-[[процессор]]ов, таких как [[IBM 801]], и архитектуре [[MIPS (архитектура)|MIPS]]. Настоящий микропроцессор POWER, одно из первых [[суперскалярность|суперскалярных]] 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]], попросила Motorola присоединиться к этому сотрудничеству, так как Apple считала, что Motorola, с её длинной 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.
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,<ref>{{cite web | title = Tech Files Columns, 1987-1990 | url = http://www.joelwest.org/Press/TechFiles.html#01.03.89 | lang=en | deadlink=no | archiveurl = https://web.archive.org/web/20130606044423/http://www.joelwest.org/Press/TechFiles.html#01.03.89 | archivedate = 2013-06-06}}</ref> 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.
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]], продававшийся чрезвычайно плохо. Одной из причин его провала была плохая совместимость с предыдущей версией, популярной серией [[m68k|68000]], также использовавшейся в компьютерах [[Apple 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.
У Motorola уже был собственный RISC-процессор, {{не переведено|Motorola 88000|88000|en|Motorola 88000}}, продававшийся чрезвычайно плохо. Одной из причин его провала была плохая совместимость с предыдущей версией, популярной серией [[m68k|68000]], также использовавшейся в компьютерах [[Apple 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, и [[Data General]] продавал компьютеры на основе [[88000|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.
Тем не менее, производство 88000 уже началось, и [[Data 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:
В результате сочетания всех этих требований появилась спецификация PowerPC (Performance Computing). В выигрыше были все:
* IBM получила желанный одночиповый процессор, практически бесплатно;
* 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;
* 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.
* 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 компанией [[Nintendo]] о поставке процессоров на основе архитектуры PowerPC, результатом которого стали процессоры [[Gekko (процессор)|Gekko]] ([[Nintendo GameCube]]), [[Broadway]] ([[Wii]]) и [[Espresso (процессор)|Espresso]] ([[Wii U]]).
== Основы дизайна ==


== Основы архитектуры ==
PowerPC спроектирован в соответствии с принципами [[RISC]], в рамках концепции возможна [[суперскалярность|суперскалярная]] реализация. Существуют версии дизайна как для 32-х, так и для 64-разрядных вариантов. Помимо базовых спецификаций [[POWER]], PowerPC обладает:
PowerPC спроектирован в соответствии с принципами [[RISC]], в рамках концепции возможна [[суперскалярность|суперскалярная]] реализация. Существуют версии дизайна как для 32-, так и для 64-разрядных вариантов. Помимо базовых спецификаций [[POWER]], PowerPC обладает:


* возможностью, отсутствующей в [[PowerPC 970|PowerPC G5]], работать в двух режимах — [[big-endian]] и [[little-endian]], переключаясь между режимами во время вычислений;
* возможностью, отсутствующей в [[PowerPC 970|PowerPC G5]], работать в двух режимах — [[big-endian]] и [[little-endian]], переключаясь между режимами во время вычислений;
Строка 29: Строка 53:


== Процессоры PowerPC общего назначения ==
== Процессоры PowerPC общего назначения ==
В процессорах PowerPC внутренняя шина выведена на поверхность чипа и соединена с мостом, который транслирует команды на другие шины, соединяющиеся с оперативной памятью, шиной [[PCI]] и так далее.


* 601 — MPC601 50 и 66 МГц
В процессорах PowerPC внутренняя шина выведена на поверхность чипа, и соединена с мостом, который транслирует команды на другие шины, соединяющиеся с оперативной памятью, шиной [[PCI]] и так далее.
* 602 — потребительский (объединённая шина данных/адресов)

* 603/603e/603ev — для ноутбуков
* 601 MPC601 50 и 66 МГц
* 604/604e/604ev — для рабочих станций
* 602, потребительский (объединённая шина данных/адресов)
* 615 — специальная версия с ускоренной эмуляцией процессоров [[x86]]
* 603 для ноутбуков
* 620 — первая [[64 бита|64-бит]]ная реализация (степень интеграции — более 7 млн [[Логический вентиль|вентилей]], 133 МГц)
* 603e
* x704 BiCOMOS — воплощение PowerPC от Exponential Technologies
* 604
* 750 ('''[[PowerPC G3]]''', 1997) 233 МГц и 266 МГц, 740, 745, 755
* [[PowerPC 604e|604e]]
* 7400 ('''[[PowerPC G4]]''', 1999) 350 МГц, 7410, 7450 с поддержкой [[AltiVec]], [[SIMD]]-расширением спецификаций PPC
* 620 — первая 64-битная реализация
* 750FX, представленный IBM в 2001 и появившийся на рынке в начале 2002, с частотой 1 ГГц
* x704 BiCOMOS, воплощение PowerPC от Exponential Technologies
* 970FX ('''[[PowerPC 970|PowerPC G5]]''', 2003) 64-бит, основанный на IBM [[POWER4]], 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
* 750 ('''[[PowerPC G3]]''') (1997) 233 МГц и 266 МГц, 740, 745, 755
* [[Gekko (процессор)|Gekko]] — 485-МГц процессор на основе PowerPC 750CXe, использовался в игровых консолях [[Nintendo GameCube]]
* 7400 ('''[[PowerPC G4]]''') (1999) 350 МГц, 7410 с поддержкой [[AltiVec]], [[SIMD]]-расширением спецификаций PPC
* [[Broadway]] — 729-МГц процессор на основе PowerPC 750CXe. Разработан IBM совместно с [[Nintendo]] для [[игровая приставка|игровой приставки]] [[Wii]]
* 750FX, представленный IBM в 2001 и появившийся на рынке в начале 2002 с частотой 1 ГГц
* [[Espresso (процессор)|Espresso]] — 1243-МГц процессор, используется в игровых консолях [[Nintendo]] [[WiiU]]
* Семейство 7450
* 970 ('''[[PowerPC 970|PowerPC G5]]''') (2003) 64-бит, основанный на IBM POWER4, 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 (используется в игровых приставках [[Nintendo GameCube]])
* [[Broadway]] — 729 МГц процессор. Разработан IBM совместно с [[Nintendo]] для [[игровая приставка|игровой приставки]] [[Wii]]
* [[QorIQ]] от Freescale
* [[QorIQ]] от Freescale


Строка 52: Строка 74:
Процессоры Power PC также используются в многоядерных процессорах в качестве управляющих ядер, например:
Процессоры Power PC также используются в многоядерных процессорах в качестве управляющих ядер, например:
* [[Kilocore]] — совместная разработка IBM и [[Rapport Inc]];
* [[Kilocore]] — совместная разработка IBM и [[Rapport Inc]];
* [[Cell]] — совместная разработка IBM, [[Sony]] и [[Toshiba]];
* [[Cell (архитектура)|Cell]] — совместная разработка IBM, [[Sony]] и [[Toshiba]];
* [[Xenon]] — 3,2 ГГц процессор разработки IBM для [[игровая приставка|игровой приставки]] [[Xbox 360]].
* [[Xenon]] — 3,2-ГГц процессор разработки IBM для [[игровая приставка|игровой приставки]] [[Xbox 360]].


== Примечания ==
{{rq|infobox|sources|refless}}
{{примечания}}


== Ссылки ==
[[Категория:PowerPC]]
* [https://web.archive.org/web/20140110150816/http://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/pdf/ibm/powerpc/_dataBooks/ Документация на PowerPC] на сайте bitsavers.org
* [https://www.bytemag.ru/articles/detail.php?ID=8604 Микропроцессоры POWER и PowerPC]{{ref-ru}}


{{Архитектура POWER}}
[[ar:باور بي سي]]
{{Технологии CPU}}
[[bs:PowerPC]]
{{RISC-based processor architectures}}
[[ca:PowerPC]]

[[cs:PowerPC]]
{{rq|sources|refless}}
[[cv:PowerPC]]
[[da:PowerPC]]
[[Категория:PowerPC]]
[[de:PowerPC]]
[[en:PowerPC]]
[[eo:PowerPC]]
[[es:PowerPC]]
[[fa:پاور پی‌سی]]
[[fi:PowerPC]]
[[fr:PowerPC]]
[[gl:PowerPC]]
[[hr:PowerPC]]
[[hu:PowerPC]]
[[it:PowerPC]]
[[ja:PowerPC]]
[[ko:파워PC]]
[[nl:PowerPC]]
[[no:PowerPC]]
[[pl:PowerPC]]
[[pt:PowerPC]]
[[ro:PowerPC]]
[[sk:PowerPC]]
[[sl:PowerPC]]
[[sr:PowerPC]]
[[sv:PowerPC]]
[[th:เพาเวอร์พีซี]]
[[tr:PowerPC]]
[[uk:PowerPC]]
[[zh:PowerPC]]

Текущая версия от 22:54, 2 января 2024

Не следует путать с IBM PC.
PowerPC
Изображение логотипа
Микропроцессор IBM PowerPC 601
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)
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

PowerPC (или сокращённо PPC) — микропроцессорная RISC-архитектура, созданная в 1991 году альянсом компаний Apple, IBM и Motorola, известным как AIM.

История

[править | править код]

История PowerPC начинается с прототипа микросхемы 801, созданного в IBM в конце 1970-х на основе идей Джона Кока о RISC-архитектуре. Далее она была продолжена 16-регистровым дизайном IBM RT-PC в 1980-х годах, который в дальнейшем развился в архитектуру POWER, представленную RS/6000 в начале 1990-х. Дизайн POWER был основан на архитектуре предшествующих RISC-процессоров, таких как IBM 801, и архитектуре MIPS. Настоящий микропроцессор POWER, одно из первых суперскалярных 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 серией 68000, также использовавшейся в компьютерах Apple 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, и Data 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 компанией Nintendo о поставке процессоров на основе архитектуры PowerPC, результатом которого стали процессоры Gekko (Nintendo GameCube), Broadway (Wii) и Espresso (Wii U).

Основы архитектуры

[править | править код]

PowerPC спроектирован в соответствии с принципами RISC, в рамках концепции возможна суперскалярная реализация. Существуют версии дизайна как для 32-, так и для 64-разрядных вариантов. Помимо базовых спецификаций POWER, PowerPC обладает:

  • возможностью, отсутствующей в PowerPC G5, работать в двух режимах — big-endian и little-endian, переключаясь между режимами во время вычислений;
  • однопроходными формами некоторых инструкций для вычислений с плавающей запятой, в добавление к двухпроходным;
  • дополнительными инструкциями для вычислений с плавающей запятой, разработанными Кейтом Дифендорфом из Apple;
  • обратной совместимостью с 32-разрядным режимом в 64-разрядных версиях;
  • отсутствием некоторых особо специфических команд POWER, некоторые из которых могут эмулироваться операционной 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, шиной PCI 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 процессоров x86
  • 620 — первая 64-битная реализация (степень интеграции — более 7 млн вентилей, 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 поддержкой AltiVec, 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 IBM POWER4, 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 консолях Nintendo GameCube
  • Broadway — 729-МГц процессор на основе PowerPC 750CXe. Разработан IBM совместно с Nintendo для игровой приставки Wii
  • Espresso — 1243-МГц процессор, используется в игровых консолях Nintendo WiiU
  • QorIQ от Freescale

Процессоры на основе PowerPC

[править | править код]

Процессоры Power PC также используются в многоядерных процессорах в качестве управляющих ядер, например:

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Tech Files Columns, 1987-1990 (англ.). Архивировано 6 июня 2013 года.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=PowerPC&oldid=135307799