PowerPC - PowerPC

PowerPC
PowerPC logo.svg
Projektant CEL
Bity 32-bitowe / 64-bitowe (32 → 64)
Wprowadzono październik 1992 ; 28 lat temu ( 1992-10 )
Wersja 2,02
Projekt RYZYKO
Rodzaj Załaduj-sklep
Kodowanie Stała/Zmienna (Księga E)
Rozgałęzienia Kod stanu
Endianowość Duży/Biały
Rozszerzenia AltiVec , APU
Rejestry
Ogólny cel 32
zmiennoprzecinkowy 32
Wektor 32 (z AltiVec )
Mikroprocesor IBM PowerPC 601

PowerPC (z backronim Performance Optimization With Enhanced RISC – Performance Computing , czasami w skrócie PPC ) jest architekturą zestawu instrukcji o zredukowanym zestawie instrukcji (RISC ) stworzoną przez sojusz AppleIBMMotorola z 1991 roku , znany jako AIM . PowerPC, jako ewoluujący zestaw instrukcji, od 2006 roku nosi nazwę Power ISA , podczas gdy stara nazwa jest nadal znakiem towarowym niektórych implementacji procesorów opartych na architekturze Power .

PowerPC był kamieniem węgielnym inicjatyw AIM PReP i Common Hardware Reference Platform w latach 90-tych. Pierwotnie przeznaczona dla komputerów osobistych , architektura ta jest dobrze znana z tego, że była używana przez linie Apple Power Macintosh , PowerBook , iMac , iBook i Xserve od 1994 do 2006 roku, kiedy Apple przeszło na Intel x86 . Od tego czasu stał się niszą w komputerach osobistych, ale pozostaje popularny w przypadku procesorów wbudowanych i wysokowydajnych. Jego zastosowanie w konsolach do gier wideo siódmej generacji i aplikacjach wbudowanych zapewniło szereg zastosowań, w tym satelity oraz łaziki Curiosity i Perseverance na Marsie. Ponadto procesory PowerPC są nadal używane w komputerach osobistych AmigaOne i AmigaOS 4 innych producentów.

PowerPC jest w dużej mierze oparty na wcześniejszej architekturze zestawu instrukcji POWER firmy IBM i zachowuje z nią wysoki poziom kompatybilności; architektury pozostały wystarczająco zbliżone, aby te same programy i systemy operacyjne działały na obu, jeśli zostaną podjęte pewne przygotowania; nowsze układy z serii POWER wykorzystują Power ISA .

Historia

Historia RISC rozpoczęła się wraz z projektem badawczym IBM 801 , nad którym John Cocke był głównym programistą, gdzie rozwinął koncepcje RISC w latach 1975-78. Mikroprocesory oparte na 801 były używane w wielu produktach wbudowanych IBM, ostatecznie stając się 16-rejestrowym procesorem IBM ROMP używanym w IBM RT PC . Komputer RT PC był szybkim projektem implementującym architekturę RISC. W latach 1982-1984 IBM rozpoczął projekt budowy najszybszego mikroprocesora na rynku; ta nowa 32-bitowa architektura była określana mianem projektu America przez cały cykl rozwojowy, który trwał około 5–6 lat. Rezultatem jest architektura zestawu instrukcji POWER , wprowadzona wraz z RISC System/6000 na początku 1990 roku.

Oryginalny mikroprocesor MOC , jeden z pierwszych superskalarnych implementacjach RISC jest wysokiej wydajności, konstrukcja wielu układów. IBM wkrótce zdał sobie sprawę, że potrzebny jest jednoukładowy mikroprocesor, aby skalować linię RS/6000 od maszyn z niższej klasy do maszyn z wyższej półki. Rozpoczęto prace nad jednoukładowym mikroprocesorem POWER, oznaczonym jako RSC ( RISC Single Chip ). Na początku 1991 roku IBM zdał sobie sprawę, że jego konstrukcja może potencjalnie stać się mikroprocesorem o dużej objętości, używanym w całej branży.

Zaangażowanie Apple i Motoroli

Firma Apple zdała sobie sprawę z ograniczeń i zagrożeń związanych z zależnością od jednego dostawcy procesorów w czasie, gdy Motorola miała opóźnienia w dostarczaniu procesora 68040. Co więcej, Apple przeprowadził własne badania i stworzył eksperymentalny czterordzeniowy procesor o nazwie Aquarius, który przekonał lidera technologicznego firmy, że przyszłość komputerów leży w metodologii RISC. IBM zwrócił się do Apple z zamiarem współpracy nad rozwojem rodziny jednoukładowych mikroprocesorów opartych na architekturze POWER. Wkrótce potem firma Apple, będąca jednym z największych klientów Motoroli w zakresie mikroprocesorów klasy desktop, poprosiła Motorolę o przyłączenie się do dyskusji ze względu na ich długą relację. Motorola miała większe doświadczenie w produkcji mikroprocesorów na dużą skalę niż IBM i stworzyła drugie źródło. dla mikroprocesorów. Ta trójstronna współpraca między Apple, IBM i Motorolą stała się znana jako sojusz AIM .

W 1991 roku PowerPC był tylko jednym z aspektów większego sojuszu między tymi trzema firmami. W tym czasie większość branży komputerów osobistych dostarczała systemy oparte na chipach Intel 80386 i 80486, które mają architekturę złożonego zestawu instrukcji (CISC), a rozwój procesora Pentium był na zaawansowanym etapie . Chip PowerPC był jednym z kilku wspólnych przedsięwzięć, w które zaangażowani byli trzej członkowie sojuszu, w ich wysiłkach przeciw rosnącej dominacji Microsoft-Intel w dziedzinie komputerów osobistych.

Dla Motoroli POWER wyglądało na niewiarygodną transakcję. Pozwoliło to firmie na sprzedaż szeroko przetestowanego i wydajnego procesora RISC za niewielką gotówkę z własnej strony. Utrzymywał również kontakty z ważnym klientem, firmą Apple, i wydawał się oferować również możliwość dodania IBM, który mógłby kupować mniejsze wersje od Motoroli zamiast tworzyć własne.

W tym momencie Motorola miała już swój własny projekt RISC w postaci 88000 , który słabo radził sobie na rynku. Motorola radziła sobie dobrze ze swoją rodziną 68000 i na tym skoncentrowano większość środków finansowych. Wysiłek 88000 był nieco głodny zasobów.

88000 był już jednak w produkcji; Data General dostarczyła 88000 maszyn, a Apple uruchomiło już 88000 prototypowych maszyn. 88000 osiągnęło również wiele sukcesów w zakresie projektowania wbudowanego w zastosowaniach telekomunikacyjnych. Jeśli nowa jednoukładowa wersja POWER mogłaby być kompatybilna z magistralą na poziomie sprzętowym z 88000, pozwoliłoby to zarówno Apple, jak i Motoroli znacznie szybciej wprowadzić maszyny na rynek, ponieważ nie musiałyby przeprojektowywać architektury swojej płyty.

Wynikiem tych różnych wymagań jest specyfikacja PowerPC (ang. performance computing ). Różnice między wcześniejszym zestawem instrukcji POWER a zestawem instrukcji PowerPC są opisane w Załączniku E do podręcznika PowerPC ISA v.2.02.

System operacyjny

Od 1991 roku IBM od dawna pragnął ujednolicenia systemu operacyjnego, który jednocześnie hostowałby wszystkie istniejące systemy operacyjne jako osobowości na jednym mikrojądrze. W latach 1991-1995 firma projektowała i intensywnie ewangelizowała system operacyjny Workplace OS , skupiając się głównie na PowerPC.

Kiedy pierwsze produkty PowerPC trafiły na rynek, spotkały się z entuzjazmem. Oprócz Apple, zarówno IBM, jak i Motorola Computer Group oferowały systemy oparte na procesorach. Microsoft wypuścił Windows NT 3.51 dla architektury, który był używany w serwerach PowerPC Motoroli, a Sun Microsystems zaoferował wersję swojego systemu operacyjnego Solaris . IBM przeniósł swój AIX Unix . Workplace OS zawierał nowy port OS/2 (z emulacją Intela dla zapewnienia kompatybilności aplikacji), w oczekiwaniu na udaną premierę PowerPC 620. W połowie lat 90. procesory PowerPC osiągały wyniki testów porównawczych, które dorównywały lub przewyższały najszybsze procesory x86 .

Ostatecznie zapotrzebowanie na nową architekturę komputerów stacjonarnych nigdy się nie zmaterializowało. Klienci systemów Windows, OS/2 i Sun, w obliczu braku oprogramowania aplikacyjnego dla PowerPC, niemal powszechnie ignorowali ten chip. Platforma IBM Workplace OS (a tym samym OS/2 dla PowerPC) została anulowana po wydaniu pierwszych deweloperów w grudniu 1995 r. z powodu jednoczesnego wprowadzenia wadliwego PowerPC 620. Wersje PowerPC systemów Solaris i Windows zostały wycofane po krótkim czasie. okres na rynku. Dopiero na Macintoshu, dzięki uporowi Apple'a, PowerPC zyskał na popularności. Dla Apple wydajność PowerPC była jasnym punktem w obliczu rosnącej konkurencji ze strony komputerów z systemem Windows 95 i Windows NT.

Wraz z rezygnacją z systemu Workplace OS, ogólna platforma PowerPC (zwłaszcza Common Hardware Reference Platform firmy AIM ) była postrzegana jako kompromis tylko sprzętowy, umożliwiający uruchamianie wielu systemów operacyjnych pojedynczo na jednej, ujednoliconej, niezależnej od producenta platformie sprzętowej.

Równolegle z sojuszem pomiędzy IBM i Motorolą, obie firmy prowadziły wewnętrzne prace rozwojowe. Linia PowerQUICC była wynikiem tej pracy wewnątrz Motoroli. Seria wbudowanych procesorów 4xx była w toku wewnątrz IBM. Działalność związana z procesorami wbudowanymi IBM wzrosła do prawie 100 mln USD przychodów i przyciągnęła setki klientów.

Rozwój PowerPC jest skoncentrowany w Austin w Teksasie, zakładzie zwanym Somerset Design Center. Nazwa budynku pochodzi od miejsca w legendzie arturiańskiej, gdzie walczące siły odkładają na bok swoje miecze, a członkowie trzech zespołów obsługujących budynek twierdzą, że duch, który zainspirował nazwę, był jak dotąd kluczowym czynnikiem powodzenia projektu.

—  MacWeek

Częścią kultury tutaj nie jest posiadanie kultury IBM, Motoroli czy Apple, ale posiadanie własnej.

—  Russell Stanphill z Motoroli, współdyrektor Somerset

Rozpad AIM

Schemat przedstawiający ewolucję różnych POWER , PowerPC i Power ISA

Pod koniec dekady problemy produkcyjne zaczęły nękać sojusz AIM w taki sam sposób, jak w przypadku Motoroli, która konsekwentnie wypierała wdrażanie nowych procesorów dla Apple i innych dostawców: najpierw od Motoroli w latach 90. z procesorami PowerPC 7xx i 74xx , a IBM z 64-bitowym procesorem PowerPC 970 w 2003 roku. W 2004 roku Motorola wycofała się z branży produkcji chipów, wydzielając swoją działalność w zakresie półprzewodników jako niezależna firma o nazwie Freescale Semiconductor . Mniej więcej w tym samym czasie IBM opuścił rynek 32-bitowych procesorów wbudowanych, sprzedając swoją linię produktów PowerPC firmie Applied Micro Circuits Corporation (AMCC) i koncentrując się na 64-bitowych projektach chipów, przy jednoczesnym utrzymaniu zaangażowania procesorów PowerPC wobec producentów konsol do gier, takich jak jak Nintendo 's GameCube , Wii i Wii U , Sony ' s PlayStation 3 i Microsoft „s Xbox 360 , z czego dwa ostatnie używają procesorów 64-bitowych. W 2005 roku firma Apple ogłosiła, że ​​nie będzie już używać procesorów PowerPC w swoich komputerach Apple Macintosh, preferując zamiast tego procesory produkowane przez Intel , powołując się na ograniczenia wydajności chipa dla przyszłego sprzętu komputerowego, w szczególności związane z wytwarzaniem ciepła i zużyciem energii, a także niezdolność IBM do przeniesienia procesora 970 na pasmo 3 GHz. Sojusz IBM-Freescale został zastąpiony przez organizację otwartych standardów o nazwie Power.org. Power.org działa pod nadzorem IEEE, a IBM kontynuuje używanie i rozwijanie procesora PowerPC w konsolach do gier oraz Freescale Semiconductor, skupiając się wyłącznie na urządzeniach wbudowanych.

IBM kontynuuje rozwój rdzeni mikroprocesorów PowerPC do wykorzystania w ich ofertach układów scalonych specyficznych dla aplikacji (ASIC). Wiele aplikacji o dużej objętości zawiera rdzenie PowerPC.

Specyfikacja PowerPC jest teraz obsługiwana przez Power.org, którego członkami są IBM, Freescale i AMCC. Procesory PowerPC, Cell i POWER są obecnie sprzedawane wspólnie jako Architektura Power . Power.org wydał ujednoliconą ISA, łącząc ISA POWER i PowerPC w nową specyfikację Power ISA v.2.03 i nową platformę referencyjną dla serwerów o nazwie PAPR (Power Architecture Platform Reference).

Od 2015 r. mikroprocesory POWER IBM , które implementują Power ISA, są używane przez IBM w swoich systemach IBM Power , działających pod kontrolą systemów IBM i , AIX i Linux .

Pokolenia

Wiele projektów PowerPC jest nazwanych i oznaczonych zgodnie z ich widoczną generacją technologii. Zaczęło się od „G3”, która była wewnętrzną nazwą projektu w AIM dla rozwoju tego, co stanie się rodziną PowerPC 750 . Apple spopularyzowało termin „G3”, wprowadzając Power Mac G3 i PowerBook G3 na imprezie 10 listopada 1997 r. Motorola i Apple polubiły ten moniker i użyły terminu „G4” dla rodziny 7400 wprowadzonej w 1998 r. i Power Maca G4 w 1999.

W momencie premiery G4 Motorola skategoryzowała wszystkie swoje modele PowerPC (poprzednie, obecne i przyszłe) zgodnie z generacją, do której przylgnęli, zmieniając nawet nazwę starszego rdzenia 603e na „G2”. Motorola miała projekt G5, który nigdy nie doszedł do skutku, ale nazwa utknęła i Apple wykorzystał go ponownie, gdy rodzina 970 została uruchomiona w 2003 roku, nawet jeśli zostały zaprojektowane i zbudowane przez IBM.

Generacje PowerPC według Motoroli, 2000.
G1: Procesory z rodziny 601 , 500 i 800
G2: rodziny 602 , 603 , 604 , 620 , 8200 i 5000
G3: Rodziny 750 i 8300
G4: Rodziny 7400 i 8400*
G5: Rodziny 7500 * i 8500 (Motorola nie używała monikera G5 po tym, jak Apple uzurpował sobie nazwę)
G6: 7600 *
(*) Te projekty nie stały się prawdziwymi produktami.

Cechy konstrukcyjne

PowerPC jest zaprojektowany zgodnie z zasadami RISC i pozwala na implementację superskalarną . Wersje projektu istnieją zarówno w implementacjach 32-bitowych, jak i 64-bitowych. Począwszy od podstawowej specyfikacji POWER, PowerPC dodał:

  • Wsparcie dla pracy zarówno w trybie big- endian, jak i little-endian; PowerPC może przełączać się z jednego trybu do drugiego w czasie wykonywania (patrz poniżej ). Ta funkcja nie jest obsługiwana w PowerPC 970 .
  • Formy o pojedynczej precyzji niektórych instrukcji zmiennoprzecinkowych , oprócz form o podwójnej precyzji
  • Dodatkowe instrukcje zmiennoprzecinkowe na polecenie Apple
  • Pełna specyfikacja 64-bitowa, która jest wstecznie kompatybilna z trybem 32-bitowym
  • Skondensowany wielowarstwowego-add
  • Pager zarządzanie pamięcią architektura, która jest szeroko stosowane w systemach serwerowych i PC.
  • Dodanie nowej architektury zarządzania pamięcią o nazwie Book-E, zastępującej konwencjonalną architekturę zarządzania pamięcią stronicowaną dla aplikacji wbudowanych. Book-E jest oprogramowaniem aplikacyjnym kompatybilnym z istniejącymi implementacjami PowerPC, ale wymaga drobnych zmian w systemie operacyjnym.

Niektóre instrukcje obecne w zestawie instrukcji POWER zostały uznane za zbyt złożone i zostały usunięte w architekturze PowerPC. Niektóre usunięte instrukcje mogą być w razie potrzeby emulowane przez system operacyjny . Usunięte instrukcje to:

  • Ruchy warunkowe
  • Załaduj i zapisz instrukcje dla typu danych zmiennoprzecinkowych o poczwórnej precyzji
  • Instrukcje ciągu.

Tryby endian

Większość chipów PowerPC przełącza endianowość za pomocą bitu w MSR ( rejestr stanu maszyny ), z drugim bitem, który pozwala systemowi operacyjnemu działać z inną endianowością. Dostęp do „ tablicy odwróconej strony ” (tablicy mieszającej, która działa jako TLB z przechowywaniem poza chipem) jest zawsze wykonywany w trybie big-endian. Procesor uruchamia się w trybie big-endian.

W trybie little-endian, trzy bity najniższego rzędu efektywnego adresu są wykluczane z wartością trzybitową wybraną przez długość operandu. To wystarczy, aby wydawać się w pełni little-endian dla normalnego oprogramowania. System operacyjny zobaczy zniekształcony obraz świata, gdy uzyska dostęp do zewnętrznych układów scalonych, takich jak sprzęt wideo i sieciowy. Naprawienie tego wypaczonego widoku wymaga, aby płyta główna wykonała bezwarunkową 64-bitową zamianę wszystkich danych wchodzących lub wychodzących z procesora. Endianness staje się w ten sposób własnością płyty głównej. System operacyjny, który działa w trybie little-endian na płycie głównej big-endian, musi zarówno zamienić bajty, jak i cofnąć wyłączne OR podczas uzyskiwania dostępu do chipów little-endian.

Operacje AltiVec , mimo że są 128-bitowe, są traktowane tak, jakby były 64-bitowe. Pozwala to na kompatybilność z płytami głównymi little-endian, które zostały zaprojektowane przed AltiVec.

Interesującym efektem ubocznym tej implementacji jest to, że program może przechowywać w pamięci wartość 64-bitową (najdłuższy format operandu) w trybie jednego końca, przełączać tryby i odczytywać tę samą 64-bitową wartość bez zmiany bajtu zamówienie. Nie będzie tak, jeśli płyta główna zostanie przełączona w tym samym czasie.

Mercury Systems i Matrox uruchomiły PowerPC w trybie little-endian. Zrobiono to po to, aby urządzenia PowerPC służące jako koprocesory na płytach PCI mogły współdzielić struktury danych z komputerami-hostami opartymi na x86 . Zarówno PCI, jak i x86 to little-endian. OS/2 i Windows NT dla PowerPC działały na procesorze w trybie little-endian, podczas gdy Solaris, AIX i Linux działały w trybie big endian.

Niektóre wbudowane układy IBM PowerPC używają bitu endianness na stronę . Żadne z poprzednich ich nie dotyczy.

Realizacje

IBM PowerPC 604e 200 MHz
Niestandardowy procesor PowerPC z konsoli do gier wideo Nintendo Wii
Procesor serwisowy Freescale XPC855T firmy Sun SunFire V20z

Pierwszą implementacją architektury był PowerPC 601 , wydany w 1992 roku, oparty na RSC, implementujący hybrydę instrukcji POWER1 i PowerPC. Umożliwiło to wykorzystanie chipa przez IBM w istniejących platformach opartych na POWER1, chociaż oznaczało to również niewielki ból przy przejściu na „czyste” projekty PowerPC drugiej generacji. Apple kontynuowało prace nad nową linią komputerów Macintosh opartych na chipie i ostatecznie wypuściło je jako Power Macintosh 601 14 marca 1994 roku.

Karty akceleracyjne oparte na chipach PowerPC pierwszej generacji zostały stworzone dla Commodore Amiga w oczekiwaniu na przejście na możliwą nową platformę amigową zaprojektowaną wokół PowerPC. Karty akceleratora zawierały również procesor Motorola 68040 lub 68060 w celu zachowania kompatybilności wstecznej, ponieważ bardzo niewiele aplikacji w tamtym czasie mogło działać natywnie na chipach PPC. Jednak nowe maszyny nigdy się nie zmaterializowały, a następnie Commodore ogłosiło bankructwo. Ponad dekadę później miałby zostać wydany AmigaOS 4 , który na stałe osadziłby platformę na architekturze. OS4 jest kompatybilny z tymi akceleratorami pierwszej generacji, a także z kilkoma niestandardowymi płytami głównymi stworzonymi dla nowego wcielenia platformy Amiga.

IBM posiadał również pełną linię komputerów stacjonarnych opartych na PowerPC zbudowanych i gotowych do wysyłki; niestety system operacyjny, który IBM zamierzał uruchomić na tych komputerach stacjonarnych — Microsoft Windows NT — nie został ukończony na początku 1993 roku, kiedy maszyny były gotowe do wprowadzenia na rynek. W związku z tym, a ponadto, ponieważ IBM rozwinął niechęć do Microsoftu, IBM zdecydował się przenieść OS/2 na PowerPC w postaci Workplace OS. Ta nowa platforma oprogramowania spędziła trzy lata (1992-1995) na rozwoju i została anulowana wraz z wydaniem deweloperskim z grudnia 1995 r. z powodu rozczarowującego wprowadzenia na rynek PowerPC 620. Z tego powodu komputery stacjonarne IBM PowerPC nie zostały dostarczone, chociaż projekt referencyjny (nazwa kodowa Sandalbow) oparty na procesorze PowerPC 601 został wydany jako modelu RS / 6000 ( Byte ' kwietnia 1994 Wydanie s zawierało obszerny artykuł o Apple i IBM PowerPC komputerów stacjonarnych).

Apple, któremu również brakowało systemu operacyjnego opartego na PowerPC, poszło inną drogą. Wykorzystując platformę przenośności zapewnioną przez tajny projekt Star Trek , firma przeniosła podstawowe elementy swojego systemu operacyjnego Mac OS na architekturę PowerPC, a następnie napisała emulator 68k, który mógł uruchamiać aplikacje oparte na 68k oraz części systemu operacyjnego, które nie został przepisany.

Druga generacja była „czysta” i zawierała „low-end” PowerPC 603 i „high-end” PowerPC 604 . 603 wyróżnia się bardzo niskimi kosztami i zużyciem energii. Był to celowy cel projektowy ze strony Motoroli, która wykorzystała projekt 603 do zbudowania podstawowego rdzenia dla wszystkich przyszłych generacji chipów PPC. Apple próbował użyć 603 w nowym laptopie, ale nie było to w stanie z powodu małej pamięci podręcznej 1 poziomu 8  KiB . Emulator 68000 w systemie Mac OS nie mieścił się w 8 KiB i przez to drastycznie spowalniał komputer. Model 603e rozwiązał ten problem dzięki 16 KiB pamięci podręcznej L1 , co pozwoliło na wydajną pracę emulatora.

W 1993 roku programiści z firmy IBM Essex Junction w Burlington w stanie Vermont rozpoczęli pracę nad wersją PowerPC, która obsługiwałaby zestaw instrukcji Intel x86 bezpośrednio na procesorze. Chociaż był to tylko jeden z kilku równoczesnych projektów architektury zasilania, nad którymi pracował IBM, chip ten zaczął być znany w IBM i przez media jako PowerPC 615 . Obawy o rentowność i pogłoski o problemach z wydajnością podczas przełączania między zestawami instrukcji x86 i natywnymi PowerPC spowodowały, że projekt został anulowany w 1995 roku, po tym jak wyprodukowano tylko ograniczoną liczbę chipów do wewnętrznych testów. Pomijając plotki, proces przełączania trwał tylko 5 cykli, czyli tyle czasu, ile procesor potrzebował na opróżnienie potoku instrukcji. Microsoft przyczynił się również do upadku procesora, odmawiając obsługi trybu PowerPC.

Pierwszą 64-bitową implementacją jest PowerPC 620 , ale wydaje się, że nie była zbytnio przydatna, ponieważ Apple nie chciał jej kupować, a ze względu na dużą powierzchnię matrycy był zbyt kosztowny dla rynku systemów wbudowanych. Był późniejszy i wolniejszy niż obiecano, a IBM użył zamiast tego własnego projektu POWER3 , nie oferując 64-bitowej "małej" wersji aż do wprowadzenia PowerPC 970 pod koniec 2002 roku . 970 to 64-bitowy procesor wywodzący się z procesora serwerowego POWER4 . Aby go stworzyć, rdzeń POWER4 został zmodyfikowany tak, aby był wstecznie kompatybilny z 32-bitowymi procesorami PowerPC i dodano jednostkę wektorową (podobną do rozszerzeń AltiVec w serii 74xx firmy Motorola).

Procesory IBM RS64 to rodzina chipów implementujących wariant „Amazon” architektury PowerPC. Te procesory są używane w rodzinach komputerów RS/6000 i AS/400 ; architektura Amazon zawiera zastrzeżone rozszerzenia używane przez AS/400. Procesory POWER4 i nowsze POWER implementują architekturę Amazon i zastąpiły układy RS64 w rodzinach RS/6000 i AS/400.

IBM opracował osobną linię produktów o nazwie „4xx”, skoncentrowaną na rynku systemów wbudowanych. Projekty te obejmowały 401, 403, 405, 440 i 460. W 2004 roku IBM sprzedał linię produktów 4xx firmie Applied Micro Circuits Corporation (AMCC). AMCC kontynuuje opracowywanie nowych produktów o wysokiej wydajności, częściowo opartych na technologii IBM, a także technologii opracowanej w ramach AMCC. Produkty te koncentrują się na różnych zastosowaniach, w tym sieciach, sieciach bezprzewodowych, pamięci masowej, drukowaniu/obrazowaniu i automatyce przemysłowej.

Numerycznie, PowerPC znajduje się głównie w kontrolerach w samochodach. Na rynek motoryzacyjny firma Freescale Semiconductor początkowo oferowała wiele odmian zwanych rodziną MPC5xx, takich jak MPC555 , zbudowana na odmianie rdzenia 601 o nazwie 8xx i zaprojektowana w Izraelu przez MSIL (Motorola Silicon Israel Limited). Rdzeń 601 jest pojedynczym problemem, co oznacza, że ​​może wydać tylko jedną instrukcję w cyklu zegara. Do tego dodają różne elementy niestandardowego sprzętu, aby umożliwić I/O na jednym chipie. W 2004 roku na rynek motoryzacyjny wprowadzono czterocyfrowe urządzenia nowej generacji 55xx . Wykorzystują one nowszą serię rdzeni PowerPC e200 .

Sieci to kolejny obszar, w którym wbudowane procesory PowerPC występują w dużej liczbie. MSIL wziął silnik QUICC z MC68302 i stworzył PowerQUICC MPC860. Był to bardzo znany procesor używany w wielu routerach brzegowych Cisco pod koniec lat 90. XX wieku. Warianty PowerQUICC obejmują MPC850 i MPC823/MPC823e. Wszystkie warianty zawierają oddzielny mikrosilnik RISC zwany CPM, który odciąża zadania przetwarzania komunikacji z centralnego procesora i ma funkcje dla DMA . Kolejny układ z tej rodziny, MPC8260, ma rdzeń oparty na 603e i inny CPM.

Honda używa również procesorów PowerPC dla ASIMO .

W 2003 roku firma BAE Systems Platform Solutions dostarczyła komputer do zarządzania pojazdem dla myśliwca F-35 . Platforma ta składa się z dwóch komputerów PowerPC firmy Freescale w konfiguracji z potrójną redundancją.

System operacyjny

Systemy operacyjne działające w architekturze PowerPC są generalnie podzielone na te, które są zorientowane na systemy PowerPC ogólnego przeznaczenia oraz te zorientowane na wbudowane systemy PowerPC.

Systemy operacyjne z natywną obsługą

  • AmigaOS 4
  • Apple klasyczny Mac OS począwszy od Systemu 7 .1.2; i Copland , oryginalna i anulowana próba Mac OS 8
  • BeOS R5 Pro (BeBox, Macintosh i klony)
  • IBM i ; dawniej nazwany i5/OS, pierwotnie OS/400
  • MorphOS
  • Plan 9
  • Piekło ; z Bell Labs i utrzymywany przez Vita Nuova Holdings
  • POSIX : Unix , Unix-podobny
    • Apple Mac OS X Cheetah 10.0 do Mac OS X Leopard 10.5.8
    • AIX
    • System operacyjny miejsca pracy , w tym port OS/2
    • FreeBSD , porty 32-bitowe i 64-bitowe
    • NetBSD , oznaczenia portów dla systemów PowerPC
      • ofppc zwolniony
      • macppc wydany
      • evbppc zwolniony
      • przygotowanie wydane
      • mvmeppc wydany
      • bebox eksperymentalny
      • amigappc bardzo eksperymentalny
    • OpenBSD , 32-bitowy port wydany przez macppc
    • Linux
      • Adélie Linux, z 32-bitowymi wydaniami ppc i 64-bitowymi wydaniami ppc64
      • CRUX PPC , z wersjami 32/64-bitowymi obsługiwanymi przez wydanie 2.0.1.1. Wsparcie zostało usunięte z kolejnych wydań.
      • Debian :
        • 32-bitowy powerpc wydany od czasu, gdy obsługa ziemniaka została usunięta z Debiana 9 Stretch
        • 64-bitowy big-endian ppc64 w większości przypadków opóźnionego rozwoju
        • 64-bitowy little-endian ppc64le wydany od wydania jessie
      • Fedora z 32/64-bitowym PPC wydaje do wersji 12. PowerPC jest drugorzędną architekturą Fedory od Fedory 16 i nowszych.
      • Gentoo Linux , z 32-bitowymi wydaniami ppc i 64-bitowymi wydaniami ppc64
      • MintPPC , wsparcie dla 32/64-bitowych Maców Starego Świata i Nowego Świata opartych na Linux Mint LXDE i Debianie
      • MkLinux , dystrybucja oparta na jądrze Mach dla starszych komputerów Mac, oficjalnie uruchomiona przez Apple
      • openSUSE , Pełne wsparcie dla Old World i New World PowerMacs (32/64-bit), PS3 Cell, systemy IBM POWER poprzez wydanie Leap 11.1. Wsparcie zostało usunięte z kolejnych wydań Leap. openSUSE Tumbleweed obsługuje ppc64le .
      • Red Hat Enterprise Linux , obsługa 32-bitowego PPC została porzucona po wydaniu 5.11. Utrzymanie pełnej obsługi 64-bitowego ppc64 w kolejnych wydaniach
      • SUSE Linux Enterprise Server
      • Ubuntu , społeczność wspierana dla wersji wydanych po 6.10
      • Yellow Dog Linux , pełne wsparcie dla 32/64-bit; PS3
      • Void Linux , wsparcie w widełkach innych firm dla 32-bitowych i 64-bitowych (big-endian i little-endian)
    • Solaris 2.5.1 edycja PowerPC na platformie PReP
  • Windows NT 3.5, 3.51 i 4.0
  • ReactOS , port PowerPC nie jest już aktywnie rozwijany
  • CellOS dla PlayStation 3

Osadzony

Licencjobiorcy

Firmy, które licencjonowały 64-bitowy POWER lub 32-bitowy PowerPC od IBM to:

32-bitowy PowerPC

64-bitowy PowerPC

Konsole gier

Procesory PowerPC były używane w wielu obecnie wycofanych konsolach do gier wideo :

Komputery osobiste

Architektura Power jest obecnie używana w następujących komputerach stacjonarnych:

  • Sam440ep , Sam440epFlex, oparty na AMCC 440ep SoC, zbudowany przez ACube Systems
  • Sam460ex , oparty na AMCC 460ex SoC, zbudowany przez ACube Systems
  • Płyta główna Nemo oparta na PA6T-1682M znalezionego w AmigaOne X1000 firmy A-EON Technology
  • Płyta główna Cyrus oparta na Freescale Qoriq P5020 w AmigaOne X5000 firmy A-EON Technology
  • Płyta główna Tabor oparta na Freescale QorIQ P1022 w nadchodzącym AmigaOne A1222 firmy A-EON Technology
  • Płyty główne/stacje robocze Talos II i Blackbird, oparte na architekturze IBM Power9 Sforza, zbudowanej przez Raptor Computing Systems

Wbudowane aplikacje

Architektura Power jest obecnie używana w następujących aplikacjach wbudowanych:

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki