Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

PowerPC 970
PowerPC-970.jpg
Общая информация
Запущен2002 г.
РазработаноIBM
Общий производитель (и)
Спектакль
Максимум. Частота процессора От 1,0 ГГц до 2,5 ГГц 
Кеш
Кэш L164 КБ инструкции
32 КБ данных
Кэш L2512–1024 КБ
Архитектура и классификация
ЗаявлениеРабочий стол
Мин. размер элементаОт 130 нм до 90 нм
Микроархитектураppc970, POWER4
Набор инструкций32/64-разрядная версия PowerPC 2.01
Физические характеристики
Ядра
  • 1-2
Продукты, модели, варианты
Вариант (ы)970, 970FX, 970MP, 970GX
История
ПредшественникМОЩНОСТЬ4
Архитектуры POWER , PowerPC и Power ISA
NXP (ранее Freescale и Motorola)
IBM
  • Серия PowerPC (1992)
  • Серия RS64 (1996 г.)
IBM / Nintendo
  • Гекко
  • Бродвей
  • Эспрессо
Другой
  • Титан
  • PWRficient
  • Клетка
  • Ксенон
  • X704
Ссылки по теме
  • Фонд OpenPOWER
  • AIM альянс
  • RISC
  • Синий ген
  • Power.org
  • PAPR
  • PReP
  • CHRP
  • AltiVec
Отменено серым цветом , историческое - курсивом
  • v
  • т
  • е

PowerPC 970 , PowerPC 970FX , PowerPC 970GX и PowerPC 970MP являются 64-разрядные PowerPC процессоры от IBM представила в 2002 году При использовании PowerPC на базе Macintosh компьютеров, Apple , назвал их как PowerPC G5 .

Семейство 970 было создано в результате сотрудничества IBM и Apple . [1] [2] Проект проходил под кодовым названием GP-UL или Giga Processor Ultra Light, где Giga Processor было кодовым названием POWER4, от которого произошло ядро. Когда Apple представила Power Mac G5 , они заявили, что это была пятилетняя совместная работа с несколькими будущими поколениями, но она была недолгой. Apple пришлось отказаться от обещания поставить процессор с тактовой частотой 3 ГГц через год после его появления, и IBM так и не удалось снизить энергопотребление настолько, чтобы эти процессоры поместились в портативный компьютер. Apple использовала всего три варианта процессора.

Компании IBM JS20 / JS21 модулей лопастных и некоторые низкий уровень рабочих станций и р Системных серверов основаны на PowerPC 970. Он также используется в некоторых высоких конечных встроенных системах , таких как Mercury Momentum «s XSA-200. IBM также лицензирует ядро ​​PowerPC 970 для использования в специализированных приложениях.

Дизайн [ править ]

Процессор PowerPC 970FX

PowerPC 970 является одноядерным производным от POWER4 и может обрабатывать как 32-битные, так и 64-битные инструкции PowerPC . Он имеет аппаратный блок предварительной выборки и блок предсказания трехстороннего ветвления .

Как и POWER4, интерфейс состоит из девяти ступеней. PowerPC 970 может извлекать и декодировать до восьми инструкций, отправлять до пяти на резервные станции, выдавать до восьми исполнительным блокам и выводить из строя до пяти за цикл. Конвейеры выполнения были удлинены по сравнению с POWER4 для достижения более высокого IPC . Он имеет восемь исполнительных блоков: два арифметико-логических блока (ALU), два блока двойной точности с плавающей запятой , два блока загрузки / сохранения и два блока AltiVec . [3]

Один из блоков AltiVec выполняет целочисленные инструкции и инструкции с плавающей запятой, а другой - только инструкции перестановки. Последний имеет три подъединицы для простых целочисленных, сложных целочисленных инструкций и инструкций с плавающей запятой. Эти блоки имеют конвейеры разной длины: 10 этапов для простых целочисленных инструкций и команд перестановки, 13 этапов для сложных целочисленных инструкций и 16 этапов для команд с плавающей запятой. [3]

У процессора есть две однонаправленные 32-битные шины с удвоенной скоростью передачи данных (DDR) (одна для чтения, другая для записи) к микросхеме системного контроллера ( северный мост ), работающей на одной четверти скорости ядра процессора. Шины также несут адреса и управляющие сигналы в дополнение к данным, поэтому может быть реализована только часть пиковой полосы пропускания (6,4 ГБ / с на 450 МГц). Поскольку шины являются однонаправленными, каждое направление может реализовать только половину совокупной пропускной способности, или 3,2 ГБ / с. [3]

Процессоры [ править ]

PowerPC 970 [ править ]

PowerPC 970 был объявлен IBM в октябре 2002 года была выпущена в Apple Computer «s Power Mac G5 в июне 2003 года (в соответствии с его предыдущими соглашениями о присвоении имен, Apple назвал продукты на основе PowerPC 970 G5 , для пятого поколения PowerPC В ноябре 2003 года IBM выпустила свои первые блейд-серверы PowerPC 970, BladeCenter JS20 .

PowerPC 970 имел 512 КБ полноскоростной кэш-памяти L2 и тактовую частоту от 1,6 до 2,0 ГГц. Передняя шина работала на половине тактовой частоты процессора.

PowerPC 970FX [ править ]

PowerPC 970FX использовали 90 нм производственного процесса и имеет максимальную номинальную мощность 11 Вт при 149 градусов по Фаренгейту (65 ° C) , а с тактовой частотой 1 ГГц и максимум 48 Вт на частоте 2 ГГц. [4]

Конвейер PowerPC 970 был увеличен с 9 ступеней до 16–21 ступеней для PowerPC 970 FX. Он имеет 10 функциональных блоков - 2 блока с фиксированной точкой, 2 блока загрузки / сохранения, 2 блока с плавающей точкой, 1 блок ветвления, 1 блок SIMD ALU, 1 блок перестановки SIMD и 1 регистр условий. Он поддерживает до 215 оперативных инструкций: 16 в блоке выборки инструкций, 67 в блоке декодирования инструкций, 100 в функциональных блоках и 32 в очереди на хранение. Он имеет 64 КБайт напрямую отображаемого кэша инструкций и 32 КБайт D-кэша. [5]

Apple выпустила свои машины на базе 970FX в течение 2004 года: Xserve G5 в январе, Power Mac G5 в июне и iMac G5 в августе. Power Mac показал максимальную тактовую частоту 2,5 ГГц при жидкостном охлаждении (в конечном итоге достигнув 2,7 ГГц в апреле 2005 г.). У iMac передняя шина работала на одной трети тактовой частоты.

Несмотря на высокий спрос пользователей на более быстрый процессор для ноутбуков, чем G4, Apple никогда не использовала процессоры серии G5 в своих ноутбуках PowerBook . Оригинальный 970 потреблял слишком много энергии и никогда всерьез не рассматривался в качестве кандидата на роль портативного компьютера. Модель 970FX снизила расчетную тепловую мощность (TDP) примерно до 30 Вт.на 1,5 ГГц, цифра, которая заставила многих пользователей поверить в то, что PowerBook G5 возможен. Однако некоторые препятствия не позволили использовать даже 970FX в этом приложении. На 1,5 ГГц G5 был ненамного быстрее, чем процессоры G4 1,5 и 1,67 ГГц, которые Apple вместо этого использовала в PowerBook. Более того, микросхемы северного моста, доступные для подключения 970FX к памяти и другим устройствам, не были предназначены для портативных компьютеров и потребляли слишком много энергии. Наконец, у 970FX не было достаточных функций энергосбережения для портативного процессора. Его минимальная мощность (в режиме ожидания) была слишком высокой, что привело бы к снижению времени автономной работы ноутбука. [ необходима цитата ]

PowerPC 970MP [ править ]

IBM анонсировала PowerPC 970MP под кодовым названием Antares 7 июля 2005 года на форуме Power Everywhere в Токио. 970MP является двухъядерным производным от 970FX с тактовой частотой от 1,2 до 2,5 ГГц и максимальной потребляемой мощностью 75 Вт при 1,8 ГГц и 100 Вт при 2,0 ГГц. Каждое ядро ​​имеет 1 МБ кеш-памяти второго уровня , что вдвое больше, чем у 970FX. Как и 970FX, этот чип был произведен по техпроцессу 90 нм. Когда одно из ядер находится в режиме ожидания, оно переходит в состояние «дремоты» и выключается. [6] 970MP также включает в себя функции разделения и виртуализации. [7] [8]

PowerPC 970MP заменил PowerPC 970FX в высокопроизводительных компьютерах Apple Power Mac G5 , в то время как iMac G5 и устаревший PCI-X Power Mac G5 продолжали использовать процессор PowerPC 970FX. PowerPC 970MP используется в блейд-модулях IBM JS21, рабочей станции IBM Intellistation POWER 185 и YDL PowerStation от Fixstars Solutions (Yellow Dog Linux (YDL) PowerStation).

Из-за высоких требований к мощности IBM решила прекратить выпуск деталей, работающих на частотах выше 2,0 ГГц.

PowerPC 970GX [ править ]

PowerPC 970GX является погашенным одноядерным вариантом PowerPC 970MP. Он имел кэш-память L2 объемом 1 МБ и был доступен с частотами от 1,2 до 3 ГГц. Рассеиваемая мощность составила бы 16 Вт на частоте 1,6 ГГц и 85 Вт на частоте 3 ГГц. Он должен был быть изготовлен по тому же процессу производства 90 нм, что и 970MP. [9]

Галерея [ править ]

Иллюстрации разных поколений 970 процессоров. Все они были изготовлены на заводе IBM East Fishkill в Нью-Йорке на белой керамической подложке, которая была типичной для высокопроизводительных процессоров IBM того времени.

  • Первый PowerPC 970, изготовленный по 130-нм техпроцессу на 20 неделе 2003 г. [10]

  • PowerPC 970FX был изготовлен по 90-нм техпроцессу на 25-й неделе 2004 г. [10], и кристалл меньшего размера хорошо виден.

  • PowerPC 970MP имеет два ядра на одном кристалле и вдвое больше кэш-памяти L2 на каждое ядро, чем 970FX, поэтому его размер намного больше. Изготовлен на 24 неделе 2005 года. [10]

  • Художественный рендеринг одноядерного PowerPC 970GX (который предположительно был бы примерно вдвое меньше двухъядерного 970MP).

Северные мосты [ править ]

Есть два выделенных северных моста для компьютеров на базе PowerPC 970, оба производства IBM:

  • CPC925  - разработан Apple [11] и называется U3 или U3H (который поддерживает память ECC ). Он может поддерживать до двух PowerPC 970 или PowerPC 970FX и имеет две однонаправленные процессорные шины 550 МГц, контроллер памяти DDR 400 МГц , x8 AGP и 16-битный туннель HyperTransport 400 МГц . Он изготовлен по техпроцессу 130 нм. Кроме того, для PowerBook G5 разрабатывался невыпущенный северный мост U3Lite, который так и не поступил на рынок.
  • CPC945  - разработан IBM и назван Apple U4 , он способен поддерживать два процессора PowerPC 970MP и имеет две однонаправленные процессорные шины с частотой 625 МГц, два контроллера памяти, поддерживающие до 64 ГБ DDR2 SDRAM с частотой 533 МГц с возможностью ECC, и имеет x16 PCIe. полосу и 16-битный туннель HyperTransport 800 МГц. Он изготовлен по процессу 90 нм.

Также был отменен северный мост CPC965 . Планируемый к выпуску в 2007 году, он должен был быть однопроцессорным северным мостом. Его особенностями были контроллер DDR2 533 МГц, который поддерживал до 8 ГБ памяти ECC, шину 8x PCIe, встроенный четырехпортовый Gigabit Ethernet с разгрузкой IPv4 TCP / UDP , порты USB 2.0, интерфейс Flash . Северный мост содержит интегрированное ядро PowerPC 405, обеспечивающее возможности управления и настройки системы. [9]

Автобусы [ править ]

IBM использует в модулях собственную шину Elastic Interface (EI).

См. Также [ править ]

  • POWER3 , POWER4 и POWER5
  • PowerPC G4 и Altivec
  • Power Mac G5 и Xserve G5
  • Суперкомпьютеры, использующие PowerPC 970:
    • Система X
    • Все суперкомпьютеры в испанской сети суперкомпьютеров ( Magerit и Marenostrum - два самых мощных суперкомпьютера сети)

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Apple выпускает самый быстрый в мире персональный компьютер - Power Mac G5» . Яблоко. 23 июня 2003 г.
  2. ^ «Apple и IBM представляют процессор PowerPC G5» . Яблоко. 23 июня 2003 . Проверено 4 декабря 2017 года .
  3. ^ a b c Halfhill, Том Р. (28 октября 2002 г.). «IBM Trims Power4, добавляет AltiVec». Отчет микропроцессора .
  4. ^ "Техническое описание микропроцессора RISC IBM PowerPC 970FX" (PDF) . 01.ibm.com . Проверено 2 ноября 2010 года .
  5. ^ "IBM PowerPC 970FX RISC Microprocessor User's Manual V 1.7" (PDF) . www-01.ibm.com . Проверено 21 мая 2014 .
  6. ↑ Пол Хейлз: пятница, 8 июля 2005 г., 17:28 (8 июля 2005 г.). «IBM представляет двухъядерный чип PowerPC 970 - The INQUIRER» . Theinquirer.net . Проверено 22 сентября 2008 года .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ "Следующий чип IBM-Apple получает высокопроизводительную функцию | Технические новости на ZDNet" . News.zdnet.com. Архивировано из оригинала 17 апреля 2008 года . Проверено 22 сентября 2008 года .
  8. ^ «IBM BladeCenter JS21 Express» . 03.ibm.com . Проверено 22 сентября 2008 года .
  9. ^ a b Лапедус, Марк (10 марта 2006 г.). «IBM выпускает маломощные процессоры, IP ядра» . EE Times .
  10. ^ a b c Даты производства IBM CPU-World
  11. ↑ Стив Джобс, Apple (25 июня 2003 г.). "Основной доклад WWDC 2003" . YouTube . Проверено 16 октября 2009 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • «IBM PPC970 становится G5 от Apple». (7 июля 2003 г.). Отчет микропроцессора .
  • «IBM берет на себя инициативу». (9 февраля 2004 г.). Отчет микропроцессора .
  • «Двойной выстрел IBM из PowerPC». (7 ноября 2005 г.). Отчет микропроцессора .

Внешние ссылки [ править ]

  • Статья Ars Technica, часть I
  • Статья Ars Technica, часть II
  • Руководство пользователя микропроцессора RISC IBM PowerPC 970FX
  • Понимание 64-битной архитектуры PowerPC
  • ISSCC 2006: IBM PowerPC 970MP
  • Документация IBM: микропроцессоры PowerPC 9XX