PowerPC G4

Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Октябрь 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

PowerPC G4 - это обозначение, которое ранее использовалось Apple и Eyetech для описания четвертого поколения 32-разрядных микропроцессоров PowerPC . Apple применила это название к различным (хотя и тесно связанным) моделям процессоров Freescale , бывшей части Motorola . Собственное название этого семейства процессоров Motorola и Freescale - PowerPC 74xx .

Компьютеры Macintosh, такие как ноутбуки PowerBook G4 и iBook G4, а также настольные компьютеры Power Mac G4 и Power Mac G4 Cube, получили свое название от процессора. Процессоры PowerPC G4 также использовались в eMac , Xserve первого поколения, Mac Minis первого поколения и iMac G4 до появления PowerPC 970 .

Apple полностью отказалась от серии G4 для настольных моделей после того, как она выбрала 64-разрядный процессор PowerPC 970 производства IBM в качестве основы для своей серии PowerPC G5. Последней настольной моделью, которая использовала G4, был Mac Mini, который теперь поставляется с процессором Apple M1 . Последним портативным устройством, использующим G4, был iBook G4, но его заменил MacBook на базе Intel . PowerBook G4 был заменен MacBook Pro на базе Intel .

Процессоры PowerPC G4 также популярны в других компьютерных системах, таких как компьютеры серии AmigaOne и Pegasos от Genesi . Помимо настольных компьютеров, PowerPC G4 популярен во встроенных средах, таких как маршрутизаторы, телекоммуникационные коммутаторы, обработка изображений, обработка мультимедиа, авионика и военные приложения, где можно воспользоваться преимуществами AltiVec и его возможностей SMP .

PowerPC 7400 [ править ]

PowerPC 7400 (под кодовым названием «Макс») дебютировал в августе 1999 года и стал первым процессором, носящим прозвище «G4». Чип работает на частотах от 350 до 500 МГц и содержит 10,5 миллионов транзисторов, изготовленных с использованием процесса Motorola HiPerMOS6 с размером частиц 0,20 мкм. В штампованных мерах 83 мм ² и характеристики медных межсоединений .

Motorola пообещала Apple поставлять детали с частотой до 500 МГц, но поначалу доходность оказалась слишком низкой. Это заставило Apple отказаться от рекламируемых 500 МГц моделей PowerMac G4 . Серия Power Mac была резко понижена с частот процессора 400, 450 и 500 МГц до 350, 400 и 450 МГц, а проблемы с чипом были устранены. Инцидент вызвал разрыв в отношениях Apple и Motorola и, как сообщается, заставил Apple обратиться к IBM за помощью в увеличении объемов производства линейки Motorola 7400. ^[1] Модель 500 МГц была повторно представлена ​​16 февраля 2000 года.

Дизайн [ править ]

Большая часть дизайна 7400 была разработана Motorola в тесном сотрудничестве с Apple и IBM . IBM, третий член альянса AIM , разработала чип вместе с Motorola в своем конструкторском центре в Сомерсете, но решила не производить его, потому что тогда не видела необходимости в блоке векторной обработки. В конечном счете, архитектура G4 содержала 128-битный блок векторной обработки, обозначенный Motorola AltiVec , в то время как маркетинг Apple назвал его «Velocity Engine».

PowerPC 970 (G5) был первым IBM произведенным CPU для реализации VMX / AltiVec , для которых IBM повторно старого 7400 дизайна они все еще имели от конструкции они сделали с Motorola в Сомерсете. Процессор Xenon в Xbox 360 также поддерживает VMX с добавленными проприетарными расширениями, созданными специально для Microsoft. POWER6 , представленный в 2007 году, является первым « большим железным » процессором IBM, который также поддерживает VMX.

С блоком AltiVec микропроцессор 7400 может выполнять четырехсторонние вычисления с одинарной точностью (32-битные) с плавающей запятой или 16-битные 8-битные, 8-битные 16-битные или четырехсторонние 32-битные целочисленные вычисления за один цикл. Кроме того, блок векторной обработки является суперскалярным и может одновременно выполнять две векторные операции. По сравнению с Intel «s x86 микропроцессорами в то время, эта функция предлагается существенное увеличение производительности для приложений , разработанных , чтобы воспользоваться блоком AltiVec. Некоторыми примерами являются Adobe Photoshop, в котором используется модуль AltiVec для более быстрого рендеринга эффектов и переходов, и набор Apple iLife, который использует модуль для импорта и преобразования файлов на лету.

Кроме того, 7400 имеет расширенную поддержку симметричной многопроцессорной обработки (SMP) благодаря улучшенному протоколу согласованности кеш-памяти ( MERSI ) и 64-битному модулю с плавающей запятой (FPU), частично заимствованному из серии 604 . Серия 603 имела 32-битный FPU, которому потребовалось два тактовых цикла для выполнения 64-битных арифметических операций с плавающей запятой .

Семейство PowerPC G4 поддерживает две технологии шин: старую шину 60x, которую оно разделяет с семействами PowerPC 600 и PowerPC 7xx , и более продвинутую шину MPX. Устройства, использующие шину 60x, могут быть сделаны совместимыми с процессорами 6xx или 7xx, что обеспечивает широкий спектр предложений и простой и дешевый способ обновления при минимальном уровне проблем совместимости. В основном есть две компании, производящие системные контроллеры для компьютеров 7xx и 7xxx: Tundra со своими контроллерами Tsi1xx и Marvell со своими контроллерами Discovery.

PowerPC 7410 [ править ]

PowerPC 7410 "Nitro" - это версия 7400 с низким энергопотреблением, но она была произведена с длиной волны 180 нм вместо 200 нм. Как и 7400, в нем 10,5 миллионов транзисторов. Он дебютировал в PowerBook G4 9 января 2001 года.

Чип добавил возможность использовать весь или половину своего кеша в качестве высокоскоростной некэшированной памяти, отображаемой в физическое адресное пространство процессора по желанию. Эта функция использовалась поставщиками встроенных систем , такими как Mercury Computer Systems .

PowerPC 7450 [ править ]

PowerPC 7450 "Voyager" / "V'ger" был единственным значительным изменением конструкции процессора G4. Чип на 33 миллиона транзисторов значительно расширил конвейер выполнения 7400 (минимум 7 против 4 этапов), чтобы достичь более высоких тактовых частот, улучшил пропускную способность команд (3 + ветвление против 2 + ветвей за цикл), чтобы компенсировать более высокую задержку команд, заменен внешний кэш L2 (до 2 МБ, 2-сторонний ассоциативный набор, 64-битный путь к данным) со встроенным (256 КБ, 8-канальный ассоциативный набор, 256-битный путь к данным), поддерживал внешний кэш L3 (до 2 MB 8-полосный ассоциативный, 64-битный путь данных), а также многие другие архитектурные усовершенствования. Устройство AltiVec было улучшено с выпуском 7450; вместо выполнения одной инструкции перестановки векторови одна векторная инструкция ALU (простое int, сложное int, float) на цикл, например 7400/7410, 7450 и его последователи Motorola / Freescale могут одновременно выполнять две произвольные векторные инструкции (перестановка, простое int, сложное int, float). Он был представлен с Power Mac G4 733 МГц 9 января 2001 года. Motorola выпустила промежуточный выпуск 7451 под кодовым названием «Apollo 6», как и 7455. Ранние компьютеры AmigaOne XE поставлялись с процессором 7451.

Усовершенствования конструкции 745x дали ему прозвища G4e или G4 +, но они никогда не были официальными обозначениями.

PowerPC 7445 и 7455 [ править ]

PowerPC 7455 «Apollo 6» был представлен в январе 2002 года. Он поставлялся с более широким, 256-битным внутренним каналом кэш-памяти и был изготовлен по технологии Motorola HiPerMOS 0,18 мкм (180 нм) с медными межсоединениями и SOI . Это был первый процессор в компьютере Apple, преодолевший отметку в 1 ГГц. 7445 - это тот же чип без интерфейса кэш-памяти L3. 7455 используется в AmigaOne XE G4 и двойном Power Mac G4 с тактовой частотой 1 ГГц (Quicksilver 2002).

PowerPC 7447 и 7457 [ править ]

PowerPC 7447 «Apollo 7» немного улучшен по сравнению с 7450/55, он имеет 512 КБ встроенной кэш-памяти L2 и был изготовлен по 130-нм техпроцессу с SOI, следовательно, потребляет меньше энергии. В нем 58 миллионов транзисторов. С 7447A, который представил встроенный термодиод, а также DFS ( динамическое масштабирование частоты ) Freescale смог достичь немного более высокой тактовой частоты. ^{[ требуется пояснение ]} 7457 имеет дополнительный интерфейс кеш-памяти L3, поддерживающий до 4 МБ кеш-памяти L3, по сравнению с 2 МБ, поддерживаемыми 7455 и 7450. Однако масштабирование частоты не увеличивалось, когда Apple решила использовать 7447 вместо 7457. , несмотря на то, что 7457 был преемником 7455 с кэш-памятью L3, который Apple использовала раньше.

Единственные компании, которые предлагают 7457 в виде обновлений для Power Mac G4 , iMac G4 и Power Mac G4 Cube, - это Giga Designs, Sonnet Technology, Daystar Technology (они используют 7457 только для обновлений iMac G4) и PowerLogix. Pegasos компьютерная платформа от Genesi также использует 7447 в Pegasos-II / G4.

7457 часто используется для ремонта модуля ЦП AmigaOne XE; ^{[2] [3] [4] [5]} некоторое программное обеспечение AmigaOS с установленным 7457 может ошибочно принять AmigaOne за компьютер Pegasos II, поскольку Eyetech никогда не выпускала официальных плат 7457 .

PowerPC 7448 [ править ]

PowerPC 7448 «Apollo 8» является развитием PowerPC 7447A, анонсированного на первом технологическом форуме Freescale в июне 2005 года. Улучшения заключались в более высоких тактовых частотах (до 1,7 ГГц) официально и легко до 2,4 ГГц с помощью разгона , больше 1 МБ Кэш L2, более быстрая передняя шина на 200 МГц и более низкое энергопотребление (18 Вт при 1,7 ГГц). Он был изготовлен по 90-нм техпроцессу с медными межсоединениями и SOI.

Пользователями PowerPC 7448 были:

• Daystar для своих обновлений PowerBook G4 из алюминия с высоким разрешением (в обновлениях Daystar из алюминия с низким разрешением PowerBook G4 использовался 7447A, а не 7448)
• NewerTech для своих обновлений Power Mac G4
• PowerLogix для обновления Power Mac G4 Cube
• Cisco в модуле сетевого процессора NPE-G2 для своих маршрутизаторов 7200VXR ^[6]
• Маршрутизатор Cisco 7201 ^[7]
• Extreme Engineering Solutions для своего одноплатного компьютера XPedite6244 ^[8]
• Aitech для своего одноплатного компьютера C104 CompactPCI ^[9]
• Emerson Network Power для своего модуля PMC PmPPC7448 ^[10]

e600 [ править ]

В 2004 году Freescale переименовала ядро ​​G4 в e600 и сместила акцент с центральных процессоров на высокопроизводительные встроенные устройства SoC и представила новую схему именования MPC86xx. 7448 должен был стать последним чистым G4 и лег в основу нового ядра e600 с семиступенчатым конвейером из трех выпусков и мощным блоком предсказания ветвлений, который обрабатывает до шестнадцати инструкций в неправильном порядке. Он имеет усовершенствованный блок AltiVec, способный к ограниченному выполнению вне очереди, и кэш L2 объемом 1 МБ.

Список устройств [ править ]

Этот список представляет собой полный список известных разработок на базе G4 (за исключением новых моделей Core E600). Рисунки являются иллюстрациями и не в масштабе.

Ссылки [ править ]

• Дифендорф, Кит (25 октября 1999 г.). «PowerPC G4 набирает скорость». Отчет микропроцессора . С. 10–15.
• Гвеннап, Линли (16 ноября 1998 г.). «G4 - первый компьютер PowerPC с AltiVec». Отчет микропроцессора .
• Халфхилл, Том Р. (5 июля 2005 г.). «PowerPC еще не умер». Отчет микропроцессора . С. 13–15.