Основная информация | |
---|---|
Запущен | 2002 г. |
Разработано | IBM |
Общий производитель (и) | |
Представление | |
Максимум. Тактовая частота процессора | От 1,0 ГГц до 2,7 ГГц |
Кеш | |
Кэш L1 | 64 КБ инструкции 32 КБ данных |
Кэш L2 | 512–1024 КБ |
Архитектура и классификация | |
Заявление | Рабочий стол |
Мин. размер элемента | От 130 нм до 90 нм |
Микроархитектура | ppc970, POWER4 |
Набор инструкций | 32/64-разрядная версия PowerPC 2.01 |
Физические характеристики | |
Ядра |
|
Продукты, модели, варианты | |
Вариант (ы) | 970, 970FX, 970MP |
История | |
Предшественник | МОЩНОСТЬ4 |
Архитектуры POWER , PowerPC и Power ISA |
---|
NXP (ранее Freescale и Motorola) |
IBM |
|
IBM / Nintendo |
Другой |
|
Ссылки по теме |
|
Отменено серым цветом , историческое - курсивом |
PowerPC 970 , PowerPC 970FX 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 были пятилетние совместные усилия с дорожной картой для нескольких поколений. Однако этот прогноз оказался недолговечным, когда Apple позже пришлось отказаться от своего обещания поставить процессор с тактовой частотой 3 ГГц всего через год после его появления. IBM также не удалось снизить энергопотребление до уровней, необходимых для портативных компьютеров. В конечном итоге Apple использовала только 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 ]
PowerPC 970 является одноядерным производным от POWER4 и может обрабатывать как 32-разрядные, так и 64-разрядные инструкции PowerPC . Он имеет аппаратный блок предварительной выборки и блок трехстороннего предсказания 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 исполнения были удлинены по сравнению с POWER4 для достижения более высокого IPC . Он имеет восемь исполнительных блоков: два блока арифметической логики (ALU), два блока с плавающей запятой двойной точности , два блока загрузки / сохранения и два блока AltiVec . [3]
Один из модулей 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 частоты 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 частоте 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 второго уровня 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 до 16–21 для PowerPC 970 FX. Он имеет 10 функциональных блоков - 2 блока фиксированной точки, 2 блока загрузки / сохранения, 2 блока с плавающей запятой, 1 блок ветвления, 1 блок SIMD ALU, 1 блок перестановки SIMD и 1 регистр условий. Он поддерживает до 215 инструкций в полете: 16 в блоке выборки инструкций, 67 в блоке декодирования инструкций, 100 в функциональных блоках и 32 в очереди сохранения. 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 большой 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 как кандидат 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 несколько препятствий не позволили использовать даже 970FX в этом приложении. На 1,5 ГГц G5 был ненамного быстрее, чем процессоры G4 с тактовой частотой 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, 970FX не обладал достаточными функциями 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 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 частоте выше 2,0 ГГц.
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. [9]
PowerPC 970FX был изготовлен по 90-нм техпроцессу на 25 неделе 2004 г. [9], и ясно видно, что кристалл меньшего размера.
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. [9]
Северные мосты [ править ]
Есть два выделенных северных моста для компьютеров на базе PowerPC 970, оба производства IBM:
- CPC925 - разработан Apple [10] и называется U3 или U3H (который поддерживает память ECC ). Он поддерживает 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 неизданный 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, которые поддерживают до 64 ГБ DDR2 SDRAM с частотой 533 МГц с возможностью ECC, и имеет x16 PCIe. переулок и 16-битный туннель HyperTransport 800 МГц. Он изготовлен по техпроцессу 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, интегрированный 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. [11]
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 ]
- ^ «Apple выпускает самый быстрый в мире персональный компьютер - Power Mac G5» . Яблоко. 23 июня 2003 г.
- ^ «Apple и IBM представляют процессор PowerPC G5» . Яблоко. 23 июня 2003 . Проверено 4 декабря 2017 года .
- ^ a b c Halfhill, Том Р. (28 октября 2002 г.). «IBM Trims Power4, добавляет AltiVec». Отчет микропроцессора .
- ^ "Техническое описание микропроцессора RISC IBM PowerPC 970FX" (PDF) . 01.ibm.com . Проверено 2 ноября 2010 года .
- ^ "Руководство пользователя микропроцессора RISC IBM PowerPC 970FX V 1.7" (PDF) . www-01.ibm.com . Проверено 21 мая 2014 .
- ↑ 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 )
- ^ "Следующий чип IBM-Apple получит высокопроизводительную функцию | Технические новости на ZDNet" . News.zdnet.com. Архивировано из оригинала 17 апреля 2008 года . Проверено 22 сентября 2008 года .
- ^ «IBM BladeCenter JS21 Express» . 03.ibm.com . Проверено 22 сентября 2008 года .
- ^ a b c Дата выпуска IBM CPU-World
- ↑ Стив Джобс, Apple (25 июня 2003 г.). "Основной доклад WWDC 2003" . YouTube . Проверено 16 октября 2009 года .
- ^ LaPedus, Марк (10 марта 2006). «IBM выпускает маломощные процессоры, IP ядра» . EE Times .
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