PowerPC 970
 Художественный рендеринг процессора PowerPC 970 | |
| Общая информация | |
|---|---|
| Запущен | 2002 |
| Разработано | ИБМ |
| Общий производитель | |
| Производительность | |
| Макс. процессора Тактовая частота | от 1,0 ГГц до 2,7 ГГц |
| Кэш | |
| L1 Кэш | Инструкция 64 КБ 32 КБ данных |
| Кэш L2 | 512–1024 КБ |
| Архитектура и классификация | |
| Приложение | Рабочий стол |
| Технологический узел | от 130 до 90 нм |
| Микроархитектура | ppc970, POWER4 |
| Набор инструкций | 32/64-битный PowerPC 2.01 |
| Физические характеристики | |
| Ядра |
|
| Продукты, модели, варианты | |
| Вариант |
|
| История | |
| Предшественник | МОЩНОСТЬ4 |
| POWER , PowerPC и Power ISA. Архитектуры |
|---|
| NXP (ранее Freescale и Motorola) |
| ИБМ |
|
| IBM/Нинтендо |
| Другой |
| Ссылки по теме |
| Отменено выделено серым цветом , историческое — курсивом |
PowerPC 970 , PowerPC 970FX и PowerPC 970MP — это 64-битные PowerPC процессоры от IBM, представленные в 2002 году. Apple маркировала 970 как PowerPC G5 для своего Power Mac G5 .
Архитектура PowerPC была создана в начале 1990-х годов альянсом AIM , а семейство 970 было создано в результате дальнейшего сотрудничества IBM и Apple . [ 1 ] [ 2 ] Проект имел кодовое название GP-UL или Giga Processor Ultra Light, где Giga Processor — это кодовое название процессора POWER4, на основе которого было получено ядро. Когда Apple представила Power Mac G5 , она заявила, что это пятилетняя совместная работа с дорожной картой для нескольких поколений. Однако этот прогноз оказался недолгим, поскольку позже Apple пришлось отказаться от своего обещания выпустить процессор с тактовой частотой 3 ГГц всего через год после его появления. IBM также не смогла снизить энергопотребление до уровня, необходимого для портативных компьютеров. В конечном итоге Apple использовала только три варианта процессора.
IBM JS20/JS21 Блейд-модули начального уровня , а также некоторые рабочие станции и серверы System p основаны на PowerPC 970. Он также используется в некоторых высокопроизводительных встраиваемых системах, таких как Mercury Momentum XSA-200 компании . IBM также лицензирует ядро PowerPC 970 для использования в специализированных приложениях.
Дизайн
[ редактировать ]
PowerPC 970 является одноядерным процессором POWER4 и может обрабатывать как 32-битные , так и 64-битные PowerPC инструкции . Он имеет аппаратный блок предварительной выборки и блок трехстороннего прогнозирования ветвей .
Как и в случае с POWER4, длина интерфейса состоит из девяти ступеней. PowerPC 970 может извлекать и декодировать до восьми инструкций, отправлять до пяти на резервные станции, выдавать до восьми на исполнительные блоки и выводить 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 инструкции для целых чисел и чисел с плавающей запятой, а другой — только инструкции по перестановке. Последний имеет три подблока для простых целочисленных, комплексных целочисленных инструкций и инструкций с плавающей запятой. Эти блоки имеют конвейеры различной длины: 10 этапов для простых целочисленных инструкций и инструкций перестановки, 13 этапов для сложных целочисленных инструкций и 16 этапов для инструкций с плавающей запятой. [ 3 ]
Процессор имеет две однонаправленные 32-битные шины с двойной скоростью передачи данных (DDR) (одна для чтения, другая для записи) к чипу системного контроллера ( северный мост ), работающие на скорости, составляющей четверть частоты ядра процессора. Помимо данных, по шинам также передаются адреса и управляющие сигналы, 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 ]
Поколения
[ редактировать ]Все поколения процессоров 970 производились на заводе IBM в Ист-Фишкилл в Нью-Йорке на белой керамической подложке, которая была типичной для высокопроизводительных процессоров IBM той эпохи.
PowerPC 970
[ редактировать ]PowerPC 970 был анонсирован IBM в октябре 2002 года. Он был выпущен в составе Apple Computer от Power Mac G5 в июне 2003 года. Как и в случае с соглашениями об именах G3 и G4, Apple маркировала продукты на базе PowerPC 970 как G5, что означает пятое поколение компьютеров. PowerPC. IBM выпустила свои первые блейд-серверы PowerPC 970, BladeCenter JS20 , в ноябре 2003 года.
PowerPC 970 имеет 512 КБ полноскоростной кэш-памяти второго уровня и тактовую частоту от 1,6 до 2,0 ГГц. Передняя шина работает на половине тактовой частоты процессора.
PowerPC 970FX
[ редактировать ]PowerPC 970FX имеет производственный процесс 90 нм и имеет максимальную номинальную мощность 11 Вт при температуре 149 градусов по Фаренгейту (65 °C) при тактовой частоте 1 ГГц и максимальную мощность 48 Вт при 2 ГГц. [ 5 ]
Он имеет 10 функциональных блоков — 2 блока с фиксированной запятой, 2 блока загрузки/сохранения, 2 блока с плавающей запятой, 1 блок ветвления, 1 блок SIMD ALU, 1 блок SIMD Permute и 1 регистр условий. Он поддерживает до 215 инструкций в процессе работы: 16 в блоке выборки инструкций, 67 в блоке декодирования инструкций, 100 в функциональных блоках и 32 в очереди сохранения. Он имеет 64 КБ напрямую отображаемого кэша инструкций и 32 КБ D-кэша. [ 6 ]
В течение 2004 года Apple выпустила машины на базе 970FX: Xserve G5 в январе, Power Mac G5 в июне и iMac G5 в августе. Power Mac представил максимальную тактовую частоту 2,5 ГГц при жидкостном охлаждении (в конечном итоге достигнув 2,7 ГГц в апреле 2005 года). IMac использовал переднюю шину на трети тактовой частоты.
Рыночный спрос на более быстрый процессор для ноутбуков, чем G4, был высоким, но Apple никогда не поставляла процессоры серии G5 для ноутбуков PowerBook . Оригинальный 970-й потреблял слишком много энергии и никогда всерьез не рассматривался как кандидат на роль портативного компьютера. 970FX снизил расчетную тепловую мощность (TDP) примерно до 30 Вт при частоте 1,5 ГГц, что заставило многих пользователей поверить в возможность создания PowerBook G5. Однако несколько препятствий не позволили использовать даже 970FX в этом приложении. При частоте 1,5 ГГц G5 был ненамного быстрее процессоров G4 с частотой 1,5 и 1,67 ГГц, которые вместо этого Apple использовала в PowerBooks. Более того, чипы 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 плохому времени автономной работы ноутбука. [ нужна ссылка ]
PowerPC 970MP
[ редактировать ]IBM анонсировала 970MP PowerPC под кодовым названием «Antares» 7 июля 2005 года на форуме Power Everywhere в Токио. 970MP — это двухъядерная версия 970FX с тактовой частотой от 1,2 до 2,5 ГГц и максимальным энергопотреблением 75 Вт при 1,8 ГГц и 100 Вт при 2,0 ГГц. Каждое ядро имеет 1 МБ кэш-памяти второго уровня , что вдвое больше, чем у 970FX. Как и 970FX, этот чип производился по 90-нм техпроцессу. Когда одно из ядер простаивает, оно переходит в состояние «дремы» и отключается. [ 7 ] 970MP также включает функции разделения и виртуализации. [ 8 ] [ 9 ]
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 прекратила выпуск моделей с частотой выше 2,0 ГГц.
Северные мосты
[ редактировать ]Два выделенных северных моста для компьютеров на базе PowerPC 970 были произведены IBM:
- CPC925 – разработан Apple. [ 10 ] и называется U3 или U3H (который поддерживает память ECC ). Он способен поддерживать до двух PowerPC 970 или PowerPC 970FX и имеет две однонаправленные процессорные шины 550 МГц, контроллер памяти DDR 400 МГц , x8 AGP 400 МГц и 16-битный туннель HyperTransport . Он изготовлен по 130-нм техпроцессу. Кроме того, для PowerBook G5 разрабатывался неизданный северный мост U3Lite, который так и не появился на рынке.
- CPC945 - разработанный IBM и названный Apple U4 , он способен поддерживать два PowerPC 970MP и имеет две однонаправленные процессорные шины с частотой 625 МГц, два контроллера памяти, которые поддерживают до 64 ГБ памяти DDR2 SDRAM с частотой 533 МГц с возможностью ECC и имеют x16 PCIe. полоса и 16-битный туннель HyperTransport с частотой 800 МГц. Он изготовлен по 90-нм техпроцессу.
Северный мост CPC965 был отменен. Планируемый к выпуску в 2007 году, это должен был быть северный мост, предназначенный только для однопроцессоров. Его особенностями были контроллер DDR2 с частотой 533 МГц, поддерживающий до 8 ГБ памяти ECC, шина 8x PCIe, встроенный четырехпортовый Gigabit Ethernet с IPv4 TCP / UDP разгрузкой , порты USB 2.0, Flash -интерфейс. Северный мост содержит интегрированное ядро PowerPC 405, обеспечивающее возможности управления и настройки системы. [ 11 ]
Автобусы
[ редактировать ]собственную шину Elastic Interface IBM использует в модулях (EI).
См. также
[ редактировать ]- Суперкомпьютеры, использующие PowerPC 970:
- Система Х
- Некоторые предыдущие модели суперкомпьютеров Испанской суперкомпьютерной сети использовали процессоры PowerPC, например Magerit версии 1 и MareNostrum версии 2.
- Список моделей Macintosh, сгруппированных по типу процессора
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Apple представляет самый быстрый в мире персональный компьютер — Power Mac G5» . Яблоко. 23 июня 2003 г. Архивировано из оригинала 16 декабря 2021 г. Проверено 4 декабря 2017 г.
- ^ «Apple и IBM представляют процессор PowerPC G5» . Яблоко. 23 июня 2003 г. Архивировано из оригинала 21 апреля 2022 г. Проверено 4 декабря 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Хафхилл, Том Р. (28 октября 2002 г.). «IBM сокращает Power4, добавляет AltiVec». Отчет микропроцессора .
- ^ Перейти обратно: а б с «Даты производства IBM CPU-World» . Архивировано из оригинала 20 апреля 2018 года . Проверено 2 марта 2013 г.
- ^ «Технические данные микропроцессора IBM PowerPC 970FX RISC» (PDF) . 01.ibm.com . Проверено 2 ноября 2010 г.
- ^ «Руководство пользователя микропроцессора IBM PowerPC 970FX RISC, версия 1.7» (PDF) . www-01.ibm.com. Архивировано (PDF) из оригинала 22 мая 2014 г. Проверено 21 мая 2014 г.
- ^ Пол Хейлз: пятница, 8 июля 2005 г., 17:28 (8 июля 2005 г.). «IBM представляет двухъядерный чип PowerPC 970 – The INQUIRER» . Theinquirer.net. Архивировано из оригинала 12 августа 2006 года . Проверено 22 сентября 2008 г.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ «Следующий чип IBM-Apple получит высококлассные функции» . ЗДНет . Архивировано из оригинала 17 апреля 2008 года . Проверено 22 сентября 2008 г.
- ^ «IBM BladeCenter JS21 Express» . 03.ibm.com. Архивировано из оригинала 10 сентября 2007 года . Проверено 22 сентября 2008 г.
- ^ Стив Джобс, Apple (25 июня 2003 г.). «Основной доклад WWDC 2003» . Архивировано из оригинала 21 декабря 2021 года . Проверено 16 октября 2009 г. - через YouTube.
- ↑ ЛаПедус, Марк (10 марта 2006 г.). «IBM выпускает маломощные процессоры с IP-ядрами». Архивировано 26 сентября 2007 г., в Wayback Machine . ЭЭ Таймс .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- «PPC970 от IBM становится G5 от Apple». (7 июля 2003 г.). Отчет микропроцессора .
- «IBM берет на себя инициативу». (9 февраля 2004 г.). Отчет микропроцессора .
- «Двойной вариант PowerPC от IBM». (7 ноября 2005 г.). Отчет микропроцессора .