PowerPC 7xx
 |
| 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 7xx — семейство 32-битных PowerPC микропроцессоров третьего поколения , разработанных и производимых компаниями IBM и Motorola (выделенной как Freescale Semiconductor, купленной NXP Semiconductors ). Это семейство называется PowerPC G3 компанией Apple Computer (позже Apple Inc. ), которая представила его 10 ноября 1997 года. Под названием PowerPC G3 использовался ряд микропроцессоров разных производителей. Такие обозначения применялись к компьютерам Mac , таким как PowerBook G3 , разноцветным iMac , iBooks и нескольким настольным компьютерам, включая Beige , Blue и White Power Macintosh G3. Низкое энергопотребление и небольшой размер сделали эти процессоры идеальными для ноутбуков, и это имя дожило до Apple в iBook .
Семейство 7xx также широко используется во встраиваемых устройствах, таких как принтеры, маршрутизаторы, устройства хранения данных, космические корабли, [1] и игровые консоли. Семейство 7xx имело свои недостатки, а именно отсутствие поддержки SMP и возможностей SIMD , а также относительно слабый FPU . Линейка процессоров Motorola 74xx продолжила работу с того места, на котором остановилась модель 7xx.
Процессоры PowerPC 7xx в основном производятся по технологии литографии от 250 до 100 нм.
Процессоры
[ редактировать ]PowerPC 740/750
[ редактировать ]
PowerPC 740 и 750 (кодовое имя Артур) [2] были представлены в конце 1997 года как эволюционная замена PowerPC 603e . Усовершенствования включали более быструю системную шину 60x (66 МГц), больший кэш L1 (32 КБ инструкций и 32 КБ данных), второй целочисленный блок, улучшенный модуль с плавающей запятой и более высокую частоту ядра. Модель 750 имела поддержку дополнительного внешнего унифицированного кэша L2 объемом 256, 512 или 1024 КБ. Контроллер кэша и теги кэша встроены в кристалл. Доступ к кешу осуществлялся через выделенную 64-битную шину.
В 740 и 750 добавлено динамическое предсказание ветвлений и кэш целевых инструкций ветвления на 64 записи (BTIC). Динамическое предсказание ветвей использует записанный результат ветвления, хранящийся в 512-записной 2-битной таблице истории ветвей (BHT), для прогнозирования его результата. BTIC кэширует первые две инструкции в целевой ветке.
Модели 740/750 имели 6,35 миллиона транзисторов и первоначально производились IBM и Motorola с использованием технологии изготовления на основе алюминия. Размер матрицы составлял 67 мм. 2 на 0,26 мкм и достигал скорости до 366 МГц при потреблении 7,3 Вт.
В 1999 году IBM изготовила версии по технологии 0,20 мкм с медными межсоединениями , что позволило увеличить частоту до 500 МГц, снизить энергопотребление до 6 Вт и размер кристалла до 40 мм. 2 .
740 немного превзошел Pentium II , потребляя гораздо меньше энергии и имея меньший кристалл. Внешний кэш L2 процессора 750 в большинстве ситуаций увеличил производительность примерно на 30%. Конструкция оказалась настолько успешной, что быстро превзошла PowerPC 604e по целочисленной производительности, в результате чего запланированный преемник 604 был отменен.
PowerPC 740 полностью совместим по выводам со старым 603, что позволяет обновлять его до PowerBook 1400, 2400 и даже до прототипа PowerBook 500/G3. Для 750 с шиной кэш-памяти L2 требовалось больше контактов и, следовательно, другой корпус - 360-контактная матрица с шариковой решеткой (BGA).
PowerPC 750 использовался во многих компьютерах Apple, включая оригинальный iMac .
РАД750
[ редактировать ]RAD750 — это радиационно-стойкий процессор, основанный на PowerPC 750. Он предназначен для использования в условиях высокой радиации , например, на борту спутников и других космических аппаратов . RAD750 был выпущен для покупки в 2001 году. Марсианская научная лаборатория ( Curiosity ), Mars Reconnaissance Orbiter и космические корабли Mars 2020 ( Perseverance ) имеют на борту RAD750. [3]
Процессор имеет 10,4 миллиона транзисторов, производится компанией BAE Systems по техпроцессу 250 или 150 нм и имеет площадь кристалла 130 мм. 2 . Он работает на частоте от 110 до 200 МГц. Сам процессор может выдерживать нагрузку от 200 000 до 1 000 000 рад и диапазон температур от -55 до 125 °C.Стоимость упаковки и логических функций RAD750 превышает долларов США. 200 000 [ нужна ссылка ] : высокая цена обусловлена главным образом радиационной защитой архитектуры и производства PowerPC 750, строгими требованиями контроля качества и расширенными испытаниями каждого производимого процессорного чипа.
PowerPC 745/755
[ редактировать ]В 1998 году Motorola пересмотрела дизайн 740/750 и уменьшила размер кристалла до 51 мм. 2 благодаря новому производству на основе алюминия с толщиной 0,22 мкм. Скорость увеличилась до 600 МГц. Модель 755 использовалась в некоторых моделях iBook . После этой модели Motorola решила не продолжать разработку процессоров 750 в пользу процессора PowerPC 7400 и других ядер.
PowerPC 750CX
[ редактировать ]IBM продолжила разработку линейки PowerPC 750 и представила PowerPC 750CX (под кодовым названием Sidewinder) в 2000 году. Он имеет встроенный кэш L2 емкостью 256 КиБ; это увеличило производительность при одновременном снижении энергопотребления и сложности. При частоте 400 МГц он потреблял менее 4 Вт. 750CX имел 20 миллионов транзисторов, включая кэш L2. Размер матрицы составлял 43 мм. 2 медной обработкой толщиной 0,18 мкм. 750CX использовался только в одной версии iMac и iBook.
PowerPC 750CXe
[ редактировать ]
750CXe (кодовое имя Anaconda), представленный в 2001 году, представляет собой незначительную модификацию 750CX с увеличением тактовой частоты до 700 МГц и частоты шины памяти со 100 МГц до 133 МГц. 750CXe также отличается улучшенной производительностью операций с плавающей запятой по сравнению с 750CX. [4] Этот процессор есть в нескольких моделях iBook и последнем iMac на базе G3.
Удешевленная версия 750CXe, называемая 750CXr, имеет более низкие частоты.
Гекко
[ редактировать ]Gekko — это специальный центральный процессор IBM для игровой консоли Nintendo GameCube . Основанный на PowerPC 750CXe, он добавляет около 50 новых инструкций и модифицированный FPU, поддерживающий некоторые функции SIMD . Он имеет 256 КиБ встроенной кэш-памяти L2, работает на частоте 486 МГц с шиной памяти 162 МГц и изготовлен IBM по 180-нм техпроцессу. Размер матрицы 43 мм. 2 .
PowerPC 750FX
[ редактировать ]750FX (под кодовым названием Sahara) появился в 2002 году и увеличил частоту до 900 МГц, скорость шины до 166 МГц и встроенный кэш L2 до 512 КиБ. Он также имел ряд улучшений в подсистеме памяти: улучшенный и более быстрый (200 МГц) контроллер шины 60x, более широкую шину кэша L2 и возможность блокировки частей кэша L2. [4] Он изготовлен с использованием меди толщиной 0,13 мкм с использованием диэлектрика Low-K и технологии кремния в изоляторе . 750FX имеет 39 миллионов транзисторов, размер кристалла 35 мм. 2 и потребляет менее 4 Вт на частоте 800 МГц при типичных нагрузках. Это был последний процессор типа G3, используемый Apple (используемый в iBook G3).
Доступна маломощная версия 750FX под названием 750FL.
НАСА 750FX используется в многоцелевом корабле «Орион» . [5] Orion использует бортовой компьютер Honeywell International Inc., первоначально созданный для реактивного авиалайнера Boeing 787.
PowerPC 750GX
[ редактировать ]750GX (под кодовым названием Gobi), представленный в 2004 году, представлял собой процессор 7xx от IBM. Он имеет встроенную кэш-память второго уровня объемом 1 МБ, максимальную частоту 1,1 ГГц и поддержку скорости шины до 200 МГц, а также другие улучшения по сравнению с 750FX. Он производится по технологии 0,13 мкм с использованием медных межсоединений, диэлектрика с низким содержанием калия и технологии кремния на изоляторе . 750GX имеет 44 миллиона транзисторов, размер кристалла 52 мм. 2 и потребляет менее 9 Вт на частоте 1 ГГц при типичных нагрузках.
Доступна маломощная версия 750GX, называемая 750GL.
PowerPC 750VX
[ редактировать ]750VX (под кодовым названием «Mojave») — это, по слухам, неподтвержденная и отмененная версия линейки 7xx. Это будет самая мощная и функциональная версия на сегодняшний день с объемом кэш-памяти L3 объемом до 4 МБ, лицевой шиной DDR 400 МГц и той же реализацией AltiVec , что и в PowerPC 970 . Ожидалось, что он будет работать на тактовой частоте 1,8 ГГц (начиная с 1,5 ГГц), а также, как сообщается, будет иметь дополнительные этапы конвейера и расширенные функции управления питанием. [6] Сообщалось, что он был завершен и готов к производству в декабре 2003 года, но было сказано, что время было слишком поздно для получения значительных заказов, поскольку линейка Apple iBook перешла на G4 в октябре того же года, и поэтому она быстро выпала из дорожной карты. С тех пор он никогда не был выпущен и о нем не было слышно.
Планировались последующие чипы, такие как 750VXe, частота которого превысила бы 2 ГГц.
PowerPC 750CL
[ редактировать ]750CL — это усовершенствованная версия 750CXe с тактовой частотой от 400 МГц до 1 ГГц и частотой системной шины до 240 МГц. Для повышения производительности были добавлены функции предварительной выборки из кэша L2 и инструкции, связанные с графикой. Поскольку добавленные графические функции близко соответствуют функциям процессора Gekko, весьма вероятно, что 750CL представляет собой сокращенную версию того же процессора для общего использования. Модель 750CL изготовлена с использованием медной технологии 90 нм с использованием диэлектрика Low-K и технологии кремний-на-изоляторе и имеет 20 миллионов транзисторов на 16-мм корпусе. 2 умереть. Он потребляет до 2,7 Вт на частоте 600 МГц и 9,8 Вт на частоте 1 ГГц. [7] [8]
Бродвей
[ редактировать ]
Процессор Wii практически идентичен процессору 750CL, но он работает на частоте 729 МГц, частота, не поддерживаемая стандартным 750CL. Его размеры составляют всего 4,2 х 4,5 мм (18,9 мм). 2 ). Это вдвое меньше размера микропроцессора «Гекко» (43 мм). 2 ), включенный в GameCube при его первом выпуске. [9]
Эспрессо
[ редактировать ]Считается, что процессор в Wii U является развитием бродвейской архитектуры. В основном неподтвержденные характеристики — это трехъядерный процессор, работающий на частоте 1,24 ГГц и техпроцесс 45 нм.
Будущее
[ редактировать ]IBM прекратила публиковать планы развития семейства 750, предпочитая позиционировать себя как поставщика специализированных процессоров. Учитывая ресурсы IBM, ядро 750 будет производиться с новыми функциями, пока найдется желающий покупатель. В частности, у IBM нет публичных планов по производству обычного микропроцессора на базе 750 по техпроцессу менее 90 нм , что фактически выведет его из употребления как товарный чип, конкурентоспособный на таких рынках, как сетевое оборудование. Однако IBM создала процессор Espresso для Nintendo, который представляет собой конструкцию на основе 750 с такими улучшениями, как поддержка многопроцессора (деталь представляет собой трехъядерный процессор), новый техпроцесс 45 нм и eDRAM вместо обычного кэша L2; неизвестно, были ли внесены в конструкцию дальнейшие изменения.
В 2015 году Rochester Electronics начала предоставлять устаревшую поддержку устройств.
Компания Freescale прекратила выпуск всех 750 моделей в пользу конструкций на базе ядра PowerPC e500 ( PowerQUICC III ).
Список устройств
[ редактировать ]Этот список представляет собой полный список известных дизайнов на основе 750. Изображения являются иллюстрациями и не в масштабе.
| Имя | Кодовое имя | Производитель | Изображение | Потрясающий процесс | Транзисторы | Размер матрицы | Ядра | Частота процессора | Передняя сторона автобуса | Кэш L2 | Потребление | Упаковка | Множители | Представлено |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| КПП740 MPC740 | Артур | ИБМ Моторола |  | 0,25 мкм алюминий | 6,35 миллиона | 67 мм 2 | 1 | 233–366 МГц | 66 МГц | Нет кэша L2 | 5,6 Вт @ 233 МГц 7,3 Вт при 300 МГц | 255-контактный CBGA | 3-8 | 1997 |
| КПП750 MPC750 | Артур | ИБМ Моторола |  | 0,25 мкм алюминий | 6,35 миллиона | 67 мм 2 | 1 | 233–366 МГц | 66 МГц | 256 - 1024 КБ внештатный половинная скорость | 5,6 Вт @ 233 МГц 7,3 Вт при 300 МГц | 360-контактный CBGA | 3-8 | 1997 |
| MPC745 | Конан | Моторола Фрискейл |  | 0,22 мкм Al | 6,75 миллиона | 51 мм 2 | 1 | 300–350 МГц | 66 МГц | Нет кэша L2 | 3,1 Вт при 300 МГц 5,4 Вт при 400 МГц [10] | 255-контактный PBGA | 2, 3-8, 10 | 1998 |
| MPC755 | Дойл | Моторола Фрискейл |  | 0,22 мкм Al | 6,75 миллиона | 51 мм 2 | 1 | 300–400 МГц | 66 МГц | 256 - 1024 КБ внештатный половинная скорость | 3,1 Вт при 300 МГц 5,4 Вт при 400 МГц [10] | 360-контактный PBGA 360-контактный CBGA | 2, 3-8, 10 | 1998 |
| PPC740L | Одинокая звезда | ИБМ |  | 0,20 мкм Медь | 6,35 миллиона | 40 мм 2 | 1 | 300–533 МГц | 100 МГц | Нет кэша L2 | 4,1 Вт @ 333 МГц 6,0 Вт при 500 МГц | 255-контактный CBGA | 3-8 10 (dd3.x) | 1999 |
| PPC750L | Одинокая звезда | ИБМ |  | 0,20 мкм Медь | 6,35 миллиона | 40 мм 2 | 1 | 300–533 МГц [11] | 100 МГц | 256 - 1024 КБ внештатный половинная скорость | 4,1 Вт @ 333 МГц 6,0 Вт при 500 МГц [12] | 360-контактный CBGA | 3-8 10 (dd3.x) | 1999 |
| PPC750CX PPC750CXe PPC750CXr ППКДБК | Сайдвиндер Анаконда Гекко | ИБМ |  | 0,18 мкм Медь | 20 миллионов (включая кэш L2) | 42,7 мм 2 | 1 | 350–600 МГц 366–700 МГц 300–533 МГц 486 МГц | 100 МГц 133 МГц 133 МГц 162 МГц | 256 КБ | 4,2 Вт при 400 МГц [13] 6 Вт @ 600 МГц [14] 7,8 Вт @ 533 МГц [15] 4,9 Вт @ 486 МГц | 256-контактный PBGA | 2000 2001 2003 2000 | |
| РАД750 | БАЕ Системы |  | 0,25–0,15 мкм | 10,4 миллиона | 130 мм 2 | 1 | 110–200 МГц | 66 МГц [16] | 0 - 1024 КБ внештатный | 5 Вт @ 133 МГц [17] | 360-контактный CBGA Радиационная закалка | 2001 | ||
| PPC750FX PPC750FL | Сахара | ИБМ |  | КНИ 0,13 мкм | 38 миллионов (включая кэш L2) | 34,3 мм 2 | 1 | 600–900 МГц 600–733 МГц | 166 МГц | 512 КБ | 5,4 Вт при 800 МГц [18] 5,1 Вт @ 733 МГц [19] | 292-контактный CBGA | 3.5-9.5 10-20 | 2002 2007 |
| PPC750GX PPC750GL | Гоби | ИБМ |  | КНИ 0,13 мкм | 74 миллиона (включая кэш L2) | 52,5 мм 2 | 1 | 733–1000 МГц 800–933 МГц | 200 МГц | 1024 КБ | 8,3 Вт при 1 ГГц [20] 6,5 Вт @ 933 МГц [21] | 292-контактный CBGA | 2-3.5 4-9.5 10-20 | 2003 2005 |
| PPC750CL Бродвей | ИБМ |  | 90 нм КНИ 90 нм, 65 нм | 20 миллионов (включая кэш L2) | 15,9 мм 2 | 1 | 400–1000 МГц 729 МГц | 240 МГц 243 МГц | 256 КБ | 10,5 Вт (макс.) при 1 ГГц [22] 3,9 Вт @ 729 МГц [23] | 278-контактный PBGA | 2006 | ||
| Эспрессо | ИБМ |  | КНИ 45 нм | 60 миллионов (?) | 27,7 мм 2 | 3 | 1243 МГц 1243 МГц 1243 МГц | ? | 512 КБ 2048 КБ 512 КБ | ? | ПБГА-МКМ | 2012 |
См. также
[ редактировать ]- iMac G3 — первая модель линейки персональных компьютеров iMac производства Apple Computer, Inc.
- iBook G3 , первые две модели линейки персональных компьютеров iBook, выпущенные Apple, позже замененные белым MacBook (непрофессиональным), это был последний персональный компьютер массового производства, в котором использовался G3 (выпуск прекращен в октябре 2003 г.).
- PowerBook G3 — линейка портативных компьютеров Macintosh, выпускавшаяся Apple Computer в период с 1997 по 2000 год.
- Power Macintosh G3 , обычно называемые «бежевыми G3» или «платиновыми G3» из-за цвета корпуса, представляли собой серию персональных компьютеров, разработанных, произведенных и проданных Apple Computer, Inc. с ноября 1997 года по январь 1999 года.
- Серия Power Macintosh G3 (Blue & White) (широко известная как « Blue and White G3 », а иногда просто « B&W G3 » (чтобы отличить ее от оригинального Power Macintosh G3) представляла собой серию персональных компьютеров, разработанных и изготовленных и продается Apple Computer Inc. как часть линейки Power Macintosh.
- Nintendo GameCube — игровая консоль шестого поколения, продаваемая Nintendo.
- Nintendo Wii — игровая консоль седьмого поколения, продаваемая компанией Nintendo.
- Nintendo Wii U — игровая консоль восьмого поколения, продаваемая компанией Nintendo.
- Список моделей Macintosh, сгруппированных по типу процессора
Примечания
[ редактировать ]- ^ «Ровер НАСА Curiosity стоимостью 2,5 миллиарда долларов: Apple PowerBook на колесах» . Регистр .
- ↑ август 1997 г.
- ^ «Пресс-кит по запуску Марсианской научной лаборатории» (PDF) . НАСА/Лаборатория реактивного движения.
- ^ Jump up to: а б «Примечания по применению: различия между микропроцессорами IBM PowerPC 750FX, PowerPC 750 и PowerPC 750CX/PowerPC 750CXe RISC» (PDF) . 306.ibm.com . Проверено 7 октября 2013 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Космический корабль «Орион» не умнее вашего телефона» . Компьютерный мир. 2014 . Проверено 5 декабря 2014 г.
- ^ Джейд, Каспер (11 декабря 2003 г.). «IBM PowerPC 750VX завершена, сообщают источники» . Appleinsider.com . Проверено 7 октября 2013 г.
- ^ Микропроцессор IBM PowerPC 750CL, уровень версии DD2.x
- ^ Руководство пользователя микропроцессора IBM PowerPC 750CL RISC. Архивировано 15 ноября 2012 г. на Wayback Machine.
- ^ Руководство пользователя микропроцессора IBM Broadway RISC, версия 0.6. Архивировано 4 декабря 2013 г. на Wayback Machine.
- ^ Jump up to: а б Аппаратные характеристики микропроцессора RISC MPC755, стр. 11
- ^ PPC740L и PPC750L — страница 13.
- ^ PPC750L против PPC750CXe — страница 6
- ^ PPC 750CX Дополнение к руководству пользователя PPC 750 — страница 3
- ^ Техническое описание PPC 750CXe — страница 9
- ^ Техническое описание PPC 750CXr — стр. 17
- ^ Бортовой компьютер RAD750 с поддержкой SpaceWire для лунного разведывательного орбитального корабля
- ^ «Бортовой компьютер системы RAD750» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 марта 2016 г. Проверено 11 апреля 2013 г.
- ^ Рассеиваемая мощность PPC 750FX и PPC750GX — стр. 13
- ^ Технический паспорт PPC 750FL — стр. 19
- ^ Техническое описание PPC 750GX — стр. 17
- ^ Технический паспорт PPC 750GL — стр. 17
- ^ PPC 750CL, уровень версии DD2.x — стр. 24
- ^ «Снижение энергопотребления на 20 процентов [по сравнению с номинальной мощностью Gekko 4,9 Вт]»
Ссылки
[ редактировать ]- Гвеннап, Линли (17 февраля 1997 г.). «Артур возрождает линейку PowerPC». Отчет микропроцессора . стр. 10–13.