PowerPC 7xx - PowerPC 7xx

tento článek příliš spoléhá na Reference na primární zdroje. Vylepšete to přidáním sekundární nebo terciární zdroje. (Říjen 2013) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

The PowerPC 7xx je rodina 32bitové třetí generace PowerPC mikroprocesory navrhl a vyrobil IBM a Motorola (Nyní Freescale Semiconductor ). Této rodině se říká PowerPC G3 jeho známým zákazníkem Apple Inc., který jej představil 10. listopadu 1997. Termín „PowerPC G3“ je často a nesprávně představován jako mikroprocesor, i když ve skutečnosti bylo použito několik mikroprocesorů od různých prodejců. Taková označení byla použita Macintosh počítače jako PowerBook G3, vícebarevný iMac, iBooks a několik desktopů, včetně obou Béžový a Modré a bílé Power Macintosh G3s. Díky nízkým požadavkům na energii a malým rozměrům byly procesory ideální pro notebooky a název žil v Apple v posledních dnech rezervuju.

Rodina 7xx je také široce používána ve vestavěných zařízeních, jako jsou tiskárny, směrovače, úložná zařízení, kosmické lodě,^[1] a herní konzole. Rodina 7xx měla své nedostatky, zejména nedostatek SMP podpora a SIMD schopnosti a relativně slabý FPU. Motorola 74xx řada procesorů pokračovala tam, kde 7xx přestal.

Procesory

PowerPC 740/750

300 MHz procesor Motorola PowerPC 750 s mezipamětí off-die L2 na modulu CPU od a Power Mac G3.

PowerPC 740 a 750 (kódové označení Arthur)^[2] byly představeny koncem roku 1997 jako evoluční náhrada za PowerPC 603e. Vylepšení zahrnovala rychlejší 60x systémová sběrnice (66 MHz), větší mezipaměti L1 (32 KB instrukce a 32 KB data), druhá celočíselná jednotka, vylepšená jednotka s plovoucí desetinnou čárkou a vyšší frekvence jádra. Model 750 měl podporu pro volitelnou externí unifikovanou mezipaměť L2 256, 512 nebo 1024 kB. Řadič mezipaměti a značky mezipaměti jsou integrovány. Do mezipaměti se přistupovalo prostřednictvím vyhrazené 64bitové sběrnice.

Přidány 740 a 750 predikce dynamické větve a mezipaměť cílových instrukčních větví 64 položek (BTIC). Dynamická predikce větve používá k predikci jejího výsledku zaznamenaný výsledek větve uložený v tabulce s historií větví 212 bitů (BHT). BTIC ukládá první dvě instrukce do cíle větve.

Modely 740/750 měly 6,35 milionu tranzistorů a byly původně vyráběny společnostmi IBM a Motorola v procesu výroby na bázi hliníku. Forma měřila 67 mm² při 0,26 μm a dosáhl rychlosti až 366 MHz při spotřebě 7,3 W.

V roce 1999 IBM vyrobila verze v procesu 0,20 μm s měděné propojení, což zvýšilo frekvenci až na 500 MHz a snížilo spotřebu energie na 6 W a velikost matrice na 40 mm².

Model 740 mírně překonal model Pentium II zatímco spotřebovává mnohem méně energie as menší kostkou. Off-die L2 cache 750 zvýšil výkon ve většině situací přibližně o 30%. Design byl tak úspěšný, že rychle předčil PowerPC 604e v celočíselném výkonu, což způsobí vyřazení plánovaného 604 nástupce.

PowerPC 740 je plně kompatibilní se staršími 603, což umožňuje upgrade na PowerBook 1400, 2400 a dokonce i prototyp PowerBook 500 / G3. Model 750 se svou sběrnicí mezipaměti L2 vyžadoval více pinů a tedy jiný balíček, 360kolíkový pole s míčem (BGA).

PowerPC 750 byl používán v mnoha počítačích od Apple, včetně originálu iMac.

RAD750

RAD750 je a radiačně tvrzené procesor založený na PowerPC 750. Je určen pro použití ve vysokých záření prostředí, jako například na palubě satelity a další kosmická loď. RAD750 byl propuštěn ke koupi v roce 2001. The Mars Science Laboratory (Zvědavost ) a Mars Reconnaissance Orbiter kosmické lodě mají na palubě RAD750.^[3]

Procesor má 10,4 milionu tranzistorů, vyrábí jej společnost Systémy BAE používající buď 250 nebo 150 nm proces a má plochu matrice 130 mm². Pracuje na 110 až 200 MHz. Samotný CPU vydrží 200 000 až 1 000 000 Rads a teploty se pohybují mezi -55 a 125 ° C. Balicí a logické funkce RAD750 mají cenu vyšší než AMERICKÉ DOLARY$ 200 000: vysoká cena je dána hlavně revizemi architektury a výroby PowerPC 750, které zvyšují radiační odolnost, přísnými požadavky na kontrolu kvality a rozšířeným testováním každého vyrobeného čipu procesoru.

PowerPC 745/755

Společnost Motorola v roce 1998 revidovala design 740/750 a zmenšila velikost matrice na 51 mm² díky nové výrobě na bázi hliníku při 0,22 μm. Rychlost se zvýšila až na 600 MHz. 755 byl použit v některých rezervuju modely. Po tomto modelu se Motorola rozhodla nepokračovat ve vývoji 750 procesorů ve prospěch svých PowerPC 7400 procesor a další jádra.

PowerPC 750CX

IBM pokračovala ve vývoji řady PowerPC 750 a v roce 2000 představila PowerPC 750CX (s kódovým označením Sidewinder). Má 256 KiB on-die L2 cache; tento zvýšený výkon při současném snížení spotřeby energie a složitosti. Při 400 MHz klesl pod 4 W. Model 750CX měl 20 milionů tranzistorů včetně mezipaměti L2. Měl velikost matrice 43 mm² prostřednictvím měděného procesu 0,18 μm. Model 750CX byl použit pouze v jedné revizi iMac a iBook.

PowerPC 750CXe

533 MHz PowerPC 750CXe ve vysokém výkonu Pole s míčem obal.

750CXe (kódové označení Anaconda), představené v roce 2001, byla menší revizí 750CX, která zvýšila jeho frekvenci až na 700 a paměťovou sběrnici ze 100 MHz na 133 MHz. Model 750CXe také představoval vylepšený výkon s plovoucí desetinnou čárkou oproti modelu 750CX.^[4] Několik rezervuju tento procesor používaly modely a poslední iMac na bázi G3.

Verze 750CXe se sníženou cenou, nazývaná 750CXr, je k dispozici na nižších frekvencích.

Gekko

Gekko je vlastní centrální procesor pro Windows Nintendo Hrací kostka herní konzole. Je založen na PowerPC 750CXe a přidává asi 50 nových instrukcí a také upravené FPU schopný některých SIMD funkčnost. Má 256 KiB na mezipaměti L2, pracuje na 485 MHz s paměťovou sběrnicí 162 MHz, vyrábí ji IBM na 180 nm procesu. Forma je 43 mm² velký.

PowerPC 750FX

Model 750FX (s kódovým označením Sahara) přišel v roce 2002 a zvýšil frekvenci až na 900 MHz, rychlost sběrnice na 166 MHz a mezipaměť L2 on-die na 512 KiB. Také představoval řadu vylepšení paměťového subsystému: vylepšený a rychlejší (200 MHz) řadič sběrnice 60x, širší sběrnice mezipaměti L2 a schopnost uzamknout části mezipaměti L2.^[4] Vyrábí se za použití 0,13 μm na bázi mědi s Low-K dielektrikum a Křemík na izolátoru technologie. 750FX má 39 milionů tranzistorů, velikost matrice 35 mm² a při typické zátěži spotřebuje méně než 4 W při 800 MHz. Jednalo se o poslední procesor typu G3 používaný společností Apple (použitý na iBook G3).

K dispozici je nízkoenergetická verze 750FX s názvem 750FL.

750FX pohání NASA Víceúčelové posádkové vozidlo Orion.^[5] Orion používá letový počítač společnosti Honeywell International Inc. původně postavený pro tryskové dopravní letadlo Boeing 787.

PowerPC 750GX

750GX (s kódovým označením Gobi), představený v roce 2004, je nejnovější a nejvýkonnější procesor 7xx od společnosti IBM. Má on-die 1 MB L2 cache, nejvyšší frekvenci 1,1 GHz a podporu rychlosti sběrnice až 200 MHz mezi dalšími vylepšeními ve srovnání s 750FX. Vyrábí se pomocí procesu 0,13 μm s měděnými propojeními, low-K dielektrikum, a křemík na izolátoru technologie. Model 750GX má 44 milionů tranzistorů, velikost matrice 52 mm² a při typické zátěži spotřebuje méně než 9 W při 1 GHz.

K dispozici je verze 750GX s nízkým výkonem, která se nazývá 750GL.

PowerPC 750VX

750VX (s kódovým označením „Mojave“) je rumored, nepotvrzená a zrušená verze řady 7xx. Jednalo by se o dosud nejvýkonnější a nejvýkonnější verzi s až 4 MB mezipaměti L3 mimo mezipaměť, 400Mhz DDR sběrnici a stejnou implementací AltiVec použitý v PowerPC 970. Očekávalo se, že bude tak vysoké jako 1,8 GHz (počínaje 1,5 GHz), a že bude mít další fáze potrubí a pokročilé funkce správy napájení.^[6] Bylo oznámeno, že je dokončeno a připraveno k výrobě v prosinci 2003, ale řekl, že načasování je příliš pozdě na to, aby dostalo významné objednávky, protože řada iBook společnosti Apple přešla na G4 v říjnu téhož roku, a tak rychle odpadla z plánu. Od té doby to nebylo nikdy vydáno ani slyšet.

Byly plánovány následné čipy, například 750VXe, které by překonaly 2 GHz.

PowerPC 750CL

Model 750CL je vyvinutým modelem 750CXe s rychlostmi od 400 MHz do 1 GHz se systémovou sběrnicí až 240 MHz, byly přidány funkce předběžného načítání mezipaměti L2 a pokyny související s grafikou, které zlepšují výkon. Protože přidané funkce související s grafikou se velmi shodují s funkcemi nalezenými v procesoru Gekko, je velmi pravděpodobné, že 750CL je zmenšením stejného procesoru pro všeobecné použití. Model 750CL se vyrábí pomocí 90nm měděné výroby s Low-K dielektrikum a Křemík na izolátoru technologie a funkce 20 milionů tranzistorů na 16 mm² zemřít. Čerpá až 2,7 W při 600 MHz, 9,8 W při 1 GHz.^[7][8]

Broadway

Tento procesor Broadway se vyrábí v East Fishkill, NY, ale je zabalen v závodě IBM v Kanadě, proto text na kovovém krytu.

CPU v Wii je prakticky totožný s 750CL, ale běží na 729 MHz, frekvence není podporována skladovým 750CL. Měří pouze 4,2 x 4,5 mm (18,9 mm²). To je menší než poloviční velikost mikroprocesoru "Gekko" (43 mm²) začleněný do GameCube při jeho prvním vydání.^[9]

Espresso

CPU v Wii U je považován za vývoj Broadwayské architektury. Převážně nepotvrzenými vlastnostmi jsou tříjádrový procesor, který běží na frekvenci 1,24 GHz a vyrábí se 45 nm procesem.

Budoucnost

IBM přestala zveřejňovat plán pro rodinu 750 ve prospěch marketingu jako prodejce vlastních procesorů. Vzhledem k prostředkům IBM bude jádro 750 vyráběno s novými funkcemi, pokud bude ochotný kupující. IBM zejména nemá žádné veřejné plány na výrobu běžného mikroprocesoru na bázi 750 v procesu menším než 90 nm, což ji účinně vyřazuje jako komoditní čip konkurenceschopný na takových trzích, jako je síťové zařízení. IBM však vyrobila procesor Espresso pro Nintendo, což je design založený na 750 s vylepšeními, jako je podpora více procesorů (část je trojité jádro), nový proces výroby 45 nm a eDRAM namísto běžné mezipaměti L2; není známo, zda byly v designu provedeny další změny.

V roce 2015 Rochester Electronics začal poskytovat starší podporu pro zařízení.

Freescale ukončila všech 750 návrhů ve prospěch návrhů založených na PowerPC e500 jádro (PowerQUICC III ).

Seznam zařízení

Tento seznam je úplným seznamem známých návrhů založených na 750. Obrázky jsou ilustrační, nikoli v měřítku.

název	Krycí jméno	Výrobce	obraz	Fab proces	Tranzistory	Velikost matrice	Jádra	Hodiny CPU	Přední boční autobus	Mezipaměť L2	Spotřeba	Balík	Představený
PPC740 MPC740	Artur	IBM Motorola		0,25 μm Al	6,35 milionu	67 mm2	1	233 - 366 MHz	66 MHz	Žádná mezipaměť L2	7,3 W při 366 MHz	255 pinů CBGA	1997
PPC750 MPC750	Artur	IBM Motorola		0,25 μm Al	6,35 milionu	67 mm2	1	233 - 366 MHz	66 MHz	256 - 1024 kB zemřít poloviční rychlost	7,3 W při 366 MHz	360kolíkový CBGA	1997
MPC745	Conan	Motorola Freescale		0,22 μm Al	6,75 milionu	51 mm2	1	300 - 350 MHz	66 MHz	Žádná mezipaměť L2	5,4 W při 400 MHz[10]	255 pin PBGA	1998
MPC755	Doyle	Motorola Freescale		0,22 μm Al	6,75 milionu	51 mm2	1	300 - 400 MHz	66 MHz	256 - 1024 kB zemřít poloviční rychlost	5,4 W při 400 MHz[10]	360kolíková PBGA 360kolíkový CBGA	1998
PPC740L	Osamělá hvězda	IBM		0,20 μm Cu	6,35 milionu	40 mm2	1	300 - 533 MHz	100 MHz	Žádná mezipaměť L2	6 W @ 500 MHz	255 pinů CBGA	1999
PPC750L	Osamělá hvězda	IBM		0,20 μm Cu	6,35 milionu	40 mm2	1	300 - 533 MHz[11]	100 MHz	256 - 1024 kB zemřít poloviční rychlost	6 W @ 500 MHz[12]	360kolíkový CBGA	1999
PPC750CX PPC750CXe PPC750CXr PPCDBK	Sidewinder Anakonda Gekko	IBM		0,18 μm Cu	20 milionů (včetně mezipaměti L2)	42,7 mm2	1	350 - 600 MHz 366 - 700 MHz 300 - 533 MHz 486 MHz	100 MHz 133 MHz 133 MHz 162 MHz	256 kB	4,2 W při 400 MHz[13] 6 W při 600 MHz[14] 7,8 W při 533 MHz[15] 4,9 W @ 486 MHz	256 pin PBGA	2000 2001 2003 2001
RAD750		Systémy BAE		0,25 μm - 0,15 μm	10,4 milionu	130 mm2	1	110 - 200 MHz	66 MHz[16]	0 - 1024 kB zemřít	5 W @ 133 MHz[17]	360kolíkový CBGA Radiace tvrdla	2001
PPC750FX PPC750FL	Sahara	IBM		0,13 μm SOI	38 milionů (včetně mezipaměti L2)	34,3 mm2	1	600 - 900 MHz 600 - 733 MHz	166 MHz	512 kB	5,4 W při 800 MHz[18] 5,1 W @ 733 MHz[19]	292 pinů CBGA	2002 2007
PPC750GX PPC750GL	Gobi	IBM		0,13 μm SOI	74 milionů (včetně mezipaměti L2)	52,5 mm2	1	733 - 1 000 MHz 800 - 933 MHz	200 MHz	1024 kB	8,3 W @ 1 000 MHz[20] 6,5 W @ 933 MHz[21]	292 pinů CBGA	2003 2005
PPC750CL Broadway		IBM		90 nm 90 nm, 65 nm SOI	20 milionů (včetně mezipaměti L2)	15,9 mm2	1	400 - 1000 MHz 729 MHz	240 MHz 243 MHz	256 kB	10,5 W (max.) @ 1 GHz[22] 3,9 W @ 729 MHz[23]	278 pin PBGA	2006
Espresso		IBM		45 nm SOI	60 milionů (?)	27,7 mm2	3	1243 MHz 1243 MHz 1243 MHz	?	512 kB 2048 kB 512 kB	?	PBGA MCM	2012

Viz také

• iMac G3, první model řady osobních počítačů iMac od společnosti Apple Computer, Inc.
• iBook G3 První dva modely řady osobních počítačů iBook vyrobené společností Apple, později nahrazené bílým Macbookem (neprofesionálním), to byl poslední sériově vyráběný osobní počítač, který používal G3 (ukončeno v říjnu 2003).
• PowerBook G3, řada přenosných počítačů Macintosh od společnosti Apple Computer v letech 1997 až 2000.
• Power Macintosh G3, běžně nazývané „béžové G3“ nebo „platinové G3“ pro barvu jejich pouzder, byla řada osobních počítačů navržených, vyrobených a prodávaných společností Apple Computer, Inc. od listopadu 1997 do ledna 1999
• Power Macintosh G3 (modrý a bílý) série (běžně známé jako „Modrá a bílá G3„nebo někdy jen“B&W G3„(odlišit ji od původního Power Macintosh G3) byla řada osobních počítačů navržených, vyrobených a prodaných společností Apple Computer Inc. jako součást jejich řady Power Macintosh
• Nintendo GameCube, herní konzole šesté generace prodávaná společností Nintendo.
• Nintendo Wii, herní konzole sedmé generace prodávaná společností Nintendo.
• Nintendo Wii U, herní konzole osmé generace prodávaná společností Nintendo.

Poznámky

Reference

• Gwennap, Linley (17. února 1997). "Arthur revitalizuje linku PowerPC". Zpráva mikroprocesoru. s. 10–13.