PowerPC 400

редактировать

Семейство PowerPC 400 представляет собой строку 32-битных встроенных RISC процессорных ядер на основе архитектуры набора команд PowerPC или Power ISA . Ядра предназначены для использования в специализированных приложениях, начиная от системы на кристалле (SoC) микроконтроллеров, сетевых устройств, специализированных интегральных схем ( ASIC) и программируемых вентильных матриц (FPGA) в телевизионных приставок, запоминающих устройств и суперкомпьютеров.

Applied Micro Circuits Corporation (AMCC). активы, касающиеся 400 ядер семейства от IBM в апреле 2004 года за 227 миллионов долларов, и теперь они продают процессоры под своим собственным именем. IBM продолжает развивать ядра, одновременно предоставляя услуги проектирования и литейного производства для ядер. Несколько ядер также доступны для лицензирования OEM-производителями от IBM и Synopsys.

Содержание

1 Варианты
- 1.1 PowerPC 403
- 1.2 PowerPC 401
- 1.3 PowerPC 405
- 1.4 PowerPC 440
- 1.5 PowerPC 450
- 1.6 PowerPC 460
  - 1.6.1 AppliedMicro
- 1.7 PowerPC 470
2 См. Также
3 Ссылки
4 Дополнительная литература
5 Внешние ссылки

Варианты

Имя	Этапы конвейера
PowerPC 401	3
PowerPC 405	5
PowerPC 440	7
PowerPC 470	9

PowerPC 403

Представленный в 1994 году PowerPC 403 был одним из первых процессоров PowerPC. Это был первый продукт, ориентированный исключительно на рынок встраиваемых систем. По сравнению с другими процессорами PowerPC того времени (PowerPC 601, PowerPC 603 и PowerPC 604 ), он находился на очень низком уровне, не имея модуль управления памятью (MMU) или модуль с плавающей запятой (FPU), например. Ядро предлагалось для нестандартных микросхем и в предварительно упакованных версиях, включая версии с MMU, с частотой от 20 до 80 МГц.

PowerPC 403 используется, среди прочего, в тонких клиентах, телевизионных приставках, RAID -контроллерах, сетевые коммутаторы и принтеры. Первый TiVo использовал 54 МГц PowerPC 403GCX.

AMCC приобрела дизайн 403 у IBM в 2004 году, но предпочла не продавать его, вместо этого сосредоточившись на ядрах 405 и 440.

PowerPC 401

Хотя 403 был популярен, он также был слишком высокопроизводительным и дорогостоящим для некоторых приложений, поэтому в 1996 году IBM выпустила простое ядро PowerPC под названием PowerPC 401. Оно имеет единственная проблема, трехступенчатый конвейер, без MMU или DMA и только 2 КБ инструкций и 1 КБ данных L1 кеширует. Конструкция содержала всего 85 000 транзисторов и работала на частоте до 100 МГц, потребляя всего 0,1 Вт или меньше. Диапазон приложений, использующих ядро 401, от телевизионных приставок и телекоммуникационных коммутаторов до принтеров и факсов.

PowerPC 405

IBM STB04500 в Dilog DT 550. A приставка с питанием от SoC на базе PowerPC 405 с частотой 252 МГц.

PowerPC 405 был выпущен в 1998 году и был разработан для чувствительных к цене или производительности недорогих встроенных систем на кристалле (SoC) конструкции. Он имеет пятиступенчатый конвейер, отдельные кеши L1 данных и данных по 16 КБ, шину CoreConnect, интерфейс вспомогательного процессора (APU) для расширяемости и поддерживает тактовые частоты, превышающие 400 МГц.. Ядро 405 соответствует текущей версии Power ISA v.2.03 с использованием спецификации Book III-E. И AMCC, и IBM разрабатывают и продают процессоры с использованием 405 ядер. IBM и Synopsys также предлагают полностью синтезируемое ядро. IBM объявила о планах сделать спецификации ядра PowerPC 405 свободно доступными для академического и исследовательского сообщества.

Приложения на основе PowerPC-405 включают цифровые камеры, модемы, телевизионные приставки (процессоры IBM STB04xxx), сотовые телефоны, GPS-устройства, принтеры, факсы, сетевые карты, сетевые коммутаторы, запоминающие устройства и сервисные процессоры для серверов. В ПЛИС Xilinx Virtex-II Pro и Virtex-4 используется до двух ядер 405. В 2004 году Hifn купил сетевые процессоры IBM PowerNP , использующие 405 ядер.

V-Dragon: Китайская компания Culturecom использует 405-ядерный процессор. ядро процессора V-Dragon, которое питает терминалы и телеприставки Linux. Процессор V-Dragon включает многоязычный механизм генерации символов (MCGE), который обрабатывает и генерирует китайские символы непосредственно в ЦП.

APM801xx: AppliedMicro имеет ряд систем на кристалле продукты на базе ядра PowerPC 405 под новым именем: APM801xx . Это самые энергоэффективные продукты Power Architecture на сегодняшний день (осень 2010 г.), которые поддерживают частоты до 800 МГц при ~ 1 Вт или 0,3 Вт в режиме ожидания. Создан для поддержки широкого спектра приложений, от сетей до устройств хранения и мультимедиа.

Встроенный контроллер POWER8: Процессор POWER8 содержит встроенные встроенные функции управления питанием и температурой микроконтроллер, называемый встроенным контроллером (OCC). Основанный на процессоре PowerPC 405 с 512 КБ выделенной статической RAM (SRAM), OCC контролирует весь чип.

PowerPC 440

Процессор 533 МГц AMCC PowerPC 440SPe с карты RAID в Apple Xserve.

Представленный в 1999 году, PowerPC 440 был первым ядром PowerPC от IBM, которое включало расширение Book E в спецификацию PowerPC. Он также включает в себя технологию шины CoreConnect, предназначенную для взаимодействия между частями внутри устройства система на кристалле (SoC) на базе PowerPC.

Это высокопроизводительное ядро с отдельными инструкциями и данными по 32 КБ. L1 кеши, семиступенчатый конвейер с двойным вызовом вне очереди, поддерживающий частоты до 800 МГц и L2 кешей до 256 КБ. В ядре отсутствует блок с плавающей запятой (FPU), но с ним связан четырехступенчатый блок FPU, который может быть включен с помощью интерфейса APU (вспомогательный процессор). Ядро 440 соответствует стандарту Power ISA v.2.03 с использованием спецификации Book III-E.

В настоящее время Xilinx включает одно или два ядра (в зависимости от члена семейства) в FPGA Virtex-5 FXT.

И AMCC, и IBM разрабатывают и продают автономные процессоры с использованием 440 ядер. IBM и Synopsys также предлагают полностью синтезированные ядра.

BRE440 Rad Hard SOC: Компания Broad Reach Engineering использовала синтезированное ядро IBM 440 для создания защищенной от излучения встроенной SoC, которая включает в себя различные периферийные устройства (два MAC-адреса Ethernet, PCI, контроллеры памяти, контроллеры DMA, EDAC и SIO), 32 КБ кеш-памяти L1 и 256 КБ кеш-памяти L2. Это устройство было построено с использованием жесткого процесса Honeywell HX5000 rad на длине волны 150 нм. BRE440 работает с тактовой частотой от десятков до 150 МГц.

QCDOC: QCDOC - это специальный суперкомпьютер, созданный для решения небольших, но чрезвычайно требовательных к вычислениям задач в квантовой физике. Он использует специализированные ASIC на базе 440 для достижения максимальной производительности примерно 10 терафлопс.

Blue Gene / L: Два ядра 440 используются в процессорах, питающих IBM Blue Gene / L суперкомпьютер, который до июня 2008 года занимал первое место в списке лучших 500 суперкомпьютеров по всему миру с максимальной производительностью почти 500 терафлопс в 2008 году.

SeaStar: Ядро 440 также используется в Cray XT3, XT4 и XT5 суперкомпьютеры, в которых коммуникационные процессоры SeaStar, SeaStar2 и SeaStar2 + тесно связывают интерфейс памяти HyperTransport с маршрутизацией к другим узлам в кластерах суперкомпьютеров. Устройство SeaStar обеспечивает соединение 6,4 ГБ / с с процессорами на базе Opteron через HyperTransport (вместе составляющие элемент обработки, PE), а также шесть каналов связи 7,6 ГБ / с с соседними PE. SeaStar2 + предлагает внутриузловую пропускную способность 9,6 ГБ / с и функцию коррекции ошибок для перехвата ошибок на пути между вычислительными узлами.

AMCC 460: PowerPC 460EX и 460GT от AMCC, несмотря на свое название, являются процессорами с 440 ядер. Они доступны на частотах от 0,6 до 1,2 ГГц и имеют встроенные контроллеры для DDR или DDR2 SDRAM, USB 2.0, PCIe, SATA и Gigabit Ethernet.

Titan: Intrinsity разработал ныне несуществующее ядро Titan для AppliedMicro с нуля с использованием спецификации ядра PowerPC 440. AppliedMicro использовала ядро Titan в своей высокопроизводительной системе семейства APM832xx на чипах, но эти компоненты так и не поступили на рынок.

Virtex-5 FXT: В своей Virtex-5 FXT FPGA В линейку продуктов Xilinx встраивает до двух ядер PPC440. Встроенный PPC440 имеет максимальную частоту 550 МГц и подключается к окружающей матрице FPGA через специальный переключающий переключатель, повышая производительность системы семейства Virtex-5 FXT более чем в 2,6 раза по сравнению со встроенным PPC405 семейства Virtex-4 FX.

LSI SAS: LSI использует ядро PowerPC 440 в ряде своих контроллеров SAS, включая широко используемый вариант SAS2008.

Acalis CPU872: Acalis CPU872 - это высокоспециализированная микросхема Security SoC, созданная компанией CPU Tech. Он разработан для высокочувствительных и критически важных систем, таких как военные приложения. В нем предусмотрены меры по предотвращению взлома и обратного проектирования, и он производится на надежно защищенной Trusted Foundry IBM. Он имеет встроенную DRAM, два ядра 440 с FPU двойной точности и вспомогательные вычислительные блоки, обеспечивающие ускорение и защиту связи, сложные алгоритмы и синхронизацию между ядрами.

PowerPC 450

Ядро обработки суперкомпьютера Blue Gene / P, разработанного и изготовленного IBM. Он очень похож на PowerPC 440, но мало подробностей раскрывается.

Blue Gene / P: Процессор Blue Gene / P состоит из четырех ядер PowerPC 450, работающих на частоте 850 МГц, что в сумме достигает 13,6 гигафлопс. IBM заявляет о очень энергоэффективной конструкции по сравнению с другими процессорами суперкомпьютеров.

PowerPC 460

Представленные в 2006 году 460 ядер аналогичны 440, но достигают 1,4 ГГц, разработаны с многоядерностью приложений и имеет 24 дополнительных цифровой обработки сигналов (DSP) инструкции. Ядра разработаны с учетом низкого энергопотребления, но высокой производительности, и ожидается, что 464-H90 будет потреблять всего 0,53 Вт на частоте 1 ГГц. Ядро 460 соответствует Power ISA v.2.03 с использованием спецификации Book III-E.

PowerPC 460S - полностью синтезированное ядро, которое может быть лицензировано IBM или Synopsys для производства на различных литейных предприятиях. 460S может быть сконфигурирован с различным объемом кеш-памяти L1 и L2, а также с SMP и FPU или без них.
PowerPC 464-H90 - 90-нм твердое ядро (не синтезируемое), выпущенное в 2006 году, будет предлагать настраиваемое ядро для ASIC, которое может быть произведено IBM или на производственных предприятиях Chartered или Samsung.
PowerPC 464FP-H90 - выпущено в 2007 году, представляет собой аппаратное ядро, которое добавляет двойную точность модуль с плавающей запятой (FPU).

AppliedMicro

PowerPC 460SX и 460GTx основаны на ядре 464-H90. Они нацелены на высокопроизводительные системы хранения и сетевые приложения соответственно. Они работают на частоте от 0,8 до 1,2 ГГц, имеют 512 КБ кэш-памяти L2, которая используется в качестве хранилища SRAM, контроллер памяти DDR2 с тактовой частотой 400 МГц, четыре контроллера Gigabit Ethernet, контроллеры PCIe и множество ускорителей для конкретных приложений и средства управления. Они производятся по техпроцессу 90 нм.
APM82181 - SoC на базе 464 с частотой 0,8–1 ГГц, предназначенный для устройств хранения. Контроллер DDR2, 256 КБ SRAM, конфигурируемый как кэш L2. PCIe, SATA2, USB2, Gbit Ethernet и различные другие интерфейсы ввода / вывода и ускорители, такие как разгрузка TCP / IP, а также RAID5 и ускорители криптографии
APM86190 и APM86290 PACKETpro - под кодовым названием «Мамба», они бывают одно- и двухъядерными Процессоры SoC на базе ядра PowerPC 465, работающие на частоте 0,6–1,5 ГГц. 32 КБ инструкций / 32 КБ данных кэша L1 и 256 КБ кеш-памяти L2, контроллер DDR3, PCIe, SATA2, USB2, Gbit Ethernet и различные другие интерфейсы ввода-вывода и ускорители, такие как разгрузка TCP / IP и ускоритель криптографии с энергонезависимой памятью для криптографические ключи и безопасная загрузка и обнаружение взлома.
APM86791 PACKETpro - под кодовым названием «Keelback», это одноядерный процессор SoC на базе ядра PowerPC 465, работающий на частоте 1 ГГц с 32 КБ инструкций / 32 КБ данных кэшей L1 и 256 КБ кэш-памяти L2, контроллер DDR3, 2x PCIe, 2x SATA2, 2x USB2, 4x Gbit Ethernet. Он также включает в себя ускоритель криптографии на основе ARM Cortex-M3 под названием SLIMpro, работающий на частоте 250 МГц, который обеспечивает безопасную загрузку из ПЗУ и обнаружение изменений.

PowerPC 470

Встроенное и настраиваемое ядро 470, соответствующий требованиям Power ISA v2.05 Book III-E, был разработан IBM вместе с LSI и реализован в PowerPC 476FP в 2009 году. Ядро 476FP имеет 32/32 КБ Кэш L1, двойные целочисленные блоки и SIMD с двойной точностью FPU, который обрабатывает инструкции DSP. Излучение 1,6 Вт на частоте 1,6 ГГц в процессе производства 45 нм. 9 выходов из строя, конвейер с 5 выпусками поддерживает частоту до 2 ГГц, поддерживает шину PLB6, до 1 МБ кэш-памяти L2 и до 16 ядер в конфигурациях SMP.

LSI Axxia ACP3448 - 1,8 ГГц, 4 ядра 476FP, кэш L2 512 КБ на ядро, кэш L3 4 МБ на кристалле, 2 контроллера DDR3, 2 Ethernet 10 Гбит, 3 PCIe и множество сетевых процессоры
C * Core C1000 - семейство встраиваемых процессоров на базе 476FP для бытовой электроники
ChinaChip CC2000 - процессор на базе 476FP со встроенными DSP и GPU для игровых консолей
Модуль NTC 1888TKh018 - SoC для бортовых систем обработки видео и мультимедиа самолетов

См. Также

Ссылки

Дополнительная литература

Халфхилл, Том Р. (25 октября 1999 г.). «IBM PowerPC 440 достигает 1000 MIPS». Отчет микропроцессора.
Халфхилл, Том Р. (21 июля 2000 г.). «PowerPC 440GP: отличный коммуникатор». Отчет микропроцессора.