PowerPC G4 - это обозначение, используемое Apple Computer и Eyetech для описывают четвертое поколение 32-битных микропроцессоров PowerPC . Apple применила это название к различным (хотя и тесно связанным) моделям процессоров из Freescale, бывшей части Motorola. Собственное название этого семейства процессоров Motorola и Freescale - PowerPC 74xx .
Macintosh, например, ноутбуки PowerBook G4 и iBook G4 и . Все настольные компьютеры Power Mac G4 и Power Mac G4 Cube получили свое название от процессора. Процессоры PowerPC G4 также использовались в eMac, первом поколении Xserve, первом поколении Mac Minis и iMac G4 ранее. введение PowerPC 970.
Apple полностью отказалась от серии G4 для настольных моделей после того, как она выбрала 64-битный процессор PowerPC 970 производства IBM в качестве основы для своей серии PowerPC G5. Последней настольной моделью, которая использовала G4, был Mac Mini, который теперь оснащен процессором Intel. Последним портативным устройством, использующим G4, был iBook G4, но его заменил MacBook на базе Intel. PowerBook G4 был заменен на процессор MacBook Pro.
на базе Intel. Процессоры PowerPC G4 также популярны в других компьютерных системах, таких как компьютеры серии AmigaOne и Pegasos. из Генези. Помимо настольных компьютеров, PowerPC G4 популярен во встроенных средах, таких как маршрутизаторы, телекоммуникационные коммутаторы, обработка изображений, обработка мультимедиа, авионика и военные приложения, где можно воспользоваться преимуществами AltiVec и его SMP <95.>Возможности.
PowerPC 7400 (под кодовым названием «Макс») дебютировал в августе 1999 г. и был первым процессором, несущим G4 "прозвище. Микросхема работает на скоростях от 350 до 500 МГц и содержит 10,5 миллионов транзисторов, изготовленных с использованием процесса Motorola HiPerMOS6 с диаметром пор 0,20 мкм. Размер кристалла составляет 83 мм, и в нем имеются медные межсоединения..
Motorola обещала Apple поставлять детали с частотой до 500 МГц, но выходы поначалу оказались слишком низкими. Это вынудило Apple отказаться от рекламируемых 500 МГц моделей PowerMac G4. Серия Power Mac была резко понижена с частот процессора 400, 450 и 500 МГц до 350, 400 и 450 МГц, а проблемы с чипом были устранены. Этот инцидент вызвал разрыв в отношениях между Apple и Motorola и, как сообщается, заставил Apple обратиться к IBM за помощью в повышении производительности линейки Motorola 7400. Модель 500 МГц была повторно представлена 16 февраля 2000 года.
Большая часть дизайна 7400 была разработана Motorola в тесном сотрудничестве с Apple и IBM. IBM, третий член альянса AIM, разработала чип вместе с Motorola в своем конструкторском центре в Сомерсете, но решила не производить его, потому что тогда не видела потребности в блоке векторной обработки. В конечном итоге архитектура G4 содержала 128-битный блок векторной обработки, обозначенный Motorola AltiVec, в то время как маркетинг Apple назвал его «Velocity Engine».
PowerPC 970 (G5) был первым процессором IBM, который реализовал VMX / AltiVec, для которого IBM повторно использовала старую конструкцию 7400, которая у них еще была от дизайн они сделали с Motorola в Сомерсете. Процессор Xenon в Xbox 360 также поддерживает VMX с добавленными проприетарными расширениями, созданными специально для Microsoft. POWER6, представленный в 2007 году, является первым процессором IBM "big iron ", который также поддерживает VMX.
С блоком AltiVec микропроцессор 7400 может выполнять четырехсторонние вычисления с плавающей запятой одинарной точности (32-битные) или 16-битные 8-битные, 8-битные 16-битные или четырехпозиционные 32-битные вычисления. битовая целочисленная математика за один цикл. Кроме того, блок векторной обработки является суперскалярным и может выполнять две векторные операции одновременно. По сравнению с микропроцессорами Intel x86 в то время эта функция предлагала существенный прирост производительности приложениям, разработанным для использования преимуществ устройства AltiVec. Некоторыми примерами являются Adobe Photoshop, в котором используется модуль AltiVec для более быстрого рендеринга эффектов и переходов, и пакет Apple iLife, который использует преимущества модуля для импорта и преобразования файлов на лету.
Кроме того, 7400 имеет расширенную поддержку симметричной многопроцессорной обработки (SMP) благодаря улучшенному протоколу когерентности кэша (MERSI ) и 64-битной плавающей точечная единица (FPU), частично полученная из серии 604. Серия 603 имела 32-битный FPU, которому потребовалось два тактовых цикла для выполнения 64-битных арифметических операций с плавающей запятой.
Семейство PowerPC G4 поддерживает две технологии шин, старую шину 60x, которую оно разделяет с семействами PowerPC 600 и PowerPC 7xx, и более продвинутая шина MPX. Устройства, использующие шину 60x, можно сделать совместимыми с процессорами 6xx или 7xx, что дает широкий спектр предложений и простой и дешевый способ обновления при минимальном уровне проблем совместимости. В основном существуют две компании, производящие системные контроллеры для компьютеров 7xx и 7xxx: Tundra с их контроллерами Tsi1xx и Marvell с их контроллерами Discovery.
PowerPC 7410 «Nitro» - это маломощная версия 7400, но она была произведена с длиной волны 180 нм вместо 200 нм. Как и 7400, в нем 10,5 миллионов транзисторов. Он дебютировал в PowerBook G4 9 января 2001 года.
В чипе добавлена возможность использовать весь или половину своего кеша в качестве высокоскоростной некэшированной памяти, отображаемой на физическом уровне процессора. адресное пространство по желанию. Эта функция использовалась встраиваемыми системами поставщиками, такими как Mercury Computer Systems.
PowerPC 7450 "Voyager" / "V'ger" был единственным значительным изменением конструкции процессора G4. Чип на 33 миллиона транзисторов значительно расширил конвейер выполнения 7400 (минимум 7 против 4 этапов), чтобы достичь более высоких тактовых частот, улучшил пропускную способность команд (3 + ветвление против 2 + ветвей за цикл), чтобы компенсировать более высокую задержку команд, заменен внешний кэш L2 (до 2 МБ, 2-полосный ассоциативный набор, 64-битный путь к данным) со встроенным (256 КБ, 8-канальный ассоциативный набор, 256-битный путь к данным), поддерживал внешний кэш L3 (до 2 MB 8-полосный ассоциативный, 64-битный путь к данным), а также многие другие архитектурные достижения. Устройство AltiVec было улучшено с выпуском 7450; вместо выполнения одной векторной и одной векторной инструкции ALU (простой int, сложный int, float) за цикл, например 7400/7410, 7450 и его последователи Motorola / Freescale могут одновременно выполнять две произвольные векторные инструкции (перестановка, простой int, сложный int, поплавок). Он был представлен 9 января 2001 года вместе с 733 МГц Power Mac G4. Motorola выпустила промежуточный выпуск, 7451 под кодовым названием Apollo 6, как и 7455. Ранний AmigaOne Компьютеры XE поставлялись с процессором 7451.
Усовершенствования дизайна 745x дали ему прозвища G4e или G4 +, но они никогда не были официальными обозначениями.
PowerPC 7455 "Apollo 6" был представлен в январе 2002 года. Он поставлялся с более широким, 256-дюймовым экраном. битовый путь кэш-памяти на кристалле и был изготовлен по технологии Motorola HiPerMOS 0,18 мкм (180 нм) с медными межсоединениями и SOI. Это был первый процессор в компьютере Apple, преодолевший отметку в 1 ГГц. 7445 - это тот же чип без интерфейса кэш-памяти L3. 7455 используется в AmigaOne XE G4 и двойном 1 ГГц Power Mac G4 (Quicksilver 2002)
PowerPC 7447 "Apollo 7 "немного улучшен по сравнению с 7450/55, он имеет 512 КБ встроенной кэш-памяти L2 и был изготовлен по технологии 130 нм с SOI, следовательно, потребляет меньше энергии. В нем 58 миллионов транзисторов. С 7447A, который представил встроенный термодиод, а также DFS (динамическое масштабирование частоты ) Freescale смог достичь немного более высокой тактовой частоты. 7457 имеет дополнительный интерфейс кеш-памяти L3, поддерживающий до 4 МБ кеш-памяти L3, по сравнению с 2 МБ, поддерживаемыми 7455 и 7450. Однако масштабирование его частоты застопорилось, когда Apple решила использовать 7447 вместо 7457, несмотря на то, что 7457 был преемником 7455 с кеш-памятью L3, который Apple использовала раньше.
Единственные компании, которые предлагают 7457 в виде обновлений для Power Mac G4, iMac G4 и Power Mac G4 Cube это Giga Designs, Sonnet Technology, Daystar Technology (они используют 7457 только для обновлений iMac G4) и PowerLogix. Компьютерная платформа Pegasos от Genesi также использует 7447 в своих Pegasos-II / G4.
7457 часто используется для ремонта модуля ЦП AmigaOne XE; Некоторое программное обеспечение AmigaOS с установленным 7457 может ошибочно принять AmigaOne за компьютер Pegasos II, поскольку не было никаких официальных плат 7457, выпущенных Eyetech.
PowerPC 7448 «Apollo 8» является развитием PowerPC 7447A, анонсированного на первом технологическом форуме Freescale в июне 2005 года. Улучшения заключались в более высоких тактовых частотах (до 1,7 ГГц) официально и легко до 2,4 ГГц с помощью разгона, больший объем кэш-памяти L2 объемом 1 МБ, более быстрая передняя шина на 200 МГц и более низкое энергопотребление (18 Вт при 1,7 ГГц). Он был изготовлен по процессу 90 нм с использованием медных межсоединений и SOI.
Пользователи PowerPC 7448:
В 2004 г. Компания Freescale переименовала ядро G4 в e600 и сместила фокус с обычных ЦП на высокопроизводительные встроенные устройства SoC и представила новую схему именования MPC86xx. 7448 должен был стать последним чистым G4, и он лег в основу нового ядра e600 с семиступенчатым конвейером из трех выпусков и мощным блоком предсказания переходов, который обрабатывает до шестнадцати инструкций. порядка. Он имеет усовершенствованный блок AltiVec, способный выполнять ограниченное выполнение вне очереди, и кэш-память второго уровня объемом 1 МБ.
Этот список представляет собой полный список известных проектов на базе G4 (за исключением новых проектов Core E600). Рисунки являются иллюстрациями и не в масштабе.
Название | Производитель | Изображение | Fab | Транзисторы | Размер матрицы | Сердечники | Часы | Кэш L2 | Кэш L3 | Пакет | Представлен |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
MPC7400 | Motorola | 0,20 мкм | 10,5 M | 83 мм | 1 | 350–500 МГц | 512–2048 кБ. вне кристалла | нет данных | 360-контактный CBGA | 1999 | |
06K5319. 10K8298 | IBM | 0,18 мкм | 10,5 M | 1 | 400–500 МГц | 512–2048 кБ. вне кристалла | н / д | 360-контактный CBGA | 2000 | ||
MPC7410 | Motorola. Freescale | 0,18 мкм | 10,5 M | 52 мм | 1 | 400–550 МГц | 512–2048 кБ. вне кристалла | н / д | 360-контактный CBGA. 360-контактный CLGA | 2001 | |
MPC7450. MPC7451 | Motorola | 0,18 мкм | 33 M | 106 мм | 1 | 500–867 МГц | 256 кБ | 0–2 МБ. вне кристалла | 483 контакт CBGA | 2001 | |
MPC7440. MPC7441 | Motorola | 0,18 мкм | 33 M | 106 мм | 1 | 500– 800 МГц | 256 кБ | нет данных | 360 CBGA | 2001 | |
MPC7455 | Motorola | 0,18 мкм SOI | 33 M | 106 мм | 1 | 600–1420 МГц | 256 кБ | 0–2 МБ. вне кристалла | 483-контактный CBGA | 2002 | |
MPC7445 | Motorola | 0,18 мкм SOI | 33 M | 106 мм | 1 | 600–1420 МГц | 256 кБ | 0–2 МБ. вне кристалла | 360-контактный CBGA | 2002 | |
MPC7457 | Motorola. Freescale | 0,13 мкм SOI | 58 M | 98,3 мм | 1 | 867–1267 МГц | 512 кБ | 0–4 МБ. вне кристалла | 483-контактный CBGA | 2003 | |
MPC7447. MPC7447 / A | Motorola. Freescale | 0,13 мкм SOI | 48,6 M | 83,9 мм | 1 | 600– 1420 МГц. 600–1600 МГц | 512 кБ | н / д | 360-контактный CBGA. 360-контактный CLGA | 2003. 2004 | |
MPC7448 | Freescale | 90 нм SOI | 90 M | 58,44 мм | 1 | 1000–1700 МГц | 1024 кБ | н / д | 360-контактный CBGA. 360-контактный CLGA | 2005 |