PowerPC 400 - PowerPC 400

МОЩНОСТЬ, PowerPC, и Питание ISA архитектуры
NXP (ранее Freescale и Motorola)
IBM
IBM / Nintendo
Другой
Ссылки по теме
Отменено серым цветом, исторический курсивом

В PowerPC 400 семья - это линия 32-битный встроенный RISC ядра процессора на основе PowerPC или же Питание ISA архитектуры наборов команд. Ядра предназначены для использования в специализированных приложениях, начиная от система на кристалле (SoC) микроконтроллеры, сетевые устройства, специализированные интегральные схемы (ASIC) и программируемые вентильные матрицы (ПЛИС) на телеприставки, запоминающие устройства и суперкомпьютеры.

Корпорация Applied Micro Circuits (AMCC) купила активы, касающиеся 400 ядер семейства у IBM в апреле 2004 года за 227 миллионов долларов, и теперь они продают процессоры под своим собственным именем. IBM продолжает развивать ядра, предлагая дизайн и Литейный завод сервисы вокруг ядер. Несколько ядер также доступны для лицензирования OEM-производители от IBM и Synopsys.

Варианты

ИмяЭтапы трубопровода
PowerPC 4013
PowerPC 4055
PowerPC 4407
PowerPC 4709

PowerPC 403

Представленный в 1994 году PowerPC 403 был одним из первых PowerPC процессоры. 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 ), это было на очень низком уровне, не хватало блок управления памятью (MMU) или блок 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 тонкие клиенты, телеприставки, RAID -контроллеры, 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 слишком дорогим для некоторых приложений, поэтому в 1996 году IBM выпустила простое ядро ​​PowerPC, названное PowerPC 401. У него единственная проблема, трехступенчатый конвейер, без MMU или DMA. и только 2 КБ инструкции и 1 КБ данных L1 тайники. 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.[1][2]

PowerPC 405

IBM STB04500 в Dilog DT 550. А телеприставки питание от SoC на базе PowerPC 405 252 МГц.

PowerPC 405 был выпущен в 1998 году и был разработан для недорогих встраиваемых систем, чувствительных к цене или производительности. система на кристалле (SoC) конструкции. Он имеет пятиступенчатый конвейер, отдельные инструкции по 16 КБ и данные L1 тайники, а Шина CoreConnect, интерфейс вспомогательного процессора (APU) для расширяемости и поддерживает тактовые частоты, превышающие 400 МГц. Ядро 405 придерживается текущего Power ISA v.2.03 используя спецификацию Book III-E. И AMCC, и IBM разрабатывают и продают процессоры с использованием 405 ядер. IBM и Synopsys также предлагает полностью синтезируемое ядро. IBM объявила о планах сделать спецификации ядра PowerPC 405 свободно доступными для академического и исследовательского сообщества.[3]

Приложения на базе PowerPC-405 включают цифровые камеры, модемы, телевизионные приставки (процессоры IBM STB04xxx[4]), сотовые телефоны, GPS-устройства, принтеры, факсы, сетевые карты, сетевые коммутаторы, запоминающие устройства и сервисные процессоры для серверов. Используется до двух ядер 405 Xilinx Virtex-II Pro и Virtex-4 ПЛИС. 2004 г. Hifn купил IBM PowerNP сетевые процессоры который использует 405 ядер.[5][6][7][8]

V-Dragon
В Китайский компания Culturecom использует ядро ​​405 для своих V-Dragon процессор, который питает Linux терминалы и приставки. Процессор V-Dragon включает в себя многоязычный механизм генерации символов (MCGE), который обрабатывает и генерирует китайские иероглифы прямо в CPU.[9]
APM801xx
AppliedMicro имеет серию системно-чиповых продуктов на базе ядра PowerPC 405 под новым названием: 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 сетевых до устройств хранения и мультимедиа.[10]
Встроенный контроллер POWER8
В МОЩНОСТЬ8 Процессор содержит встроенный микроконтроллер управления питанием и температурой, называемый встроенный контроллер (OCC). На базе процессора PowerPC 405 с 512 КБ выделенной статическая RAM (SRAM), OCC контролирует весь чип.[11]

PowerPC 440

533 МГц AMCC Процессор PowerPC 440SPe от RAID карта в Apple Xserve.

Представленный в 1999 г., PowerPC 440 был первым ядром PowerPC от IBM, которое включало Книга E расширение спецификации PowerPC. Он также включал CoreConnect технология шины, разработанная как интерфейс между частями внутри PowerPC на базе система на кристалле (SoC) устройство.

Это высокопроизводительное ядро ​​с отдельной инструкцией 32 КБ и данными L1. тайники, семиступенчатый внеочередной конвейер с двойной выдачей, поддерживающий скорость до 800 МГц и кэш L2 до 256 КБ. В ядре отсутствует блок с плавающей запятой (FPU), но с ним связан четырехступенчатый FPU, который можно включить с помощью интерфейса APU (A Additional Processing Unit). Ядро 440 придерживается Power ISA v.2.03 используя спецификацию 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 440 ядрами. IBM и Synopsys также предлагает 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 кэша L1 и 256 КБ Кэш L2. Это устройство было построено с использованием жесткого процесса Honeywell HX5000 rad на длине волны 150 нм. BRE440 работает на тактовых частотах от десятков до 150 МГц.
QCDOC
QCDOC это суперкомпьютер, созданный для решения небольших, но чрезвычайно требовательных к вычислениям задач в квантовая физика. Он использует специализированные ASIC на базе 440 для достижения максимальной производительности примерно 10 TFLOPS.
Синий Джин / L
В питании процессоров используются двойные 440 ядра. IBM с Синий Джин / L суперкомпьютер, которая до июня 2008 года занимала первое место в списке топ 500 суперкомпьютеры по всему миру, с максимальной производительностью около 500 терафлопс в 2008.
Морская звезда
Ядро 440 также используется в Cray XT3, XT4 и XT5 суперкомпьютеры, в которых тесно связаны коммуникационные процессоры SeaStar, SeaStar2 и SeaStar2 + Гипертранспорт интерфейс памяти с маршрутизацией на другие узлы в кластерах суперкомпьютеров. Устройство SeaStar обеспечивает соединение со скоростью 6,4 ГБ / с Opteron на базе процессоров через HyperTransport (вместе составляющих элемент обработки, PE), а также шесть каналов со скоростью 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 ядром 440.[12] Они доступны с частотой от 0,6 до 1,2 ГГц и имеют встроенные контроллеры для DDR или DDR2 SDRAM, USB 2.0, PCIe, SATA и Gigabit Ethernet.
Титан
Внутренность разработал ныне несуществующий Ядро титана 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 своем Virtex-5 FXT FPGA продуктовая линейка, 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 SAS микросхемы контроллеров, включая широко распространенный вариант SAS2008.[13]
Acalis CPU872
Acalis CPU872 - это узкоспециализированный чип безопасности SoC, созданный Технология процессора. Он разработан для высокочувствительных и критически важных систем, таких как военные приложения. Он имеет положения для предотвращения взлома и разобрать механизм с целью понять, как это работает и производится на надежном предприятии Trusted Foundry IBM. Он встроил DRAM, два ядра 440 с FPU двойной точности и вспомогательные вычислительные блоки, обеспечивающие ускорение и защиту связи, сложные алгоритмы и синхронизацию между ядрами.[14]

PowerPC 450

Ядро обработки Синий Джин / P суперкомпьютер, разработанный и изготовленный IBM. Он очень похож на PowerPC 440, но мало подробностей раскрывается.

Синий Джин / P
В Синий Джин / P Процессор состоит из четырех ядер PowerPC 450, работающих на частоте 850 МГц, достигающей 13,6 гигафлопс в итоге. IBM заявляет, что конструкция очень энергоэффективна по сравнению с другими процессорами суперкомпьютеров.[15]

PowerPC 460

Представленные в 2006 году 460 ядер аналогичны 440, но достигают 1,4 ГГц, разработаны с многоядерный приложений и 24 дополнительных цифровая обработка 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 придерживается Power ISA v.2.03 используя спецификацию Book III-E.

  • PowerPC 460S - полностью синтезированное ядро, которое может быть лицензировано IBM или Synopsys для производства на различных литейные заводы. 460S может быть сконфигурирован с различным объемом кеш-памяти L1 и L2, а также с SMP и FPU или без них.[16]
  • PowerPC 464-H90 - 90-нм твердое ядро ​​(не синтезируемое), выпущенное в 2006 году, будет предлагать настраиваемое ядро ​​для ASIC которые могут быть произведены с IBM или на производственных предприятиях Chartered или Samsung.
  • PowerPC 464FP-H90 - выпущен в 2007 году, представляет собой жесткое ядро, которое добавляет двойную точность блок с плавающей запятой (FPU).

AppliedMicro

  • PowerPC 460SX и 460GTx основаны на ядре 464-H90. Они нацелены на приложения для хранения данных и сетевые приложения самого высокого класса соответственно. Они работают на частоте от 0,8 до 1,2 ГГц, имеют 512 КБ кеш-памяти второго уровня, который можно использовать как SRAM хранилище, контроллер памяти DDR2 с тактовой частотой 400 МГц, четыре контроллера Gigabit Ethernet, контроллеры PCIe и различные ускорители и средства управления для конкретных приложений. Они производятся по техпроцессу 90 нм.
  • APM82181 - SoC на базе 464 с частотой 0,8–1 ГГц, предназначенная для устройств хранения. DDR2-контроллер, 256 КБ SRAM настраивается как кэш L2. PCIe, SATA2, USB2, Gbit Ethernet и различные другие интерфейсы ввода-вывода и ускорители, такие как разгрузка TCP / IP, а также ускорители RAID5 и криптографии
  • APM86190 и APM86290 PACKETpro - под кодовым названием «Мамба», они представляют собой одно- и двухъядерные 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 кэшем L1 инструкций 32 КБ / данными данных 32 КБ и кэшем L2 256 КБ, контроллером DDR3, 2x PCIe, 2x SATA2, 2x USB2, 4x Gbit Ethernet. Он также включает ARM Cortex-M3 ускоритель криптографии на основе SLIMpro, работающий на частоте 250 МГц, который обеспечивает безопасную загрузку из ПЗУ и определение темперирования.[17][18]

PowerPC 470

Встроенное и настраиваемое ядро ​​470 в соответствии с Power ISA v2.05 Книга III-E была разработана IBM совместно с LSI и реализован в PowerPC 476FP в 2009 году.[19] Ядро 476FP имеет кэш L1 32/32 КБ, двойные целочисленные блоки и SIMD способная двойная точность FPU это обрабатывает DSP инструкции. Излучение 1,6 Вт на частоте 1,6 ГГц в процессе производства 45 нм. 9 этапов вне очереди, конвейер с 5 выпусками поддерживает частоту до 2 ГГц, поддерживает шину PLB6, до 1 МБ кэш-памяти L2 и до 16 ядер в SMP конфигурации.

  • LSI Axxia ACP3448 - 1,8 ГГц, 4 ядра 476FP, 512 КБ кэш-памяти L2 на каждое ядро, 4 МБ кэш-памяти L3 на кристалле, 2 контроллера DDR3, 2 порта 10 Гбит Ethernet, 3 разъема PCIe и различные механизмы сетевой обработки[20]
  • C * Core C1000 - семейство встраиваемых процессоров на базе ядра 476FP для бытовой электроники[21]
  • ChinaChip CC2000 - процессор на базе ядра 476FP со встроенным DSP и графическим процессором для игровых консолей
  • Модуль NTC 1888ТХ018 - SoC для бортовых систем обработки видео и мультимедиа самолетов

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ PowerPC становится потребителем В архиве 2006-05-26 на Wayback Machine, BYTE, сентябрь 1996 г.
  2. ^ Приставка на базе 401, IBM
  3. ^ «Ядро IBM PowerPC 405 доступно для квалифицированного академического и исследовательского сообщества». Power.org. Архивировано из оригинал на 2007-05-24. Получено 2006-11-14.
  4. ^ "STB043xx - STB045xx Интегрированные контроллеры приставки - IBM Microelectronics".
  5. ^ http://www.hifn.com/uploadedFiles/Company/News_and_Events/Press_Releases/20040105.pdf
  6. ^ Руководство пользователя встроенного ядра процессора PPC405-S В архиве 2012-03-01 в Wayback Machine
  7. ^ Хафхилл, Том Р. (12 июля 1999 г.). «PowerPC 405GP имеет шину CoreConnect». Отчет микропроцессора.
  8. ^ Халфхилл, Том Р. (11 ноября 2002 г.). «IBM PowerPC 405EP расширяет семейство». Отчет микропроцессора.
  9. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2007-09-30. Получено 2007-09-27.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  10. ^ «Семейство энергоэффективных процессоров AppliedMicro APM801xx предназначено для потребительских устройств с поддержкой видео мощностью 1 Вт». Проектирование встроенных вычислений. Архивировано из оригинал на 2010-05-25. Получено 2010-08-16.
  11. ^ Тодд Розедал (2014-12-20). «Код прошивки OCC теперь с открытым исходным кодом». openpowerfoundation.org. Получено 2014-12-27.
  12. ^ «Встроенный процессор PowerPC 460EX» (PDF).
  13. ^ «Контроллер ввода-вывода SAS2008».
  14. ^ «CPU Tech запускает Acalis (R) CPU872 MultiCore PowerPC (R) со встроенной памятью DRAM и защитой от несанкционированного доступа - Business Wire». 28 апреля 2008 г.
  15. ^ "IBM News room - 2007-06-26 IBM утроила производительность самого быстрого и самого энергоэффективного суперкомпьютера в мире - США".
  16. ^ "Ядра микропроцессора IBM PowerPC 460". Архивировано из оригинал на 2015-05-30. Получено 2008-11-16.
  17. ^ ЦП ARM защищает процессор APM - Линейная группа
  18. ^ Applied Micro добавляет ядро ​​ARM в урезанный процессор безопасности - EETimes
  19. ^ "IBM News room - 2009-09-15 IBM объявляет о выпуске высокопроизводительного встроенного процессора для систем на кристалле - США".
  20. ^ «Новый коммуникационный процессор Axxia от LSI отличается асимметричной многоядерной архитектурой и выдающейся производительностью». LSI Corporation. 9 февраля 2010 г.
  21. ^ «Китайский поставщик IP планирует семейство Power». EETimes.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка