PowerPC 7xx - PowerPC 7xx

В PowerPC 7xx это семейство 32-битного третьего поколения PowerPC микропроцессоры разработан и изготовлен IBM и Motorola (сейчас же Freescale Semiconductor ). Эта семья называется PowerPC G3 известным заказчиком Apple Inc., который представил его 10 ноября 1997 года. Термин "PowerPC G3" часто ошибочно принимают за микропроцессор, хотя на самом деле использовалось несколько микропроцессоров от разных производителей. Такие обозначения применялись к Macintosh компьютеры, такие как PowerBook G3, то разноцветные iMac, iBooks и несколько рабочих столов, включая как Бежевый и Синий и белый Power Macintosh G3s. Низкое энергопотребление и небольшой размер сделали процессоры идеальными для ноутбуков, и это имя дожило свои последние дни в Apple в iBook.

Семейство 7xx также широко используется во встраиваемых устройствах, таких как принтеры, маршрутизаторы, устройства хранения данных, космические корабли,^[1] и игровые приставки. У семейства 7xx были свои недостатки, а именно отсутствие SMP поддержка и SIMD возможности и относительно слабая FPU. Motorola 74xx Диапазон процессоров продолжился там, где остановился 7xx.

Процессоров

PowerPC 740/750

Процессор Motorola PowerPC 750 с тактовой частотой 300 МГц с внешней кэш-памятью второго уровня на модуле ЦП из Power Mac G3.

PowerPC 740 и 750 (кодовое имя Arthur)^[2] были введены в конце 1997 года как эволюционная замена PowerPC 603e. Улучшения включали более быстрый Системная шина 60x (66 МГц), большие кэши L1 (32 КБ инструкций и 32 КБ данных), второй целочисленный блок, улучшенный блок с плавающей запятой и более высокая частота ядра. 750 имел поддержку дополнительной внешней унифицированной кэш-памяти L2 объемом 256, 512 или 1024 КБ. Контроллер кеша и теги кеша встроены. Доступ к кешу осуществлялся через выделенную 64-битную шину.

740 и 750 добавлены динамическое предсказание ветвления и кэш целевых инструкций ветвления с 64 записями (BTIC). Динамическое предсказание ветвления использует записанный результат ветвления, сохраненный в 2-битной таблице истории ветвлений (BHT) из 512 записей, для предсказания его результата. BTIC кэширует первые две инструкции в целевой ветви.

Модели 740/750 имели 6,35 миллиона транзисторов и изначально производились IBM и Motorola на основе алюминия. Размер матрицы 67 мм.² при 0,26 мкм, и он достиг скорости до 366 МГц при потреблении 7,3 Вт.

В 1999 году IBM изготовила версии с толщиной 0,20 мкм с медные межсоединения, что увеличило частоту до 500 МГц и снизило энергопотребление до 6 Вт, а размер кристалла до 40 мм.².

740 немного превзошел Pentium II при этом потребляя гораздо меньше энергии и меньшего размера. Кэш L2 вне кристалла 750 увеличил производительность примерно на 30% в большинстве ситуаций. Дизайн оказался настолько удачным, что быстро превзошел PowerPC 604e в целочисленном исполнении, что приводит к списанию запланированного преемника 604.

PowerPC 740 полностью совместим по выводам со старым 603, что позволяет обновлять PowerBook 1400, 2400 и даже до прототипа PowerBook 500 / G3. 750 с его шиной кэш-памяти L2 требовалось больше контактов и, следовательно, другой корпус, 360-контактный массив сетки мячей (BGA).

PowerPC 750 использовался во многих компьютерах Apple, включая оригинальный iMac.

RAD750

RAD750 - это радиационно стойкий процессор на базе PowerPC 750. Он предназначен для использования в радиация среды, такие как опытные на борту спутники и другие космический корабль. RAD750 был выпущен для покупки в 2001 году. Марсианская научная лаборатория (Любопытство ) и Марсианский разведывательный орбитальный аппарат космический корабль имеет на борту RAD750.^[3]

В процессоре 10,4 млн транзисторов, производство BAE Systems с использованием процесса 250 или 150 нм и площадью кристалла 130 мм². Он работает на частотах от 110 до 200 МГц. Сам процессор выдерживает от 200000 до 1000000 Рад и диапазон температур от -55 до 125 ° C. Упаковка и логические функции RAD750 имеют цену, превышающую АМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ 200 000: высокая цена в основном связана с изменениями в архитектуре и производстве PowerPC 750 для повышения радиационной стойкости, строгими требованиями к контролю качества и расширенными испытаниями каждой производимой микросхемы процессора.

PowerPC 745/755

Motorola пересмотрела дизайн 740/750 в 1998 году и уменьшила размер матрицы до 51 мм.² благодаря новой конструкции на основе алюминия толщиной 0,22 мкм. Скорости увеличились до 600 МГц. 755-й использовался в некоторых iBook модели. После этой модели Motorola решила не продолжать разработку процессоров 750 в пользу своих PowerPC 7400 процессор и другие ядра.

PowerPC 750CX

IBM продолжила разработку линейки PowerPC 750 и представила PowerPC 750CX (под кодовым названием Sidewinder) в 2000 году. Он имеет встроенную кэш-память L2 объемом 256 КБ; это увеличило производительность при одновременном снижении энергопотребления и сложности. На частоте 400 МГц он потреблял менее 4 Вт. 750CX имел 20 миллионов транзисторов, включая кэш L2. Размер матрицы 43 мм.² через процесс получения меди 0,18 мкм. 750CX использовался только в одной версии iMac и iBook.

PowerPC 750CXe

PowerPC 750CXe с частотой 533 МГц с высокой производительностью Шаровая сетка упаковка.

750CXe (кодовое имя Anaconda), представленный в 2001 году, представлял собой незначительную ревизию 750CX, которая увеличила его частоту до 700 и шину памяти со 100 МГц до 133 МГц. 750CXe также показал улучшенную производительность с плавающей запятой по сравнению с 750CX.^[4] Несколько iBook модели и последний iMac на базе G3 использовали этот процессор.

Уменьшенная версия 750CXe, называемая 750CXr, доступна на более низких частотах.

Гекко

Gekko - это настраиваемый центральный процессор для Nintendo GameCube игровая консоль. Он основан на PowerPC 750CXe и добавляет около 50 новых инструкций, а также модифицированный FPU способен на некоторые SIMD функциональность. Он имеет 256 Кбайт встроенной кэш-памяти L2, работает на частоте 485 МГц с шиной памяти 162 МГц, изготовлен IBM по 180-нм техпроцессу. Матрица 43 мм² большой.

PowerPC 750FX

750FX (под кодовым названием Sahara) появился в 2002 году и увеличил частоту до 900 МГц, частоту шины до 166 МГц и встроенный кэш L2 до 512 Кбайт. В нем также был внесен ряд улучшений в подсистему памяти: усовершенствованный и более быстрый (200 МГц) контроллер шины 60x, более широкая шина кэш-памяти L2 и возможность блокировать части кеш-памяти L2.^[4] Он изготовлен с использованием изготовления на основе меди 0,13 мкм с Низкокалорийный диэлектрик и Кремний на изоляторе технологии. 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, использованный Apple (использованный в iBook G3).

Доступна маломощная версия 750FX под названием 750FL.

750FX поддерживает НАСА Многоцелевой экипажный автомобиль "Орион".^[5] Orion использует бортовой компьютер Honeywell International Inc., изначально построенный для реактивного авиалайнера Boeing 787.

PowerPC 750GX

750GX (кодовое название Gobi), представленный в 2004 году, является последним и самым мощным процессором 7xx от IBM. Он имеет встроенную кэш-память L2 объемом 1 МБ, максимальную частоту 1,1 ГГц и поддерживает скорость шины до 200 МГц среди других улучшений по сравнению с 750FX. Он изготовлен с использованием процесса 0,13 мкм с медными межсоединениями, низкокалорийный диэлектрик, и кремний на изоляторе технологии. 750GX имеет 44 миллиона транзисторов, размер матрицы 52 мм.² и потребляет менее 9 Вт на частоте 1 ГГц при типичных нагрузках.

Доступна маломощная версия 750GX под названием 750GL.

PowerPC 750VX

750VX (кодовое название "Mojave") - это, по слухам, неподтвержденная и отмененная версия линейки 7xx. Это будет самая мощная и функциональная версия на сегодняшний день с до 4 МБ кэш-памяти L3 вне кристалла, передней шиной DDR на 400 МГц и той же реализацией AltiVec используется в PowerPC 970. Ожидалось, что он будет работать на частоте 1,8 ГГц (начиная с 1,5 ГГц) и, как сообщается, будет иметь дополнительные этапы конвейера и расширенные функции управления питанием.^[6] Сообщалось, что он был закончен и готов к производству в декабре 2003 года, но 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 выпускался и не слышался.

Были запланированы последующие чипы, такие как 750VXe, которые превышали бы 2 ГГц.

PowerPC 750CL

750CL - это усовершенствованный 750CXe со скоростями от 400 МГц до 1 ГГц с системной шиной до 240 МГц, функции предварительной выборки кэша L2 и инструкции, связанные с графикой, были добавлены для повышения производительности. Поскольку добавленные функции, связанные с графикой, очень похожи на те, что есть в процессоре Gekko, весьма вероятно, что 750CL является уменьшенной версией того же процессора для общего использования. 750CL изготовлен на основе 90-нм медной технологии с Низкокалорийный диэлектрик и Кремний на изоляторе технологии и имеет 20 миллионов транзисторов на 16 мм² умри. Он потребляет до 2,7 Вт на частоте 600 МГц и 9,8 Вт на частоте 1 ГГц.^[7]^[8]

Бродвей

Этот процессор Broadway производится в Ист-Фишкилле, штат Нью-Йорк, но упаковывается на заводе IBM в Канаде, отсюда и текст на металлической крышке.

ЦП в Wii практически идентичен 750CL, но работает на частоте 729 МГц, что не поддерживается стандартным 750CL. Его размеры всего 4,2 х 4,5 мм (18,9 мм).²). Это меньше половины размера микропроцессора Gekko (43 мм.²) включены в GameCube в его первом выпуске.^[9]

Эспрессо

ЦП в Wii U считается развитием бродвейской архитектуры. В значительной степени неподтвержденные характеристики - это трехъядерный процессор, работающий на частоте 1,24 ГГц и изготовленный по 45-нм техпроцессу.

Будущее

IBM прекратила публиковать план развития семейства 750 в пользу продвижения себя как производителя специализированных процессоров. Учитывая ресурсы IBM, 750-ядерное ядро будет производиться с новыми функциями до тех пор, пока есть желающий покупатель. В частности, у IBM нет публичных планов по производству обычного микропроцессора на базе 750-й в процессе, меньшем, чем 90 нм, по сути, отказавшись от этого чипа, конкурентоспособного на таких рынках, как сетевое оборудование. Однако IBM сделала процессор Espresso для Nintendo, который представляет собой дизайн на основе 750 с такими улучшениями, как поддержка многопроцессора (часть является трехъядерным), новый 45-нм производственный процесс и eDRAM вместо обычного кэша L2; неизвестно, вносились ли в конструкцию дальнейшие изменения.

2015 г. Рочестер Электроникс начал предоставлять устаревшую поддержку устройств.

Freescale прекратил выпуск всех 750 дизайнов в пользу дизайнов, основанных на PowerPC e500 основной (PowerQUICC III ).

Список устройств

Этот список представляет собой полный список известных 750 разработок. Рисунки являются иллюстрациями и не в масштабе.

имя	Кодовое название	Производитель	Потрясающий процесс	Транзисторы	Размер умирают	Ядра	Частота процессора	Фронтальный автобус	Кэш L2	Потребление	Пакет	Введено
PPC740 MPC740	Артур	IBM Motorola	0,25 мкм Al	6,35 миллиона	67 мм²	1	233-366 МГц	66 МГц	Нет кэша L2	7,3 Вт при 366 МГц	255-контактный CBGA	1997
PPC750 MPC750	Артур	IBM Motorola	0,25 мкм Al	6,35 миллиона	67 мм²	1	233-366 МГц	66 МГц	256-1024 кБ умереть половина скорости	7,3 Вт при 366 МГц	360-контактный CBGA	1997
MPC745	Конан	Motorola Freescale	0,22 мкм Al	6,75 миллионов	51 мм²	1	300 - 350 МГц	66 МГц	Нет кэша L2	5,4 Вт @ 400 МГц^[10]	255-контактный PBGA	1998
MPC755	Дойл	Motorola Freescale	0,22 мкм Al	6,75 миллионов	51 мм²	1	300-400 МГц	66 МГц	256-1024 кБ умереть половина скорости	5,4 Вт @ 400 МГц^[10]	360-контактный PBGA 360-контактный CBGA	1998
PPC740L	Одинокая звезда	IBM	0,20 мкм Cu	6,35 миллиона	40 мм²	1	300 - 533 МГц	100 МГц	Нет кэша L2	6 Вт @ 500 МГц	255-контактный CBGA	1999
PPC750L	Одинокая звезда	IBM	0,20 мкм Cu	6,35 миллиона	40 мм²	1	300 - 533 МГц^[11]	100 МГц	256-1024 кБ умереть половина скорости	6 Вт @ 500 МГц^[12]	360-контактный CBGA	1999
PPC750CX PPC750CXe PPC750CXr PPCDBK	Sidewinder Анаконда Гекко	IBM	0,18 мкм Cu	20 миллионов (включая кэш L2)	42,7 мм²	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 @ 400 МГц^[13] 6 Вт @ 600 МГц^[14] 7,8 Вт при 533 МГц^[15] 4,9 Вт при 486 МГц	256-контактный PBGA	2000 2001 2003 2001
RAD750		BAE Systems	0,25 мкм - 0,15 мкм	10,4 миллиона	130 мм²	1	110-200 МГц	66 МГц^[16]	0-1024 кБ умереть	5 Вт @ 133 МГц^[17]	360-контактный CBGA Радиационная стойкость	2001
PPC750FX PPC750FL	Сахара	IBM	0,13 мкм SOI	38 миллионов (включая кэш L2)	34,3 мм²	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	2002 2007
PPC750GX PPC750GL	Гоби	IBM	0,13 мкм SOI	74 миллиона (включая кэш L2)	52,5 мм²	1	733 - 1000 МГц 800 - 933 МГц	200 МГц	1024 кБ	8,3 Вт @ 1000 МГц^[20] 6,5 Вт при 933 МГц^[21]	292-контактный CBGA	2003 2005
PPC750CL Бродвей		IBM	90 нм 90 нм, 65 нм SOI	20 миллионов (включая кэш L2)	15.9 мм²	1	400 - 1000 МГц 729 МГц	240 МГц 243 МГц	256 КБ	10,5 Вт (макс.) На частоте 1 ГГц^[22] 3,9 Вт @ 729 МГц^[23]	278-контактный PBGA	2006
Эспрессо		IBM	45 нм SOI	60 миллионов (?)	27,7 мм²	3	1243 МГц 1243 МГц 1243 МГц	?	512 КБ 2048 КБ 512 КБ	?	PBGA MCM	2012

Смотрите также

iMac G3, первая модель линейки персональных компьютеров iMac от Apple Computer, Inc.
iBook G3, первые две модели линейки персональных компьютеров iBook, произведенные Apple, позже замененные белым Macbook (непрофессиональным), это был последний персональный компьютер массового производства, использующий G3 (производство прекращено в октябре 2003 г.).
PowerBook G3, линейка портативных компьютеров Macintosh, произведенная Apple Computer в период с 1997 по 2000 год.
Power Macintosh G3, обычно называемые «бежевыми G3» или «платиновыми G3» из-за цвета их корпусов, представляли собой серию персональных компьютеров, разработанных, изготовленных и проданных Apple Computer, Inc. с ноября 1997 года по январь 1999 года.
Power Macintosh G3 (синий и белый), серия (широко известная как "Синий и белый G3", а иногда просто"B&W G3"(чтобы отличить его от оригинального Power Macintosh G3) был серией персональных компьютеров, разработанных, произведенных и проданных Apple Computer Inc. как часть их линии Power Macintosh.
Nintendo GameCube, игровая консоль шестого поколения, продаваемая Nintendo.
Nintendo Wii, игровая консоль седьмого поколения, продаваемая Nintendo.
Nintendo Wii U, игровая консоль восьмого поколения, продаваемая Nintendo.

Примечания

^ «Марсоход Curiosity НАСА стоимостью 2,5 миллиарда долларов: Apple PowerBook на колесах».
^ Гвеннап 1997
^ "Пресс-кит о запуске научной лаборатории Марса" (PDF). НАСА / Лаборатория реактивного движения.
^ ^а ^б «Примечание по применению: различия между микропроцессорами RISC IBM PowerPC 750FX, PowerPC 750 и PowerPC 750CX / PowerPC 750CXe» (PDF). 306.ibm.com. Получено 2013-10-07.^{[постоянная мертвая ссылка ]}
^ «Космический корабль Орион не умнее твоего телефона». ComputerWorld. 2014 г.. Получено 2014-12-05.
^ Джейд, Каспер (11 декабря 2003 г.). "IBM PowerPC 750VX доработан, говорят источники". Appleinsider.com. Получено 2013-10-07.
^ Версия микропроцессора IBM PowerPC 750CL DD2.x
^ Руководство пользователя микропроцессора IBM PowerPC 750CL RISC В архиве 2012-11-15 в Wayback Machine
^ Руководство пользователя микропроцессора IBM Broadway RISC, v0.6 В архиве 2013-12-04 в Wayback Machine
^ ^а ^б Технические характеристики микропроцессора MPC755 RISC, страница 11
^ PPC740L и PPC750L - Стр. 13
^ PPC750L против PPC750CXe - Стр. 6
^ PPC 750CX Дополнение к руководству пользователя PPC 750 - стр. 3
^ Техническое описание PPC 750CXe - Страница 9
^ Технический паспорт PPC 750CXr - страница 17
^ Бортовой компьютер RAD750 с поддержкой SpaceWire для лунного разведывательного орбитального аппарата
^ «Бортовой компьютер системы RAD750» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-03-05. Получено 2013-04-11.
^ Рассеиваемая мощность PPC 750FX и PPC750GX - Стр.13
^ Техническое описание PPC 750FL - Страница 19
^ Технический паспорт PPC 750GX - страница 17
^ Технический паспорт PPC 750GL - страница 17
^ PPC 750CL, версия DD2.x - стр.
^ «Снижение потребления энергии на 20% [по сравнению с номинальной мощностью 4,9 Вт Gekko]»