A PowerPC 970, PowerPC 970FX, és PowerPC 970MP 64 bites PowerPC architektúrájú, nagy teljesítményű RISC processzorok, melyeket az IBM fejlesztett és mutatott be 2002-ben. Az Apple a 970-es sorozatot saját részéről PowerPC G5-nek nevezte, amivel Power Mac G5 számítógép-sorozatával kötötte össze ezeket a processzorokat, utalva termékei (és a processzorok) ötödik generációjára. A „generáció” fogalma itt teljesen önkényes, bár a 970-es sorozat valóban komoly technológiai ugrást jelentett.
Miután az 1990-es évek elején az AIM szövetség létrehozta a PowerPC architektúrát, a 970-es család az IBM és az Apple további együttműködése nyomán jött létre. A fejlesztés kódneve „GP-UL”, azaz „Giga Processor Ultra Light” volt, ahol a „Giga Processor” az IBM POWER4 processzorának kódneve, amiből a mag származik. A 970-es a második 64 bites processzor a PowerPC családban, ugyanis a 2. generációs PowerPC 620 (1996) ugyancsak 64 bites volt, de kereskedelmi szempontból nem volt sikeres. Mikor az Apple bevezette a Power Mac G5-öt, kijelentette: ötéves közös erőfeszítés volt, és több generációs fejlesztési tervet vetített előre. Ez a jóslat azonban rövid életű volt, mivel az Apple-nek rövidesen vissza kellett vonnia ígéretét, miszerint egy évvel a bevezetés után a processzorok elérik a -es órajelet. Az IBM sem tudta az energiafogyasztást a laptopok számára szükséges szintre csökkenteni. Végül az Apple a processzor összesen három változatát alkalmazta a termékeiben.
Az IBM JS20/JS21 blade modulok, néhány alsó kategóriás munkaállomás és System p szerverek alapulnak a PowerPC 970-es processzoron. Használják még néhány nagy teljesítményű beágyazott rendszerben, pl. a Mercury Systems egyes eszközeiben. Az IBM a PowerPC 970 magot is licenszeli egyedi alkalmazásokban való felhasználásra.
Tervezés
A PowerPC 970 a POWER4 egymagos származéka, képes natív módon feldolgozni mind a 32 bites, mind a 64 bites PowerPC utasításokat, tehát kódkompatibilis a 32 bites G4-es processzorokkal, leszámítva a PowerPC specifikáció szerinti opcionális little-endian támogatást, ami a PowerPC 970-ből hiányzik. A rendszerrel való kommunikáció két 32 bites széles buszon keresztül történik. Hardverében rendelkezik egy előzetes utasításkód-lehívó és háromutas elágazás-előrejelző egységekkel. Megosztott L1 gyorsítótárral rendelkezik, az utasítások, az adatok számára, és 512–1024 KiB hibatűrő (hibajavító) L2 gyorsítótárral az utasításokhoz és adatokhoz.
A POWER4-hez hasonlóan, front-endje kilenc fokozat hosszú. A PowerPC 970 legfeljebb nyolc utasítást képes lehívni és dekódolni, legfeljebb ötöt kiküldeni a várakoztató állomásokra, kibocsátani legfeljebb nyolcat a végrehajtó egységekhez és ciklusonként legfeljebb ötöt befejezni. A végrehajtási futószalagokat meghosszabbították a POWER4-hez képest, hogy magasabb ciklusonkénti utasításszám (IPC) értéket érjenek el. Nyolc végrehajtó egysége van: két aritmetikai-logikai egység (ALU), két kétszeres pontosságú lebegőpontos egység, két betöltő/tároló egysége és két AltiVec egysége.
Az egyik AltiVec-egység a fixpontos és lebegőpontos utasításokat hajtja végre, a másik pedig csak a permutáló utasításokat. Az utóbbinak három alegysége van: egyszerű fixpontos, összetett fixpontos és lebegőpontos utasításokhoz. Ezek különböző hosszúságú futószalagokkal rendelkeznek: 10 fokozat az egyszerű fixpontos és permutáló utasításokhoz, 13 fokozat az összetett fixpontos utasításokhoz és 16 fokozat a lebegőpontos utasításoknak.
A processzor két egyirányú 32 bites kétszeres átviteli sebességű (DDR) sínnel (az egyik az olvasáshoz, a másik az íráshoz) csatlakozik a rendszervezérlő chiphez (északi híd (northbridge)), mely a processzormag sebességének negyedével működik. A sínek az adatok mellett címeket és vezérlőjeleket is szállítanak, ezért a maximális sávszélességnek csak egy része érhető el ( -en). Mivel a sínek egyirányúak, minden egyes irány csak az összesített sávszélesség felét tudja megvalósítani, azaz -ot.
Generációk A 970-es processzorok minden generációját az IBM East Fishkill-i üzemében gyártották New York államban, fehér kerámia hordozón, ami tipikus volt az IBM korabeli felső kategóriás processzorainál.
PowerPC 970 A PowerPC 970-et az IBM 2002 októberében jelentette be. Ezt a processzort az Apple Computer Power Mac G5 gépében bocsátották ki, 2003 júniusában. A G3 és G4 elnevezéshez hasonlóan, az Apple a PowerPC 970 alapú termékeket is G5-nek nevezte el, ami a PowerPC ötödik generációját jelenti. Az IBM 2003 novemberében adta ki PowerPC 970-vel szerelt blade szervereit, elsőként a BladeCenter JS20-at.
A PowerPC 970-nek teljes sebességű L2 gyorsítótára van és – közötti órajele. Az elsődleges sín (front side bus) a processzor órajelének felével működik.
PowerPC 970FX A PowerPC 970FX 90 nm-es gyártási folyamattal készült, maximális fogyasztása fokon és -es órajelen, illetve maximum 48 watt -en.
10 funkcionális egysége van: 2 fixpontos egység, 2 betöltő/tároló egység, 2 lebegőpontos egység, 1 elágazáskezelő egység, 1 SIMD ALU egység, 1 SIMD permutáló egység, és 1 feltételregiszter. Maximálisan 215 utasítás végrehajtását támogatja egyidőben: 16-ot az utasításlehívó egységben, 67-et az utasításdekódoló egységben, 100-at a funkcionális egységekben, és 32-t a tárolási sorban. közvetlenül leképezett utasítás-gyorsítótárral és adat-gyorsítótárral rendelkezik.
Az Apple a 2004-es évben több 970FX által hajtott gépet is kiadott: az Xserve G5 januárban, a Power Mac G5 júniusban, és az iMac G5 augusztusban jelent meg. A Power Mac bevezette a -es maximális órajelet, míg folyadékhűtéssel végül elérte a -et (2005 áprilisában). Az iMac az előoldali sínt (front side bus) az órajel egyharmadával hajtotta.
A felhasználók körében nagy volt a várakozás a G4-nél gyorsabb laptop CPU iránt, de az Apple nem szállított G5 sorozatú CPU-t a PowerBook laptopokban. Az eredeti 970-es túl sok energiát használt, és soha nem tekintették a hordozható számítógépek szóba jöhető jelöltjének. A 970FX-ben a tervezett hőteljesítményt (TDP) közel 30 wattra sikerült csökkenteni -en, amiből sok felhasználó arra következtetett, hogy lehetséges egy PowerBook G5 megjelenése. Azonban több tényező akadályozta a 970FX-et, hogy használható legyen ebben a szerepben. -en a G5 nem volt jelentősen gyorsabb, mint az és -es G4 processzorok, melyeket az Apple már használt a PowerBookokban. Továbbá a rendelkezésre álló northbridge chipeket, melyek a 970FX-et a memóriához és más eszközökhöz csatlakoztatják, nem hordozható számítógépekhez tervezték, és túl sok energiát fogyasztottak. Végül: a 970FX nem rendelkezett megfelelő energiatakarékossági funkciókkal egy hordozható CPU számára. Minimális (tétlen, üresjárati) teljesítménye túl magas volt, ami rossz akkumulátor-élettartamhoz vezetett volna egy laptop számítógépben.
PowerPC 970MP Az IBM 2005. július 7-én, a tokiói Power Everywhere fórumon jelentette be a PowerPC 970MP – kódnevén „Antares” – processzort. A 970MP a 970FX kétmagos származéka, és közötti órajelekkel, melynek maximális energiafelhasználása -en és -en, ami viszonylag magas érték. Mindegyik magnak van L2 gyorsítótára, ami kétszerese a 970FX-ének. A 970FX-hez hasonlóan, ez a chip is -es folyamattal készült. Lapkájának mérete . Ebben az eszközben az IBM nagyobb hangsúlyt helyezett az energiaszabályozásra, így a processzormagok órajele és tápfeszültsége a terhelés szerint szabályozott, és megjelentek az energiatakarékos üzemmódok fokozatai. Ha az egyik mag üresjáratban van, akkor először „szendergő” állapotba kerül, majd leáll. A 970MP tartalmaz particionálási és virtualizációs funkciókat is.
A PowerPC 970MP felváltotta a PowerPC 970FX-et az Apple felső kategóriás Power Mac G5 számítógépeiben, míg az iMac G5 és a régi PCI-X Power Mac G5 továbbra is a PowerPC 970FX processzort használták. A PowerPC 970MP-t az IBM JS21 blade moduljaiban használják, az IBM Intellistation POWER 185 munkaállomásban és az YDL PowerStation-ben a Fixstars Solutions-tól (Yellow Dog Linux / YDL PowerStation).
A magas energiafelhasználás miatt az IBM a feletti órajelű egységek gyártását beszüntette.
Északi hidak Az IBM a PowerPC 970-alapú számítógépekhez két dedikált északi hidat (northbridge-et) gyártott:
CPC925 – az Apple által tervezett és „U3” vagy „U3H” néven hivatkozott híd (támogatja az ECC memóriát). Képes akár akár két PowerPC 970 vagy PowerPC 970FX támogatására, és két -es egyirányú processzorsínnel, egy -es DDR memóriavezérlővel, 8x-es AGP-vel és egy -es HyperTransport csatornával rendelkezik. -es folyamattal készült. Emellett fejlesztés alatt állt egy kiadatlan U3Lite northbridge is a PowerBook G5 számára, azonban nem került piacra. CPC945 – az IBM által tervezett és az Apple által „U4” néven hivatkozott, két PowerPC 970MP támogatására képes híd, két -es egyirányú processzorsínnel, két memóriavezérlővel rendelkezik, melyek akár -es DDR2 SDRAM-ot is támogatnak ECC képességgel, emellett található benne egy x16-os PCIe sáv és egy 16 bites HyperTransport csatorna. -es folyamattal készült.
A CPC965 északi hidat törölték. Ezt 2007-es kiadásra tervezték, csak egyprocesszoros áramkör lett volna. Jellemzői voltak egy -es DDR2 vezérlő, amely legfeljebb ECC memóriát támogatott, x8-as PCIe busz, integrált négyportos Gigabit Ethernet IPv4 TCP/UDP terheléscsökkentővel (offloading), USB 2.0 portokkal, egy flashmemória-interfésszel. Az északi híd integrált PowerPC 405 magot tartalmazott, a rendszervezérlő és konfigurációs képességek ellátására.
Sínek Az IBM saját fejlesztésű IBM Elastic Interface (EI) buszát használja a modulokban.
Jegyzetek
Fordítás
Források További információk "IBM's PPC970 Becomes Apple's G5" (Az IBM PPC970 lesz az Apple G5-je), 2003. július 7., Microprocessor Report "IBM Takes the Lead" (Az IBM átveszi a vezetést), 2004. február 9., Microprocessor Report "IBM's Double-Shot of PowerPC" (Az IBM kétlövetű PowerPC-je), 2005. november 7., Microprocessor Report Ars Technica cikk, I. rész (angol) Ars Technica cikk, II. rész (angol) IBM PowerPC 970FX RISC Microprocessor User's Manual Understanding 64-bit PowerPC architecture ISSCC 2006: IBM PowerPC 970MP IBM dokumentáció: PowerPC 9XX Microprocessors
Magyar nyelven Apple – IBM: PowerPC G5 A PowerPC G5 processzor belülről A PowerPC G5 elektronmikroszkóp alatt Így működik a Power Macintosh G5! Quad Xeon 3.0GHz Mac Pro és Quad G5 2.5GHz Power Mac :: Nagygépek versenye VeriTest mérések A PowerPC G5 belseje Power Mac G5 duál 2GHz
Kapcsolódó szócikkek Néhány korábbi szuperszámítógép-modell a Spanyol Szuperszámítógépes Hálózatban PowerPC processzorokat használt, például a Magerit 1. verzió és a MareNostrum 2. verziója.
970 970 Kategória:Power mikroprocesszorok Kategória:64 bites mikroprocesszorok