PowerPC 970 - PowerPC 970

PowerPC 970
PowerPC-970.jpg
Главная Информация
Запущен2002
РазработаноIBM
Общий производитель (и)
Спектакль
Максимум. ЦПУ тактовая частотаОт 1,0 ГГц до 2,5 ГГц
Кеш
L1 тайник64 КБ инструкция
32 КБ данных
Кэш L2512–1024 КБ
Архитектура и классификация
заявкаРабочий стол
Мин. размер элемента130 нм к 90 нм
Микроархитектураppc970, МОЩНОСТЬ4
Набор инструкций32/64-бит PowerPC 2.01
Физические характеристики
Ядра
  • 1-2
Продукты, модели, варианты
Вариант (ы)970, 970FX, 970MP, 970GX
История
ПредшественникМОЩНОСТЬ4
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 970, PowerPC 970FX, PowerPC 970GX, и PowerPC 970MP находятся 64-битный PowerPC процессоры от IBM введен в 2002 году. При использовании в PowerPC на базе Macintosh компьютеры, яблоко назвал их PowerPC G5.

Семейство 970 было создано в результате сотрудничества между IBM и яблоко.[1][2] Проект прошел под кодовым названием GP-UL или Giga Processor Ultra Light, где Giga Processor было кодовым названием для МОЩНОСТЬ4 из которого было получено ядро. Когда Apple представила Power Mac G5, они заявили, что это были пятилетние совместные усилия с участием нескольких будущих поколений, но они были недолговечными. Apple пришлось отказаться от обещания поставить процессор с тактовой частотой 3 ГГц через год после его появления, и IBM так и не удалось снизить энергопотребление настолько, чтобы эти процессоры поместились в портативный компьютер. Apple использовала всего три варианта процессора.

IBM JS20 / JS21 лезвийные модули и некоторые бюджетные рабочие станции и Система p серверы основаны на PowerPC 970. Он также используется в некоторых высокопроизводительных встроенных системах, таких как Меркурий "Momentum XSA-200". IBM также лицензирует ядро ​​PowerPC 970 для использования в специализированных приложениях.

дизайн

Процессор PowerPC 970FX

PowerPC 970 является одноядерным производным от МОЩНОСТЬ4 и может обрабатывать оба 32-битный и 64-битный PowerPC инструкции изначально. Имеет оборудование блок предварительной выборки и три пути блок предсказания ветвления.

Как и POWER4, интерфейс состоит из девяти ступеней. PowerPC 970 может извлекать и декодировать до восьми инструкций, отправлять до пяти на резервные станции, выдавать до восьми исполнительным блокам и выводить из эксплуатации до пяти за цикл. Производственные конвейеры были удлинены по сравнению с POWER4 для достижения более высоких МПК. Имеет восемь исполнительных блоков: два арифметико-логические устройства (ALU), два двойная точность единицы с плавающей запятой, две единицы загрузки / хранения и две AltiVec единицы.[3]

Один из блоков AltiVec выполняет целочисленные инструкции и инструкции с плавающей запятой, а другой - только инструкции перестановки. Последний имеет три подъединицы для простых целочисленных, сложных целочисленных инструкций и инструкций с плавающей запятой. Эти блоки имеют конвейеры разной длины: 10 этапов для простых целочисленных инструкций и команд перестановки, 13 этапов для сложных целочисленных инструкций и 16 этапов для инструкций с плавающей запятой.[3]

Процессор имеет два однонаправленных 32-битных двойная скорость передачи данных (DDR) шины (одна для чтения, другая для записи) к микросхеме системного контроллера (Северный мост ), работающей на одной четверти частоты ядра процессора. Шины также несут адреса и управляющие сигналы в дополнение к данным, поэтому может быть реализована только часть пиковой полосы пропускания (6,4 ГБ / с на 450 МГц). Поскольку шины являются однонаправленными, каждое направление может реализовать только половину совокупной пропускной способности, или 3,2 ГБ / с.[3]

Процессоров

PowerPC 970

В PowerPC 970 был анонсирован IBM в октябре 2002 года. Он был выпущен в Компьютер Apple с Power Mac G5 в июне 2003 г. (В соответствии со своими предыдущими соглашениями об именах, Apple назвала продукты на базе PowerPC 970 G5, для пятого поколения микропроцессоров PowerPC.) IBM выпустила свои первые блейд-серверы PowerPC 970, BladeCenter JS20, в ноябре 2003 г.

PowerPC 970 имел 512 КБ на полной скорости. Кэш L2 и тактовые частоты от 1,6 до 2,0 ГГц. Передняя шина работала на половине тактовой частоты процессора.

PowerPC 970FX

В PowerPC 970FX использовал 90 нм производственного процесса и имеет максимальную номинальную мощность 11 Вт при 149 градусах Фаренгейта (65 ° C) при тактовой частоте 1 ГГц и максимальную мощность 48 Вт при 2 ГГц.[4]

Конвейер PowerPC 970 был увеличен с 9 ступеней до 16–21 ступеней для PowerPC 970 FX. Он имеет 10 функциональных блоков - 2 блока с фиксированной точкой, 2 блока загрузки / сохранения, 2 блока с плавающей точкой, 1 блок ветвления, 1 блок SIMD ALU, 1 блок перестановки SIMD и 1 регистр условий. Он поддерживает до 215 оперативных инструкций: 16 в блоке выборки инструкций, 67 в блоке декодирования инструкций, 100 в функциональных блоках и 32 в очереди на хранение. Он имеет 64 КБайт напрямую отображаемого кэша инструкций и 32 КБайт D-кэша.[5]

Apple выпустила свои машины на базе 970FX в 2004 году: Xserve G5 в январе, Power Mac G5 в июне и iMac G5 в августе. Power Mac показал максимальную тактовую частоту 2,5 ГГц, в то время как с жидкостным охлаждением (в конечном итоге достигнув 2,7 ГГц в апреле 2005 г.). У iMac передняя шина работала на одной трети тактовой частоты.

Несмотря на большой спрос пользователей на более быстрый процессор для ноутбуков, чем G4, Apple никогда не использовала процессоры серии G5 в своих PowerBook ноутбуки. Оригинальный 970 потреблял слишком много энергии и никогда всерьез не рассматривался в качестве кандидата на роль портативного компьютера. 970FX уменьшен Тепловая схема питания (TDP) примерно до 30 W на 1,5 ГГц, цифра, которая заставила многих пользователей поверить в то, что PowerBook G5 возможен. Однако некоторые препятствия не позволили использовать даже 970FX в этом приложении. На 1,5 ГГц G5 был ненамного быстрее, чем процессоры G4 1,5 и 1,67 ГГц, которые Apple вместо этого использовала в PowerBook. Более того, микросхемы северного моста, доступные для подключения 970FX к памяти и другим устройствам, не были предназначены для портативных компьютеров и потребляли слишком много энергии. Наконец, у 970FX не было достаточных функций энергосбережения для портативного процессора. Его минимальная мощность (в режиме ожидания) была слишком высокой, что привело бы к снижению времени автономной работы ноутбука.[нужна цитата ]

PowerPC 970MP

IBM объявила PowerPC 970MPпод кодовым названием «Антарес», 7 июля 2005 года на форуме Power Everywhere в Токио. 970MP является двухъядерным производным от 970FX с тактовой частотой от 1,2 до 2,5 ГГц и максимальной потребляемой мощностью 75 Вт при 1,8 ГГц и 100 Вт при 2,0 ГГц. Каждое ядро ​​имеет 1 МБ Кэш L2, вдвое больше, чем у 970FX. Как и 970FX, этот чип был произведен по техпроцессу 90 нм. Когда одно из ядер находится в режиме ожидания, оно переходит в состояние «дремоты» и выключается.[6] 970MP также включает в себя функции разделения и виртуализации.[7][8]

PowerPC 970MP заменил PowerPC 970FX в моделях Apple высокого класса. Power Mac G5 компьютеры, а iMac G5 и наследие PCI-X Power Mac G5 продолжал использовать процессор PowerPC 970FX. PowerPC 970MP используется в блейд-модулях IBM JS21, рабочей станции IBM Intellistation POWER 185 и YDL PowerStation от Решения Fixstars (Yellow Dog Linux (YDL) PowerStation).

Из-за высоких требований к мощности IBM решила прекратить выпуск деталей, работающих на частотах выше 2,0 ГГц.

PowerPC 970GX

В PowerPC 970GX это отмененная одноядерная версия PowerPC 970MP. Он имел кэш-память L2 объемом 1 МБ и был доступен с частотами от 1,2 до 3 ГГц. Рассеиваемая мощность составила бы 16 Вт на частоте 1,6 ГГц и 85 Вт на частоте 3 ГГц. Он должен был быть изготовлен по тому же процессу производства 90 нм, что и 970MP.[9]

Галерея

Иллюстрации разных поколений 970 процессоров. Все они были изготовлены на заводе IBM East Fishkill в Нью-Йорке на белой керамической подложке, которая была типичной для высокопроизводительных процессоров IBM того времени.

  • Первый PowerPC 970, изготовленный по 130-нм техпроцессу на 20 неделе 2003 года.[10]

  • PowerPC 970FX был произведен по 90-нм техпроцессу на 25 неделе 2004 года.[10] отчетливо видна меньшая матрица.

  • PowerPC 970MP имеет два ядра на одном кристалле и вдвое больше кэш-памяти L2 на каждое ядро, чем 970FX, поэтому его размер намного больше. Изготовлен на 24 неделе 2005 года.[10]

  • Художественный рендеринг одноядерного PowerPC 970GX (который предположительно был бы примерно вдвое меньше двухъядерного 970MP).

Северные мосты

Есть два выделенных северные мосты для компьютеров на базе PowerPC 970, оба производства IBM:

  • CPC925 - Разработано Apple[11] и назвал U3 или U3H (который поддерживает ECC объем памяти). Он может поддерживать до двух PowerPC 970 или PowerPC 970FX и имеет две однонаправленные процессорные шины 550 МГц, одну 400 МГц. DDR контроллер памяти, x8 AGP и 16-битный 400 МГц Гипертранспорт туннель. Он изготовлен по техпроцессу 130 нм. Кроме того, для PowerBook G5 разрабатывался невыпущенный северный мост U3Lite, который так и не поступил на рынок.
  • CPC945 - Разработан IBM и называется U4 от Apple, он способен поддерживать два PowerPC 970MP и имеет две однонаправленные процессорные шины с частотой 625 МГц, два контроллера памяти, которые поддерживают до 64 ГБ DDR2 SDRAM с частотой 533 МГц с возможностью ECC и имеют 16 PCIe полосу и 16-битный туннель HyperTransport 800 МГц. Он изготовлен по процессу 90 нм.

Также был отменен CPC965 Северный мост. Планируемый к выпуску в 2007 году, он должен был быть однопроцессорным северным мостом. Его особенностями были контроллер DDR2 533 МГц, который поддерживал до 8 ГБ памяти ECC, шину 8x PCIe, интегрированный четырехпортовый Гигабитный Ethernet с участием IPv4 TCP /UDP разгрузка, порты USB 2.0, вспышка -интерфейс. Северный мост содержит интегрированный PowerPC 405 ядро для обеспечения возможностей управления системой и настройки.[9]

Автобусы

IBM использует собственные Эластичный интерфейс (EI) в модулях.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Apple представляет самый быстрый в мире персональный компьютер - Power Mac G5». Яблоко. 23 июня 2003 г.
  2. ^ «Apple и IBM представляют процессор PowerPC G5». Яблоко. 23 июня 2003 г.. Получено 4 декабря 2017.
  3. ^ а б c Халфхилл, Том Р. (28 октября 2002 г.). «IBM Trims Power4, добавляет AltiVec». Отчет микропроцессора.
  4. ^ "Техническое описание микропроцессора IBM PowerPC 970FX RISC" (PDF). 01.ibm.com. Получено 2 ноября 2010.
  5. ^ "Руководство пользователя микропроцессора RISC IBM PowerPC 970FX, версия 1.7" (PDF). www-01.ibm.com. Получено 21 мая 2014.
  6. ^ Пол Хейлз: пятница, 8 июля 2005 г., 17:28 (8 июля 2005 г.). «IBM представляет двухъядерный чип PowerPC 970 - The INQUIRER». Theinquirer.net. Получено 22 сентября 2008.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  7. ^ «Следующий чип IBM-Apple получит высокопроизводительные функции | Новости технологий на ZDNet». News.zdnet.com. Архивировано из оригинал 17 апреля 2008 г.. Получено 22 сентября 2008.
  8. ^ «IBM BladeCenter JS21 Express». 03.ibm.com. Получено 22 сентября 2008.
  9. ^ а б Лапедус, Марк (10 марта 2006 г.). «IBM выпускает процессоры с низким энергопотреблением, IP ядра». EE Times.
  10. ^ а б c Дата выпуска IBM CPU-World
  11. ^ Стив Джобс, Apple (25 июня 2003 г.). "Основной доклад WWDC 2003". YouTube. Получено 16 октября 2009.

дальнейшее чтение

внешние ссылки