El PowerPC es una arquitectura del microprocesador del RISC creada por el 1991 Apple - IBM - alianza de Motorola, conocida como PUNTERÍA . Previsto original para las CPU de los ordenadores personales PowerPC tener puesto que el popular convertido encajó y procesadores de alto rendimiento también. PowerPC era la piedra angular de la preparación de la PUNTERÍA y de las iniciativas de la plataforma de la referencia del hardware común en los años 90, pero la arquitectura encontró la mayoría del éxito en el mercado de computadora personal en las líneas de Macintosh de Apple 1994 al 2006 (antes de la transición de Apple a Intel ).

PowerPC se basa en gran parte en arquitectura anterior de la ENERGÍA de s de IBM ', y conserva un de alto nivel de la compatibilidad con él; las arquitecturas han seguido siendo bastante cercanas que los mismos programas y sistemas operativos funcionarán con en ambos si un cierto cuidado es preparación admitida; virutas más nuevas en la serie de ENERGÍA ejecutan el sistema de instrucción completo de PowerPC.

Historia

La historia del PowerPC comienza con la viruta del prototipo 801 de IBM ideas del RISC de s de Cocke Juan de 'en el final de los 70. 801 corazones basados fueron utilizados en un número de productos encajados IBM, convirtiéndose en eventual 16 el procesador del JUGUETEO del registro usado en el IBM RT . El RT tenía funcionamiento decepcionante y IBM comenzó el proyecto de América del para construir el procesador más rápido en el mercado. El resultado era la arquitectura de la ENERGÍA, introducida con el RISC System/6000 a principios de 1990.

El microprocesador original, una de la ENERGÍA de las primeras puestas en práctica de Superscalar RISC, era un alto rendimiento, diseño de la multi-viruta. IBM pronto realizó que necesitarían un microprocesador monopastilla y eliminarían algunas instrucciones del procesador de la ENERGÍA de escalar su línea RS/6000 del bajo-fin a las máquinas de gama alta, y trabaja en un microprocesador monopastilla de la ENERGÍA, llamado el RSC ( RISC la sola viruta ) comenzó. En 1991 IBM temprano realizó que su diseño podría potencialmente convertirse en un microprocesador en grandes cantidades usado a través de la industria.

IBM se acercó a Apple con la meta de la colaboración en el desarrollo de una familia de microprocesadores monopastilla basados en la arquitectura de la ENERGÍA. Pronto después de, Apple, como uno de los clientes más grandes de Motorola de los microprocesadores de la mesa-clase, pidió que Motorola ensamblara las discusiones debido a su relación larga, su experiencia más extensa con los microprocesadores en grandes cantidades de la fabricación que IBM y que sirviera como segunda fuente para los microprocesadores. Esta colaboración de tres vías se conocía como alianza de la PUNTERÍA, para el pple del A, BM del I, otorola del M .

En 1991, el PowerPC era apenas una faceta de una alianza más grande entre estas tres compañías. En el otro lado estaba la dominación growing Microsoft y Windows en la computación personal, y de los procesadores de Intel . Cuando, la mayor parte de la industria de computadora personal era sistemas del envío basados en Intel 80386 y 80486 virutas, que tenían una arquitectura del CISC, y el desarrollo del procesador del Pentium estaba bien en curso. La viruta de PowerPC era una de varias empresas conjuntas que implicaban los tres, en sus esfuerzos para contradecir la dominación growing de Microsoft-Intel de la computación personal.

A Motorola, la ENERGÍA parecía un reparto increíble. Permitió que vendieran una CPU extensamente probada y de gran alcance del RISC para poco efectivo del diseño en su propia partición. También mantuvo los lazos con un cliente importante, Apple, y parecía ofrecer la posibilidad de agregar otro en IBM que pudo comprar versiones más pequeñas de ellas en vez de hacer sus los propios.

A este punto Motorola tenía ya su propio diseño del RISC bajo la forma de 88000 que hacía mal en el mercado. Motorola hacía bien con su familia 68000 y la mayoría de la financiación fue centrada en esto. El esfuerzo 88000 era algo hambriento para los recursos.

Sin embargo, los 88000 estaban ya en la producción; El Data General era máquinas del envío 88k y Apple tenía ya funcionamiento de las máquinas del prototipo 88k. Los 88000 también habían alcanzado un número de triunfos encajados del diseño en los usos telecom. Si la solución monopastilla de la nueva ENERGÍA se podría hacer autobús-compatible en un nivel del hardware con los 88000, ésa permitiría que Apple y Motorola trajeran las máquinas para poner mucho más rápidamente puesto que no tendrían que reajustar su arquitectura del tablero.

El resultado de estos varios requisitos era la especificación de PowerPC ( C del erformance del P omputing ).

Cuando los primeros productos de PowerPC alcanzaron el mercado, fueron resueltos con entusiasmo. Además de Apple, IBM y el grupo de la computadora de Motorola ofrecieron los sistemas construidos alrededor de los procesadores. El Microsoft lanzó Windows NT 3.51 para la arquitectura, que fue utilizada en los servidores de PowerPC de Motorola, y el Sun Microsystems ofreció una versión de su OS de Solaris . IBM viró su Unix hacia el lado de babor AIX y planeó un lanzamiento OS/2 . A través del mediados de los 90, los procesadores de PowerPC alcanzaron las puntuaciones del test de la prueba patrón que emparejaron o excedieron los de las CPU más rápidas x86.

En última instancia, la demanda para la nueva arquitectura en la mesa materializó nunca verdad. Windows, OS/2 y los clientes de Sun, hechos frente con la carencia del programa para de aplicaciones para el PowerPC, no hicieron caso casi universal de la viruta. Las versiones de PowerPC de Solaris, de OS/2, y de Windows fueron continuadas después solamente de un breve período en el mercado. Solamente en Macintosh, debido a la persistencia de Apple, hizo la tracción del aumento de PowerPC. A Apple, el funcionamiento del PowerPC era un punto brillante frente a la competición creciente de Windows 95 y Windows NT-basó las PC.

Paralelamente a la alianza entre IBM y Motorola, ambas compañías tenían esfuerzos de desarrollo en curso interno. La línea de PowerQUICC era el resultado de este trabajo Motorola interior. La serie 4xx de procesadores encajados era IBM interior en curso. El negocio encajado IBM del procesador vino casi 100 millones en rédito y atrajo a centenares de clientes.

Sin embargo, hacia el cierre de la década, las mismas ediciones de la fabricación comenzaron a plagar la alianza de la PUNTERÍA más o menos de la misma manera que hizo Motorola, que echaron constantemente despliegues atrás de los nuevos procesadores para Apple y los otros proveedores: primero de Motorola en los años 90 con los procesadores G3 y G4, y de IBM con el procesador 64-bit G5 en 2003. En 2004, Motorola salió el negocio de fabricación de la viruta haciendo girar apagado su negocio del semiconductor como compañía independiente llamada el semiconductor de Freescale. Alrededor del mismo tiempo, IBM salió el mercado encajado del procesador vendiendo su línea de productos de PowerPC al Applied Micro Circuits Corporation (AMCC) y enfocó sus diseños de viruta para las CPU de PowerPC hacia fabricantes de la máquina de juego tales como GameCube de s de Nintendo 'y Wii, Sony ' PlayStation de s Xbox 3 y s de Microsoft '360 . En el 2005 Apple anunció que utilizarían no más los procesadores de PowerPC en sus computadoras de Apple Macintosh, favoreciendo los procesadores producidos de Intel en lugar de otro, citando las limitaciones del funcionamiento de la viruta para el hardware de computadora personal futuro relacionado específicamente con la generación de calor y el uso de la energía en los productos futuros, así como la inhabilidad de IBM de mover ( PowerPC G5 ) el procesador 970 al 3  Gigahertz de la gama. La alianza IBM-Freescale fue substituida por un cuerpo de los estándares abiertos llamado Power.org funciona bajo gobierno del IEEE con IBM que continúa utilizando y desarrollando el procesador de PowerPC en las consolas del juego y el semiconductor de Freescale que se centran solamente en los dispositivos encajados.

IBM continúa desarrollando los corazones del microprocesador de PowerPC para el uso en sus ofrendas de ASIC. Muchos usos en grandes cantidades encajan los corazones de PowerPC.

La arquitectura IBM de la ENERGÍA desarrollado sigue siendo mucho viva en sus ofrendas del servidor para los negocios grandes y continúa desarrollándose a este día (y a los procesadores actuales de la ENERGÍA ejecutar la arquitectura de sistema de instrucción completa de PowerPC).

La especificación de PowerPC ahora es manejada por Power.org donde están miembros IBM, Freescale, y AMCC. Los procesadores de PowerPC, de la célula y de la ENERGÍA ahora se ponen en común como la arquitectura de la energía.org lanzó un AIA unificado, combinando la ENERGÍA y PowerPC ISAs en la nueva especificación de la energía AIA v.03 y una nueva plataforma de la referencia para los servidores llamados PAPR (referencia de la plataforma de la arquitectura de la energía).

Características del diseño

El PowerPC se diseña a lo largo de principios del RISC, y tiene en cuenta una puesta en práctica de Superscalar . Las versiones del diseño existen en puestas en práctica de 32 bits y 64-bit. Comenzando con la especificación básica de la ENERGÍA, el PowerPC agregó:
Ayuda para la operación en el big- endian y los pequeños-endian modos; el PowerPC puede cambiar a partir de un modo al otro en run-time (véase el debajo de ). Esta característica no se apoya en el PowerPC G5 . Éste era el de la razón que la PC virtual tomó así que de largo ser hecho funcional en las computadoras de G5-based Macintosh.
formas de la Solo-precisión de algunas instrucciones de la coma flotante, además de formas de precisión doble
Instrucciones adicionales de la coma flotante en el orden de Apple
Una especificación 64-bit completa, que es posterior - compatible con el modo de 32 bits
Retiro de algunas de las instrucciones más esotéricas de la ENERGÍA, algunas cuyo se podría emular por el sistema el operativo en caso de necesidad.
Una arquitectura paginada de la gerencia de memoria que se utiliza extensivamente en servidor y sistemas de la PC.
Adición de una nueva gerencia de memoria Libro-e llamado arquitectura, substituida la arquitectura paginada convencional de la gerencia de memoria para los usos encajados. El Libro-e es programa para de aplicaciones compatible con las puestas en práctica existentes de PowerPC, pero requiere cambios de menor importancia al sistema operativo.

¡Endian-modos

Algunas de las virutas encajadas de PowerPC de IBM utilizan un pedacito de Endianness de la por-página. Ninguno del siguiente se aplica a él.

La mayoría del PowerPC salta endianness del interruptor vía un pedacito en el MSR (registro de estado de la máquina), con un segundo pedacito proporcionado para permitir que el OS funcione con un diverso endianness. Accesos al " " de tabla de páginas invertido; (una tabla de elección arbitraria que funciona como un TLB con almacenaje fuera de chip) se hacen siempre en modo grande-endian. El comienzo del procesador en modo grande-endian.

En pequeño-endian modo, los tres pedacitos de la bajo-orden del direccionamiento efectivo son el exclusivo-ORed con un valor de pedacito tres seleccionado por la longitud del operando. Éste es bastante a aparecer completamente pequeño-endian al software normal. Un sistema operativo considerará una vista combada del mundo cuando tiene acceso a virutas externas tales como vídeo y hardware de la red. La fijación de esta vista combada del mundo requiere que la placa madre realiza un intercambio 64-bit incondicional del octeto en todos los datos que entran en o que salen del procesador. Endianness se convierte en así una característica de la placa madre. Un OS que funciona en pequeño-endian modo en una placa madre grande-endian debe intercambiar octetos y deshacer a exclusivo-O al tener acceso a pequeñas-endian virutas.

Las operaciones de AltiVec, a pesar de ser 128 pedacito, se tratan como si fueran 64-bit. Esto permite compatibilidad con las pequeñas-endian placas madres que fueron diseñadas antes de AltiVec.

Un efecto secundario interesante de esta puesta en práctica es que un programa puede almacenar un valor 64-bit (el formato más largo del operando) a la memoria mientras que en un modo endian, modos del interruptor, y leído detrás el mismo valor 64-bit sin considerar un cambio de la orden del octeto. Éste no será el caso si la placa madre se cambia al mismo tiempo.

Los sistemas informáticos del Mercury y el Matrox funcionaron el PowerPC en pequeño-endian modo. Esto fue hecha de modo que los dispositivos de PowerPC que servían como coprocesadores en tableros del PCI pudieran compartir las estructuras de datos con los ordenadores huesped basados en el X86 . El PCI y x86 son pequeños-endian. Solaris y Windows NT para PowerPC también funcionaron el procesador en pequeño-endian modo.

Puestas en práctica

La primera puesta en práctica monopastilla del diseño era el PowerPC 601, lanzados en el 1992, basado en el RSC, ejecutando un híbrido de las especificaciones de POWER1 y de PowerPC. Esto permitió que la viruta fuera utilizada por IBM en sus plataformas basadas POWER1 existentes, aunque también significara un cierto dolor leve al cambiar al 2do " de la generación; pure" Diseños de PowerPC. Apple continuó el trabajo en una nueva línea de computadoras de Macintosh basadas en la viruta, y eventual lanzadas les como la energía basada 601 Macintosh del el el 14 de marzo, 1994 .

IBM también tenía una línea completa de mesas basadas PowerPC construidas y la alista para enviar; desafortunadamente, el sistema operativo que IBM se había prepuesto funcionar en estos el desktops— &mdash de Windows NT de Microsoft ; no era completo por el temprano 1993, cuando las máquinas estaban listas para la comercialización. Por consiguiente, y fomentar porque IBM había desarrollado animosidad hacia Microsoft, IBM decidía reescribir el OS/2 para el PowerPC. Llevó a IBM dos años la reescritura OS/2 para PowerPC, y para el momento en que el sistema operativo estuviera listo, el mercado para OS/2 en PowerPC se había evaporado. Por esta razón, las mesas de IBM PowerPC no enviaron, aunque el diseño de la referencia (Sandalbow codenamed) basara en la CPU de PowerPC 601 fuera lanzado mientras que un modelo RS/6000 (el octeto compartimiento 's edición de abril de 1994 incluyó un artículo extenso acerca de Apple y de las mesas de IBM PowerPC).

Apple, que también careció un PowerPC basó el OS, tomó una diversa ruta. Reescribieron los pedazos esenciales de su sistema operativo del OS del mac para la arquitectura de PowerPC, y escribieron más lejos un emulador 680x0 que podría funcionar con usos basados 68K y las partes del OS que no había sido reescrito.

La segunda generación era " pure" e incluido el " " bajo; PowerPC 603 y " " de gama alta; PowerPC 604 . Los 603 es persona notable debido a su consumo del costo muy bajo y de energía. Esto era una meta deliberada del diseño en la pieza de Motorola, que utilizó el proyecto 603 para construir la base básica para todas las futuras generaciones de virutas del PPC. Apple intentó utilizar los 603 en un nuevo diseño del ordenador portátil pero no podía a debido al pequeño 8 escondrijo de nivel 1 de KiB . El emulador 68000 en el OS del mac no podía caber en 8 KiB y no retardó así la computadora drástico. El 603e solucionó este problema teniendo 16 un escondrijo L1 de KiB que permitió que el emulador funcionara eficientemente.

En el 1993, los reveladores en la ensambladura de Essex de IBM, facilidad de Burlington, Vermont comenzaron a trabajar en una versión del PowerPC que apoyaría el sistema de instrucción X86 de Intel directo en la CPU. Mientras que el trabajo fue hecho por IBM sin la ayuda de la alianza de la PUNTERÍA, esta viruta comenzó a ser sabida dentro de IBM y por los medios como el PowerPC 615 . Sin embargo, las preocupaciones de lo beneficioso y las ediciones de funcionamiento en la conmutación entre el x86 y los sistemas de instrucción nativos de PowerPC dieron lugar al proyecto que era cancelado en el 1995 después de que solamente un número limitado de virutas fuera producido para la prueba interna. Sin embargo, los informes contradictorios fueron hechos que el proceso de la conmutación de hecho tomó 5 ciclos meros, o la cantidad de tiempo fueron requeridos para que el procesador vacie su tubería de la instrucción, y que Microsoft tenía una mano en la caída del procesador.

La primera puesta en práctica 64-bit era el PowerPC 620, pero aparece haber considerado poco uso porque Apple no quiso comprarlo y porque, con su grande muere el área, él era demasiado costosa para el mercado encajado. Era más adelante y más lentamente que prometido, y IBM utilizó su propio diseño POWER3 en lugar de otro, no ofreciendo ningún " 64-bit; small" solución hasta la última introducción 2002 PowerPC 970 . Los 970 es un procesador 64-bit derivado del procesador del servidor POWER4 . Para crearlo, la base POWER4 fue modificada para ser backward-compatible con los procesadores de 32 bits de PowerPC, y una unidad del vector (similar a las extensiones de AltiVec en las series de 74xx de Motorola) fue agregada.

Los procesadores RS64 de IBM son una familia de virutas que ejecutan el " Amazon" variante de la arquitectura de PowerPC. Estos procesadores se utilizan en el RS/6000 y las familias de computadora de AS/400 ; la arquitectura del Amazonas incluye las extensiones propietarias usadas por AS/400. Los POWER4 y los procesadores posteriores de la ENERGÍA ejecutan la arquitectura del Amazonas y substituyeron las virutas RS64 en las familias de RS/6000 y de AS/400.

IBM desarrolló una línea de productos separada llamada el " 4xx" la línea se centró en el mercado encajado. Estos diseños incluyeron los 401, los 403, los 405, los 440, y los 460. En 2004, IBM vendió su línea de productos 4xx a Applied Micro Circuits Corporation (AMCC). AMCC continúa desarrollando los nuevos productos de alto rendimiento, basados en parte en la tecnología de IBM, junto con la tecnología que fue desarrollada dentro de AMCC. Estos productos se enfocan en una variedad de usos incluyendo establecimiento de una red, la radio, el almacenaje, la impresión/la proyección de imagen y la automatización industrial.

Numéricamente, el PowerPC se encuentra sobre todo en reguladores en coches. Casi la mitad de los automóviles de los mundos tiene por lo menos un regulador de PowerPC en ellos.

Para el mercado automotor, el semiconductor de Freescale ofreció inicialmente una gran cantidad de variaciones llamadas la familia MPC5xx tal como el MPC555, empleado una variación de la base 601 llamada el 8xx y diseñada en Israel por MSIL (Motorola Silicon Israel Limited). La base 601 es sola edición, significando que puede publicar solamente una instrucción en un ciclo de reloj. A esto agregan varios pedacitos del hardware de encargo, para permitir la entrada-salida en la sola viruta. En 2004, los dispositivos de cuatro cifras next-generation 55xx fueron puestos en marcha para el mercado automotor. Éstos utilizan la más nueva serie e200 de corazones de PowerPC.

El establecimiento de una red es otra área donde los procesadores encajados de PowerPC se encuentran en grandes números. MSIL tomó el motor QUICC MC68302 e hizo el PowerQUICC MPC860. Esto era un procesador muy famoso usado en muchos ranuradores del borde de Cisco en el finales de los 90. Las variantes del PowerQUICC incluyen el MPC850, y el MPC823/MPC823e. Todas las variantes incluyen un microengine separado del RISC llamado el CPM que saca datos las comunicaciones que procesan tareas de la unidad central de proceso y tiene funciones para el acceso directo de memoria . La viruta de la continuación de esta familia, el MPC8260, tiene una base 603e-based y un diverso CPM.

Sistemas operativos

Los sistemas operativos que trabajan en la arquitectura de PowerPC se dividen generalmente en los que se orienten hacia los sistemas de fines generales de PowerPC, y ésos orientados hacia el encajaron sistemas de PowerPC.

Observar que un uso 64-bit de PowerPC que no necesita matemáticas 64-bit funcionará levemente más lento que si fue compilado en modo de 32 bits. Esto es debido al hecho de que los indicadores 64-bit y desea consume dos veces ḿas memoria que sus conterparts de 32 bits, así que el escondrijo de la CPU podrá llevar a cabo menos datos y los accesos de memoria serán más frecuentes. Esto no es verdad en general como, por ejemplo, en la arquitectura EM64T /del AMD64 solamente 8 registros están disponibles en " legacy" modo de 32 bits, mientras que 16 están disponibles en el modo 64-bit, un aumento que pueda acelerar procedimientos con una gran cantidad de variables locales y reducir accesos de memoria. Por lo tanto no es necesario funcionar con un sistema operativo completamente 64-bit en un sistema 64-bit de PowerPC; usted obtiene virtualmente todas las ventajas de la arquitectura 64-bit usando un núcleo 64-bit con software del sistema de 32 bits. Una minoría minúscula de software requiere una estructura 64-bit, típicamente ésas que tratan de >3 GB de la memoria virtual o matemáticas 64-bit del número entero.

De fines generales

Sistema 7.2 de Macintosh de Apple a través del mac OS x .
Linux Sombrero de ala con 32 lanzamientos del ppc del pedacito
Linux, natural de 32 bits del perro amarillo, 64-bit en beta
Debian, con el powerpc de 32 bits del un puerto lanzado, y Ppc64 del en el desarrollo. Debido a las consideraciones sobre los reveladores recomendar el usar del " de 32 bits; powerpc" puerto en sistemas 64-bit (con un núcleo 64-bit apropiado).
Linux de Gentoo, con lanzamientos de 32 bits del ppc del y un lanzamiento 64-bit obsoleto Ppc64 del . Debido a las consideraciones sobre los reveladores recomendar el usar del " de 32 bits; ppc" lanzar en sistemas 64-bit (con un núcleo 64-bit apropiado).
PPC del quid
El linux, comunidad de Ubuntu apoyada para todas las versiones lanzó después de 6.10 (Eft afilado)
Slackintosh
NetBSD, designaciones portuarias para los sistemas de PowerPC el ofppc del lanzó
el macppc del lanzó
el evbppc del lanzó
el pmppc del lanzó
el mvmeppc del lanzó
bebox del experimental
amigappc del muy experimental
El FreeBSD, el powerpc de 32 bits del lanzó el puerto
El OpenBSD, el macppc de 32 bits del lanzó el puerto
Windows NT procesadores también apoyados de PowerPC de 3.0
El ReactOS también se está virando hacia el lado de babor a la energía AIA.0
MorphOS
IBM AIX
IBM i5/OS
OpenSolaris, experimental

Encajado

LiveDevices RTA-OSEK
Microware OS-9
Linux de MontaVista
QNX
LynxOS
VxWorks
ECos
El BlueCat encajó el linux LynuxWorks
OSE de ENEA

Concesionarios

Las compañías que han autorizado PowerPC incluyen:
Altera - manufactor de FPGA
Apple (“A” en la alianza original de la PUNTERÍA), cambiado a Intel que comienza principios de 2006
Applied Micro Circuits Corporation ( AMCC )
Tecnologías de Avago
Sistemas BAE para el procesador RAD750, usados en nave espacial y landers planetarios.
Cisco Systems para los ranuradores.
Culturecom para la CPU del V-Dragón .
Tecnología exponencial X704
Ácido clorhídrico
Lógica de la LSI
Microsoft, para el procesador de Xbox 360, xenón .
Motorola (ahora semiconductor de Freescale), como parte de la alianza original de la PUNTERÍA.
Nintendo para el GameCube y los procesadores de Wii .
Informe para la CPU de la base de Kilocore 1025.
STMicroelectronics para la serie de MPC55xx.
Sony y Toshiba, para el procesador de la célula (dentro Playstation 3 y otros dispositivos).
Xilinx - manufactor de FPGA, PowerPC encajado en el Virtex-II favorable y Virtex-4 FPGAs .

Productos y usos

Varios productos y usos relacionados con la arquitectura de PowerPC: Puestas en práctica de PowerPC

Circuito integrado

Varios tipos del circuito integrado (IC) relacionados con la arquitectura de PowerPC: PowerPC/tipos

Ver también

Plataforma (preparación) de la referencia de PowerPC
Plataforma (CHRP) de la referencia del hardware común
Referencia (PAPR) de la plataforma de la arquitectura de la energía
Arquitectura de la energía
Ambiente de PowerOpen

.

Zenithic

PowerPC

Random links:

Havensville, Kansas | Finn de Phineas | Control del tiempo | Estación meteorológica de Belgrado