PowerPC G4 er den betegnelse, der bruges af Apple Computere til at beskrive den fjerde generation af 32-bit PowerPC -mikroprocessorer . Anvendt på forskellige (dog nært beslægtede) Freescale- processormodeller , tidligere en del af Motorola .
Macintosh-computere , såsom PowerBook G4 og iBook G4 bærbare computere, og Power Mac G4 og Power Mac G4 Cube personlige computeretage deres navn fra processoren. PowerPC G4 blev også brugt i eMac , den første generation af Xserve , den første generation af Mac Mini og iMacs før introduktionen af PowerPC 970 .
Apple stoppede fuldstændigt G4-serien af desktop-modeller, efter at 64-bit PowerPC 970 lavet af IBM blev valgt som grundlag for sin PowerPC G5 . Den sidste model til at bruge G4 var Mac Mini , som nu kommer med Apple M1 processor . PowerBook G4 er blevet erstattet af den Intel-baserede MacBook Pro .
PowerPC G4-processorer er også populære i andre computersystemer som Amiga , Pegasos eller Genesi . Ud over desktop computing er PowerPC G4 populær i indlejrede miljøer såsom routere, telecom-switches, billedbehandling, mediebehandling, avionik og militæret, hvor AltiVec og SMP bliver brugt .
PowerPC 7400 (kodenavnet "Max") debuterede i august 1999 og var den første processor, der blev betegnet som "G4". Chippen fungerer ved frekvenser fra 350 til 500 MHz og indeholder 10,5 millioner transistorer fremstillet ved hjælp af Motorolas 0,20 mikron HiPerMOS6 procesteknologi. Matricearealet er 83 mm², og sammenkoblingerne er lavet af kobber.
Motorola lovede Apple at sende processorer op til 500 MHz, men ydeevnen var i starten for lav. Dette tvang Apple til at trække de annoncerede 500MHz Power Mac G4-modeller tilbage. Power Mac-serien blev drastisk nedgraderet fra 400, 450 og 500 MHz til 350, 400 og 450 MHz, mens problemer med chippen blev løst. Hændelsen forårsagede en splid mellem Apple og Motorola og fik efter sigende Apple til at henvende sig til IBM for at få hjælp til at øge produktionen på Motorola 7400-linjen [1] . 500 MHz-modellen blev genindført den 16. februar 2000.
Meget af designet af 7400 er lavet af Motorola i tæt samarbejde med Apple og IBM . IBM, det tredje medlem af AIM-alliancen, udviklede chippen sammen med Motorola i sit Somerset-designcenter, men besluttede ikke at bygge den, fordi den ikke så behovet for en vektorbehandlingsenhed på det tidspunkt. I sidste ende indeholdt designet af G4-arkitekturen en 128-bit vektorbehandlingsenhed mærket AltiVec af Motorola, mens Apples markedsføring omtalte den som "Velocity Engine".
PowerPC 970 (G5) var den første IBM-processor til at implementere VMX/AltiVec, som IBM genbrugte et gammelt 7400-design til, som de havde tilovers fra arbejdet med Motorola i Somerset. Xenon- processoren i Xbox 360 bruger også VMX, med yderligere proprietære udvidelser lavet specifikt til Microsoft. POWER6, der blev introduceret i 2007, er IBMs første "big iron"-processor, der også implementerer VMX.
Med AltiVec-blokken kan 7400-mikroprocessoren udføre enkelt-præcision (32-bit) flydende kommaberegninger i fire retninger, såvel som heltalsberegninger i 16, 8, 16 eller 32 bit i fire retninger i én cyklus. Derudover er vektorbehandlingsenheden superskalær og kan udføre to vektoroperationer på samme tid. Sammenlignet med datidens Intel x86 -mikroprocessorer gav denne funktion et betydeligt ydelsesboost for applikationer designet til at drage fordel af AltiVec-blokken. Eksempler inkluderer Adobe Photoshop , der bruger AltiVec-blokken til at gengive effekter og overgange hurtigere, og Apples iLife -pakke, der bruger denne blok til at importere og konvertere filer i farten.
Derudover har 7400 udvidet understøttelse af symmetrisk multiprocessing (SMP) med Enhanced Cache Coherence Protocol (MERSI) og en 64-bit floating point unit (FPU) lånt delvist fra 604-serien. 603-serien havde en 32-bit FPU, der krævede to clocks for at udføre 64-bit floating point aritmetik.
PowerPC G4-familien understøtter to busteknologier: den ældre 60x-bus, som den deler med PowerPC 600- og PowerPC 7xx-familierne, og den mere moderne MPX-bus. Enheder, der bruger 60x-bussen, kan være kompatible med 6xx- eller 7xx-processorer, hvilket giver en bred vifte af tilbud og en klar og billig opgraderingssti med minimale kompatibilitetsproblemer. Systemcontrollere til 7xx- og 7xx-computere produceres hovedsageligt af to firmaer: Tundra med deres Tsi1xx-controllere og Marvell med deres Discovery-controllere.
PowerPC 7410 "Nitro" er en strømbesparende version af 7400, men den blev fremstillet til 180nm i stedet for 200nm. Ligesom 7400'eren har den 10,5 millioner transistorer. Den debuterede i PowerBook G4 den 9. januar 2001.
Chippen tilføjede muligheden for at bruge hele eller halvdelen af cachen som højhastigheds ikke-cachelagret hukommelse, kortlagt til processorens fysiske adresserum på brugerens anmodning. Denne funktion er blevet brugt af embedded systemleverandører såsom Mercury Computer Systems.
PowerPC 7450 "Voyager"/"V'ger" var det eneste større redesign af G4-processoren. 33 millioner transistorchips udvidede 7400-udførelsespipelinen markant (7 mod 4 trin minimum) for at opnå højere klokhastigheder, forbedret instruktionsgennemstrømning (3 + grene vs. 2 + grene pr. cyklus) for at kompensere for højere instruktionsforsinkelse, erstattet ekstern cache L2 (op til 2 MB 2-vejs sæt associativ, 64-bit datasti) pr. integreret (256 KB 8-vejs sæt associativ, 256-bit datasti), understøttet ekstern L3 cache (op til 2 MB 8-vejs sæt associativ, 64-bit datasti) og havde mange andre arkitektoniske forbedringer. AltiVec-blokken er blevet forbedret i 7450; i stedet for at udføre en vektorpermutationsinstruktion og en vektor ALU-instruktion (simpel int, kompleks int, float) pr. cyklus, som i 7400/7410, kan 7450'eren og dens følgere fra Motorola/Freescale samtidigt udføre to vilkårlige vektorinstruktioner (permute, simpel int, kompleks int, float). Den blev introduceret med den opdaterede Power Mac G4 den 9. januar 2001. Motorola udgav en midlertidig udgivelse, 7451, med kodenavnet "Apollo 6" ligesom 7455. Tidlige AmigaOne XE-computere kom med 7451-processoren.
Forbedringer i designet af 745x har givet den kaldenavnene G4e eller G4+, men disse har aldrig været officielle betegnelser.
PowerPC 7455 "Apollo 6" blev introduceret i januar 2002. Den havde en bredere 256-bit on-chip cache og blev fremstillet i Motorolas 0,18 µm (180 nm) HiPerMOS-proces med kobberforbindelser og SOI. Det var den første processor i en Apple-computer, der brød 1 GHz-mærket. Model 7445 er den samme chip uden L3-cache-grænsefladen. 7455 bruges i AmigaOne XE G4 og dual-core 1 GHz Power Mac G4 (Quicksilver 2002).
PowerPC 7447 "Apollo 7" er en lille forbedring i forhold til 7450/55, den har 512 KB L2-cache på chip og blev fremstillet på 130 nm SOI-processen, hvilket bruger mindre strøm. Den har 58 millioner transistorer. Med 7447A, som introducerede en indbygget termisk diode samt DFS (Dynamic Frequency Scaling), var Freescale i stand til at opnå lidt højere clockhastigheder. 7457 har en ekstra L3-cache-grænseflade, der understøtter op til 4MB L3-cache, sammenlignet med de 2MB, der understøttes af 7455 og 7450. Dens frekvensskalering stoppede dog, da Apple valgte at bruge 7447 i stedet for 7457 på trods af, at 7457 var efterfølgeren til 7455 med den L3-cache, som Apple har brugt før.
De eneste virksomheder, der tilbyder 7457 som opgraderinger til Power Mac G4, iMac G4 og Power Mac G4 Cube, er Giga Designs, Sonnet Technology, Daystar Technology (de bruger kun 7457 til iMac G4 opgraderinger) og PowerLogix. Genesis Pegasos computerplatform bruger også 7447 i sin Pegasos-II/G4.
7457 bruges ofte til at reparere AmigaOne XE-processormodulet; nogle AmigaOS-programmer med 7457 installeret kan forveksle AmigaOne med en Pegasos II-computer, da Eyetech aldrig udgav et officielt 7457-kort.
PowerPC 7448 "Apollo 8" er en videreudvikling af PowerPC 7447A, der blev annonceret på det første Freescale Technology Forum i juni 2005. Forbedringerne var en højere clockhastighed (op til 1,7 GHz) officielt og nemt op til 2,4 GHz gennem overclocking, en større 1MB L2-cache, en hurtigere 200 MHz frontsidebus og lavere strømforbrug (18W ved 1,7 GHz). Det blev fremstillet i en 90nm-proces med kobberforbindelser og SOI.
| POWER arkitektur | |
|---|---|
| historisk | |
| Nuværende | |
| relaterede emner | |