PowerPC G4
Această intrare sau secțiune despre microprocesoare nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
PowerPC G4 este un microprocesor RISC pe 32 de biți care aparține familiei de procesoare PowerPC . Este utilizat în computerele Apple Macintosh . În special în PowerBook G4 , în al doilea „floarea - soarelui“ generație de iMacs , în emacs , în a treia generație de iBooks , și în Apple Power Macintosh G4 calculatoare desktop, Eyetech lui AmigaONE și Genesi Pegasos .
Majoritatea designului G4 a fost realizat de Motorola în strânsă colaborare cu Apple. Numele se referă la a patra generație de procesoare PowerPC dezvoltate de Motorola. IBM , al treilea partener al proiectului PowerPC, a decis să nu participe la proiectarea G4 din cauza diferențelor în ceea ce privește proiectarea unității de calcul vectoriale integrate în CPU. Această unitate de calcul se numește AltiVec . Este o unitate de calcul pe 128 de biți dedicată calculului vectorial, în documentația tehnică Apple se numește „Motorul de viteză”.
Descriere
Datorită unității AltiVec, G4 poate efectua patru operații cu virgulă mobilă de precizie unică sau o operație de precizie pe 16 biți pe ciclu de ceas. Unitatea este suprascalară , de fapt este capabilă să efectueze până la două operații în același timp pe ciclu de ceas. Acest lucru sugerează că această unitate a oferit un avantaj semnificativ de performanță G4 față de procesoarele x86 fabricate de Intel sau AMD . Principalul defect al acestei tehnologii a fost că aplicațiile trebuiau recompilate pentru tehnologia AltiVec și, prin urmare, aplicațiile mai vechi nu au putut să profite de aceasta.
Motorola a introdus un suport mai bun pentru tehnologia SMP a procesoarelor G4. Deși procesoarele PowerPC G3 erau deja pregătite pentru SMP, implementarea G3 a sacrificat performanța și a fost complexă de utilizat pe o placă de bază. Implementarea SMP pe G4 a fost mult mai slabă și mai eficientă și a introdus un mod foarte eficient de transfer de date între procesoare.
O nouă creștere a performanței este derivată din noua unitate ALU pe 64 de biți derivată din procesorul 604. Procesoarele G3 au o ALU pe 32 de biți, astfel încât operațiunile în virgulă mobilă sunt efectuate în două cicluri de ceas, care nu mai sunt necesare pe procesoarele G4.
Producție
Primul procesor din seria G4 a fost MPC 7400. A fost introdus în ianuarie 1999 și avea frecvențe de funcționare cuprinse între 350 și 500 MHz. Cipul conține 10,5 milioane de tranzistori și a fost fabricat de Motorola folosind o tehnologie de 0,20 µm. Cipul de siliciu ocupă o suprafață de 83 mm² și utilizează interconectări de cupru.
În 1999, Motorola a anunțat că nu poate îndeplini specificațiile menționate. Cipurile pe care le-a putut produce nu au putut să funcționeze la frecvențele indicate. Apple a fost nevoită să reducă frecvența Power Mac G4 de la anunțatele 400, 450 și 500 MHz la 350, 400 și 450 MHz. Această pierdere a performanței procesorului a enervat Apple și a apelat la IBM pentru procesoare cu frecvență mai mare.
Cu toate acestea, într-o eră futuristă ca 1999, computerele Apple au avut dificultăți în a concura în performanță cu computerele compatibile IBM, deoarece acestea funcționau la frecvențe semnificativ mai mari decât Power Mac G4. Acest lucru l-a determinat pe Apple să îmbunătățească Power Mac-urile prin lansarea de versiuni biprocesor care folosind SMP ar putea rivaliza cu computerele WinTel corespunzătoare. De fapt, în acel moment, Apple a lansat campania publicitară „Două creiere sunt mai bune decât una”, destinată să convingă utilizatorii că computerele sale biprocesor ar putea concura cu ușurință cu computerele bazate pe Intel 80x86 la frecvențe mai mari.
Variante ale G4
Începând din 2004, cel mai rapid procesor G4 folosit de Apple este MPC 7447A, care rulează la 1,5 GHz și 1,67 GHz, utilizat în cel mai recent Macintosh portabil echipat cu un procesor PowerPC.
Între timp, Apple abandonase deja G4 în favoarea PowerPC G5 produsă de IBM pentru computerele sale desktop ( iMac și familia Power Macintosh ).
Începând din 2006, Apple a abandonat în cele din urmă procesoarele G4 în favoarea procesoarelor Intel 80x86 . Înainte de anunțul oficial al Apple, zvonurile preziceau utilizarea procesorelor produse de IBM, evoluția PowerPC G5 sau, eventual, a procesoarelor derivate din PowerPC produs de Freescale. Procesoarele Freescale derivă din G4, dar, pe lângă integrarea multor componente în procesor și astfel reducerea proiectării plăcii de bază, rezolvă problema principală a G4: frecvența magistralei de sistem. G4-urile au o magistrală de 167 MHz care tinde să încetinească procesorul. Deși mulți susțin că un autobuz atât de lent degradează performanțele unității AltiVec, Motorola a arătat că în situații reale acest lucru nu se întâmplă, deoarece există o lățime de bandă suficientă.
O modalitate de a rezolva problemele magistralei G4 este de a o echipa cu o linie de comunicație cu memoria de tip rapid și folosind un manager de memorie integrat al plăcii de bază.
După ce Apple a abandonat arhitectura PPC, și după întreruperea producției primei AmigaONE generație din cauza lipsei de Northbridge Articia chips - uri de la MAI Technologies (și trecerea la recenta a acestuia din urmă la PWRficient CPU de PASemi), precum și întreruptă producția de plăci de bază Pegasos II, în prezent nu există plăci de bază desktop în producție folosind acest procesor.
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre PowerPC G4
