PowerPC G4 je označení používané společností Apple Computers k popisu čtvrté generace 32bitových mikroprocesorů PowerPC . Aplikováno na různé (ačkoli úzce související) modely procesorů Freescale , dříve součást společnosti Motorola .
Počítače Macintosh , jako jsou notebooky PowerBook G4 a iBook G4 a osobní počítače Power Mac G4 a Power Mac G4 Cubepřevzít jejich jméno od zpracovatele. PowerPC G4 byl také používán v eMacu , první generaci Xserve , první generaci Macu Mini a iMacích před uvedením PowerPC 970 .
Apple zcela ukončil řadu desktopových modelů G4 poté, co byl 64bitový PowerPC 970 od IBM vybrán jako základ pro jeho PowerPC G5 . Posledním modelem, který používal G4, byl Mac Mini , který nyní přichází s procesorem Apple M1 . PowerBook G4 byl nahrazen MacBookem Pro s procesorem Intel .
Procesory PowerPC G4 jsou oblíbené i v jiných počítačových systémech, jako je Amiga , Pegasos nebo Genesi . Kromě stolních počítačů je PowerPC G4 oblíbený ve vestavěných prostředích, jako jsou směrovače, telekomunikační přepínače, zobrazování, zpracování médií, avionika a armáda, kde se používají AltiVec a SMP .
PowerPC 7400 (kódové označení „Max“) debutoval v srpnu 1999 a byl prvním procesorem označeným „G4“. Čip pracuje na frekvencích od 350 do 500 MHz a obsahuje 10,5 milionu tranzistorů vyrobených procesní technologií Motorola 0,20 mikronu HiPerMOS6. Plocha matrice je 83 mm² a propojení jsou vyrobena z mědi.
Motorola slíbila Applu dodávat procesory až do 500 MHz, ale výkon byl zpočátku příliš nízký. To donutilo Apple stáhnout inzerované 500MHz modely Power Mac G4. Řada Power Mac byla drasticky snížena ze 400, 450 a 500 MHz na 350, 400 a 450 MHz, zatímco se řešily problémy s čipem. Incident způsobil roztržku mezi Applem a Motorolou a údajně způsobil, že se Apple obrátil na IBM o pomoc se zvýšením výroby na lince Motorola 7400 [1] . 500 MHz model byl znovu představen 16. února 2000.
Velkou část designu 7400 provedla Motorola v úzké spolupráci s Apple a IBM . IBM, třetí člen aliance AIM, vyvinula čip s Motorolou ve svém designérském centru Somerset, ale rozhodla se jej nepostavit, protože v té době neviděla potřebu vektorové procesorové jednotky. Návrh architektury G4 nakonec obsahoval 128bitovou vektorovou procesorovou jednotku označenou společností Motorola AltiVec, zatímco marketing společnosti Apple ji označoval jako „Velocity Engine“.
PowerPC 970 (G5) byl prvním procesorem IBM, který implementoval VMX/AltiVec, pro který IBM znovu použilo starý design 7400, který jim zbyl ze spolupráce s Motorolou v Somersetu. Procesor Xenon v Xboxu 360 také používá VMX s dalšími proprietárními rozšířeními vyrobenými speciálně pro Microsoft. POWER6, představený v roce 2007, je prvním „velkým železným“ procesorem IBM, který také implementuje VMX.
S blokem AltiVec může mikroprocesor 7400 provádět v jednom cyklu výpočty s jednou přesností (32 bitů) s plovoucí desetinnou čárkou ve čtyřech směrech a také celočíselné výpočty v 16, 8, 16 nebo 32 bitech ve čtyřech směrech. Kromě toho je vektorová procesorová jednotka superskalární a může provádět dvě vektorové operace současně. Ve srovnání s tehdejšími mikroprocesory Intel x86 tato funkce poskytovala významné zvýšení výkonu pro aplikace navržené k využití bloku AltiVec. Příklady zahrnují Adobe Photoshop používající blok AltiVec k rychlejšímu vykreslování efektů a přechodů a sada iLife společnosti Apple využívající tento blok k importu a převodu souborů za běhu.
Kromě toho má 7400 rozšířenou podporu pro symetrické multiprocesing (SMP) pomocí protokolu MERSI (Enhanced Cache Coherence Protocol) a 64bitové jednotky s pohyblivou řádovou čárkou (FPU) částečně vypůjčené z řady 604. Řada 603 měla 32bitovou FPU, která vyžadovala dvě hodiny k provedení 64bitové aritmetiky s plovoucí desetinnou čárkou.
Řada PowerPC G4 podporuje dvě sběrnicové technologie: starší sběrnici 60x, kterou sdílí s rodinami PowerPC 600 a PowerPC 7xx, a modernější sběrnici MPX. Zařízení využívající sběrnici 60x mohou být kompatibilní s procesory 6xx nebo 7xx, což poskytuje širokou škálu nabídek a jasnou a levnou cestu upgradu s minimálními problémy s kompatibilitou. Systémové řadiče pro počítače 7xx a 7xx vyrábějí hlavně dvě společnosti: Tundra se svými řadiči Tsi1xx a Marvell se svými řadiči Discovery.
PowerPC 7410 "Nitro" je energeticky úsporná verze 7400, ale byla vyrobena na 180nm místo 200nm. Stejně jako 7400 má 10,5 milionu tranzistorů. Debutoval v PowerBooku G4 9. ledna 2001.
Čip přidal možnost využívat celou nebo polovinu mezipaměti jako vysokorychlostní paměť bez mezipaměti, mapovanou na fyzický adresový prostor procesoru na žádost uživatele. Tato funkce byla používána prodejci vestavěných systémů, jako je Mercury Computer Systems.
PowerPC 7450 "Voyager"/"V'ger" byl jediným zásadním přepracováním procesoru G4. 33 milionů tranzistorových čipů výrazně rozšířilo 7400 prováděcí potrubí (7 vs. 4 stupně minimálně), aby bylo dosaženo vyšších taktovací rychlosti, zlepšená propustnost instrukcí (3 + větve vs. 2 + větve za cyklus) pro kompenzaci vyšší latence instrukce, nahrazena externí cache L2 (až 2 MB 2cestná sada asociativní, 64bitová datová cesta) na integrovanou (256 KB 8cestná sada asociativní, 256bitová datová cesta), podporovaná externí mezipaměť L3 (až 2 MB 8cestná sada asociativní, 64bitová datová cesta) a měl mnoho dalších architektonických vylepšení. Blok AltiVec byl vylepšen v 7450; místo provádění jedné vektorové permutační instrukce a jedné vektorové ALU instrukce (simple int, complex int, float) za cyklus, jako u 7400/7410, 7450 a jeho následovníci od Motorola/Freescale mohou současně provádět dvě libovolné vektorové instrukce (permute, simple int, complex int, float). Byl představen s aktualizovaným Power Mac G4 9. ledna 2001. Motorola vydala provizorní verzi, 7451, s kódovým označením "Apollo 6" jako 7455. Dřívější počítače AmigaOne XE byly dodávány s procesorem 7451.
Vylepšení designu 745x mu dala přezdívky G4e nebo G4+, ale nikdy to nebyla oficiální označení.
PowerPC 7455 "Apollo 6" byl představen v lednu 2002. Vyznačoval se širší, 256bitovou vyrovnávací pamětí na čipu a byl vyroben 0,18 µm (180 nm) HiPerMOS procesu společnosti Motorola s měděnými propojeními a SOI. Byl to první procesor v počítači Apple, který pokořil hranici 1 GHz. Model 7445 je stejný čip bez rozhraní mezipaměti L3. 7455 se používá v AmigaOne XE G4 a dvoujádrovém 1 GHz Power Mac G4 (Quicksilver 2002).
PowerPC 7447 "Apollo 7" je mírným vylepšením oproti 7450/55, má 512 KB L2 cache na čipu a byl vyroben na 130 nm SOI procesu, takže spotřebovává méně energie. Má 58 milionů tranzistorů. S modelem 7447A, který představil vestavěnou termální diodu a také DFS (Dynamic Frequency Scaling), dokázal Freescale dosáhnout o něco vyšších taktů. 7457 má další rozhraní mezipaměti L3 podporující až 4 MB mezipaměti L3 ve srovnání s 2 MB podporovanými modely 7455 a 7450. Jeho frekvenční škálování se však zastavilo, když se Apple rozhodl použít 7447 místo 7457, přestože 7457 je nástupce. na 7455 s mezipamětí L3, kterou Apple používal dříve.
Jediné společnosti, které nabízejí 7457 jako upgrady pro Power Mac G4, iMac G4 a Power Mac G4 Cube, jsou Giga Designs, Sonnet Technology, Daystar Technology (používají 7457 pouze pro upgrady iMacu G4) a PowerLogix. Počítačová platforma Genesi Pegasos také používá 7447 ve svém Pegasos-II/G4.
7457 se casto pouziva k oprave modulu procesoru AmigaOne XE; nektere AmigaOS programy s nainstalovanym 7457 si mohou zamenit AmigaOne za pocitac Pegasos II, protoze Eyetech nikdy nevydal oficialni desku 7457.
PowerPC 7448 "Apollo 8" je evolucí PowerPC 7447A oznámeného na prvním Freescale Technology Forum v červnu 2005. Vylepšení byla vyšší takt (až 1,7 GHz) oficiálně a snadno až na 2,4 GHz díky přetaktování, větší 1 MB L2 cache, rychlejší 200 MHz sběrnice na přední straně a nižší spotřeba (18 W při 1,7 GHz). Byl vyroben 90nm procesem s měděnými propojeními a SOI.
| Architektura POWER | |
|---|---|
| historický | |
| Proud | |
| související témata | |