Ugrás a tartalomhoz

PowerPC 970

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
PowerPC 970
Egy PowerPC 970 CPU ábrázolása
Egy PowerPC 970 CPU ábrázolása
Gyártás2002
TervezőIBM
GyártóIBM
Max CPU órajel1 GHz – 2,7 GHz
Gyártás technológia méret130 nm, 90 nm
Utasításkészlet32 és 64 bites PowerPC 2.01
Mikroarchitektúrappc970, POWER4
Magok száma1, 2
L1 gyorsítótár64 KiB utasítás
32 KiB adat
L2 gyorsítótár512–1024 KiB
TokozásCBGA576[1]
Tranzisztorok számakb. 52–58 millió
Alkalmazásaasztali gépek, blade kiszolgálók, beágyazott rendszerek
ElődPOWER4
Változat970, 970FX, 970MP
A Wikimédia Commons tartalmaz PowerPC 970 témájú médiaállományokat.
Power Architektúra
NXP (volt Freescale és Motorola)

PowerPC e sorozat (2006) ( e200  •  e300  •  e500  •  e600  •  e5500  •  e6500 )
Qor sorozat (2008) ( QorIQ  •  Qorivva )

IBM

POWER ISA (1990)  •  POWER sorozat (1990)
( POWER1  •  POWER2  •  POWER3  •  POWER4  •  POWER5  •  POWER6  •  POWER7  •  POWER8  •  POWER9  •  Power10 )  • 
PowerPC sorozat (1992) ( 6xx  •  4xx  •  7xx  •  74xx  •  970  •  A2 (2010) )  •  RS64 (1996)  • 
RAD sorozat (1997) ( RAD6000  •  RAD750  •  RAD5500 )

IBM-Nintendo együttműködés

Gekko  •  Broadway  •  Espresso

Egyéb

Titan  •  PWRficient  •  Cell  •  Xenon  •  X704

Kapcsolódó hivatkozások

OpenPOWER Alapítvány  •  AIM alliance  •  RISC  •  Blue Gene  •  Power.org  •  PAPR  •  PReP  •  CHRP  •  AltiVec  •  tovább...
dőlt betűsek a történelmi tételek

Sablon:Power architektúra

A PowerPC 970, PowerPC 970FX, és PowerPC 970MP 64 bites PowerPC architektúrájú, nagy teljesítményű RISC processzorok, amelyeket az IBM fejlesztett és mutatott be 2002-ben.[2][3] Az Apple a 970-es sorozatot saját részéről PowerPC G5-nek nevezte, amivel Power Mac G5 számítógép­sorozatával kötötte össze ezeket a processzorokat, utalva a termékei (és a processzorok) ötödik generációjára. A „generáció” fogalma itt teljesen önkényes, bár a 970-es sorozat valóban egy komoly technológiai ugrást jelentett.

Miután az 1990-es évek elején az AIM szövetség létrehozta a PowerPC architektúrát, a 970-es család az IBM és az Apple további együttműködése eredményeként jött létre.[4][5] A fejlesztés kódneve „GP-UL”, azaz „Giga Processor Ultra Light” volt, ahol a „Giga Processor” az IBM POWER4 processzorának kódneve, amiből a mag származik. A 970-es a második 64 bites processzor a PowerPC családban, ugyanis a 2. generációs PowerPC 620 (1996) ugyancsak 64 bites volt, de kereskedelmi szempontból nem volt sikeres. Mikor az Apple bevezette a Power Mac G5-öt, kijelentette, hogy ez egy ötéves közös erőfeszítés volt, és több generációs fejlesztési tervet vetített előre. Ez a jóslat azonban rövid életű volt, mivel az Apple-nek rövidesen vissza kellett vonnia azt az ígéretét, hogy egy évvel a bevezetés után a processzorok elérik a 3 GHz-es órajelet. Az IBM sem tudta az energiafogyasztást a laptopok számára szükséges szintre csökkenteni. Végül az Apple a processzor összesen három változatát alkalmazta a termékeiben.

Az IBM JS20/JS21 blade modulok, néhány alsó kategóriás munkaállomás és System p szerverek alapulnak a PowerPC 970-es processzoron. Használják ezen kívül néhány nagy teljesítményű beágyazott rendszerben, pl. a Mercury Systems egyes eszközeiben. Az IBM a PowerPC 970 magot is licenceli egyedi alkalmazásokban való felhasználásra.

Tervezés[szerkesztés]

PowerPC 970FX processzor

A PowerPC 970 a POWER4 egymagos származéka és képes natív módon feldolgozni mind a 32 bites, mind a 64 bites PowerPC utasításokat, tehát kódkompatibilis a 32 bites G4-es processzorokkal, leszámítva a PowerPC specifikáció szerinti opcionális little-endian támogatást, ami a PowerPC 970-ből hiányzik. A rendszerrel való kommunikáció két 32 bites széles buszon keresztül történik. Hardverében rendelkezik egy előzetes utasításkód-lehívó és háromutas elágazás-előrejelző egységekkel. Megosztott L1 gyorsítótárral rendelkezik, 64 KiB az utasítások, 32 KiB az adatok számára, és 512–1024 KiB hibatűrő (hibajavító) L2 gyorsítótárral az utasításokhoz és adatokhoz.

A POWER4-hez hasonlóan, a front-endje kilenc fokozat hosszú. A PowerPC 970 legfeljebb nyolc utasítást képes lehívni és dekódolni, legfeljebb ötöt kiküldeni a várakoztató állomásokra, kibocsátani legfeljebb nyolcat a végrehajtó egységekhez és befejezni legfeljebb ötöt ciklusonként. A végrehajtási futószalagokat meghosszabbították a POWER4-hez képest, hogy magasabb ciklusonkénti utasításszám (IPC) értéket érjenek el. Nyolc végrehajtó egysége van: két aritmetikai-logikai egység (ALU), két kétszeres pontosságú lebegőpontos egység, két betöltő/tároló egysége és két AltiVec egysége.[6]

Az egyik AltiVec-egység a fixpontos és lebegőpontos utasításokat hajtja végre, a másik pedig csak a permutáló utasításokat. Az utóbbinak három alegysége van az egyszerű fixpontos, összetett fixpontos és a lebegőpontos utasításokhoz. Ezek az egységek különböző hosszúságú futószalagokkal rendelkeznek: 10 fokozat az egyszerű fixpontos és permutáló utasításokhoz, 13 fokozat az összetett fixpontos utasításokhoz és 16 fokozat a lebegőpontos utasításoknak.[6]

A processzor két egyirányú 32 bites kétszeres átviteli sebességű (DDR) sínnel (az egyik az olvasáshoz, a másik az íráshoz) csatlakozik a rendszervezérlő chiphez (északi híd (northbridge)), amely a processzormag sebességének negyedével működik. A sínek az adatok mellett címeket és vezérlőjeleket is szállítanak, ezért a maximális sávszélességnek csak egy része érhető el (6,4 GB/s 450 MHz-en). Mivel a sínek egyirányúak, minden egyes irány csak az összesített sávszélesség felét tudja megvalósítani, azaz 3,2 GB/s-ot.[6]

Generációk[szerkesztés]

A 970-es processzorok minden generációját az IBM East Fishkill-i üzemében gyártották New York államban, fehér kerámia hordozón, ami tipikus volt az IBM korabeli felső kategóriás processzorainál.

Az első PowerPC 970-et 130 nm-es folyamattal gyártották, 2003 20. hetében.[7]
Az első PowerPC 970-et 130 nm-es folyamattal gyártották, 2003 20. hetében.[7]
A PowerPC 970FX-et 90 nm-es folyamattal gyártották 2004 25. hetében,[7] kisebb lapkával.
A PowerPC 970FX-et 90 nm-es folyamattal gyártották 2004 25. hetében,[7] kisebb lapkával.
A PowerPC 970MP lapkáján két magot és a 970FX-hez képest kétszer annyi L2 gyorsítótárat tartalmaz magonként, így a területe jóval nagyobb. A 2005. év 24. hetében gyártották.[7]
A PowerPC 970MP lapkáján két magot és a 970FX-hez képest kétszer annyi L2 gyorsítótárat tartalmaz magonként, így a területe jóval nagyobb. A 2005. év 24. hetében gyártották.[7]

PowerPC 970[szerkesztés]

A PowerPC 970-et az IBM 2002 októberében jelentette be. Ezt a processzort az Apple Computer Power Mac G5 gépében bocsátották ki, 2003 júniusában. A G3 és G4 elnevezéshez hasonlóan, az Apple a PowerPC 970 alapú termékeket is G5-nek nevezte el, ami a PowerPC ötödik generációját jelenti. Az IBM 2003 novemberében adta ki PowerPC 970-vel szerelt blade szervereit, elsőként a BladeCenter JS20-at.

A PowerPC 970-nek 512 KiB teljes sebességű L2 gyorsítótára van és 1,6–2 GHz közötti órajele. Az elsődleges sín (front side bus) a processzor órajelének felével működik.

PowerPC 970FX[szerkesztés]

A PowerPC 970FX 90 nm-es gyártási folyamattal készült, maximális fogyasztása 11 watt 65 °C fokon és 1 GHz-es órajelen, illetve maximum 48 watt 2 GHz-en.[8]

10 funkcionális egysége van: 2 fixpontos egység, 2 betöltő/tároló egység, 2 lebegőpontos egység, 1 elágazáskezelő egység, 1 SIMD ALU egység, 1 SIMD permutáló egység, és 1 feltételregiszter. Maximálisan 215 utasítás végrehajtását támogatja egyidőben: 16-ot az utasításlehívó egységben, 67-et az utasításdekódoló egységben, 100-at a funkcionális egységekben, és 32-t a tárolási sorban. 64 KiB közvetlenül leképezett utasítás-gyorsítótárral és 32 KiB adat-gyorsítótárral rendelkezik.[9]

Az Apple a 2004-es évben több 970FX által hajtott gépet is kiadott: az Xserve G5 januárban, a Power Mac G5 júniusban, és az iMac G5 augusztusban jelent meg. A Power Mac bevezette a 2,5 GHz-es maximális órajelet, míg folyadékhűtéssel végül elérte a 2,7 GHz-et (2005 áprilisában). Az iMac az előoldali sínt (front side bus) az órajel egyharmadával hajtotta.

A felhasználók körében nagy volt a várakozás a G4-nél gyorsabb laptop CPU iránt, de az Apple nem szállított G5 sorozatú CPU-t a PowerBook laptopokban. Az eredeti 970-es túl sok energiát használt és soha nem tekintették a hordozható számítógépek szóba jöhető jelöltjének. A 970FX-ben a tervezett hőteljesítményt (TDP) közel 30 wattra sikerült csökkenteni 1,5 GHz-en, amiből sok felhasználó arra következtetett, hogy lehetséges egy PowerBook G5 megjelenése. Azonban több tényező akadályozta a 970FX-et, hogy használható legyen ebben a szerepben. 1,5 GHz-en a G5 nem volt jelentősen gyorsabb, mint az 1,5 és 1,67 GHz-es G4 processzorok, amelyeket az Apple a PowerBookokban már használt. Továbbá a rendelkezésre álló northbridge chipeket, amelyek a 970FX-et a memóriához és más eszközökhöz csatlakoztatják, nem hordozható számítógépekhez tervezték és túl sok energiát fogyasztottak. Végül, a 970FX nem rendelkezett megfelelő energiatakarékossági funkciókkal egy hordozható CPU számára. Minimális (tétlen, üresjárati) teljesítménye túl magas volt, ami rossz akkumulátor-élettartamhoz vezetett volna egy laptop számítógépben.

PowerPC 970MP[szerkesztés]

Az IBM 2005. július 7-én, a tokiói Power Everywhere fórumon jelentette be a PowerPC 970MP – kódnevén „Antares” – processzort. A 970MP a 970FX kétmagos származéka, 1,2 és 2,5 GHz közötti órajelekkel, melynek maximális energiafelhasználása 75 W 1,8 GHz-en és 100 W 2 GHz-en, ami viszonylag magas érték. Mindegyik magnak van 1 MiB L2 gyorsítótára, ami kétszerese a 970FX-ének. A 970FX-hez hasonlóan, ez a chip is 90 nm-es folyamattal készült. Lapkájának mérete 154 mm2. Ebben az eszközben az IBM nagyobb hangsúlyt helyezett az energiaszabályozásra, így a processzormagok órajele és tápfeszültsége a terhelés szerint szabályozott, és megjelentek az energiatakarékos üzemmódok fokozatai. Ha az egyik mag üresjáratban van, akkor először „szendergő” állapotba kerül, majd leáll.[10] A 970MP tartalmaz particionálási és virtualizációs funkciókat is.[11][12]

A PowerPC 970MP felváltotta a PowerPC 970FX-et az Apple felső kategóriás Power Mac G5 számítógépeiben, míg az iMac G5 és a régi PCI-X Power Mac G5 továbbra is a PowerPC 970FX processzort használták. A PowerPC 970MP-t az IBM JS21 blade moduljaiban használják, az IBM Intellistation POWER 185 munkaállomásban és az YDL PowerStation-ben a Fixstars Solutions-tól (Yellow Dog Linux / YDL PowerStation).

A magas energiafelhasználás miatt az IBM a 2 GHz feletti órajelű egységek gyártását beszüntette.

Északi hidak[szerkesztés]

Az IBM a PowerPC 970-alapú számítógépekhez két dedikált északi hidat (northbridge-et) gyártott:

  • CPC925 – az Apple által tervezett[13] és „U3” vagy „U3H” néven hivatkozott híd (ez támogatja az ECC memóriát). Képes akár akár két PowerPC 970 vagy PowerPC 970FX támogatására, és két 550 MHz-es egyirányú processzorsínnel, egy 400 MHz-es DDR memóriavezérlővel, 8x-es AGP-vel és egy 400 MHz-es 16 bites HyperTransport csatornával rendelkezik. 130 nm-es folyamattal készült. Emellett fejlesztés alatt állt egy kiadatlan U3Lite northbridge is a PowerBook G5 számára, amely azonban nem került piacra.
  • CPC945 – az IBM által tervezett és az Apple által „U4” néven hivatkozott, két PowerPC 970MP támogatására képes híd, két 625 MHz-es egyirányú processzorsínnel, két memóriavezérlővel rendelkezik, amelyek akár 64 GiB 533 MHz-es DDR2 SDRAM-ot is támogatnak ECC képességgel, emellett található benne egy x16-os PCIe sáv és egy 800 MHz 16 bites HyperTransport csatorna. 90 nm-es folyamattal készült.

A CPC965 északi hidat törölték. Ezt 2007-es kiadásra tervezték, csak egyprocesszoros áramkör lett volna. Jellemzői voltak egy 533 MHz-es DDR2 vezérlő, amely legfeljebb 8 GiB ECC memóriát támogatott, x8-as PCIe busz, integrált négyportos Gigabit Ethernet IPv4 TCP/UDP terheléscsökkentővel (offloading), USB 2.0 portokkal, egy flashmemória-interfésszel. Az északi híd integrált PowerPC 405 magot tartalmazott, a rendszervezérlő és konfigurációs képességek ellátására.[14]

Sínek[szerkesztés]

Az IBM saját fejlesztésű IBM Elastic Interface (EI) buszát használja a modulokban.

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. ↑ IBM: IBM PowerPC®970FX RISC Microprocessor Data Sheet, Version 2.3 (angol nyelven) (pdf) pp. 1–74. IBM, 2005, 2006, 2006. június 5. DOI:SA14-2760-07. (Hozzáférés: 2024. május 26.)
  2. ↑ Peter Sandon: IBM PowerPC 970: First in a new family of 64-bit high performance PowerPC processors. Előadás a 2002. októberi Mikroprocesszor Fórumon. (angol)
  3. ↑ Windeck, Christof: IBM PowerPC 970: Das soll er leisten (ge nyelven). news. Heise online, 2002. október 15. DOI:67905 ID 67905. (Hozzáférés: 2014. október 28.)
  4. ↑ Apple Unleashes the World's Fastest Personal Computer—the Power Mac G5. Apple, 2003. június 23. [2021. december 16-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2017. december 4.)
  5. ↑ Apple and IBM Introduce the PowerPC G5 Processor. Apple, 2003. június 23. [2022. április 21-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2017. december 4.)
  6. ↑ a b c Halfhill, Tom R. (2002. október 28.). "IBM Trims Power4, Adds AltiVec". Microprocessor Report.
  7. ↑ a b c IBM production dates CPU-World. [2018. április 20-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. március 2.)
  8. ↑ IBM PowerPC 970FX RISC Microprocessor Datasheet. 01.ibm.com. (Hozzáférés: 2010. november 2.)
  9. ↑ IBM PowerPC 970FX RISC Microprocessor User's Manual V 1.7. www-01.ibm.com. [2014. május 22-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2014. május 21.)
  10. ↑ Paul Hales: Friday, July 8, 2005, 5:28 PM: IBM introduces dual-core PowerPC 970 chip – The INQUIRER. Theinquirer.net, 2005. július 8. [2006. augusztus 12-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2008. szeptember 22.)
  11. ↑ Next IBM-Apple chip getting high-end feature | Tech News on ZDNet. News.zdnet.com. [2008. április 17-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2008. szeptember 22.)
  12. ↑ IBM BladeCenter JS21 Express. 03.ibm.com. [2007. szeptember 10-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2008. szeptember 22.)
  13. ↑ Steve Jobs, Apple: WWDC 2003 Keynote, 2003. június 25. [2021. december 21-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. október 16.)
  14. ↑ LaPedus, Mark (2006. március 10.). "IBM rolls low-power processors, IP cores" Archiválva 2007. szeptember 26-i dátummal a Wayback Machine-ben.. EE Times.

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a PowerPC 970 című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források[szerkesztés]

További információk[szerkesztés]

Magyar nyelven[szerkesztés]

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés]

Néhány korábbi szuperszámítógép-modell a Spanyol Szuperszámítógépes Hálózatban PowerPC processzorokat használt, például a Magerit 1. verzió és a MareNostrum 2. verziója.

A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=PowerPC_970&oldid=27165010”