PowerPC 970 , PowerPC 970FX и PowerPC 970MP — это 64-разрядные процессоры PowerPC от IBM, представленные в 2002 году. Apple назвала 970 PowerPC G5 для своего Power Mac G5 .
Создав архитектуру PowerPC в начале 1990-х годов через альянс AIM , семейство 970 было создано в результате дальнейшего сотрудничества IBM и Apple . [1] [2] Проект имел кодовое название GP-UL или Giga Processor Ultra Light, где Giga Processor — кодовое название POWER4, из которого было получено ядро. Когда Apple представила Power Mac G5 , она заявила, что это будет пятилетняя совместная работа с дорожной картой на несколько поколений. Однако этот прогноз оказался недолговечным, когда Apple позже пришлось отказаться от своего обещания выпустить процессор с тактовой частотой 3 ГГц всего через год после его появления. IBM также не смогла снизить энергопотребление до уровня, необходимого для ноутбуков. В конечном итоге Apple использовала только три варианта процессора.
Модули IBM JS20/JS21 blade и некоторые рабочие станции начального уровня и серверы System p основаны на PowerPC 970. Он также используется в некоторых высокопроизводительных встраиваемых системах, таких как Mercury Momentum XSA-200. IBM также лицензирует ядро PowerPC 970 для использования в пользовательских приложениях.
PowerPC 970 — это одноядерный производный POWER4 , который может обрабатывать как 32-битные , так и 64-битные инструкции PowerPC . Он имеет аппаратный блок предварительной выборки и трехходовой блок предсказания ветвлений .
Как и POWER4, передняя часть состоит из девяти стадий. PowerPC 970 может извлекать и декодировать до восьми инструкций, отправлять до пяти на резервные станции, выдавать до восьми на исполнительные блоки и удалять до пяти за цикл. Конвейеры выполнения были удлинены по сравнению с POWER4 для достижения более высокого IPC . Он имеет восемь исполнительных блоков: два арифметико-логических блока (АЛУ), два блока с плавающей точкой двойной точности , два блока загрузки/хранения и два блока AltiVec . [3]
Один из блоков AltiVec выполняет целочисленные и плавающие инструкции, а другой — только инструкции перестановки. Последний имеет три подблока для простых целочисленных, комплексных целочисленных и плавающих инструкций. Эти блоки имеют конвейеры различной длины: 10 этапов для простых целочисленных и перестановочных инструкций, 13 этапов для комплексных целочисленных инструкций и 16 этапов для инструкций с плавающей точкой. [3]
Процессор имеет две однонаправленные 32-битные шины с двойной скоростью передачи данных (DDR) (одна для чтения, другая для записи) к чипу системного контроллера ( северный мост ), работающие на одной четверти скорости ядра процессора. Шины также передают адреса и управляющие сигналы в дополнение к данным, поэтому может быть реализован только процент пиковой пропускной способности (6,4 ГБ/с при 450 МГц). Поскольку шины однонаправленные, каждое направление может реализовать только половину совокупной пропускной способности, или 3,2 ГБ/с. [3]
Все поколения процессоров 970 производились на заводе IBM в Ист-Фишкилле, штат Нью-Йорк, на белой керамической подложке, типичной для высокопроизводительных процессоров IBM того времени.
PowerPC 970 был анонсирован IBM в октябре 2002 года. Он был выпущен в Power Mac G5 от Apple Computer в июне 2003 года. Как и в случае с обозначением G3 и G4, Apple маркировала продукты на базе PowerPC 970 как G5, для пятого поколения PowerPC. IBM выпустила свои первые блейд-серверы PowerPC 970, BladeCenter JS20 , в ноябре 2003 года.
PowerPC 970 имеет 512 КБ кэша L2 полной скорости и тактовую частоту от 1,6 до 2,0 ГГц. Передняя шина работает на половине тактовой частоты процессора.
PowerPC 970FX имеет 90-нм производственный процесс и максимальную номинальную мощность 11 Вт при температуре 149 градусов по Фаренгейту (65 °C) на частоте 1 ГГц и максимальную 48 Вт на частоте 2 ГГц. [5]
Он имеет 10 функциональных блоков – 2 блока с фиксированной точкой, 2 блока загрузки/хранения, 2 блока с плавающей точкой, 1 блок ветвления, 1 блок SIMD ALU, 1 блок перестановки SIMD и 1 регистр условий. Он поддерживает до 215 инструкций в полете: 16 в блоке выборки инструкций, 67 в блоке декодирования инструкций, 100 в функциональных блоках и 32 в очереди сохранения. Он имеет 64 КБ напрямую отображаемого кэша инструкций и 32 КБ D-кэша. [6]
Apple выпустила машины на базе 970FX в течение 2004 года: Xserve G5 в январе, Power Mac G5 в июне и iMac G5 в августе. Power Mac представил максимальную тактовую частоту 2,5 ГГц с жидкостным охлаждением (в конечном итоге достигнув 2,7 ГГц в апреле 2005 года). iMac использовал переднюю боковую шину на трети тактовой частоты.
Рынок требовал более быстрого процессора для ноутбуков, чем G4, но Apple так и не выпустила процессор серии G5 в ноутбуки PowerBook . Оригинальный 970 потреблял слишком много энергии и никогда серьезно не рассматривался в качестве кандидата для портативного компьютера. 970FX снизил тепловую расчетную мощность (TDP) примерно до 30 Вт при 1,5 ГГц, что заставило многих пользователей поверить в возможность создания PowerBook G5. Однако несколько препятствий помешали даже 970FX использовать в этом приложении. На частоте 1,5 ГГц G5 был не намного быстрее процессоров G4 1,5 и 1,67 ГГц, которые Apple использовала в PowerBook. Кроме того, чипы северного моста, доступные для сопряжения 970FX с памятью и другими устройствами, не были предназначены для портативных компьютеров и потребляли слишком много энергии. Наконец, 970FX имел неадекватные функции энергосбережения для портативного процессора. Его минимальная (в режиме ожидания) мощность была слишком высокой, что привело бы к плохим показателям времени автономной работы ноутбука. [ необходима ссылка ]
IBM анонсировала PowerPC 970MP под кодовым названием «Antares» 7 июля 2005 года на форуме Power Everywhere в Токио. 970MP — это двухъядерный процессор, производный от 970FX с тактовой частотой от 1,2 до 2,5 ГГц и максимальной потребляемой мощностью 75 Вт при 1,8 ГГц и 100 Вт при 2,0 ГГц. Каждое ядро имеет 1 МБ кэша L2 , что вдвое больше, чем у 970FX. Как и 970FX, этот чип был произведен по 90-нм техпроцессу. Когда одно из ядер простаивает, оно переходит в состояние «спячки» и отключается. [7] 970MP также включает функции разбиения на разделы и виртуализации. [8] [9]
PowerPC 970MP заменил PowerPC 970FX в высокопроизводительных компьютерах Power Mac G5 от Apple , в то время как iMac G5 и устаревший PCI-X Power Mac G5 продолжали использовать процессор PowerPC 970FX. PowerPC 970MP используется в блейд-модулях IBM JS21, рабочей станции IBM Intellistation POWER 185 и YDL PowerStation от Fixstars Solutions (Yellow Dog Linux (YDL) PowerStation).
Из-за высоких требований к мощности IBM прекратила выпуск устройств с частотой выше 2,0 ГГц.
Компания IBM выпустила два специализированных северных моста для компьютеров на базе PowerPC 970:
Северный мост CPC965 был отменен. Планировалось выпустить его в 2007 году, он должен был быть однопроцессорным северным мостом. Его особенности включали контроллер DDR2 533 МГц, который поддерживал до 8 ГБ памяти ECC, 8-кратную шину PCIe, интегрированный четырехпортовый Gigabit Ethernet с разгрузкой IPv4 TCP / UDP , порты USB 2.0, Flash -интерфейс. Северный мост содержит интегрированное ядро PowerPC 405 для обеспечения возможностей управления и настройки системы. [11]
IBM использует в модулях свою фирменную шину Elastic Interface (EI).
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )