PowerPC 7xx

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Arquitecturas POWER , PowerPC y Power ISA
NXP (anteriormente Freescale y Motorola)
Serie PowerPC e (2006) e200 e300 e500 e600 e5500 e6500 Serie Qor (2008) QorIQ Qorivva
IBM
Serie POWER (1990) POTENCIA1 POTENCIA2 POTENCIA3 POWER4 POTENCIA5 POTENCIA6 POTENCIA7 POTENCIA8 PODER9 Poder10 Serie PowerPC (1992) 6xx 4xx 7xx 74xx 970 A2 (2010) A2I A2O Serie RAD (1997) RAD6000 RAD750 RAD5500 Serie RS64 (1996)
IBM / Nintendo
Gekko Broadway Café exprés
Otro
Titán PWR deficiente Celda Xenón X704
Enlaces relacionados
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El PowerPC 7xx es una familia de microprocesadores PowerPC de 32 bits de tercera generación diseñados y fabricados por IBM y Motorola (ahora Freescale Semiconductor ). Esta familia es llamada PowerPC G3 por su conocido cliente Apple Inc. , que la presentó el 10 de noviembre de 1997. El término "PowerPC G3" se imagina a menudo, e incorrectamente, que es un microprocesador cuando en realidad varios microprocesadores de diferentes proveedores. Tales designaciones se aplicaron a computadoras Macintosh como PowerBook G3 , iMacs multicolores , iBooksy varios equipos de escritorio, incluidos los Power Macintosh G3 de color beige y azul y blanco . Los bajos requisitos de energía y el pequeño tamaño hicieron que los procesadores fueran ideales para computadoras portátiles y el nombre vivió sus últimos días en Apple en el iBook .

La familia 7xx también se usa ampliamente en dispositivos integrados como impresoras, enrutadores, dispositivos de almacenamiento, naves espaciales ^[1] y consolas de videojuegos. La familia 7xx tenía sus deficiencias, a saber, la falta de compatibilidad con SMP y capacidades SIMD y una FPU relativamente débil . La gama de procesadores 74xx de Motorola continuó donde lo dejó el 7xx.

Procesadores

PowerPC 740/750

Procesador Motorola PowerPC 750 de 300 MHz con caché L2 fuera de la matriz en el módulo de la CPU de un Power Mac G3 .

El PowerPC 740 y 750 (nombre en clave Arthur) ^[2] se introdujeron a finales de 1997 como un reemplazo evolutivo del PowerPC 603e . Las mejoras incluyeron un bus de sistema 60x más rápido (66 MHz), cachés L1 más grandes (instrucciones de 32 KB y datos de 32 KB), una segunda unidad entera, una unidad de punto flotante mejorada y una frecuencia de núcleo más alta. El 750 tenía soporte para un caché L2 unificado externo opcional de 256, 512 o 1024 KB. El controlador de caché y las etiquetas de caché están integrados. Se accedió a la caché a través de un bus dedicado de 64 bits.

Los modelos 740 y 750 agregaron predicción de rama dinámica y una caché de instrucción de destino de rama de 64 entradas (BTIC). La predicción dinámica de bifurcaciones utiliza el resultado registrado de una bifurcación almacenada en una tabla de historial de bifurcaciones (BHT) de 512 entradas por 2 bits para predecir su resultado. El BTIC almacena en caché las dos primeras instrucciones en un destino de rama.

Los modelos 740/750 tenían 6,35 millones de transistores y fueron fabricados inicialmente por IBM y Motorola en un proceso de fabricación basado en aluminio. El troquel midió 67 mm ² a 0,26 μm y alcanzó velocidades de hasta 366 MHz consumiendo 7,3 W.

En 1999, IBM fabricó versiones en un proceso de 0,20 μm con interconexiones de cobre , que aumentaron la frecuencia hasta 500 MHz y redujeron el consumo de energía a 6 W y el tamaño de la matriz a 40 mm ² .

El 740 superó ligeramente al Pentium II mientras consumía mucha menos energía y tenía un dado más pequeño. La caché L2 fuera de matriz del 750 aumentó el rendimiento en aproximadamente un 30% en la mayoría de las situaciones. El diseño fue tan exitoso que superó rápidamente al PowerPC 604e en rendimiento entero, lo que provocó que se desechara un sucesor 604 planificado.

El PowerPC 740 es completamente compatible con el modelo 603 anterior, lo que permite actualizaciones al PowerBook 1400, 2400 e incluso un prototipo de PowerBook 500 / G3. El 750 con su bus de caché L2 requería más pines y, por lo tanto, un paquete diferente, una matriz de rejilla de bola de 360 pines (BGA).

El PowerPC 750 se usó en muchas computadoras de Apple, incluido el iMac original .

RAD750

El RAD750 es un procesador reforzado contra la radiación , basado en el PowerPC 750. Está diseñado para su uso en entornos de alta radiación , como los que se experimentan a bordo de satélites y otras naves espaciales . El RAD750 se lanzó para su compra en 2001. El Laboratorio Científico de Marte ( Curiosity ), el Orbitador de Reconocimiento de Marte y la nave espacial Mars 2020 ( Perseverancia ) tienen un RAD750 a bordo. ^[3]

El procesador tiene 10,4 millones de transistores, es fabricado por BAE Systems utilizando un proceso de 250 o 150 nm y tiene un área de matriz de 130 mm². Opera de 110 a 200 MHz. La propia CPU puede soportar entre 200.000 y 1.000.000 Rads y rangos de temperatura entre -55 y 125 ° C. Las funciones lógicas y de empaquetado del RAD750 tienen un precio superior a 200.000 dólares estadounidenses : el alto precio se debe principalmente a las revisiones de endurecimiento por radiación de la arquitectura y fabricación de PowerPC 750, los estrictos requisitos de control de calidad y las pruebas ampliadas de cada chip de procesador fabricado.

PowerPC 745/755

Motorola revisó el diseño del 740/750 en 1998 y redujo el tamaño del troquel a 51 mm ² gracias a una fabricación más nueva a base de aluminio de 0,22 μm. Las velocidades aumentaron hasta 600 MHz. El 755 se utilizó en algunos modelos de iBook . Después de este modelo, Motorola optó por no seguir desarrollando los procesadores 750 en favor de su procesador PowerPC 7400 y otros núcleos.

PowerPC 750CX

IBM continuó desarrollando la línea PowerPC 750 e introdujo el PowerPC 750CX (con nombre en código Sidewinder) en 2000. Tiene un caché L2 en matriz de 256 KiB; este mayor rendimiento al tiempo que reduce el consumo de energía y la complejidad. A 400 MHz, consumía menos de 4 W. El 750CX tenía 20 millones de transistores, incluida su caché L2. Tenía un tamaño de matriz de 43 mm ^{2 a} través de un proceso de cobre de 0,18 μm. El 750CX solo se usó en una revisión de iMac y iBook.

PowerPC 750CXe

Un PowerPC 750CXe de 533 MHz en un paquete Ball Grid Array de alto rendimiento .

750CXe (nombre en clave Anaconda), introducido en 2001, fue una revisión menor de 750CX que aumentó su frecuencia hasta 700 y el bus de memoria de 100 MHz a 133 MHz. El 750CXe también presentó un rendimiento de punto flotante mejorado sobre el 750CX. ^[4] Varios modelos de iBook y el último iMac basado en G3 utilizaron este procesador.

Una versión de costo reducido de 750CXe, llamada 750CXr, está disponible en frecuencias más bajas.

Gekko

Gekko es el procesador central personalizado para la consola de juegos Nintendo GameCube . Se basa en un PowerPC 750CXe y agrega alrededor de 50 nuevas instrucciones, así como una FPU modificada capaz de algunas funciones SIMD . Tiene 256 KiB de caché L2 en la matriz, opera a 485 MHz con un bus de memoria de 162 MHz, es fabricado por IBM en un proceso de 180 nm. La matriz tiene un tamaño de 43 mm ² .

PowerPC 750FX

El 750FX (cuyo nombre en código es Sahara) llegó en 2002 y aumentó la frecuencia hasta 900 MHz, la velocidad del bus a 166 MHz y la caché L2 en la matriz a 512 KiB. También presentó una serie de mejoras en el subsistema de memoria: un controlador de bus 60x mejorado y más rápido (200 MHz), un bus de caché L2 más amplio y la capacidad de bloquear partes de la caché L2. ^[4] Se fabrica utilizando una fabricación a base de cobre de 0,13 μm con dieléctrico Low-K y tecnología de aislamiento de silicio . 750FX tiene 39 millones de transistores, un tamaño de matriz de 35 mm ² y consume menos de 4 W a 800 MHz con cargas típicas. Fue el último procesador de tipo G3 utilizado por Apple (empleado en el iBook G3).

Hay disponible una versión de baja potencia de 750FX llamada 750FL.

750FX impulsa el vehículo de tripulación multipropósito Orion de la NASA . ^[5] Orion está utilizando la computadora de vuelo Honeywell International Inc. construida originalmente para el avión de pasajeros 787 de Boeing.

PowerPC 750GX

750GX (con nombre en código Gobi), revelado en 2004, era un procesador 7xx de IBM. Tiene una caché L2 de 1 MB en la matriz, una frecuencia máxima de 1,1 GHz y soporte para velocidades de bus de hasta 200 MHz, entre otras mejoras en comparación con 750FX. Se fabrica mediante un proceso de 0,13 μm con interconexiones de cobre, dieléctrico de bajo K y tecnología de silicio en aislante . El 750GX tiene 44 millones de transistores, un tamaño de matriz de 52 mm ² y consume menos de 9 W a 1 GHz con cargas típicas.

Hay disponible una versión de bajo consumo del 750GX, llamada 750GL.

PowerPC 750VX

750VX (con nombre en código "Mojave") es una versión de la línea 7xx que se rumorea, no está confirmada y cancelada. Sería la versión más potente y destacada hasta la fecha con hasta 4 MB de caché L3 fuera de la matriz, un bus frontal DDR de 400 Mhz y la misma implementación de AltiVec utilizada en el PowerPC 970 . Se esperaba que alcanzara una frecuencia de 1,8 GHz (a partir de 1,5 GHz) y se informó que tenía etapas adicionales de canalización y funciones avanzadas de administración de energía. ^[6] Se informó que estaba terminado y listo para la producción en diciembre de 2003, pero dijo que el momento era demasiado tarde para recibir pedidos importantes, ya que la línea de iBook de Apple se había cambiado a G4 en octubre del mismo año y, por lo tanto, rápidamente cayó del mapa vial. Desde entonces no se ha publicado ni se ha sabido nada de él.

Se planearon chips de seguimiento, como el 750VXe, que habría superado los 2 GHz.

PowerPC 750CL

El 750CL es un 750CXe evolucionado, con velocidades que van desde 400 MHz a 1 GHz con un bus del sistema de hasta 240 MHz, se han agregado funciones de captación previa de caché L2 e instrucciones relacionadas con gráficos para mejorar el rendimiento. Como las funciones adicionales relacionadas con los gráficos coinciden estrechamente con las que se encuentran en el procesador Gekko, es muy probable que el 750CL sea una contracción del mismo procesador para uso general. El 750CL se fabrica utilizando una fabricación a base de cobre de 90 nm con dieléctrico Low-K y tecnología de aislamiento de silicio y cuenta con 20 millones de transistores en una matriz de 16 mm ² . Consume hasta 2,7 W a 600 MHz, 9,8 W a 1 GHz. ^[7]^[8]

Broadway

Este procesador Broadway se fabrica en East Fishkill, NY, pero está empaquetado en la planta de IBM en Canadá, de ahí el texto en la cubierta de metal.

La CPU de Wii es prácticamente idéntica a la 750CL, pero funciona a 729 MHz, una frecuencia que no es compatible con la 750CL de serie. Mide solo 4,2 x 4,5 mm (18,9 mm ² ). Esto es más pequeño que la mitad del tamaño del microprocesador "Gekko" (43 mm ² ) incorporado en GameCube en su primer lanzamiento. ^[9]

Café exprés

Se cree que la CPU de Wii U es una evolución de la arquitectura de Broadway. Las características en gran parte no confirmadas son una CPU de triple núcleo que se ejecuta a 1,24 GHz y un proceso de 45 nm.

Futuro

IBM ha dejado de publicar una hoja de ruta para la familia 750, a favor de promocionarse como un proveedor de procesadores personalizados. Dados los recursos de IBM, el núcleo 750 se producirá con nuevas características siempre que haya un comprador dispuesto. En particular, IBM no tiene planes públicos para producir un microprocesador ordinario basado en 750 en un proceso de menos de 90 nm , lo que lo eliminará como un chip básico competitivo en mercados como los equipos de redes. Sin embargo, IBM hizo el procesador Espresso para Nintendo, que es un diseño basado en 750 con mejoras como soporte de multiprocesador (la pieza es de triple núcleo), nuevo proceso de fabricación de 45 nm y eDRAM en lugar de la caché L2 normal; se desconoce si se realizaron más cambios en el diseño.

En 2015, Rochester Electronics comenzó a brindar soporte heredado para los dispositivos.

Freescale ha descontinuado los 750 diseños a favor de diseños basados en el núcleo PowerPC e500 ( PowerQUICC III ).

Lista de dispositivos

Esta lista es una lista completa de diseños conocidos basados en 750. Las imágenes son ilustraciones y no están a escala.

Nombre	Nombre clave	Fabricante	Proceso fabuloso	Transistores	Tamaño de la matriz	Núcleos	Reloj de CPU	Frente del lado del bus	Caché L2	Consumo	Paquete	Introducido
PPC740 MPC740	Arturo	IBM Motorola	0,25 μm de Al	6,35 millones	67 mm ²	1	233 - 366 MHz	66 MHz	Sin caché L2	7,3 W a 366 MHz	CBGA de 255 pines	1997
PPC750 MPC750	Arturo	IBM Motorola	0,25 μm de Al	6,35 millones	67 mm ²	1	233 - 366 MHz	66 MHz	256 - 1024 kB a media velocidad fuera del troquel	7,3 W a 366 MHz	CBGA de 360 pines	1997
MPC745	Conan	Motorola Freescale	0,22 μm de Al	6,75 millones	51 mm ²	1	300 - 350 MHz	66 MHz	Sin caché L2	5,4 W a 400 MHz ^[10]	PBGA de 255 clavijas	1998
MPC755	Doyle	Motorola Freescale	0,22 μm de Al	6,75 millones	51 mm ²	1	300 - 400 MHz	66 MHz	256 - 1024 kB a media velocidad fuera del troquel	5,4 W a 400 MHz ^[10]	PBGA de 360 pines CBGA de 360 pines	1998
PPC740L	Estrella solitaria	IBM	0,20 μm Cu	6,35 millones	40 mm ²	1	300 - 533 MHz	100 MHz	Sin caché L2	6 W a 500 MHz	CBGA de 255 pines	1999
PPC750L	Estrella solitaria	IBM	0,20 μm Cu	6,35 millones	40 mm ²	1	300 - 533 MHz ^[11]	100 MHz	256 - 1024 kB a media velocidad fuera del troquel	6 W a 500 MHz ^[12]	CBGA de 360 pines	1999
PPC750CX PPC750CXe PPC750CXr PPCDBK	Sidewinder Anaconda Gekko	IBM	0,18 μm Cu	20 millones (incluida la caché L2)	42,7 mm ²	1	350 - 600 MHz 366 - 700 MHz 300 - 533 MHz 486 MHz	100 MHz 133 MHz 133 MHz 162 MHz	256 KB	4,2 W a 400 MHz ^[13] 6 W a 600 MHz ^[14] 7,8 W a 533 MHz ^[15] 4,9 W a 486 MHz	PBGA de 256 pines	2000 2001 2003 2001
RAD750		BAE Systems	0,25 μm - 0,15 μm	10,4 millones	130 mm ²	1	110-200 MHz	66 MHz ^[16]	0 - 1024 kB fuera de matriz	5 W a 133 MHz ^[17]	Radiación CBGA de 360 pines endurecido	2001
PPC750FX PPC750FL	Sáhara	IBM	0,13 μm SOI	38 millones (incluida la caché L2)	34,3 mm ²	1	600 - 900 MHz 600 - 733 MHz	166 MHz	512 KB	5,4 W a 800 MHz ^[18] 5,1 W a 733 MHz ^[19]	CBGA de 292 clavijas	2002 2007
PPC750GX PPC750GL	Gobi	IBM	0,13 μm SOI	74 millones (incluida la caché L2)	52,5 mm ²	1	733 - 1000 MHz 800 - 933 MHz	200 MHz	1024 kB	8,3 W a 1000 MHz ^[20] 6,5 W a 933 MHz ^[21]	CBGA de 292 clavijas	2003 2005
PPC750CL Broadway		IBM	90 nm 90 nm, 65 nm SOI	20 millones (incluida la caché L2)	15,9 mm ²	1	400 - 1000 MHz 729 MHz	240 MHz 243 MHz	256 KB	10,5 W (máx.) A 1 GHz ^[22] 3,9 W a 729 MHz ^[23]	PBGA de 278 clavijas	2006
Café exprés		IBM	45 nm SOI	60 millones (?)	27,7 mm ²	3	1243 MHz 1243 MHz 1243 MHz	?	512 kB 2048 kB 512 kB	?	PBGA MCM	2012

Ver también

iMac G3 , el primer modelo de la línea iMac de computadoras personales fabricadas por Apple Computer, Inc.
iBook G3 , los dos primeros modelos de la línea iBook de computadoras personales fabricados por Apple, luego reemplazados por la Macbook blanca (no profesional), fue la última computadora personal producida en serie que usó la G3 (descontinuada en octubre de 2003).
PowerBook G3 , una línea de computadoras portátiles Macintosh fabricadas por Apple Computer entre 1997 y 2000.
Power Macintosh G3 , comúnmente llamado "G3 beige" o "G3 platino" por el color de sus carcasas, era una serie de computadoras personales diseñadas, fabricadas y vendidas por Apple Computer, Inc. desde noviembre de 1997 hasta enero de 1999.
Power Macintosh G3 (azul y blanco) , la serie (comúnmente conocida como " G3 azul y blanco ", o en ocasiones simplemente " B&W G3 " (para distinguirla del Power Macintosh G3 original) era una serie de computadoras personales diseñadas y fabricadas y vendido por Apple Computer Inc. como parte de su línea Power Macintosh
Nintendo GameCube , una consola de juegos de sexta generación vendida por Nintendo.
Nintendo Wii , una consola de juegos de séptima generación vendida por Nintendo.
Nintendo Wii U , una consola de juegos de octava generación vendida por Nintendo.

Notas

^ "Rover Curiosity de $ 2.5bn de la NASA: un Apple PowerBook sobre ruedas" .
^ Gwennap 1997
^ "Kit de prensa de lanzamiento del laboratorio científico de Marte" (PDF) . NASA / JPL.
^ a b "Nota de aplicación: diferencias entre los microprocesadores IBM PowerPC 750FX, PowerPC 750 y PowerPC 750CX / PowerPC 750CXe RISC" (PDF) . 306.ibm.com . Consultado el 7 de octubre de 2013 . ^{[ enlace muerto permanente ]}
^ "La nave espacial Orion no es más inteligente que su teléfono" . Mundo de la informática. 2014 . Consultado el 5 de diciembre de 2014 .
↑ Jade, Kasper (11 de diciembre de 2003). "IBM PowerPC 750VX finalizado, dicen las fuentes" . Appleinsider.com . Consultado el 7 de octubre de 2013 .
^ Nivel de revisión del microprocesador IBM PowerPC 750CL DD2.x
^ Manual del usuario del microprocesador IBM PowerPC 750CL RISC Archivado el 15 de noviembre de 2012 en la Wayback Machine.
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^ a b Especificaciones de hardware del microprocesador MPC755 RISC, página 11
^ PPC740L y PPC750L - Página 13
^ PPC750L vs PPC750CXe - Página 6
^ Suplemento de PPC 750CX al Manual de usuario de PPC 750 - Página 3
^ Hoja de datos de PPC 750CXe - Página 9
^ Hoja de datos de PPC 750CXr - Página 17
^ Computadora de vuelo RAD750 con SpaceWire para el Orbitador de reconocimiento lunar
^ "Computadora de vuelo del sistema RAD750" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 5 de marzo de 2016 . Consultado el 11 de abril de 2013 .
^ Disipación de energía PPC 750FX y PPC750GX - Página 13
^ Hoja de datos de PPC 750FL - Página 19
^ Hoja de datos de PPC 750GX - Página 17
^ Hoja de datos de PPC 750GL - Página 17
^ PPC 750CL Nivel de revisión DD2.x - Página 24
^ "Reducción del 20 por ciento en el consumo de energía [sobre la potencia nominal de 4,9 W de Gekko]"

Referencias

Gwennap, Linley (17 de febrero de 1997). "Arthur revitaliza la línea PowerPC". Informe del microprocesador . págs. 10-13.

[1] "Rover Curiosity de $ 2.5bn de la NASA: un Apple PowerBook sobre ruedas" .

[Gwennap_1997-2] Gwennap 1997

[3] "Kit de prensa de lanzamiento del laboratorio científico de Marte" (PDF) . NASA / JPL.

[www-306.ibm.com-4] "Nota de aplicación: diferencias entre los microprocesadores IBM PowerPC 750FX, PowerPC 750 y PowerPC 750CX / PowerPC 750CXe RISC" (PDF) . 306.ibm.com . Consultado el 7 de octubre de 2013 . ^{[ enlace muerto permanente ]}

[Com2014-5] "La nave espacial Orion no es más inteligente que su teléfono" . Mundo de la informática. 2014 . Consultado el 5 de diciembre de 2014 .

[6] Jade, Kasper (11 de diciembre de 2003). "IBM PowerPC 750VX finalizado, dicen las fuentes" . Appleinsider.com . Consultado el 7 de octubre de 2013 .

[7] Nivel de revisión del microprocesador IBM PowerPC 750CL DD2.x

[8] Manual del usuario del microprocesador IBM PowerPC 750CL RISC Archivado el 15 de noviembre de 2012 en la Wayback Machine.

[9] Manual del usuario del microprocesador IBM Broadway RISC, v0.6 Archivado el 4 de diciembre de 2013 en Wayback Machine

[MPC755-10] Especificaciones de hardware del microprocesador MPC755 RISC, página 11

[11] PPC740L y PPC750L - Página 13

[12] PPC750L vs PPC750CXe - Página 6

[13] Suplemento de PPC 750CX al Manual de usuario de PPC 750 - Página 3

[14] Hoja de datos de PPC 750CXe - Página 9

[15] Hoja de datos de PPC 750CXr - Página 17

[16] Computadora de vuelo RAD750 con SpaceWire para el Orbitador de reconocimiento lunar

[17] "Computadora de vuelo del sistema RAD750" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 5 de marzo de 2016 . Consultado el 11 de abril de 2013 .

[18] Disipación de energía PPC 750FX y PPC750GX - Página 13

[19] Hoja de datos de PPC 750FL - Página 19

[20] Hoja de datos de PPC 750GX - Página 17

[21] Hoja de datos de PPC 750GL - Página 17

[22] PPC 750CL Nivel de revisión DD2.x - Página 24

[23] "Reducción del 20 por ciento en el consumo de energía [sobre la potencia nominal de 4,9 W de Gekko]"