Motorola - PowerPC ™, IBM ® PowerPC MPC7400

Apple® - Macintosh

Power Mac ™ G4


Prezentace: Specialni Cislicove Systemy, letni semestr 2000, Mackal Adam student CVUT FEL, Praha


Provedeni mikroprocesoru

Od roku 1991 firmy IBM a Motorola spolupracuji na vyvoji architektury PowerPC pro osobni pocitace, pracovni stanice, servery a vyrobky s vestavenymi mikroprocesory teto rady. Hnani velkym uspechem mikroprocesoru PowerPC v zastoupenem trhu oznamily tyto spolecnosti v zari roku 1997 zacatek spolecneho usili k dalsimu zlepseni PowerPC architektury a v zajisteni vetsi soudrznosti v jejich budoucich vyrobcich. Projekt "the Book E" a nove definovani architektury jsou vysledky jejich snazeni.

MPC7400 je mikroprocesorem ctvrte generace (G4) rodiny PowerPC firmy Motorola. Jedna se o 32 bitovou realizaci RISC (Reduced Instruction Set Computer) PowerPC architektury, zajistujici 32 b efektivni adresy, 8, 16 a 32 b datove typy integer a 32 a 64 b datove typy floating-point. MPC7400 je prvni superskalarni mikroprocesor vyuzivajici architekturu instrukcni jednotky AltiVec technologie uspesne slucujici tradicni skalarni zpracovani s plne nezavislym zpracovanim vektorovym.

PowerPC architektura je odvozena od optimalizovaneho provedeni zdokonalene RISC struktury POWER (Performance Optimized With Enhanced RISC). PowerPC sdili prednosti POWER architektury realizovane v jednocipovem provedeni. MPC7400 je prvnim mikroprocesorem vyrobenym 0.22 µm technologii HiPerMOS Copper 5 Layer Metal s 10.5 miliony tranzistory na cipu.

Zakladni parametry

taktovaci frekvence CPU: 350, 400, 450, (500) MHz
sirka datove sbernice: 64 b
protokol sbernice: MPX/60x
pocet instrukci v taktovacim cyklu: 3 (2+branch)
instrukcni Cache L1: 32 KB
datova Cache L1: 32 KB
Cache L2: 512, 1024, 2048 KB

rozmery cipu: 7.86 mm x 10.58 mm (83 sqmm)
vnitrni napajeci napeti: 1.8V ± 100 mV dc (nominal)
ztratovy vykon (typ./max.): 5.0/11.5 W @ 400 MHz, Full-On mode

Branch Processing Unit, 2 Integer Units, Floating-Point Unit, 2 Vector Units, Load Store Unit, System Register Unit

AltiVec™ Technologie

MPC7400 PowerPC je superskalarni mikroprocesor s 128 bitovou instrukcni jednotkou AltiVec technologie, vyuziva model paralelniho zpracovani SIMD (Single Instruction Multiple Data). Zpracovani a vykonavani instrukci zajistuje 8 nezavislych vykonnych jednotek, ktere mohou behem jednoho vlastniho taktovaciho cyklu: prenest 4 instrukce z instrukcni Cache L1 pameti, 2 instrukce odeslat a 8 instrukci zpracovat (2 integer instrukce a 4 AltiVec instrukce).
 
 

Blokove schema procesoru

Ucinny datovy tok

Struktura pameti Cache Level 1

MPC7400 mikroprocesor ma oddelenou 32 KB fyzicky adresovatelnou instrukcni a datovou Cache-L1 pamet (Harvardska architektura), ma vyhrazene velmi rychle propojeni pameti Cache-L2 pro rezim instrukci nebo dat.

Pripojeni pameti Cache Level 2

Podpora jednotky ovladani pameti

MPC7400 mikroprocesor obsahuje oddelene jednotky rizeni pameti MMU (Memory Management Unit) pro instrukce a data, doplnujici 4 PB virtualni pameti a 4 GB fyzicke pameti.

Rozhrani sbernice MPX

MPC7400 realizuje MERSI spojity protokol pro hardwarove multizpracovani, dovoluje pristup do pametoveho systemu dodatecnym rizenim sbernice, tak jako je DMA zarizeni. MPC7400 mikroprocesor podporuje protokol sbernice MPX s 64 b datovou a 32 b adresovou sbernici. Deleni frekvence pro sbernici (Bus-to-core): 2x, 2.5x, 3x, 3.5x, 4x, 4.5x, 5x, 5.5x, 6x, 6.5x, 7x, 7.5x a 8x, volitelne napajeci napeti sbernice z 1.8 a 3.3 V.

Rizeni vykonu a teploty

MPC7400 PowerPC mikroprocesor s AltiVec technologii je dostupny ve verzich: 350, 400 a 450 MHz, 500MHz v cenach, postupne: $210 (8000 Kc), $275 (10000 Kc), $355 (13000 Kc) a $475 (17000 Kc) v minimalnim mnozstvi 1000 kusu.

Motorola poskytuje uzivatelske manualy, popisy aplikaci, casti kodu a plnou lokalni podporu produktu rady PowerPC.Tyto a dalsi pozadovane informace o vyrobcich firmy Motorola naleznete na webovych adresach:

IBM je svetovym favoritem v polovodicove vyrobni technologii a v reseni cipu pro siroky rozsah applikaci a trhu. Pro vice informaci o vyrobcich a sluzbach od IBM Microelectronics nastivte:

MPC7400 mikroprocesor s AltiVec technologii pohani vsechny nejnovejsi a nejvykonejsi stolni pocitace serie Power Mac G4 firmy Apple.


Apple® - Macintosh

Power Mac ™ G4


Procesor

Pamet

4 pozice pro moduly DIMM dovolujici rosireni az na 1.5 GB operacni pameti (standard PC100 SDRAM). Lze pouzit nasledujici pametove moduly (64 b):

Diskove pameti

Podpora grafiky

Periferni a komunikacni pripojeni


Pocitace Power Mac G4 jsou dodavany v atraktivnim polopruhlednem plasti v kombinaci bile, stribrne a grafitove barvy, ktery ma odklopny bocni kryt usnadnujici pristup ke vsem vnitrnim rozsirujicim pozicim. Nejnovejsi informace o Macintosh vyrobcich firmy Apple naleznete na webovych adresach:



Prezentace: Specialni Cislicove Systemy, letni semestr 2000, Mackal Adam student CVUT FEL, Praha