Еволюція архітектури power у напрямку архітектури PowerPc

Компанія IBM поширює вплив архітектури POWER у напрямку малих систем за допомогою платформи PowerPC. Архітектура POWER у цій формі може забезпечувати рівень продуктивності й масштабованість, що перевищують можливості сучасних персональних комп'ютерів. PowerPC базується на платформі RS/6000 у дешевій конфігурації. В архітектурному плані основні відмінності цих двох розробок полягають лише в тому, що системи PowerPC використовують однокристальну реалізацію архітектури POWER, що виготовляє компанією Motorola, у той час як більшість систем RS/6000 використовують багатокристальну реалізацію. Є кілька варіацій процесора PowerPC, що забезпечують потреби портативних виробів і настільних робочих станцій, але це не виключає можливість застосування цих процесорів у більших системах. Першим на ринку був оголошений процесор 601, призначений для використання в настільних робочих станціях компаній IBM і Apple. За ним пішли кристали 603 для портативних і настільних систем початкового рівня й 604 для високопродуктивних настільних систем. Нарешті, процесор 620 розроблений спеціально для серверних конфігурацій і очікується, що зі своєю 64-бітовою організацією він забезпечить винятково високий рівень продуктивності.

При розробці архітектури PowerPC для задоволення потреб трьох різних компаній (Apple, IBM і Motorola) при збереженні сумісності з RS/6000, в архітектурі POWER було зроблено кілька змін у наступних напрямках:

• спрощення архітектури з метою її пристосування її для реалізації дешевих однокристальних процесорів;

• усунення команд, які можуть стати перешкодою підвищення тактової частоти;

• усунення архітектурних перешкод суперскалярній обробці й позачерговому виконанню команд;

• додавання властивостей, необхідних для підтримки симетричної багатопроцесорної обробки;

• додавання нових властивостей, що вважаються необхідними для майбутніх прикладних програм;

• ясне визначення розділяючих лінії між "архітектурою" і "реалізацією";

• забезпечення тривалого часу життя архітектури шляхом її розширення до 64-бітової.

Архітектура PowerPC підтримує ту ж саму базову модель програмування й призначення кодів операцій команд, що й архітектура POWER. У тих місцях, де були зроблені зміни, які могли потенційно перешкоджати процесорам PowerPC виконувати існуючі двійкові коди RS/6000, були розставлені "пастки", що забезпечують переривання й емуляцію за допомогою програмного забезпечення. Такі зміни вводилися, природно, тільки в тих випадках, якщо відповідна можливість або використовувалася не дуже часто в кодах прикладних програм, або була ізольована в бібліотечних програмах, які можна просто замінити.

PowerPC 601

Перший мікропроцесор PowerPC, PowerPC 601, у цей час випускається як компанією IBM, так і компанією Motorola. Він являє собою процесор середнього класу й призначений для використання в настільних обчислювальних системах малої й середньої вартості. Він був розроблений як перехідна модель від архітектури POWER до архітектури PowerPC і реалізує можливості обох архітектур. При цьому двійкові коди RS/6000 виконуються на ньому без змін, що дало додатковий час розроблювачам компіляторів для освоєння архітектури PowerPC, а також розроблювачам прикладних систем, які повинні перекомпілювати свої програми, щоб повністю використати можливості архітектури PowerPC.

Процесор 601 базувався на однокристальному процесорі IBM, що був розроблений до моменту створення альянсу трьох провідних фірм. Але в порівнянні зі своїм попередником, PowerPC 601 перетерпів серйозні зміни убік підвищення продуктивності й зниження вартості. Наприклад, у його состав був включений більш складний пристрій переходів, розширені можливостями мультипроцесорної роботи, включаючи інтерфейс шини високопродуктивного процесора 88110 компанії Motorola. В Power 601 реалізована суперскалярна обробка, що дозволяє видавати на виконання в кожному такті 3 команди, можливо не в порядку їхнього розташування в програмному коді.