PowerPC 400 - PowerPC 400

Architektury POWER , PowerPC a Power ISA
NXP (dříve Freescale a Motorola)
IBM
IBM / Nintendo
jiný
Související odkazy
Zrušeno šedou barvou , historické kurzívou

Rodina PowerPC 400 je řada 32bitových vestavěných procesorových jader RISC založených na architekturách instrukčních sad PowerPC nebo Power ISA . Jádra jsou navržena tak, aby se vešly do specializovaných aplikací od mikrokontrolérů systém na čipu (SoC) , síťových zařízení, aplikačně specifických integrovaných obvodů (ASIC) a polních programovatelných hradlových polí (FPGA) až po set-top boxy , úložiště zařízení a superpočítače .

Společnost Applied Micro Circuits Corporation (AMCC) koupila v dubnu 2004 aktiva týkající se 400 rodinných jader od IBM za 227 milionů USD a nyní prodávají procesory pod svým vlastním jménem. IBM pokračuje ve vývoji jader a zároveň dodává designové a slévárenské služby kolem jader. Několik jader je také k dispozici pro licencování OEM od IBM a Synopsys .

Varianty

název Fáze potrubí
PowerPC 401 3
PowerPC 405 5
PowerPC 440 7
PowerPC 470 9

PowerPC 403

PowerPC 403, který byl představen v roce 1994, byl jedním z prvních procesorů PowerPC . Byl to první cílený výhradně na vložený trh. Ve srovnání s ostatními procesory PowerPC té doby ( PowerPC 601 , PowerPC 603 a PowerPC 604 ) to bylo na velmi nízké úrovni, například bez jednotky správy paměti (MMU) nebo jednotky s plovoucí desetinnou čárkou (FPU). Jádro bylo nabízeno pro vlastní čipy a v předem zabalených verzích, včetně verzí s MMU, rychlostí od 20 do 80 MHz.

PowerPC 403 se používá mimo jiné u tenkých klientů , set-top boxů , řadičů RAID , síťových přepínačů a tiskáren. První TiVo používal 54 MHz PowerPC 403GCX.

Společnost AMCC získala design 403 od IBM v roce 2004, ale rozhodla se jej neuvádět na trh, místo toho se zaměřila na jádra 405 a 440.

PowerPC 401

Zatímco 403 byl populární, byl také příliš vysoký výkon a příliš nákladný pro některé aplikace, takže v roce 1996 IBM vydala holé kosti PowerPC jádro s názvem PowerPC 401. Má jediný problém, třístupňový plynovod, bez MMU nebo DMA a pouze 2 KB instrukce a 1 KB data L1 cache . Design obsahoval pouze 85 000 tranzistorů a fungoval až na 100 MHz, přičemž čerpal pouze 0,1 W nebo méně. Aplikace využívající jádro řady 401 od set-top boxů a telekomunikačních přepínačů po tiskárny a faxy.

PowerPC 405

IBM STB04500 v Dilog DT 550 . Set top box poháněn MHz PowerPC 405 252 na bázi SoC.

PowerPC 405 byl vydán v roce 1998 a byl navržen pro cenově nebo výkonově citlivé návrhy vestavěných systémů na čipu (SoC). Má pětistupňový kanál, samostatné 16 KB instrukční a datové mezipaměti L1 , sběrnici CoreConnect , rozhraní APU (Auxiliary Processing Unit) pro rozšiřitelnost a podporuje frekvence přesahující 400 MHz. 405 jádro dodržuje Power ISA v.2.03 pomocí specifikace Book III-E. AMCC i IBM vyvíjejí a prodávají procesory využívající 405 jader. IBM a Synopsys také nabízejí plně syntetizovatelné jádro. IBM oznámila plány na zpřístupnění specifikací jádra PowerPC 405 akademické a výzkumné komunitě.

Mezi aplikace založené na PowerPC-405 patří digitální fotoaparáty, modemy, set-top boxy (procesory IBM STB04xxx), mobilní telefony, zařízení GPS, tiskárny, faxy, síťové karty , síťové přepínače, paměťová zařízení a servisní procesory pro servery. Až dvě jádra 405 se používají v Xilinx Virtex-II Pro a Virtex-4 FPGA . V roce 2004 Hifn koupil IBM PowerNP procesory sítě , která využívá 405 jader.

Playstation 2
Hlavní článek: PlayStation 2
Pozdější verze PlayStation 2 slim používaly čip PowerPC 405 emulující MIPS R3000A, který byl použit jako I / O procesor v dřívějších modelech.
V-Dragon
Čínská společnost Culturecom používá 405 jádro pro jeho V-Dragon procesor, který pohání Linux terminálů a set-top-boxů. Procesor V-Dragon obsahuje Multilingual Character Generation Engine (MCGE), který zpracovává a generuje čínské znaky přímo v CPU.
APM801xx
AppliedMicro má řadu systémů na čipových produktech založených na jádru PowerPC 405 pod novým názvem: APM801xx . Jedná se o dosud energeticky nejúčinnější produkty Power Architecture (podzim 2010) a podporuje frekvence až 800 MHz při ~ 1 W nebo 0,3 W při volnoběhu. Vyrobeno pro podporu široké škály aplikací od sítí, přes úložiště a mediální zařízení.
Řadič POWER8 na čipu
POWER8 procesor obsahuje vložený na čipu výkon a řízení teploty mikrokontrolér, nazvaný na čipu řadiče (OCC). Na základě procesoru PowerPC 405 s 512 kB vyhrazené statické paměti RAM (SRAM) monitoruje OCC celý čip.

PowerPC 440

Procesor 533 MHz AMCC PowerPC 440SPe z karty RAID v Apple Xserve .

PowerPC 440, představený v roce 1999, byl prvním jádrem PowerPC od IBM, které zahrnovalo rozšíření Book E podle specifikace PowerPC. Zahrnovalo také technologii sběrnice CoreConnect navrženou jako rozhraní mezi částmi uvnitř zařízení založeného na PowerPC systému na čipu (SoC).

Jedná se o vysoce výkonné jádro se samostatnými 32 KB instrukčními a datovými mezipaměťmi L1 , sedmistupňovým duálním plynovodem mimo pořadí, podporujícím rychlosti až 800 MHz a mezipaměti L2 až 256 KB. Jádru chybí jednotka s plovoucí desetinnou čárkou (FPU), ale má přidružený čtyřstupňový FPU, který lze zahrnout pomocí rozhraní APU (Auxiliary Processing Unit). 440 jádro dodržuje Power ISA v.2.03 pomocí specifikace Book III-E.

Xilinx v současné době obsahuje jedno nebo dvě jádra (v závislosti na členu rodiny) do FPGA Virtex-5 FXT.

AMCC i IBM vyvíjejí a prodávají samostatné procesory využívající 440 jader. IBM a Synopsys také nabízejí plně syntetizovaná jádra.

BRE440 Rad Hard SOC
Společnost Broad Reach Engineering použila syntetizované jádro IBM 440 k vytvoření radiačně odolného vestavěného SoC, který zahrnuje různé periferie (dva ethernetové MAC, PCI, řadiče paměti, řadiče DMA, EDAC a SIO), 32 kB mezipaměti L1 a 256 kB mezipaměti Mezipaměť L2. Toto zařízení bylo vyrobeno pomocí tvrdého procesu Honeywell HX5000 rad při 150 nm. BRE440 běží při rychlostech hodin od desítek MHz do 150 MHz.
QCDOC
QCDOC je vlastní superpočítač vytvořený k řešení malých, ale extrémně výpočetně náročných problémů v kvantové fyzice . Používá vlastní ASIC založené na 440 k získání špičkového výkonu přibližně 10 TFLOPS.
Modrý gen / l
Dual 440 jádra se používají v procesorech pohánět IBM ‚s Blue Gene / L superpočítač , který až do června 2008, zařadil číslo jedna na seznamu 500 nejlepších superpočítačů po celém světě, se špičkovým výkonem téměř 500 teraflopů v roce 2008.
Mořská hvězda
Jádro 440 se také používá v superpočítačích Cray XT3 , XT4 a XT5 , kde jeho komunikační procesory SeaStar, SeaStar2 a SeaStar2 + úzce spojují paměťové rozhraní HyperTransport se směrováním k dalším uzlům v superpočítačových klastrech. Zařízení SeaStar poskytuje připojení 6,4 GB / s k procesorům založeným na Opteron přes HyperTransport (společně vytvářející prvek zpracování, PE), stejně jako šest odkazů 7,6 GB / s na sousední PE. SeaStar2 + nabízí 9,6 GB / s šířku pásma uvnitř uzlu a funkce opravy chyb pro zachycení chyb na cestě mezi výpočetními uzly.
AMCC 460
PowerPC 460EX a 460GT od AMCC jsou navzdory svému názvu procesory s jádrem 440. Jsou k dispozici na 0,6 až 1,2 GHz a mají integrované řadiče pro DDR nebo DDR2 SDRAM, USB 2.0, PCIe, SATA a Gigabit Ethernet.
Titan
Společnost Intrinsity navrhla již zaniklé jádro Titanu pro AppliedMicro od základu pomocí specifikace jádra PowerPC 440. Společnost AppliedMicro použila jádro Titan ve svém vysoce výkonném systému rodiny APM832xx na čipových produktech, ale tyto součásti nikdy na trh nepřišly.
Virtex-5 FXT
Ve své produktové řadě Virtex-5 FXT FPGA obsahuje Xilinx až dvě jádra PPC440. Integrovaný modul PPC440 má maximální frekvenci 550 MHz a připojuje se k okolní tkanině FPGA pomocí speciálního přepínače, což zvyšuje výkon systému řady Virtex-5 FXT více než 2,6krát ve srovnání s integrovaným modulem PPC405 řady Virtex-4 FX.
LSI SAS
Společnost LSI používá jádro PowerPC 440 v řadě čipů řadiče SAS , včetně široce používané varianty SAS2008.
Acalis CPU872
Acalis CPU872 je vysoce specializovaný bezpečnostní SoC čip od společnosti CPU Tech . Je určen pro vysoce citlivé a kritické systémy, jako jsou vojenské aplikace. Má opatření zabraňující nedovolené manipulaci a zpětnému inženýrství a vyrábí se ve vysoce zabezpečené důvěryhodné slévárně IBM. Má integrovanou paměť DRAM , duální 440 jader s duální přesností FPU a pomocné výpočetní jednotky zajišťující zrychlení a ochranu komunikace, složité algoritmy a synchronizaci mezi jádry.

PowerPC 450

Procesorové jádro superpočítače Blue Gene / P je navrženo a vyrobeno společností IBM. Je velmi podobný PowerPC 440, ale je zde popsáno několik detailů.

Blue Gene / P
Blue Gene / P procesor se skládá ze čtyř PowerPC 450 jader běží při 850 MHz a dosahuje 13,6 gigaflops celkem. IBM požaduje ve srovnání s jinými superpočítačovými procesory velmi energeticky efektivní design.

PowerPC 460

Představeno v roce 2006, 460 jader je podobných 440, ale dosahuje 1,4 GHz, jsou vyvíjeny s ohledem na vícejádrové aplikace a mají 24 dalších instrukcí pro digitální zpracování signálu (DSP). Jádra jsou navržena tak, aby měla nízkou spotřebu, ale vysoký výkon, a očekává se, že model 464-H90 bude při 1 GHz čerpat pouze 0,53 W. Jádro 460 dodržuje Power ISA v.2.03 podle specifikace Book III-E.

  • PowerPC 460S - zcela syntetizované jádro a lze jej licencovat od IBM nebo Synopsys pro výrobu v různých slévárnách . 460S lze konfigurovat s různým množstvím mezipaměti L1 a L2 a také s nebo bez SMP a FPU.
  • PowerPC 464-H90 - 90 nm tvrdé jádro (nesyntetizovatelné), vydané v roce 2006, nabídne přizpůsobitelné jádro pro ASIC, které lze vyrábět s IBM nebo ve výrobních závodech Chartered nebo Samsung .
  • PowerPC 464FP-H90 - vydané v roce 2007, je tvrdé jádro, které přidává jednotku s dvojitou přesností s plovoucí desetinnou čárkou (FPU).

AppliedMicro

  • PowerPC 460SX a 460GTx jsou založeny na jádru 464-H90. Jsou zaměřeny na velmi špičkové úložiště a síťové aplikace. Pracují na 0,8 až 1,2 GHz, mají 512 kB mezipaměti L2, která slouží jako úložiště SRAM , paměťový řadič DDR2 s taktem 400 MHz, čtyři řadiče Gigabit Ethernet, řadiče PCIe a řadu aplikačních akcelerátorů a řadičů. Jsou vyráběny 90 nm procesem.
  • APM82181 - SoC založené na 0,8–1 GHz 464 určené pro úložná zařízení. Řadič DDR2, 256 KB SRAM konfigurovatelný jako mezipaměť L2. PCIe, SATA2, USB2, Gbit Ethernet a různá další I / O rozhraní a akcelerátory, jako je vykládání TCP / IP, a akcelerátory RAID5 a kryptografie
  • APM86190 a APM86290 PACKETpro - s kódovým označením „Mamba“, jsou to jedno a dvoujádrové SoC procesory založené na jádru PowerPC 465 s frekvencí 0,6–1,5 GHz. 32 KB instrukce / 32 KB datové L1 cache a 256 KB L2 cache, řadič DDR3, PCIe, SATA2, USB2, Gbit Ethernet a různá další I / O rozhraní a akcelerátory, jako je vykládání TCP / IP a akcelerátor kryptografie s energeticky nezávislou pamětí pro šifrovací klíče a bezpečná detekce zavádění a neoprávněné manipulace.
  • APM86791 PACKETpro - s kódovým označením „Keelback“, je to jednojádrový procesor SoC založený na jádru PowerPC 465 běžícím na 1 GHz s 32 KB instrukcí / 32 KB datových L1 cache a 256 KB L2 cache, řadič DDR3, 2x PCIe, 2x SATA2, 2x USB2, 4x Gbit Ethernet. Obsahuje také akcelerátor kryptografie založený na ARM Cortex-M3 s názvem SLIMpro běžící na 250 MHz, který umožňuje bezpečné bootování z ROM a detekci temperování.

PowerPC 470

Integrované a přizpůsobitelné jádro 470, které splňuje normu Power ISA v2.05 Book III-E, bylo navrženo společností IBM společně s LSI a implementováno v PowerPC 476FP v roce 2009. Jádro 476FP má mezipaměť L1 32/32 kB, dvojité celočíselné jednotky a SIMD schopný FPU s dvojitou přesností, který zpracovává instrukce DSP . Vysílající 1,6 W při 1,6 GHz při 45 nm výrobním procesu. 9stupňová závada mimo provoz, potrubní vedení s 5 problémy zvládá rychlosti až 2 GHz, podporuje sběrnici PLB6, až 1 MB mezipaměti L2 a až 16 jader v konfiguracích SMP .

  • LSI Axxia ACP3448 - 1,8 GHz, jádra 4 × 476FP, 512 kB L2 mezipaměť na jádro, 4 MB L3 mezipaměť na čipu, 2 × řadiče DDR3, 2 × 10 Gbit Ethernet, 3 × PCIe a řada síťových procesorů
  • C * Core C1000 - rodina vestavěných procesorů založených na jádrech 476FP pro spotřební elektroniku
  • ChinaChip CC2000 - procesor založený na jádře 476FP s integrovaným DSP a GPU pro herní konzole
  • NTC Modul 1888TKh018  - SoC pro palubní systémy zpracování videa a multimédií v letadlech

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy