PowerPC - 通信用語の基礎知識

IBMのPOWERアーキテクチャーをベースに、IBM、Motorola、Apple Computer(現Apple、以下同)の3社が合同で開発した、パーソナルコンピューター向けRISCマイクロプロセッサー。

概要
特徴

由来
主な仕様
製品

初期のもの

600シリーズ
400シリーズ

G3(第三世代)
G4(第四世代)
G5(第五世代)
A2
PowerPC e シリーズ
Qor (コア) シリーズ

関連プロセッサー

概要

当時、速い680×0を作ることができず困っていたMotorolaおよびAppleと、大型コンピューター以外の分野にも切り込んで行きたかったIBMの思惑が一致し、まさかの三社連合が実現した。

良い組み合わせではあったが、PowerPCも604を過ぎたあたりで性能が伸び悩んだり開発の遅延が発生し、またMac OSも迷走を続けてMacintosh自体あまり売れず、組み込み用途やゲーム専用機用途以外では成功したとは言い難い製品となった。

のちにMotorolaは、半導体部門をFreescale Semiconductor, Inc.に分社、PowerPC事業はこの会社とIBMに引き継がれた。また、PowerPCの派生品のうち、CELLはIBMと東芝セミコンダクターが設計と製造をしており、組み込み用の4xxシリーズはAMCCに売却されている。

特徴

由来

1991(平成3)年に発表され、翌1992(平成4)年に最初の製品「PowerPC 601」がリリースされた。

登場当初は、PowerPCを搭載し、Mac OS、Microsoft Windows NT、AIX(IBM UNIX)など複数のOSが動作するPReP(PowerPC Reference Platform)アーキテクチャーマシンのリリースが計画されていた。しかしApple Computerの互換機に対する圧力強化による計画の破綻、Windows NT 4.0からのPowerPCサポートの中止などの追い打ちの影響により、事実上Macintosh専用となった。

主な仕様

PowerPCはスーパースケーラー構造のRISCである。

POWERの特徴を生かしながら新機能の追加がなされた。PowerPCで導入された新機能はPOWER3以降、POWERに逆輸入されてもいる。

POWER命令セットの下位互換 (複雑不要な命令が省かれている)
命令は32ビット固定長
遅延スロットはない
32本のGPR(汎用レジスター)と、32本のFPR(浮動小数点レジスター)
レジスターをスタック退避する利便の良い命令がない
アドレスバスは32ビットまたは64ビット
アドレスバスは32ビットだが、64ビット化も想定されている
64ビット命令の採用
バイエンディアン(ビッグエンディアンとリトルエンディアンの両方に対応、但しG5(PowerPC 970)を除く)
多くの命令はワイヤードロジックで実行される
倍精度浮動小数点演算機能を搭載
128ビットのベクトル演算器AltiVecを搭載

他のCPUと大きく異なる点は、ステータスレジスター(フラグレジスター)にある。

条件比較命令で変化するステータスレジスターが8セット存在(4ビットのフラグ8組)
比較命令で、フラグを設定するステータスレジスターを指定可能
分岐命令の分岐条件に、参照するステータスレジスターを指定可能
各ステータスレジスター間で論理演算が可能

製品

初期のもの

600シリーズ

Nuclear
- PowerPC 601
  - PowerPC 601v
- PowerPC 603
  - PowerPC 603e
  - PowerPC 603e
- PowerPC 604
  - PowerPC 604e
  - PowerPC 604ev
- (PowerPC 615)(開発中止)
- PowerPC 620 ‐ 64ビット化
Extended
- PowerPC 602
- PowerPC 603q
- PowerPC 613
- PowerPC 614
- PowerPC 615
- PowerPC 625
- PowerPC 630
- PowerPC 641

400シリーズ

組込用のシリーズの一つで、IPなど関連資産は全てAMCCに継承されている。

PowerPC 401
PowerPC 403
PowerPC 405
PowerPC 440
PowerPC 450
PowerPC 460
PowerPC 470
PowerPC 476

G3(第三世代)

この世代から世代(ジェネレーション)で表現されるようになった。

603eをベースに改良されたもので、PowerPCの基本とも言えるシリーズ。消費電力と性能のバランスが良く、組み込み用途での採用が多かった。74xシリーズは廉価版である。

PowerPC 740/750
- PowerPC 740
- PowerPC 750
PowerPC 745/755
- PowerPC 745
- PowerPC 755
PowerPC 750CX
PowerPC 750CXe
- Gekko ‐ ニンテンドーゲームキューブ用
PowerPC 750FX/FL
PowerPC 750GX
PowerPC 750VX
PowerPC 750CL
- BROADWAY ‐ Gekko互換のWii用
- Espresso ‐ BROADWAY互換のWii U用

G4(第四世代)

SIMD命令セットAltiVecの搭載とSMPへの対応を最大の特徴とするシリーズである。

最初の7400シリーズと7450シリーズ以降ではマイクロアーキテクチャーが変更されており、後者を俗にG4eまたはG4+と呼ぶこともあった。

PowerPC 7400シリーズ
- PowerPC 7400 ‐ 200nm
- PowerPC 7410 ‐ 180nmにシュリンク
PowerPC 7450/7440シリーズ
- PowerPC 7450
- PowerPC 7451
- PowerPC 7455 ‐ 180nm
  - PowerPC 7445 ‐ 7455の廉価版
- PowerPC 7457 ‐ 130nm
  - PowerPC 7447 ‐ 7457の廉価版
- PowerPC 7448 ‐ 90nm、e600コア

G5(第五世代)

POWER4ベースのPowerPCである。64ビット化への対応と、ビッグエンディアンへの特化などが特徴である。PWRficientによる互換プロセッサーは従来どおりバイエンディアンに対応している。

PowerPC 970
PowerPC 970FX
PowerPC 970MP
PowerPC 970GX

マルチコアとマルチスレッドを重視した特殊仕様。

PowerPC A2

PowerPC e シリーズ

Freescale SemiconductorによるSoC製品。

PowerPC 1.10
- PowerPC e300
- PowerPC e600 ‐ SoC製品 (G4世代)
  - MPC8610
  - MPC8641 ‐ e600コア
  - MPC8641D ‐ デュアルコア版8641
  - MPC8640 ‐ e600コア、8641の廉価版
  - MPC8640D ‐ デュアルコア版8640
Power ISA 2.03
- PowerPC e200 (MPC 56xx)
- PowerPC e500
  - e500v1
  - e500v2
  - e500mc
- PowerPC e700
Power ISA 2.06
- PowerPC e5500
Power ISA 2.07
- PowerPC e6500

Qor (コア) シリーズ

Freescale Semiconductorによる特殊仕様のSoC製品。同ブランド名でARMコアの製品もある。

QorIQ
Qorivva (車載用MCU)

関連プロセッサー

Titan (Power ISA 2.04準拠) ‐ AMCC社、製品化は実現せず
PWRficient (Power ISA 2.04準拠) ‐ P.A. Semi社
Cell Broadband Engine (PowerPC G5(PowerPC 970)相当) ‐ PLAYSTATION 3用CPU内のエレメント、PPEとして
Xenon ‐ Microsoft Xbox 360用CPU

リンク

用語の所属

RISC
関連する用語

スーパースケーラー