باور بي سي

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة

باور بي سي
مصممهدف
أجزاء32 بت / 64 بت (32 → 64)
قدَّمأكتوبر 1992 ؛ منذ 32 عامًا ( 1992-10 )
إصدار2.02 [1]
تصميمريسك
يكتبتحميل-تخزين
الترميزثابت/متغير (الكتاب هـ)
التفرعكود الحالة
الانديانيةكبير/ثنائي
الإضافاتAltiVec ، PowerPC AS ، APU
خليفةقوة ISA
السجلات
أغراض عامة32
نقطة عائمة32
متجه32 (مع AltiVec )
المعالج الدقيق IBM PowerPC 601

PowerPC (مع الاختصار الخلفي Performance Optimization With Enhanced RISC – Performance Computing ، والمختصر أحيانًا PPC ) هو بنية مجموعة تعليمات حاسوبية ذات مجموعة تعليمات مخفضة (RISC) (ISA) تم إنشاؤها بواسطة تحالف Apple – IBM – Motorola عام 1991 ، والمعروف باسم AIM . PowerPC، كمجموعة تعليمات متطورة، تم تسميتها بـ Power ISA منذ عام 2006، بينما لا يزال الاسم القديم موجودًا كعلامة تجارية لبعض تطبيقات المعالجات القائمة على Power Architecture .

تم تصميم هذه البنية في الأصل لأجهزة الكمبيوتر الشخصية ، وهي معروفة جيدًا لاستخدامها في خطوط أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة من Apple من عام 1994 حتى عام 2006، وفي العديد من وحدات تحكم ألعاب الفيديو بما في ذلك Xbox 360 من Microsoft و PlayStation 3 من Sony و GameCube و Wii و Wii U من Nintendo . كما تم استخدام PowerPC في مركبتي Curiosity و Perseverance على المريخ ومجموعة متنوعة من الأقمار الصناعية. ومنذ ذلك الحين أصبحت بنية متخصصة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية، وخاصة مع تنفيذات AmigaOS 4 ، ولكنها لا تزال شائعة للأنظمة المضمنة .

كان PowerPC حجر الزاوية في مبادرات AIM PReP و Common Hardware Reference Platform (CHRP) في تسعينيات القرن العشرين. وهو يعتمد إلى حد كبير على بنية IBM POWER السابقة ، ويحتفظ بمستوى عالٍ من التوافق معها؛ وظلت البنيتان متقاربتين بما يكفي لتشغيل نفس البرامج وأنظمة التشغيل على كليهما إذا تم توخي بعض العناية في التحضير؛ تستخدم الرقائق الأحدث في سلسلة Power Power ISA .

تاريخ

بدأ تاريخ RISC بمشروع البحث 801 الخاص بشركة IBM ، والذي كان جون كوك هو المطور الرئيسي له، حيث طور مفاهيم RISC في الفترة من 1975 إلى 1978. تم استخدام المعالجات الدقيقة القائمة على 801 في عدد من منتجات IBM المضمنة، لتصبح في النهاية معالج IBM ROMP المكون من 16 سجلاً المستخدم في جهاز الكمبيوتر الشخصي IBM RT . كان جهاز الكمبيوتر الشخصي RT تصميمًا سريعًا ينفذ بنية RISC. بين عامي 1982 و1984، بدأت IBM مشروعًا لبناء أسرع معالج دقيق في السوق؛ أصبح هذا الهيكل الجديد المكون من 32 بت يُشار إليه باسم مشروع أمريكا طوال دورة تطويره، والتي استمرت لمدة 5-6 سنوات تقريبًا. والنتيجة هي بنية مجموعة التعليمات POWER ، التي تم تقديمها مع نظام RISC System/6000 في أوائل عام 1990.

كان المعالج الدقيق POWER الأصلي ، أحد أول تطبيقات RISC الفائقة ، تصميمًا عالي الأداء ومتعدد الشرائح. سرعان ما أدركت IBM أن هناك حاجة إلى معالج دقيق أحادي الشريحة من أجل توسيع خط RS/6000 الخاص بها من الأجهزة منخفضة التكلفة إلى الأجهزة عالية الجودة. بدأ العمل على معالج دقيق POWER أحادي الشريحة، المسمى RSC ( RISC Single Chip ). في أوائل عام 1991، أدركت IBM أن تصميمها يمكن أن يصبح معالجًا دقيقًا عالي الحجم يستخدم في جميع أنحاء الصناعة.

مشاركة أبل وموتورولا

أدركت شركة أبل بالفعل القيود والمخاطر المترتبة على اعتمادها على بائع وحدة معالجة مركزية واحد في وقت كانت فيه موتورولا متأخرة في تسليم وحدة المعالجة المركزية 68040. وعلاوة على ذلك، أجرت شركة أبل أبحاثها الخاصة وصنعت تصميمًا تجريبيًا لوحدة المعالجة المركزية رباعية النواة يسمى Aquarius، [2] : 86-90  والذي أقنع قيادة التكنولوجيا في الشركة بأن مستقبل الحوسبة يكمن في منهجية RISC. [2] : 287-288  اتصلت شركة IBM بشركة Apple بهدف التعاون في تطوير مجموعة من المعالجات الدقيقة أحادية الشريحة استنادًا إلى بنية POWER. بعد فترة وجيزة، طلبت شركة Apple، باعتبارها واحدة من أكبر عملاء Motorola لمعالجات سطح المكتب، [3] من Motorola الانضمام إلى المناقشات نظرًا لعلاقتهما الطويلة، حيث تتمتع Motorola بخبرة أوسع في تصنيع معالجات دقيقة عالية الحجم من IBM، وتشكيل مصدر ثانٍ للمعالجات الدقيقة. أصبح هذا التعاون الثلاثي بين Apple وIBM وMotorola يُعرف باسم تحالف AIM .

في عام 1991، كانت PowerPC مجرد جانب واحد من تحالف أكبر بين هذه الشركات الثلاث. في ذلك الوقت، كانت معظم صناعة أجهزة الكمبيوتر الشخصية تشحن أنظمة تعتمد على شرائح Intel 80386 و80486، والتي تتمتع ببنية حاسوبية معقدة لمجموعة التعليمات (CISC)، وكان تطوير معالج Pentium جارياً على قدم وساق. كانت شريحة PowerPC واحدة من العديد من المشاريع المشتركة التي تضم أعضاء التحالف الثلاثة، في جهودهم لمواجهة هيمنة Microsoft-Intel المتزايدة على الحوسبة الشخصية.

بالنسبة لموتورولا، بدا الأمر وكأنه صفقة لا تصدق. فقد سمحت للشركة ببيع وحدة معالجة مركزية RISC قوية ومختبرة على نطاق واسع مقابل القليل من المال الذي تنفقه على التصميم. كما حافظت على علاقاتها بعميل مهم، أبل، وبدا أنها تقدم إمكانية إضافة IBM أيضًا، والتي قد تشتري إصدارات أصغر من موتورولا بدلاً من تصنيعها بنفسها.

في هذه المرحلة، كانت شركة موتورولا تمتلك بالفعل تصميم RISC الخاص بها في هيئة 88000 ، والذي لم يكن يحقق أداءً جيدًا في السوق. كانت موتورولا تحقق أداءً جيدًا مع عائلة 68000 ، وكان معظم التمويل يركز على هذا. كانت جهود 88000 تعاني من نقص الموارد إلى حد ما.

كان المعالج 88000 في مرحلة الإنتاج بالفعل، وكانت شركة Data General تشحن أجهزة المعالج 88000 وكانت شركة Apple تمتلك بالفعل نماذج أولية لأجهزة المعالج 88000 قيد التشغيل. كما حقق المعالج 88000 عددًا من النجاحات في التصميم المدمج في تطبيقات الاتصالات. وإذا كان من الممكن جعل الإصدار الجديد من المعالج POWER أحادي الشريحة متوافقًا مع الناقل على مستوى الأجهزة مع المعالج 88000، فسيسمح ذلك لكل من Apple وMotorola بطرح الأجهزة في السوق بشكل أسرع كثيرًا حيث لن تضطرا إلى إعادة تصميم بنية اللوحة الخاصة بهما.

إن نتيجة هذه المتطلبات المتنوعة هي مواصفات PowerPC ( الحوسبة عالية الأداء ). تم توضيح الاختلافات بين مجموعة تعليمات POWER السابقة وتلك الخاصة بـ PowerPC في الملحق E من دليل PowerPC ISA v.2.02. [1]

أنظمة التشغيل

منذ عام 1991، كانت لدى شركة IBM رغبة طويلة الأمد في نظام تشغيل موحد يستضيف في نفس الوقت جميع أنظمة التشغيل الموجودة كشخصيات على نواة صغيرة واحدة. من عام 1991 إلى عام 1995، صممت الشركة وروجت بقوة لما سيصبح نظام التشغيل Workplace OS ، مستهدفة في المقام الأول PowerPC. [2] : 290–291 

عندما وصلت أول منتجات PowerPC إلى السوق، قوبلت بحماس. بالإضافة إلى Apple، قدمت كل من IBM وMotorola Computer Group أنظمة مبنية حول المعالجات. أصدرت Microsoft نظام التشغيل Windows NT 3.51 للهندسة المعمارية، والذي تم استخدامه في خوادم PowerPC من Motorola، وعرضت Sun Microsystems إصدارًا من نظام التشغيل Solaris الخاص بها . نقلت IBM نظام التشغيل AIX Unix الخاص بها . تميز نظام التشغيل Workplace OS بمنفذ جديد لنظام التشغيل OS/2 (مع محاكاة Intel لتوافق التطبيقات)، في انتظار الإطلاق الناجح لـ PowerPC 620. طوال منتصف التسعينيات، حققت معالجات PowerPC درجات اختبار معيارية تتطابق مع أو تتجاوز تلك الخاصة بأسرع وحدات المعالجة المركزية x86.

في نهاية المطاف، لم يتحقق الطلب على البنية الجديدة على سطح المكتب حقًا. فقد تجاهل عملاء Windows وOS/2 وSun، الذين واجهوا نقص برامج التطبيقات لـ PowerPC، هذه الشريحة تقريبًا في جميع أنحاء العالم. تم إلغاء منصة Workplace OS من IBM (وبالتالي OS/2 لـ PowerPC) على الفور عند إصدارها للمطورين لأول مرة في ديسمبر 1995 بسبب الإطلاق المتزامن لـ PowerPC 620 المليء بالأخطاء. تم إيقاف إصدارات PowerPC من Solaris وWindows بعد فترة وجيزة فقط من طرحها في السوق. فقط على Macintosh، بسبب إصرار Apple، اكتسب PowerPC قوة دفع. بالنسبة لشركة Apple، كان أداء PowerPC بمثابة نقطة مضيئة في مواجهة المنافسة المتزايدة من أجهزة الكمبيوتر المستندة إلى Windows 95 وWindows NT.

مع إلغاء نظام التشغيل Workplace OS، تم النظر إلى منصة PowerPC العامة (خاصة منصة AIM Common Hardware Reference Platform ) بدلاً من ذلك باعتبارها حلاً وسطًا للأجهزة فقط لتشغيل العديد من أنظمة التشغيل واحدًا تلو الآخر على منصة أجهزة موحدة محايدة للبائع. [2] : 287–288 

بالتوازي مع التحالف بين IBM وMotorola، كانت كلتا الشركتين تبذلان جهود تطوير داخلية. وكان خط PowerQUICC نتيجة لهذا العمل داخل Motorola. وكانت سلسلة 4xx من المعالجات المضمنة جارية داخل IBM. ونمت أعمال المعالجات المضمنة لشركة IBM إلى ما يقرب من 100 مليون دولار أمريكي في الإيرادات وجذبت مئات العملاء.

يتم تطوير PowerPC في منشأة في أوستن بولاية تكساس تسمى مركز تصميم سومرست. تم تسمية المبنى على اسم الموقع في أسطورة الملك آرثر حيث وضعت القوات المتحاربة سيوفها جانباً، ويقول أعضاء الفرق الثلاثة التي تعمل في المبنى أن الروح التي ألهمت الاسم كانت عاملاً رئيسيًا في نجاح المشروع حتى الآن.

—ماك  ويك [4]

جزء من الثقافة هنا لا يتمثل في امتلاك ثقافة IBM أو Motorola أو Apple، بل في امتلاك ثقافتنا الخاصة.

—  راسل ستانفيل من موتورولا، المدير المشارك لشركة سومرست [4]

تفكك AIM

مخطط يوضح تطور أنظمة POWER وPowerPC و Power ISA المختلفة

مع اقتراب نهاية العقد، بدأت مشكلات التصنيع تؤثر على تحالف AIM بنفس الطريقة التي أثرت بها على موتورولا، والتي دفعت باستمرار نشر المعالجات الجديدة لشركة Apple والبائعين الآخرين: أولاً من موتورولا في التسعينيات مع معالجات PowerPC 7xx و 74xx، و IBM مع معالج PowerPC 970 64 بت في عام 2003. في عام 2004، خرجت موتورولا من أعمال تصنيع الرقائق من خلال فصل أعمال أشباه الموصلات كشركة مستقلة تسمى Freescale Semiconductor . في نفس الوقت تقريبًا، خرجت شركة IBM من سوق المعالجات المضمنة 32 بت من خلال بيع خط منتجات PowerPC إلى شركة Applied Micro Circuits Corporation (AMCC) والتركيز على تصميمات الرقائق 64 بت، مع الحفاظ على التزامها بوحدات المعالجة المركزية PowerPC تجاه صانعي وحدات التحكم في الألعاب مثل GameCube و Wii و Wii U من Nintendo و PlayStation 3 من Sony و Xbox 360 من Microsoft ، حيث يستخدم الأخيران معالجات 64 بت. في عام 2005، أعلنت شركة Apple أنها لن تستخدم معالجات PowerPC في أجهزة كمبيوتر Apple Macintosh الخاصة بها، مفضلة المعالجات التي تنتجها Intel بدلاً من ذلك، مستشهدة بحدود أداء الشريحة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية المستقبلية المتعلقة على وجه التحديد بتوليد الحرارة واستخدام الطاقة، فضلاً عن عدم قدرة IBM على نقل معالج 970 إلى نطاق 3 جيجاهرتز. تم استبدال تحالف IBM-Freescale بهيئة معايير مفتوحة تسمى Power.org. تعمل شركة Power.org تحت إدارة معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE)، بينما تستمر شركة IBM في استخدام وتطوير معالج PowerPC على وحدات التحكم في الألعاب، بينما تركز شركة Freescale Semiconductor فقط على الأجهزة المضمنة.

تستمر شركة IBM في تطوير نوى المعالجات الدقيقة PowerPC لاستخدامها في عروض الدوائر المتكاملة المخصصة للتطبيقات (ASIC). تتضمن العديد من التطبيقات عالية الحجم نوى PowerPC.

تتم الآن معالجة مواصفات PowerPC بواسطة Power.org حيث تعد IBM وFreescale وAMCC أعضاءً. يتم الآن تسويق معالجات PowerPC وCell وPOWER بشكل مشترك باسم Power Architecture . أصدرت Power.org ISA موحدًا يجمع بين ISAs POWER وPowerPC في مواصفات Power ISA v.2.03 الجديدة ومنصة مرجعية جديدة للخوادم تسمى PAPR (مرجع منصة Power Architecture).

الأجيال

تم تسمية العديد من تصميمات PowerPC وتصنيفها وفقًا لجيل التكنولوجيا الواضح. بدأ ذلك بـ "G3"، وهو اسم مشروع داخلي داخل AIM لتطوير ما سيصبح عائلة PowerPC 750. [5] قامت Apple بترويج مصطلح "G3" عندما قدمت Power Mac G3 و PowerBook G3 في حدث في 10 نوفمبر 1997. أعجبت Motorola وApple باللقب واستخدمتا مصطلح "G4" لعائلة 7400 التي تم تقديمها في عام 1998 [6] [7] و Power Mac G4 في عام 1999.

في وقت إطلاق G4، قامت شركة Motorola بتصنيف جميع طرز PowerPC الخاصة بها (السابقة والحالية والمستقبلية) وفقًا للجيل الذي تنتمي إليه، حتى أنها أعادت تسمية نواة 603e الأقدم بـ "G2". كان لدى Motorola مشروع G5 لم يثمر أبدًا، واستخدمت Apple لاحقًا الاسم عندما أطلقت عائلة 970 في عام 2003، على الرغم من أنها صممت وبنتها شركة IBM.

أجيال PowerPC وفقًا لشركة Motorola، حوالي عام 2000. [8]
G1: معالجات عائلة 601 و 500 و 800
G2: العائلات 602 و 603 و 604 و 620 و 8200 و 5000
G3: العائلات 750 و 8300
G4: عائلات 7400 و 8400*
G5: عائلات 7500 * و 8500 (تخليت موتورولا عن اسم G5 بعد أن أطلقته Apple على 970)
G6: 7600 *
(*) هذه التصاميم لم تصبح منتجات حقيقية.

ميزات التصميم

معماريات POWER وPowerPC و Power ISA
NXP (سابقًا Freescale وMotorola)
آي بي إم
  • سلسلة RS64 (1996)
آي بي إم/نينتندو
آخر
روابط ذات صلة
تم الإلغاء باللون الرمادي ، والتاريخي بالخط المائل
  • ف
  • ت
  • هـ

تم تصميم PowerPC وفقًا لمبادئ RISC ويسمح بتنفيذ فائق التدرج . توجد إصدارات من التصميم في كل من التنفيذات 32 بت و64 بت. بدءًا من مواصفات POWER الأساسية، أضاف PowerPC:

  • دعم التشغيل في كل من وضعي الطرف الكبير والطرف الصغير؛ يمكن لـ PowerPC التبديل من وضع إلى آخر أثناء وقت التشغيل (انظر أدناه). لا يتم دعم هذه الميزة في PowerPC 970 .
  • أشكال الدقة المفردة لبعض تعليمات الفاصلة العائمة ، بالإضافة إلى أشكال الدقة المزدوجة
  • تعليمات إضافية للفاصلة العائمة بناءً على طلب Apple
  • مواصفات 64 بت كاملة متوافقة مع وضع 32 بت
  • ضرب - إضافة مدمج
  • هندسة إدارة الذاكرة المقسمة إلى صفحات والتي يتم استخدامها على نطاق واسع في أنظمة الخوادم وأجهزة الكمبيوتر الشخصية.
  • إضافة بنية جديدة لإدارة الذاكرة تسمى Book-E، لتحل محل بنية إدارة الذاكرة التقليدية المقسمة إلى صفحات للتطبيقات المضمنة. Book-E هو برنامج تطبيقي متوافق مع تطبيقات PowerPC الحالية ولكنه يحتاج إلى تغييرات طفيفة في نظام التشغيل.

تم اعتبار بعض التعليمات الموجودة في مجموعة تعليمات POWER معقدة للغاية وتم إزالتها في بنية PowerPC. يمكن محاكاة بعض التعليمات التي تمت إزالتها بواسطة نظام التشغيل إذا لزم الأمر. التعليمات التي تمت إزالتها هي:

  • الحركات الشرطية
  • تعليمات تحميل وتخزين لنوع البيانات العائمة ذات الدقة الرباعية
  • تعليمات السلسلة.

أوضاع إنديان

يتم تبديل ترتيب البيانات في معظم شرائح PowerPC من خلال بت في سجل حالة الجهاز (MSR )، مع توفير بت ثانٍ للسماح لنظام التشغيل بالعمل بترتيب بيانات مختلف. تتم عمليات الوصول إلى " جدول الصفحات المقلوب " (جدول تجزئة يعمل كجدول TLB مع تخزين خارج الشريحة) دائمًا في وضع الترتيب الكبير. يبدأ المعالج في وضع الترتيب الكبير.

في وضع الطرف الصغير، يتم إجراء عملية OR حصرية على البتات الثلاثة ذات الترتيب الأدنى من العنوان الفعال بقيمة ثلاثة بتات يتم اختيارها بطول المتغير. وهذا يكفي لكي يظهر برنامجًا عاديًا في وضع الطرف الصغير بالكامل. سيرى نظام التشغيل رؤية مشوهة للعالم عندما يصل إلى شرائح خارجية مثل أجهزة الفيديو والشبكة. يتطلب إصلاح هذا العرض المشوه أن تقوم اللوحة الأم بإجراء تبديل غير مشروط للبايتات 64 بت على جميع البيانات الداخلة أو الخارجة من المعالج. وبالتالي تصبح خاصية الطرفية خاصية من خصائص اللوحة الأم. يجب على نظام التشغيل الذي يعمل في وضع الطرف الصغير على لوحة أم كبيرة الطرف أن يقوم بتبديل البايتات والتراجع عن عملية OR الحصرية عند الوصول إلى شرائح الطرف الصغير.

على الرغم من أن عمليات AltiVec ذات 128 بت، إلا أنها تُعامل كما لو كانت ذات 64 بت. وهذا يسمح بالتوافق مع اللوحات الأم الصغيرة التي تم تصميمها قبل AltiVec.

من الآثار الجانبية المثيرة للاهتمام لهذا التنفيذ أن البرنامج يمكنه تخزين قيمة 64 بت (أطول تنسيق متغير) في الذاكرة أثناء وجوده في وضع طرفي واحد، والتبديل بين الأوضاع، وقراءة نفس القيمة 64 بت مرة أخرى دون ملاحظة تغيير في ترتيب البايتات. لن تكون هذه هي الحالة إذا تم تبديل اللوحة الأم في نفس الوقت.

قامت Mercury Systems و Matrox بتشغيل PowerPC في وضع النهاية الصغيرة. تم ذلك حتى تتمكن أجهزة PowerPC التي تعمل كمعالجات مساعدة على لوحات PCI من مشاركة هياكل البيانات مع أجهزة الكمبيوتر المضيفة القائمة على x86 . كل من PCI وx86 من النهاية الصغيرة. قام OS/2 وWindows NT لـ PowerPC بتشغيل المعالج في وضع النهاية الصغيرة بينما تم تشغيل Solaris وAIX وLinux في النهاية الكبيرة. [9]

تستخدم بعض شرائح PowerPC المضمنة من IBM بت ترتيب نهائي لكل صفحة . ولا ينطبق أي مما سبق عليها.

التنفيذات

IBM PowerPC 604e 200 ميجا هرتز
وحدة المعالجة المركزية PowerPC المخصصة من وحدة تحكم ألعاب الفيديو Wii
معالج الخدمة Freescale XPC855T لجهاز Sun Fire V20z

كان أول تطبيق للهندسة المعمارية هو PowerPC 601 ، الذي صدر في عام 1992، استنادًا إلى RSC، حيث نفذ هجينًا من تعليمات POWER1 وPowerPC. سمح هذا لشركة IBM باستخدام الشريحة في منصاتها القائمة على POWER1، على الرغم من أن ذلك يعني أيضًا بعض الألم الطفيف عند التبديل إلى تصميمات PowerPC "الخالصة" من الجيل الثاني. واصلت Apple العمل على خط جديد من أجهزة كمبيوتر Macintosh استنادًا إلى الشريحة، وأصدرتها في النهاية باسم Power Macintosh المستندة إلى 601 في 14 مارس 1994.

تم إنشاء بطاقات التسريع المستندة إلى شرائح PowerPC من الجيل الأول لجهاز Amiga تحسبًا للانتقال إلى منصة Amiga جديدة محتملة مصممة حول PowerPC. تضمنت بطاقات التسريع أيضًا وحدة معالجة مركزية Motorola 68040 أو 68060 من أجل الحفاظ على التوافق مع الإصدارات السابقة، حيث كان عدد قليل جدًا من التطبيقات في ذلك الوقت يمكن تشغيلها بشكل أصلي على شرائح PPC. ومع ذلك، لم تتحقق الأجهزة الجديدة أبدًا، وأعلنت Commodore إفلاسها لاحقًا. بعد أكثر من عقد من الزمان، تم إصدار AmigaOS 4 ، والذي من شأنه أن يضع المنصة بشكل دائم على البنية. يتوافق OS4 مع مسرعات الجيل الأول هذه، بالإضافة إلى العديد من اللوحات الأم المخصصة التي تم إنشاؤها لتجسيد جديد لمنصة Amiga.

كما كانت شركة IBM تمتلك خطًا كاملاً من أجهزة الكمبيوتر المكتبية التي تعتمد على PowerPC وجاهزة للشحن؛ ولكن لسوء الحظ، لم يكتمل نظام التشغيل الذي كانت IBM تنوي تشغيله على أجهزة الكمبيوتر المكتبية هذه - Microsoft Windows NT - بحلول أوائل عام 1993، عندما أصبحت الأجهزة جاهزة للتسويق. وفقًا لذلك، ولأن IBM كانت لديها عداوة تجاه Microsoft، قررت IBM نقل OS/2 إلى PowerPC في شكل Workplace OS. قضت منصة البرامج الجديدة هذه ثلاث سنوات (من 1992 إلى 1995) في التطوير وتم إلغاؤها مع إصدار المطورين في ديسمبر 1995، بسبب الإطلاق المخيب للآمال لـ PowerPC 620. لهذا السبب، لم يتم شحن أجهزة الكمبيوتر المكتبية IBM PowerPC، على الرغم من إصدار التصميم المرجعي (الاسم الرمزي Sandalbow) المستند إلى وحدة المعالجة المركزية PowerPC 601 كنموذج RS/6000 ( تضمن إصدار أبريل 1994 من Byte مقالاً موسعًا حول أجهزة الكمبيوتر المكتبية Apple وIBM PowerPC).

اتخذت شركة أبل، التي كانت تفتقر أيضًا إلى نظام تشغيل يعتمد على PowerPC، مسارًا مختلفًا. باستخدام منصة قابلية النقل التي وفرها مشروع Star Trek السري ، نقلت الشركة الأجزاء الأساسية لنظام التشغيل Mac OS إلى بنية PowerPC، وكتبت أيضًا محاكيًا 68k يمكنه تشغيل التطبيقات القائمة على 68k وأجزاء نظام التشغيل التي لم تتم إعادة كتابتها.

كان الجيل الثاني "نقيًا" ويتضمن PowerPC 603 "المنخفض المستوى" و PowerPC 604 "المتطور" . يتميز 603 بتكلفته المنخفضة للغاية واستهلاكه للطاقة. كان هذا هدف تصميم متعمد من جانب موتورولا، التي استخدمت مشروع 603 لبناء النواة الأساسية لجميع الأجيال المستقبلية من شرائح PPC. حاولت شركة Apple استخدام 603 في تصميم كمبيوتر محمول جديد ولكنها لم تتمكن من ذلك بسبب ذاكرة التخزين المؤقت الصغيرة من المستوى 1 التي تبلغ 8  كيلوبايت . لم يتمكن محاكي 68000 في نظام التشغيل Mac OS من احتواء 8 كيلوبايت وبالتالي أبطأ الكمبيوتر بشكل كبير. [10] [11] حل 603e هذه المشكلة من خلال وجود ذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى 1 تبلغ 16 كيلوبايت ، مما سمح للمحاكي بالعمل بكفاءة.

في عام 1993، بدأ المطورون في منشأة IBM في Essex Junction، Burlington، Vermont العمل على إصدار من PowerPC يدعم مجموعة تعليمات Intel x86 مباشرة على وحدة المعالجة المركزية. وبينما كان هذا مجرد واحد من العديد من مشاريع بنية الطاقة المتزامنة التي كانت IBM تعمل عليها، بدأت هذه الشريحة تُعرف داخل IBM ومن قبل وسائل الإعلام باسم PowerPC 615. أدت مخاوف الربحية والشائعات حول مشكلات الأداء في التبديل بين مجموعات تعليمات x86 وPowerPC الأصلية إلى إلغاء المشروع في عام 1995 بعد إنتاج عدد محدود فقط من الرقائق للاختبار الداخلي. وبصرف النظر عن الشائعات، استغرقت عملية التبديل 5 دورات فقط، أو مقدار الوقت اللازم للمعالج لإفراغ خط أنابيب التعليمات الخاص به. كما ساعدت Microsoft في زوال المعالج برفض دعم وضع PowerPC. [12]

كان أول تنفيذ لـ 64 بت هو PowerPC 620 ، ولكن يبدو أنه لم يُستخدَم كثيرًا لأن شركة Apple لم ترغب في شرائه ولأنه كان مكلفًا للغاية بالنسبة لسوق الأجهزة المضمنة بسبب مساحة القالب الكبيرة. كان لاحقًا وأبطأ مما وعدت به، واستخدمت IBM تصميم POWER3 الخاص بها بدلاً من ذلك، ولم تقدم أي إصدار "صغير" 64 بت حتى طرح PowerPC 970 في أواخر عام 2002. يعد 970 معالجًا 64 بت مشتقًا من معالج الخادم POWER4 . لإنشائه، تم تعديل نواة POWER4 لتكون متوافقة مع معالجات PowerPC 32 بت، وتمت إضافة وحدة متجه (مشابهة لامتدادات AltiVec في سلسلة 74xx من Motorola).

معالجات RS64 من IBM هي عائلة من الرقائق التي تنفذ نسخة "Amazon" من بنية PowerPC. تُستخدم هذه المعالجات في عائلات أجهزة الكمبيوتر RS/6000 و IBM AS/400 ؛ تتضمن بنية Amazon امتدادات خاصة تستخدمها AS/400. [13] تنفذ معالجات POWER4 وPOWER الأحدث بنية Amazon واستبدلت رقائق RS64 في عائلات RS/6000 وAS/400.

طورت شركة IBM خط إنتاج منفصل يسمى خط "4xx" يركز على سوق الأجهزة المدمجة. تضمنت هذه التصميمات 401 و403 و405 و440 و460. في عام 2004، باعت شركة IBM خط إنتاج 4xx الخاص بها إلى شركة Applied Micro Circuits Corporation (AMCC). تواصل شركة AMCC تطوير منتجات جديدة عالية الأداء، تعتمد جزئيًا على تقنية IBM، إلى جانب التقنية التي تم تطويرها داخل AMCC. تركز هذه المنتجات على مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك الشبكات واللاسلكي والتخزين والطباعة/التصوير والأتمتة الصناعية.

من الناحية العددية، يوجد PowerPC في الغالب في وحدات التحكم في السيارات. بالنسبة لسوق السيارات، عرضت Freescale Semiconductor في البداية العديد من الاختلافات المسماة عائلة MPC5xx مثل MPC555، المبني على اختلاف في نواة 601 تسمى 8xx ومصممة في إسرائيل بواسطة MSIL (Motorola Silicon Israel Limited). نواة 601 هي إصدار واحد، مما يعني أنها لا يمكنها إصدار سوى تعليمة واحدة في دورة الساعة. إلى هذا، أضافوا بتات مختلفة من الأجهزة المخصصة، للسماح بإدخال/إخراج على شريحة واحدة. في عام 2004، تم إطلاق أجهزة 55xx ذات الأربعة أرقام من الجيل التالي لسوق السيارات. تستخدم هذه الأجهزة سلسلة e200 الأحدث من نوى PowerPC.

الشبكات هي مجال آخر حيث توجد معالجات PowerPC المضمنة بأعداد كبيرة. أخذت MSIL محرك QUICC من MC68302 وصنعت PowerQUICC MPC860. كان هذا معالجًا مشهورًا جدًا تم استخدامه في العديد من أجهزة توجيه حافة Cisco في أواخر التسعينيات. تشمل متغيرات PowerQUICC MPC850 وMPC823 / MPC823e. تتضمن جميع المتغيرات محركًا صغيرًا منفصلًا RISC يسمى CPM والذي ينقل مهام معالجة الاتصالات من المعالج المركزي وله وظائف لـ DMA . تحتوي الشريحة التالية من هذه العائلة، MPC8260، على نواة تعتمد على 603e وCPM مختلف.

تستخدم شركة هوندا أيضًا معالجات PowerPC لروبوتها ASIMO . [14]

في عام 2003، قامت شركة BAE Systems Platform Solutions بتسليم كمبيوتر إدارة المركبات للطائرة المقاتلة F-35 . تتكون هذه المنصة من جهازي كمبيوتر PowerPC مزدوجين من إنتاج Freescale في إعداد ثلاثي التكرار. [15]

قامت مؤسسة تطوير الطيران باختبار جهاز كمبيوتر للتحكم في الطيران الرقمي عالي الأداء، مدعوم بإعداد معالج رباعي يعتمد على PowerPC على طائرة HAL Tejas Mark 1A في عام 2024. [16]

أنظمة التشغيل

تنقسم أنظمة التشغيل التي تعمل على بنية PowerPC بشكل عام إلى أنظمة تشغيل موجهة نحو أنظمة PowerPC للأغراض العامة، وأنظمة تشغيل موجهة نحو أنظمة PowerPC المضمنة .

محلي

مغروس

المرخص لهم

تتضمن الشركات التي قامت بترخيص POWER 64 بت أو PowerPC 32 بت من IBM ما يلي:

باور بي سي 32 بت

باور بي سي 64 بت

أجهزة الألعاب

تم استخدام معالجات PowerPC في عدد من وحدات تحكم ألعاب الفيديو التي تم إيقاف إنتاجها الآن :

أجهزة الكمبيوتر المكتبية

يتم استخدام بنية الطاقة حاليًا في أجهزة الكمبيوتر المكتبية التالية:

  • Sam440ep ، Sam440epFlex، يعتمد على نظام SoC AMCC 440ep، تم إنشاؤه بواسطة ACube Systems
  • Sam460ex ، استنادًا إلى نظام SoC AMCC 460ex، تم إنشاؤه بواسطة ACube Systems
  • تم العثور على اللوحة الأم Nemo المستندة إلى PA6T-1682M في AmigaOne X1000 من A-EON Technology
  • تم العثور على اللوحة الأم Cyrus المستندة إلى Freescale Qoriq P5020 في AmigaOne X5000 من A-EON Technology
  • تم العثور على اللوحة الأم Tabor المستندة إلى Freescale QorIQ P1022 في AmigaOne A1222 القادمة من A-EON Technology
  • اللوحات الرئيسية/محطات العمل Talos II وBlackbird، المستندة إلى بنية IBM Power9 Sforza، والتي تم بناؤها بواسطة Raptor Computing Systems

التطبيقات المضمنة

يتم استخدام بنية الطاقة حاليًا في التطبيقات المضمنة التالية:

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "كتاب هندسة PowerPC، الإصدار 2.02". IBM . 16 نوفمبر 2005. مؤرشف من الأصل في 29 نوفمبر 2020.
  2. ^ abcd Carlton, Jim (1999) [1997]. Apple: The Inside Story of Intrigue, Egomania and Business Blunders . Random House. ISBN 978-0099270737. OCLC  925000937.
  3. ^ "أعمدة الملفات التقنية، 1987–1990". مؤرشف من الأصل في 6 يونيو 2013.
  4. ^ "تجمع القوى من أجل طاولة مستديرة حول PowerPC". MacWeek . المجلد 7، العدد 12. 22 مارس 1993. ص 38. تم الاسترجاع في 3 أكتوبر 2017 .
  5. ^ AR Kennedy; M. Alexander; E. Fiene; J. Lyon; B. Kuttanna; R. Patel; M. Pham; M. Putrino; C. Croxton; S. Litch; B. Burgess (23 فبراير 1997). "معالج دقيق منخفض الطاقة فائق السرعة G3 PowerPC" . وقائع IEEE COMPCON 97. ملخص الأوراق البحثية . IEEE: 315–324. doi :10.1109/CMPCON.1997.584742. S2CID  24733198. مؤرشف من الأصل في 1 سبتمبر 2021. تم الاسترجاع في 1 سبتمبر 2021 .
  6. ^ Gwennap, Linley (16 نوفمبر 1998). "G4 هو أول جهاز كمبيوتر يعمل بمعالجات PowerPC مع AltiVec - من المقرر طرحه في منتصف عام 1999، وتستهدف شريحة Motorola التالية أجهزة Macintosh والشبكات" (PDF) . تقرير المعالجات الدقيقة . مؤرشف من الأصل (PDF) في 23 أبريل 2016.
  7. ^ سيل، سوزان (2001). "ورقة عمل حول بنية PowerPC G4" (PDF) . NXP Semiconductors . مؤرشف من الأصل (PDF) في 18 أبريل 2016.
  8. ^ "ورقة حقائق - معالج موتورولا باور بي سي" (PDF) . NXP Semiconductors . مؤرشف من الأصل (PDF) في 19 أبريل 2016.
  9. ^ نيكاسيك ، ميشال (16 تشرين الثاني (نوفمبر) 2012). "OS/2 لـ PowerPC Tidbits". متحف OS/2 . أرشفة من الإصدار الأصلي في 31 كانون الثاني 2016.
  10. ^ Linley Gwennap (27 فبراير 1997). "Arthur Revitalizes PowerPC Line" (PDF) . تقرير المعالج الدقيق . 11 (2). S2CID  51808955. مؤرشف من الأصل (PDF) في 30 يوليو 2018. كانت ذاكرة التخزين المؤقت الصغيرة 8K في 603 سيئة السمعة لبرامج Mac OS، وخاصة لمحاكاة 68K؛ حتى ذاكرة التخزين المؤقت 603e تسبب انخفاضًا كبيرًا في الأداء عند سرعات الساعة الأعلى. ونظرًا لهدف تصميم Arthur البالغ 250 ميجا هرتز وما فوق، فإن مضاعفة ذاكرة التخزين المؤقت مرة أخرى أمر منطقي.
  11. ^ Jansen, Daniel (2014). "CPUs: PowerPC 603 and 603e". Low End Mac. مؤرشف من الأصل في 30 أكتوبر 2018. تم الاسترجاع في 29 يوليو 2018 .
  12. ^ "Microsoft kills the PowerPC 615". The Register . 1 أكتوبر 1998. مؤرشف من الأصل في 7 فبراير 2009. تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2009 .
  13. ^ آدم ت. ستالمان؛ فرانك ج. سولتيس (1 يوليو 1995). "داخل نظام PowerPC AS". مجلة System iNEWS . مؤرشف من الأصل في 31 أغسطس 2013.
  14. ^ هارا، يوشيكو (28 نوفمبر 2000). "أحدث الروبوتات تشغل أدوار المساعدين والمسليين". EETimes.com. مؤرشف من الأصل في 1 سبتمبر 2021. تم الاسترجاع في 1 سبتمبر 2021 .
  15. ^ "تسليم أول جهاز كمبيوتر لإدارة المركبات المقاتلة إف-35 من إنتاج شركة لوكهيد مارتن" (بيان صحفي). لوكهيد مارتن . 16 مايو 2003. مؤرشف من الأصل في 15 يناير 2018. تم الاسترجاع في 14 يناير 2018 .
  16. ^ "طائرة تيجاس القتالية تحلق بنجاح باستخدام جهاز كمبيوتر للتحكم في الطيران محلي الصنع". تايمز أوف إنديا . 21 فبراير 2024. ISSN  0971-8257 . تم الاسترجاع في 22 فبراير 2024 .
  17. ^ "PowerPC - إصدارات غير مدعومة". ملفات هايكو . مؤرشف من الأصل في 14 يناير 2022. تم الاسترجاع في 14 يناير 2022 .
  18. ^ "مشروع FreeBSD/ppc". Freebsd.org. مؤرشف من الأصل في 13 أغسطس 2009. تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2009 .
  19. ^ "OpenBSD/macppc". Openbsd.org. مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 2009. تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2009 .
  20. ^ "ArchPOWER - منفذ غير رسمي لـ Archlinux إلى powerpc64le وriscv64". archlinuxpower.org . تم الاسترجاع في 1 مارس 2024 .
  21. ^ "PowerPC Port". Debian. مؤرشف من الأصل في 30 أغسطس 2009. تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2009 .
  22. ^ "Debian PPC64 Port". Debian. مؤرشف من الأصل في 27 يونيو 2012. تم الاسترجاع في 4 يوليو 2012 .
  23. ^ "Project:PowerPC". Gentoo Wiki . مؤرشف من الأصل في 15 يناير 2018. تم الاسترجاع في 14 يناير 2018 .
  24. ^ "MintPPC". مؤرشف من الأصل في 13 أكتوبر 2010. تم الاسترجاع في 3 أكتوبر 2010 .
  25. ^ "الفصل الأول. العمارة". access.redhat.com . مؤرشف من الأصل في 8 ديسمبر 2015 . تم الاسترجاع في 6 ديسمبر 2015 .
  26. ^ "PowerPCFAQ - Ubuntu Wiki". Wiki.ubuntu.com. مؤرشف من الأصل في 25 فبراير 2011. تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2009 .
  27. ^ "Void Linux for PowerPC/Power ISA (unofficial)". مؤرشف من الأصل في 30 أكتوبر 2020. تم الاسترجاع في 27 أكتوبر 2020 .
  28. ^ "Embedded Solaris on PowerPC". Research.sun.com. 14 يونيو 2006. مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 2011. تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2009 .
  29. ^ "Solaris PowerPC Port at OpenSolaris.org". OpenSolaris.org. 2 أكتوبر 2006. مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 2011. تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2009 .
  30. ^ "Windows NT 3.5 لـ PowerPC". 9 نوفمبر 1994.
  31. ^ "ReactOS ports - ReactOS Wiki". www.reactos.org . مؤرشف من الأصل في 27 فبراير 2016 . تم الاسترجاع في 6 ديسمبر 2015 .
  32. ^ "DO-178C Certifiable Avionics RTOS with ARINC 653 & FACE Support". DDC-I . مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 2018 . تم الاسترجاع في 14 يناير 2018 .
  33. ^ "وحدات المعالجة المركزية المدعومة". SCIOPTA Systems AG . مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2018. تم الاسترجاع في 14 يناير 2018 .
  34. ^ "PowerPC 750FX Evaluation Kit Quick Setup for Windows" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 4 أبريل 2017 . تم الاسترجاع في 14 يناير 2018 .
  35. ^ abc "القوة للشعب". IBM. 30 مارس 2004. مؤرشف من الأصل في 4 فبراير 2013.

قراءة إضافية

  • فايس، شلومو؛ سميث، جيمس إدوارد (1994). POWER وPowerPC . مورجان كوفمان. ISBN 978-1558602793.
  • ماي، كاثي؛ وآخرون. (1994). بنية PowerPC: مواصفات لعائلة جديدة من معالجات RISC (الطبعة الثانية). دار نشر مورجان كوفمان. رقم ISBN 978-1-55860-316-5.
  • Hoxey, Steve; et al., eds. (1996). دليل كاتب برنامج PowerPC Compiler. Warthman Associates. ISBN 0-9649654-0-2. تم أرشفة النسخة الأصلية في 8 أبريل 2021.
  • دليل بيئات البرمجة لتطبيقات 32 بت لهندسة PowerPC (PDF) . Motorola. مؤرشف من الأصل (PDF) في 14 مايو 2005.دليل PDF مكون من 640 صفحة.
  • الكتاب E: Enhanced PowerPC Architecture (الطبعة الثالثة). IBM. 2000.
  • Duntemann, Jeff; Pronk, Ron (1994). Inside the PowerPC Revolution . Coriolis Group Books. ISBN 978-1-883577-04-9.
  • "هندسة PowerPC". تم أرشفة النسخة الأصلية في 14 فبراير 2008.مقالة من IBM توضح تاريخ POWER وPowerPC.
  • شاكرافارتي، ديبتو؛ كانون، كيسي (1994). PowerPC: المفاهيم والهندسة المعمارية والتصميم . ماكجرو هيل. ISBN 9780070111929.
  • مؤسسة OpenPOWER
  • تطور بنية PowerPC، محاضرة ألقاها مايكل دبليو بلاسجين وريتشارد أوهلر
  • نظرة عامة على PPC - نظرة عامة على معالجات PowerPC
  • مراجعة OS/2 Warp، PowerPC Edition بقلم Michal Necasek
  • مخطط تاريخ بنية PowerPC
  • قائمة واسعة جدًا لأنظمة التشغيل التي تدعم معالجات PowerPC
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=PowerPC&oldid=1227795276"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate