El PowerPC 7xx es una familia de microprocesadores PowerPC de 32 bits de tercera generación diseñados y fabricados por IBM y Motorola (escindida como Freescale Semiconductor comprada por NXP Semiconductors ). Esta familia es llamada PowerPC G3 por Apple Computer (más tarde Apple Inc. ), que la presentó el 10 de noviembre de 1997. A menudo, y de manera incorrecta, se imagina que el término "PowerPC G3" es un microprocesador cuando en realidad son varios microprocesadores. Se han utilizado productos de diferentes proveedores. Dichas designaciones se aplicaron a computadoras Mac como la PowerBook G3 , las iMac multicolores , las iBooks y varias computadoras de escritorio, incluidas las Power Macintosh G3 beige , azul y blanca . Los bajos requisitos de energía y el tamaño pequeño hicieron que los procesadores fueran ideales para computadoras portátiles y el nombre vivió sus últimos días en Apple en el iBook .
La familia 7xx también se utiliza ampliamente en dispositivos integrados como impresoras, enrutadores, dispositivos de almacenamiento, naves espaciales [1] y consolas de videojuegos. La familia 7xx tenía sus defectos, a saber, la falta de soporte SMP y capacidades SIMD y una FPU relativamente débil . La gama de procesadores 74xx de Motorola continuó donde lo dejó el 7xx.
Los PowerPC 740 y 750 (nombre en clave Arthur) [2] se introdujeron a finales de 1997 como un reemplazo evolutivo del PowerPC 603e . Las mejoras incluyeron un bus de sistema 60x más rápido (66 MHz), cachés L1 más grandes (instrucciones de 32 KB y datos de 32 KB), una segunda unidad entera, una unidad de punto flotante mejorada y una frecuencia central más alta. El 750 tenía soporte para un caché L2 unificado externo opcional de 256, 512 o 1024 KB. El controlador de caché y las etiquetas de caché están integrados. Se accedió al caché a través de un bus dedicado de 64 bits.
El 740 y el 750 agregaron predicción de rama dinámica y un caché de instrucciones de destino de rama (BTIC) de 64 entradas. La predicción de rama dinámica utiliza el resultado registrado de una rama almacenada en una tabla de historial de ramas (BHT) de 512 entradas por 2 bits para predecir su resultado. El BTIC almacena en caché las dos primeras instrucciones en un destino de sucursal.
Los modelos 740/750 tenían 6,35 millones de transistores y fueron fabricados inicialmente por IBM y Motorola en un proceso de fabricación basado en aluminio. La matriz medía 67 mm 2 a 0,26 μm y alcanzaba velocidades de hasta 366 MHz con un consumo de 7,3 W.
En 1999, IBM fabricó versiones en un proceso de 0,20 μm con interconexiones de cobre , lo que aumentó la frecuencia hasta 500 MHz y redujo el consumo de energía a 6 W y el tamaño del troquel a 40 mm 2 .
El 740 superó ligeramente al Pentium II consumiendo mucha menos energía y con un troquel más pequeño. La caché L2 externa del 750 aumentó el rendimiento en aproximadamente un 30% en la mayoría de las situaciones. El diseño tuvo tanto éxito que rápidamente superó al PowerPC 604e en rendimiento entero, lo que provocó que se descartara el sucesor del 604 planeado.
El PowerPC 740 es completamente compatible con los pines del antiguo 603, lo que permite actualizaciones al PowerBook 1400, 2400 e incluso a un prototipo del PowerBook 500/G3. El 750 con su bus de caché L2 requería más pines y, por lo tanto, un paquete diferente, una matriz de rejilla de bolas (BGA) de 360 pines.
El PowerPC 750 se utilizó en muchos ordenadores de Apple, incluido el iMac original .
El RAD750 es un procesador reforzado contra la radiación , basado en el PowerPC 750. Está diseñado para su uso en entornos de alta radiación , como los experimentados a bordo de satélites y otras naves espaciales . El RAD750 se lanzó a la venta en 2001. Las naves espaciales Mars Science Laboratory ( Curiosity ), Mars Reconnaissance Orbiter y Mars 2020 ( Perseverance ) tienen un RAD750 a bordo. [3]
El procesador tiene 10,4 millones de transistores, es fabricado por BAE Systems utilizando un proceso de 250 o 150 nm y tiene un área de matriz de 130 mm². Opera de 110 a 200 MHz. La propia CPU puede soportar entre 200.000 y 1.000.000 de rads y rangos de temperatura entre -55 y 125 °C. El paquete y las funciones lógicas del RAD750 tienen un precio superior a los 200.000 dólares estadounidenses [ cita necesaria ] : el alto precio se debe principalmente a las revisiones de protección contra la radiación de la arquitectura y fabricación del PowerPC 750, los estrictos requisitos de control de calidad y las pruebas ampliadas de cada procesador. chip fabricado.
Motorola revisó el diseño del 740/750 en 1998 y redujo el tamaño del troquel a 51 mm 2 gracias a una nueva fabricación a base de aluminio de 0,22 μm. Las velocidades aumentaron hasta 600 MHz. El 755 se utilizó en algunos modelos de iBook . Después de este modelo, Motorola optó por no seguir desarrollando los procesadores 750 en favor de su procesador PowerPC 7400 y otros núcleos.
IBM continuó desarrollando la línea PowerPC 750 e introdujo el PowerPC 750CX (cuyo nombre en código es Sidewinder) en 2000. Tiene una caché L2 integrada de 256 KiB; esto aumentó el rendimiento al tiempo que redujo el consumo de energía y la complejidad. A 400 MHz, consumía menos de 4 W. El 750CX tenía 20 millones de transistores, incluida su caché L2. Tenía un tamaño de matriz de 43 mm 2 mediante un proceso de cobre de 0,18 μm. El 750CX sólo se utilizó en una revisión de iMac e iBook.
750CXe (nombre en clave Anaconda), introducido en 2001, es una revisión menor del 750CX para aumentar su velocidad de reloj a 700 MHz y su bus de memoria de 100 MHz a 133 MHz. El 750CXe también presenta un rendimiento de punto flotante mejorado con respecto al 750CX. [4] Varios modelos de iBook y el último iMac basado en G3 tienen este procesador.
Una versión de costo reducido del 750CXe, llamada 750CXr, tiene frecuencias más bajas.
Gekko es el procesador central personalizado de IBM para la consola de juegos Nintendo GameCube . Basado en un PowerPC 750CXe, agrega alrededor de 50 instrucciones nuevas y una FPU modificada capaz de algunas funciones SIMD . Tiene 256 KiB de caché L2 interna, funciona a 486 MHz con un bus de memoria de 162 MHz y está fabricado por IBM en un proceso de 180 nm. El tamaño del troquel es de 43 mm 2 .
El 750FX (nombre en código Sahara) llegó en 2002 y aumentó la frecuencia hasta 900 MHz, la velocidad del bus a 166 MHz y la caché L2 integrada a 512 KiB. También presentó una serie de mejoras en el subsistema de memoria: un controlador de bus 60x mejorado y más rápido (200 MHz), un bus de caché L2 más amplio y la capacidad de bloquear partes del caché L2. [4] Se fabrica utilizando una fabricación a base de cobre de 0,13 μm con dieléctrico bajo en K y tecnología de silicio sobre aislante . El 750FX tiene 39 millones de transistores, un tamaño de matriz de 35 mm 2 y consume menos de 4 W a 800 MHz con cargas típicas. Fue el último procesador tipo G3 utilizado por Apple (empleado en el iBook G3).
Está disponible una versión de baja potencia del 750FX llamada 750FL.
"El 750FX impulsa el vehículo de tripulación multipropósito Orion de la NASA ". [5] Orion está utilizando la computadora de vuelo de Honeywell International Inc. construida originalmente para el avión de pasajeros 787 de Boeing.
750GX (nombre en código Gobi), revelado en 2004, era un procesador 7xx de IBM. Tiene una caché L2 integrada de 1 MB, una frecuencia máxima de 1,1 GHz y soporte para velocidades de bus de hasta 200 MHz, entre otras mejoras en comparación con el 750FX. Se fabrica mediante un proceso de 0,13 μm con interconexiones de cobre, dieléctrico de bajo K y tecnología de silicio sobre aislante . El 750GX tiene 44 millones de transistores, un tamaño de matriz de 52 mm 2 y consume menos de 9 W a 1 GHz con cargas típicas.
Está disponible una versión de bajo consumo del 750GX, llamada 750GL.
750VX (nombre en código "Mojave") es una versión rumoreada, no confirmada y cancelada de la línea 7xx. Sería la versión más potente y destacada hasta la fecha con hasta 4 MB de caché L3, un bus frontal DDR de 400 Mhz y la misma implementación de AltiVec utilizada en el PowerPC 970 . Se esperaba que alcanzara una velocidad de hasta 1,8 GHz (a partir de 1,5 GHz) y se informó que tenía etapas de canalización adicionales y funciones avanzadas de administración de energía. [6] Se informó que estaba terminado y listo para la producción en diciembre de 2003, pero dijo que era demasiado tarde para obtener pedidos importantes, ya que la línea iBook de Apple había cambiado a G4 en octubre del mismo año y, por lo tanto, rápidamente cayó del mercado. mapa vial. Nunca fue liberado ni se supo de él desde entonces.
Se planearon chips de seguimiento, como el 750VXe, que habría superado los 2 GHz.
El 750CL es un 750CXe evolucionado, con velocidades que van desde 400 MHz a 1 GHz con un bus de sistema de hasta 240 MHz, se han agregado funciones de captación previa de caché L2 e instrucciones relacionadas con gráficos para mejorar el rendimiento. Como las funciones relacionadas con los gráficos agregadas coinciden estrechamente con las que se encuentran en el procesador Gekko, es muy probable que el 750CL sea una versión reducida del mismo procesador para uso general. El 750CL se fabrica utilizando una fabricación a base de cobre de 90 nm con dieléctrico Low-K y tecnología de aislador de silicio y cuenta con 20 millones de transistores en una matriz de 16 mm2 . Consume hasta 2,7 W a 600 MHz, 9,8 W a 1 GHz. [7] [8]
La CPU de Wii es prácticamente idéntica a la del 750CL pero funciona a 729 MHz, una frecuencia que no admite el 750CL original. Mide sólo 4,2 x 4,5 mm (18,9 mm 2 ). Esto es más pequeño que la mitad del tamaño del microprocesador "Gekko" (43 mm 2 ) incorporado en GameCube en su primer lanzamiento. [9]
Se cree que la CPU de Wii U es una evolución de la arquitectura Broadway. Las características en gran medida no confirmadas son una CPU de triple núcleo que funciona a 1,24 GHz y un proceso de 45 nm.
IBM ha dejado de publicar una hoja de ruta para la familia 750, a favor de promocionarse como un proveedor de procesadores personalizados. Dados los recursos de IBM, el núcleo 750 se producirá con nuevas características siempre que haya un comprador dispuesto. En particular, IBM no tiene planes públicos para producir un microprocesador ordinario basado en 750 en un proceso menor a 90 nm , con lo que efectivamente se eliminará gradualmente como un chip básico competitivo en mercados como el de equipos de redes. Sin embargo, IBM fabricó el procesador Espresso para Nintendo, que es un diseño basado en 750 con mejoras como soporte multiprocesador (la pieza es de triple núcleo), nuevo proceso de fabricación de 45 nm y eDRAM en lugar del caché L2 normal; Se desconoce si se realizaron más cambios en el diseño.
En 2015, Rochester Electronics comenzó a brindar soporte heredado para los dispositivos.
Freescale ha descontinuado los 750 diseños en favor de diseños basados en el núcleo PowerPC e500 ( PowerQUICC III ).
Esta lista es una lista completa de diseños conocidos basados en 750. Las imágenes son ilustraciones y no están a escala.