PowerPC G4
Il PowerPC G4 è un microprocessore RISC appartenente alla famiglia dei processori PowerPC . IE' utilizzato nei computer Apple Macintosh. In particolare nei PowerBook G4, nella seconda generazione "Sunflower" degli iMac, negli eMac, nella tyerza generazione degli iBook, e nei computer desktop Power Macintosh G4.
La maggior parte della progettazione del G4 è stata svolta dalla Motorola in stretta collaborazione con Apple. Il nome si riferisce alla quarta generazione di processori PowerPC sviluppati da Motorola. IBM, il terzo partner del progetto PowerPC decise di non partecipare alla progettazione del G4 per divergenze sulla progettazione dell'unità di calcolo vettoriale integrata nella CPU. Questa unità di calcolo è chiamata AltiVec.E' un unita di calcolo a 128 bit dedicata al calcolo vettoriale, nella documentazione tecnica di Apple viene chiamata "Velocity Engine".
Descrizione
Grazie all'unità AltiVec il G4 è in grado di eseguire quattro operazioni in virgola mobile a singola precisione o un operazione a 16 bit di precisione per ciclo di clock. L'unità è superscalare infatti è in grado di eseguire fino a due operazioni contemporaneamente per ciclo di clock. Questo fa capire che questa unità forniva un notevole vantaggio prestazionale al G4 rispetto hai processori 80x86 prodotti da Intel o AMD. Il principale difetto di questa tecnologia era che le applicazioni andavano ricompilate per la tecnologia AltiVec e quindi le applicazioni vecchie non erano in grado di avvantaggiarsene.
Motorola introdusse un supporto migliore della tecnologia SMP dei processori G4. Sebbene già i processori PowerPC G3 erano predisposti per il SMP l'implementazione di G3 sacrificava le prestazioni e era complessa da utilizzare su una scheda madre. La realizzazione del SMP su G4 era decisamente più snella e performante e introduceva una modalità di trasferimento dati tra CPU molto efficiente.
Un ulteriore incremento delle prestazioni é derivato dalla nuova unita ALU a 64 bit derivata dal processore 604. I processori G3 hanno un ALU a 32 bit quindi le operazioni in virgola mobile vengono eseguite in due cicli di clock, cosa non più necessaria sui processori G4.
Produzione
Il primo processore della serie G4 è stato il MPC 7400. È stato presentato nell'estate del 1999 e aveva frequenze di funzionamento comrese tra 350 e 500MHz. Il chip contiene 10.5 milioni di transistor e è stato prodotto da Motorola utilizzando una tecnologia a 0.20 μm. Il chip di silicio occupa un area di 83 mm² e utilizza delle interconnessioni al rame.
Nel 1999 Motorola annunciò di non poter rispettare le specifiche dichiarate. I chip che riusciva a produrre non erano in grado di funzionare alle frequenze dichiarate. Apple fu costretta a ridurre la frequenza dei PowerMac G4 portandoli dai 400, 450 e 500MHz annunciati a 350, 400 e 450MHz. Questa perdita di prestazioni dei processori irritò Apple e questa decise di rivolgersi a IBM per ottenere dei processori a frequenza elevata.
Nel 1999 i computer Apple avevano difficoltà a competere sul piano delle prestazioni coi computer [[WinTel], dato che questi funzionavano a frequenze sensibilmente più elevate dei PowerMac G4. Ciò spinse Apple a migliorare i PowerMac rilasciandone versioni biprocessore che sfruttando il SMP potevano rivaleggiare con i computer WinTel corrispondenti. Fu in quel periodo infatti che Apple lanciò la campagna pubblicitaria "Two brains are better than one" (due cervelli sono meglio di uno) volta a convincere gli utenti che i suoi computer biporcessore potevano tranquillamente competere con i computer basati su 80X86 a frequenze superiori.
Varianti del G4
As of late 2004, the fastest clocked G4 processor shipping in Apple's G4 lineup is the MPC 7447A, running at 1.5 GHz. It's thought that Apple is planning on phasing out the G4 in favor of either the IBM-produced PowerPC 970 or the planned Freescale-produced system-on-a-chip PowerPC variant. SMP and Altivec, however, did correct for the deficiency in the G4's platform bandwidth. While only a 166MHz FSB, the width of the bus was such that the vector units (which processed Altivec) were never starved for data as some have erroneously claimed. Furthermore, this issue could only have happened in a situation where one was running a pure altivec code mix, so, even if the bus had not provided sufficient bandwidth, the top end would never have been reached in a real world situation.
The shortcomings of the original G4 design in terms of bandwidth is belived to be fixed with the line of SoC chips, sporting an option for a faster RapidIO bus, and an onboard memory controller. Template:Motorola processors