PowerPC přicházíMartin Fedor
Možná již víte, že firma ESCOM resp. AMIGA Technologies ohlásila na přelom roku
1996/97 přechod platformy AMIGA na zcela nový procesor. Místo dnes již poněkud
výkonově pokulhávající Motoroly řady 680x0 se spasitelem naší Amigy má stát
procesor PowerPC, na jehož vývoji se podílelo několik velkých firem. A protože
nutnost modernizovat "srdce" Amigy si uvědomují i výrobci dalšího příslušenství,
slíbila německá firma phase 5 (největší evropský výrobce turbokaret) uvedení
turbokarty s tímto procesorem už tento rok (poslední odvážná tvrzení dokonce
hlásají léto 1996). Příchodem těchto procesorů na platformu Amiga by vznikl teprve druhý
všeobecně užívaný a rozšířený systém s PowerPC - zatím jediní byly Apple Power
Macintosh. Amiga by si tím mohla znatelně polepšit. Kromě výkonu by se jistě
zvýšila i její prestiž, protože PowerPC je v současné době ve velké módě a je to
prakticky největší konkurent "intelovské" technologie.
Na vývoji řady procesorů PowerPC spolupracují tři skuteční giganti a již samotný
název napovídá, že se jedná o procesor přímo určený pro osobní počítače. Kromě
již zmiňované Motoroly stály za zrodem procesoru PowerPC i firmy Apple a IBM.
Jeho širšímu používání zatím stále brání velká konkurence ze strany procesorů
Intel a jejich klonů a bohužel i malá oblíbenost. Firmy se bojí vytvářet nové
systémy s tímto procesorem a raději se drží jistoty ve formě tuctových, a jako
vejce vejci si podobných, počítačů s procesory Intel, AMD nebo Cyrix a operačním
systémem MS-DOS případně Windows. Firmě ESCOM by se takto povedlo, snad jako
jedinému výrobci (i když IBM se také snaží), mít na trhu počítače s oběma typy
procesorů a dovoluji si tvrdit, že by tímto krokem byla naprosto marketingově
kryta pro případ, že by se miska vah oblíbenosti procesorů přiklonila k jedné
nebo druhé značce.
O tom, že i na poli IBM PC kompatibilních je třeba hledat vhodnou novou
technologii, svědčí i prohlášení Intelu, že P6 (přejmenované na Pentium Pro)
bude posledním zástupcem zastaralé třídy 80x86. Ani firma Motorola však
nepokračuje ve vývoji určitě kvalitnější řady 680x0. Typ 68060 je zřejmě
posledním příslušníkem této řady.
Kromě toho, že vlastně už neexistuje větší výrobce počítačů pracujících s
Motorolou 680x0, je příčinou i samotná konstrukce těchto procesorů. Jak Intel,
tak Motorola byla konstruována v 70. letech a tomu odpovídá i jejich koncepce.
Tehdy nikdo ani nesnil o osobních počítačích žíznivých po velkém výkonu. Tyto
procesory vycházely z osmibitových předchůdců a byla od nich vyžadována
schopnost jednoduchého programování na té nejnižší úrovni - přímo v assembleru.
Operační systémy té doby byly velmi jednoduché a programování přece jen snazší.
Programátoři si mohli dovolit (dokonce museli) programovat své výtvory přímo ve
strojovém kódu. Právě jim chtěli vycházet vstříc konstruktéři procesorů. Pro
komfortnější programování navrhovali širokou instrukční sadu, počet registrů byl
úměrný tomu, kolik byl schopen aktivně využít programátor (i když počtem
registrů Intelu byla úspornost zavedena až do krajnosti!). Těmto procesorům
říkáme CISC - obsahují totiž velkou řadu instrukcí a malý počet registrů.
Během let však operační systémy a potřeby uživatelů rostly, takže programátoři,
pokud chtěli rychle uspokojit poptávku po uživatelsky komfortních programech,
museli sáhnout po jiných programovacích prostředcích - kompilátorech jazyků.
Širší používání vyšších programovacích jazyků přímo souvisí s velikostí a
složitostí operačních systémů, které se začaly objevovat. Na starých osmibitech,
kde operační systém tvořilo několik rutin pro vstupně/výstupní operace, se
obvykle programovalo přímo v assembleru, ale v té době již existoval Unix, jehož
samotné jádro je velmi masivní a k programování pod tímto systémem se již běžně
požívalo "C". A v dnešní době? Umíte si představit, že byste programovali
skutečně velký program s krásným uživatelským rozhraním třeba pod AmigaOS nebo
Windows přímo pomocí assembleru? Ne, dnes to již nelze.
Právě příchodem překladačů se přišlo na to, že je zbytečné, aby procesory měly
tak mnoho instrukcí. I ty nejsložitější výrazy a příkazy vyššího programovacího
jazyka se nakonec přeloží do posloupnosti stále se opakujících instrukcí PUSH,
POP, MOV a instrukcí aritmetických (popřípadě logických). Takové optimalizační
metody, které by dokázaly přeložit program do speciálních instrukcí tak, aby
bylo jeho provádění co nejefektivnější, jsou velmi náročné. Zatímco
optimalizační metody pro zmenšení počtu ukládání mezivýsledků na zásobník jsou
jednodušší, je však zapotřebí, aby procesor měl dostatek univerzálních registrů.
A právě tyto podmínky splňuje třída procesorů označována jako RISC (procesory s
redukovanou instrukční sadou).
Pro tyto procesory je přímo charakteristické, že mají mnoho registrů a jen
několik základních instrukcí pro aritmetiku, logiku a přesuny. A takovým
procesorem je PowerPC. Procesory typu RISC mají oproti CISCům jednodušší
konstrukci, nemusí mít tak velkou logickou sít pro tolik instrukcí, mohou být
taktovány na větší frekvence při menším zahřívání a ani se zpětnou
kompatibilitou by neměl být větší problém, protože jejich architektura je
vlastně univerzální.
V současnosti se na počítačích Macintosh využívají typy PowerPC 601, 603 a 604.
Mezi nimi jsou samozřejmě rozdíly ve výkonu, frekvenci taktovacích hodin,
velikostí cache a v jiných detailech, které jsou pro mnohé absolutně neznámé.
Dle zatím zveřejněných informací se předpokládá, že Amiga bude nejprve osazována
procesory PowerPC 603 respektive 604.
Možná se teď ptáte, jak to bude s kompatibilitou. Pojedou vůbec starší programy
na nové Amize? V podstatě pro výrobce existují dvě možnosti: buďto vývojáři za
sebou spálí všechny mosty a na Amize pojedou pouze programy znovu překompilované
pro nový procesor a nebo pojede PowerPC ve dvou režimech. V prvním bude procesor
přijímat své vlastní instrukce, v druhém pak bude emulovat instrukční sadu
procesorů MC680x0 (obdobně je to řešeno i na počítačích Macintosh).
Na závěr bych chtěl ještě dodat, že k nabytí původního lesku Amize nechybí jen
lepší procesor, ale i vylepšený operační systém o ochranu paměti a lepší
sběrnicový systém (například PCI). PowerPC 603 je jeden z prvních nízkopříkonových modelu této procesorové řady.
Tento 32-bitový procesor se skládá z pěti vnitřních jednotek: integer unit,
floating-point unit, branch processing unit, load/store unit a system register
unit. Pouze díky této architektuře je schopen provádět až pět instrukcí
současně. Plynulý přísun dat je zajištěn 8 KB cache. Cílem vývojářů byl výkonný,
ale levný procesor s velmi malým příkonem (PPC603 nabízí dokonce čtyři
softwarově kontrolovatelné módy o různé spotřebě energie. Tento model byl
projektován na pracovní frekvenci 80 MHz. Později se na počítačovém trhu
objevila vylepšená verze - PowerPC 603e - zvládá vyšší frekvence a dosahuje
lepšího výkonu při stejných energetických nárocích. Toho bylo dosaženo
zdvojnásobením vnitřní vyrovnávací paměti a vylepšením load/store jednotky.
PPC603e má velmi nízké výrobní náklady a při taktovací frekvenci 100 MHz je
nárůst výkonu více jak 50%.
PowerPC 604 je v mnoha směrech odlišný procesor. Při jeho vývoji byl brán na
zřetel pouze jeden cíl; maximální výkon. Zvládá paralelní zpracování až šesti
instrukcí, protože je vybaven šesti výkonnými jednotkami: floating-point unit,
branch processing unit, load/store unit a třikrát integer unit. Dosažený
vysokého výkonu dále podporují dvě separátní vyrovnávací paměti (16 KB datová a
stejně velká instrukční cache). Vnitřní logika dále podporuje využití tohoto
modelu ve víceprocesorových sestavách. Maximální možná taktovací frekvence je u
tohoto modelu na hranici 130 Mhz. Vytlačiť článok
Pozn.: články boli naskenované ako text a preto obsahujú aj zopár chýb. Taktiež neručíme za zdrojové kódy (Asm, C, Arexx, AmigaGuide, Html) a odkazy na web. Dúfame, že napriek tomu vám táto databáza dobre poslúži.
Žiadna časť nesmie byť reprodukovaná alebo inak šírená bez písomného povolenia vydavatela © ATLANTIDA Publishing
none
|