Mac 68k et Ram

Quelques considérations techniques
Remarques
Tableau des configurations
Notes

La famille des "Mac 68k" désigne tous les Macintosh utilisant comme processeur principal un processeur Motorola de la famille 68xxx.
Chronologiquement, cette famille commence en janvier 1984 avec le premier Mac, le Mac 128, et se termine en juillet 1994 avec le dernier Mac 68k de bureau, le LC630 (pour les portables la famille 68k va du MacPortable au Powerbook 190C).

avertissement : le paragraphe suivant est surtout une énumération de termes techniques barbares. Si cela vous effraie, sautez directement à l'essentiel : la section configurations

Quelques petites considérations techniques sur les 68k

Le tout premier micropocesseur fabriqué par Motorola sortit en 1974 : c'était le 6800, qui est un processeur CISC 8 bits et peut être considéré comme l'ancêtre du 68000.
Le 6800 a subit beaucoup d'évolutions et a donné naissance à une descendance assez riche, dont fait partie en particulier le 6502 (version MOS du 6800), qui équipa entre autres la famille des Apple ][ (tiens...).
Il existe toujours actuellement des descendants directs de cette première famille de processeurs 8 bits, qui sont les microcontrôleurs 68HC11 (mais cela nous éloigne du sujet).

Le processeur par lequel tout arriva, le MC68000

Puis en 1979 apparaît le premier membre de la famille des 68k : c'est le MC68000, un processeur CISC 16/32 bits.
Ce processeur comporte 68000 transistors (d'où son nom) et a les caractéristiques suivantes :

jeu d'instruction CISC (instructions longues)
technologie NMOS 5V
registres internes 32 bits
bus de données 16 bits
bus d'adresses de 24 bits
consomme 1,2 W à 8 Mhz

Le Lisa fut le premier ordinateur Apple à utiliser un 68000 (à 5 Mhz).
Puis des 68000 à 8Mhz ont été montés sur les Mac 128, 512, Plus, SE et finalement Classic. Une version économe du 68000, le 68HC000 (CMOS à 16 Mhz), fut monté sur les MacPortables.

Sur tous ces Mac à processeur 68000, le bus de données entre la Ram et le processeur a la largeur du bus de données de l'ordinateur, soit 16 bits. Cette largeur impose d'installer le cas échéant les barrettes Simm 30 broches par paires (voir la partie adressage du guide technique).

Les processeurs 32 bits : 68020, 68030 et 68040

En 1987, avec l'apparition du 68020 sur le Mac II, les Mac deviennent des ordinateurs 32 bits (ce qui devient aussi la largeur de leur bus de données), capables d'utiliser l'ancien mode d'adressage (24 bits) ou le nouveau (32 bits). Voici les caractéristiques de ces processeurs :

68020

bus de données et d'adresses 32 bits
peut se voir adjoint un coprocesseur arithmétique (FPU) 68881 ou 68882
peut se voir adjoint une unité de gestion de mémoire paginée (PMMU 68851) pour gérer la mémoire virtuelle
possède un cache d'instructions interne de 256 octets
consomme 1,75 W à 16 Mhz
contient 190 000 transistors

68030

bus de données et d'adresses 32 bits
peut se voire adjoint un coprocesseur arithmétique (FPU) 68881 ou 68882
intègre une unité de mémoire paginée (PMMU)
possède un cache d'instructions et un cache de données internes de 256 octets chacun
consomme 2,6 W à 16 Mhz
contient 273 000 transistors

68040

bus de données et d'adresses 32 bits
intègre une unité de gestion de mémoire paginnée et un coprocesseur arithmétique
possède un cache d'instructions et un cache de données internes de 4 Koctets chacun
consomme 6 W à 40 Mhz
contient 1 170 000 transistors

Remarque : le 68040 existe aussi en version économique. Il est alors désigné 68LC040 (LC pour Low Cost) et est justement monté dans les Macintosh "LC" (et dans les Centris et certains Powerbook).
Le 68LC040 ne comporte que 800 000 transistors et consomme un peu moins que le "vrai" 68040.
Sur un Mac, l'absence de coprocesseur arithmétique n'est absolument pas pénalisante pour les travaux courants (bureautique, traitement de texte, internet...) mais peut l'être si on utilise couramment et de manière intensive des logiciels de calcul (Excel, Mathematica...), ou de traitements de données numériques (traitements d'images ou de sons).
À noter aussi que les différentes versions d'Unix qui tournent sur 68k (NetBSD, A/UX...) sont quasiment toutes inutilisables sans un "vrai" 68040.

Remarques préliminaires

Sur les Macintosh antérieurs au MacPlus, la mémoire vive est directement implantée sur la carte mère sous forme de circuits intégrés "DIP".
A partir du MacPlus, on installe la "Ram" sur des connecteurs blancs qui accueillent des barrettes Simm, 30 broches puis 72 broches.
Une petite quantité de Ram peut toutefois être déjà intégrée à la carte mère de certains Mac.

Tous les Mac 68k étaient livrés avec des barrettes de mémoire vive FPM, sans bit de parité.
Cependant tous les Mac 68k acceptent tout-à-fait le montage de barrettes FPM avec parité, le bit de parité étant tout simplement ignoré (sauf sur le IIci qui sait gérer les barrettes avec bit de parité. Le bit de parité est un "bit de contrôle").

Par contre, et contrairement aux PowerMac, en principe aucun 68K n'accepte les barrettes EDO. Au mieux elles ne sont pas reconnues, et au pire elles peuvent détériorer l'ordinateur.
En pratique il est cependant possible que certains Quadra et le LC630, grâce à un contrôleur mémoire "moderne", acceptent les barrettes EDO, mais sans aucun gain de vitesse et sans aucune garantie de fonctionnement.
(pour plus de renseignements se reporter au mini-guide technique et à la page sur l'utilisation de barrettes PC dans un Mac

Sur les Mac 68020, 68030 et 68040, le processeur échange les données avec la mémoire soit par un bus de 16 bits (conservé par économie au détriment des performances, sur les LC, LCII et Classic II) soit par un bus de 32 bits .
Le bus 16 bits nécessite d'installer les barrettes Simm 30 broches par paires, alors que le bus 32 bits nécessite d'installer les barrettes par 4 pour les Simm 30 broches ou une par une pour les Simm 72 broches (deux par deux pour bénéficier de l'interleaving).

Tableau de configurations

Mac... Mémoire soudée Format
de barrette Tailles supportées Nombre de connecteurs Capacité
maximale Modes d'adressage Installer par groupe de... Vitesse minimale (temps d'accès)

68000

Plus Non Simm 30 broches 256K, 1 4 4 Mo 24 bits 2 150 ns

SE

Classic 1 Mo⁽¹⁾ 2⁽¹⁾

68020

II Non Simm 30 broches 256K, 1, 4, 16 8 128 Mo 24 bits 4 120 ns

LC 2 Mo 1, 2, 4 2 10 Mo 2 100 ns

68030

SE/30 Non Simm 30 broches 256K, 1, 4, 16 8 128 Mo 24 bits 4 120 ns

IIx

IIcx

IIci 256K,512K
1,2,4,16 24 ou 32 bits
(avec Mode 32) 80 ns

IIfx Simm 64 broches⁽²⁾ 1, 4, 16

IIsi 1 Mo Simm 30 broches 256K,512K,1, 2, 4, 16 4 65 Mo 100 ns

IIvx, IIvi 4 Mo 68 Mo 80 ns

LC II 1, 2, 4 2 10 Mo 2 100 ns

Classic II 2 Mo

Color Classic 4 Mo

Performa 400 80 ns

LC III, LC III+ Simm 72 broches 1, 2, 4, 8, 16, 32 1 36 Mo 1

LC 520

Color Classic II

Mac TV 1,4 8 Mo

Performa 200 voir ClassicII

Performa 405, 410, 430 voir Performa 400

Performa 450, 460, 466, 467 voir LCIII

Performa 600, 600CD voir IIvx

68040 (68LC040)

Quadra 700 4 Mo Simm 30 broches 1,4, 8, 16 4 68 Mo 24 ou 32 bits
(avec Mode 32) 4 80 ns

Quadra 900, 950 Non 16 256 Mo

Quadra 605 4 Mo Simm 72 broches 1,2,4,8,16,32 1 36 Mo 1

Quadra, Centris 610 4,8,16,32 2 68 Mo

Quadra 630 1,2,4,8,16,32⁽³⁾ 1 ou 2⁽³⁾ 36 ou 52 Mo 32bits

Quadra, Centris 650 4 ou 8 Mo 4,8,16,32 4 132 ou 136 Mo 24 ou 32 bits
(avec Mode 32) 1 (INT)

Quadra, Centris 660 AV 4 Mo 2 68 Mo 32bits 1 70 ns

Quadra 800 8 Mo 4 136 Mo 24 ou 32 bits
(avec Mode 32) 1 (INT) 60 ns

Quadra 840AV Non 128 Mo 32bits 1 60 ns

LC 475, LC 550, LC 575 4Mo 1,2,4,8,16,32 1 36 Mo 24 ou 32 bits
(avec Mode 32) 1 80 ns

LC 580 1,2,4,8,16,32⁽³⁾ 2 52 Mo

LC 630 1,2,4,8,16,32, 64⁽⁴⁾ 1 68 Mo⁽⁴⁾ 32bits

LC 630 DOS 1,2,4,8,16,32⁽³⁾ 2 52 Mo

Performa 475, 476 voir LC 475 ou Quadra 605

Performa 550, 560 voir LC 550

Performa 575, 576, 577 voir LC 575

Performa 63x, 630 DOS, 640 DOS voir LC 630

Notes

La colonne "Modes d'adressage" indique quels sont les types d'adressage mémoire que le Mac supporte (ce qui dépend de sa ROM).
Il faut savoir que l'adressage 24 bits ne permet d'adresser que 8 Mo de mémoire vive, autrement dit on peut toujours avoir 16 Mo d'installés sur un Mac, si l'adressage est en mode 24 bits le système d'exploitation ne verra que 8 Mo.
Sur les Mac "32 bits clean", notés 24/32 bits dans le tableau, le système 6 ne peut fonctionner qu'en 24 bits (sauf si on installe Mode 32), tandis que le système 7 peut fonctionner en 24 et 32 bits, le réglage se faisant dans le tableau de bord mémoire. A noter que ces Mac retournent par défaut en mode 24 bits lorsqu'on zappe la "P-RAM".
Les Macintosh II, IIx, II cx et SE/30 sont normalement incapables d'exploiter plus de 8 Mo à cause de leur Rom. On peut toutefois installer et utiliser plus de 8 Mo de Ram, là aussi grâce à "mode 32", mais uniquement sous système 7 à 7.5.5.

Certains Quadra peuvent, lors des opérations de lecture/écriture mémoire, accéder parallèlement à deux barrettes de mémoire vive en même temps (le contrôleur mémoire peut lire les données sur l'une pendant qu'il envoie les instructions sur l'autre, ce qui procure une accélération de l'ordre de 5% des performances). C'est ce qu'on appelle l'interleaving.
Dans ce cas la colonne "installer par groupe de..." comporte la mention "(INT)". Pour bénéficier de cet accès plus rapide, il faut que les barrettes soient installées par paires strictement identiques dans les bancs appropriés.
Pour savoir comment configurer les barrettes pour l'interleaving, procurez-vous Guru

Les Quadra 610, 630 et LC/Performa 630 étaient disponibles en version "DOS Compatible". Ils intègrent alors une carte de compatibilité DOS avec un processeur 486 SX2 ou DX2 et un connecteur Simm 72 broches qui accueille des barrettes FPM uniquement de 1 à 32 Mo.

⁽¹⁾ Le Classic a 1 Mo de Ram soudée à laquelle on peut ajouter 1 Mo soudés sur une carte d'extension mémoire spécifique qui comporte elle-même deux connecteurs Simm 30 broches pour accueillir deux barrettes de 256Ko ou 1Mo.

⁽²⁾ Le Mac IIfx utilise des barrettes 64 broches extrêmement rares et difficiles à trouver aujourd'hui. Les Laserwriter IInx sont le seul autre matériel Apple à utiliser des barrettes Simm 64 broches, mais si on peut installer sur une LW IInx des barrettes venant d'un Mac IIfx, l'inverse n'est pas vrai car les barrettes de la LW sont trop lentes pour le Mac IIfx.

⁽³⁾ Les LC 630 DOS et LC 580 comportent deux connecteurs Simm, et le Quadra 630 un ou deux selon la version.
Dans ce cas le connecteur le plus près du processeur n'accepte que les Simm "Single-Sided" de 1, 4 et 16 Mo (à cause des 4 Mo déjà soudés sur la carte mère qui occuppent le même banc), tandis que l'autre connecteur accepte les Simms 1,2,4,8 16 et 32 Mo.

⁽⁴⁾ Le LC 630 accepterait apparemment certaines barettes 64 Mo, amenant le total admissible à 68 Mo.

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Mac...	Mémoire soudée	Format de barrette	Tailles supportées	Nombre de connecteurs	Capacité maximale	Modes d'adressage	Installer par groupe de...	Vitesse minimale (temps d'accès)
68000
Plus	Non	Simm 30 broches	256K, 1	4	4 Mo	24 bits	2	150 ns
SE
Classic	1 Mo⁽¹⁾			2⁽¹⁾
68020
II	Non	Simm 30 broches	256K, 1, 4, 16	8	128 Mo	24 bits	4	120 ns
LC	2 Mo		1, 2, 4	2	10 Mo		2	100 ns
68030
SE/30	Non	Simm 30 broches	256K, 1, 4, 16	8	128 Mo	24 bits	4	120 ns
IIx
IIcx
IIci			256K,512K 1,2,4,16			24 ou 32 bits (avec Mode 32)		80 ns
IIfx		Simm 64 broches⁽²⁾	1, 4, 16
IIsi	1 Mo	Simm 30 broches	256K,512K,1, 2, 4, 16	4	65 Mo			100 ns
IIvx, IIvi	4 Mo				68 Mo			80 ns
LC II			1, 2, 4	2	10 Mo		2	100 ns
Classic II	2 Mo
Color Classic	4 Mo
Performa 400								80 ns
LC III, LC III+		Simm 72 broches	1, 2, 4, 8, 16, 32	1	36 Mo		1
LC 520
Color Classic II
Mac TV			1,4		8 Mo
Performa 200 voir ClassicII
Performa 405, 410, 430 voir Performa 400
Performa 450, 460, 466, 467 voir LCIII
Performa 600, 600CD voir IIvx
68040 (68LC040)
Quadra 700	4 Mo	Simm 30 broches	1,4, 8, 16	4	68 Mo	24 ou 32 bits (avec Mode 32)	4	80 ns
Quadra 900, 950	Non			16	256 Mo
Quadra 605	4 Mo	Simm 72 broches	1,2,4,8,16,32	1	36 Mo		1
Quadra, Centris 610			4,8,16,32	2	68 Mo
Quadra 630			1,2,4,8,16,32⁽³⁾	1 ou 2⁽³⁾	36 ou 52 Mo	32bits
Quadra, Centris 650	4 ou 8 Mo		4,8,16,32	4	132 ou 136 Mo	24 ou 32 bits (avec Mode 32)	1 (INT)
Quadra, Centris 660 AV	4 Mo			2	68 Mo	32bits	1	70 ns
Quadra 800	8 Mo			4	136 Mo	24 ou 32 bits (avec Mode 32)	1 (INT)	60 ns
Quadra 840AV	Non				128 Mo	32bits	1	60 ns
LC 475, LC 550, LC 575	4Mo		1,2,4,8,16,32	1	36 Mo	24 ou 32 bits (avec Mode 32)	1	80 ns
LC 580			1,2,4,8,16,32⁽³⁾	2	52 Mo
LC 630			1,2,4,8,16,32, 64⁽⁴⁾	1	68 Mo⁽⁴⁾	32bits
LC 630 DOS			1,2,4,8,16,32⁽³⁾	2	52 Mo
Performa 475, 476 voir LC 475 ou Quadra 605
Performa 550, 560 voir LC 550
Performa 575, 576, 577 voir LC 575
Performa 63x, 630 DOS, 640 DOS voir LC 630