En 1994, Apple abandonne les processeurs Motorola de la famille 68k et introduit une nouvelle gamme d'ordinateurs (les PowerMac 6100, 7100 et 8100) qui sont basés sur un nouveau type de processeur RISC conçu conjointement par Apple, Motorola et IBM : le PowerPC.
La gamme des PowerMac aurait initialement dû sortir en janvier 1994 pour l'anniversaire du premier Mac, mais Apple a prudemment préféré retarder la sortie à avril à cause de problèmes de disponibilité des processeurs (prudence qui ne fut pas de mise par contre pour la sortie des G4...).
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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 PowerPC
Les PowerPC sont des processeurs à jeu d'instructions réduites (RISC).
Ils sont fondamentalement incapables de faire tourner directement les programmes assemblés pour les processeurs 68k.
Cependant, si Apple a réussi une chose, c'est bien le passage du 68k au PowerPC : en effet même les premiers PowerMac étaient dès leur sortie 100% compatibles avec tous les logiciels 68k, grâce à un émulateur 68k très reussi et grâce au Mixed Mode Manager qui fait le tri entre les données natives PPC et émulées 68k.
Les PowerPC émulent un processeur 68LC040 (sans coprocesseur arithmétique), ce qui n'est pas trop génant en pratique car les rares applications optimisées pour les "vrai" 68040 ont vite été optimisées pour PPC.
Sur les premiers PowerMac, les performances du 68k ainsi émulé étaient jusqu'à deux fois inférieures aux performances du plus puissant des Quadra, ce qui est resté longtemps un certain handicap vu le temps que certains éditeurs mirent à optimiser leurs logiciels pour PowerPC.
Les PowerPC sont des processeurs avec un bus de données de 64 bits, donc capables d'accéder à la mémoire vive sur 64 bits. Il faut donc installer les barrettes Simm, qui sont des barrettes 32 bits, par paires (sauf sur les 52xx/53xx et 62xx/63xx qui conservent par économie un bus de 32 bits pour la Ram). Les barrettes Dimm peuvent s'installer une par une (par deux pour bénéficier de l'interleaving, voir les notes).
La famille des PowerPC comporte, dans l'ordre d'apparition sur les machines Apple :
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€ PPC 601 | avril 94 | |
| € PPC 604 | avril 95 | |
| € PPC 603 | mai 95 | |
| € PPC 603e | juin 95 | ("e" pour "enhanced") |
| € PPC 603ev | sept. 95 | |
| € PPC 604e | août 96 | |
| € PPC 604ev | août 97 | ("Mach V") |
| € PPC 750 | nov. 97 | (="G3") |
| € PPC 7400 | août 99 | (="G4") |
La première génération de PowerPC, les PPC 601
Ces processeurs sont des processeurs superscalaires RISC 32 bits capables de traiter 3 instructions par cycle d'horloge.
Les données sont transférées entre les PowerPC et la mémoire vive par un bus de 64 bits de large (ce qui impose d'installer deux barrettes de mémoire vive à la fois si ce sont des barrettes Simm, ou une à la fois si ce sont des Dimm).
Seul IBM a fabriqué des PPC 601.
Voici les caractéristiques de ce processeur :
PPC 601
- processeur RISC comportant une unité de traitement des nombres entiers 32 bits et une unité de traitement des nombres à virgule flottante (FPU) 64 bits
- contient une unité de gestion de la mémoire paginée (PMMU)
- cache d'instructions et de données intégré et unifié de 32Ko
- interface pour cache de niveau 2 (L2)
- 2 modes de transferts de données : "single beat" (8 octets à la fois en 1 cycle d'horloge) et "burst" (4 octets en 4 cycles d'horloge)
- contient 2 800 000 transistors
- technologie CMOS 3,3V
- consommation 8 W à 80 Mhz
La deuxième génération de PowerPC : PPC 604 et 603
Le PPC 603 est une version basse consommation du PPC 601, avec un cache interne réduit à 2 fois 8 Ko.
Le PPC 604 est une version améliorée du PPC 601, comportant 3 unités de traitement des entiers. Il est à peu près deux fois plus puissant qu'un PPC 601 à fréquence égale.
Voici les caractéristiques de ces processeurs :
PPC 603
- processeur RISC comportant une unité de traitement des nombres entiers 32 bits et une unité de traitement des nombres à virgule flottante 64 bits
- contient une unité de gestion de la mémoire paginée (PMMU)
- caches d'instruction et de données intégrés séparés de 8 Ko chacuns (16 Ko pour les PPC 603e)
- interface pour cache de niveau 2 (L2)
- 2 modes de transferts de données : "single beat" (8 octets à la fois en 1 cycle d'horloge) et "burst" (4 octets en 4 cycles d'horloge)
- contient 1 600 000 transistors
- technologie CMOS 0,50µ 3,3V,
- consommation 2,5 W à 75 Mhz
PPC 604
- processeur RISC comportant trois unités de traitement des nombres entiers 32 bits et une unité de traitement des nombres à virgule flottante 64 bits
- contient deux unités de gestion de la mémoire paginée séparées (PMMU), une pour les instructions, une pour les données
- caches d'instruction et de données intégrés séparés de 16 Ko chacun (32Ko pour le 604e)
- interface pour cache de niveau 2 (sur les 604ev, technologie "Inline cache", c-à-d cache synchronisé avec la fréquence du processeur mais à une fréquence de 100 Mhz à la différence des G3 où la fréquence du cache L2 est la moitié de celle du processeur)
- 2 modes de transferts de données : "single beat" (8 octets à la fois en 1 cycle d'horloge) et "burst" (4 octets en 4 cycles d'horloge)
- technologie CMOS 0,50µ 3,3V
- contient 3 600 000 transistors
- consomme 10 W à 100 Mhz
La troisième génération de PowerPC : le G3 (PPC 750)
Le PPC 750 est la troisième génération de PowerPC, apportant d'importants gains de performances grâce à la technologie du "backside cache", en français cache de niveau 2 synchronisé avec l'horloge du processeur et dont la fréquence est la moitié de celle du processeur.
PPC 750
- processeur RISC comportant des unités de traitement des nombres entiers 32 bits et une unité de traitement des nombres à virgule flottante 64 bits
- caches d'instructions et de données internes de 32 Ko chacun
- interface pour cache de niveau 2 synchronisé à l'horloge du processeur ("backside cache", le rapport entre la fréquence du processeur et celle du cache est comprise entre 1:3 et 1:1)
- jusqu'à 30 millions de transistors
- technologie CMOS 0,27µ
- consomme moins de 10 W
Mettez un supercalculateur dans votre Mac : le G4 (PowerPC 7400)
Le G4 peut être assimilé à un G3 qui comporterait une unité de traitement des données supplémentaire, le "Velocity Engine", qu'on peut à son tour assimiler à un coprocesseur 128 bits supplémentaire,.
Velocity engine est cependant différent des coprocesseurs arithmétiques par le fait qu'il peut traiter les données en parallèle et qu'il utilise 168 nouvelles instructions (dont la permutation de vecteurs par exemple). De plus pour l'instant il n'y a pas de transfert direct entre les registres Velocity Engine et les registres classiques du processeur.
Voici les caractéristiques du G4 :
PPC 7400 (G4)
- processeur RISC à registres internes 128 bits, unité de traitement des entiers (IU) 64 bits et unité de traitement des nombres à virgule flottante (FPU) 64 bits
- contient une unité de traitement parallèle sur 128 bits (VE, Velocity Engine) avec jeu d'instructions spécifiques SIMD (Single Instruction Multiple Data)
- caches d'instructions et de données internes de 32 Ko chacun
- cache de niveau 2 ("backside cache") de 1 à 2Mo intégré à la carte processeur
- bus système 64 bits à 100 Mhz en pipeline (MaxBus)
- contient jusqu'à 50 millions de transistors
- technologie CMOS 0,15µ
- capacité de calcul soutenue de 1 gigaflop, 3,6 Gflops en pointe
Remarques préliminaires
Les Mac PowerPC ont utilisé différents types de mémoire vive en suivant l'évolution des performances des composants :
- les PPC 601, 603 et 604 étaient fournis avec de la Ram FPM. Ils acceptent cependant tous (sauf le 7200/8200) la mémoire vive EDO sans bénéficier de performances supérieures (sauf les 5500 et 6500). Financièrement parlant, il est aujourd'hui plus avantageux d'acheter des barrettes Simm EDO.
- Certains PPC 603e, à base de carte mère Motorola (certains clones, le 4400 et le 5500/6500), étaient fournis avec, et n'acceptent que de la mémoire vive EDO 3,3V.
- Tous les G3 et G4 nécessitent de la mémoire vive de type SDRAM (synchronisée avec l'horloge de la carte mère).
- Le format de barrettes Dimm (le standard aujourd'hui) est apparu avec le PowerMac 9500. Ce format de barrettes comporte des détrompeurs pour différencier les différentes tensions et types de Ram utilisées (voir la partie Dimm du guide technique).
Pour plus de renseignements se reporter au mini-guide technique et à la page sur l'utilisation de barrettes PC dans un Mac
Tableau de configurations
| Mac... |
Mémoire soudée |
Format de barrettes |
Type de RAM supportées |
Tailles supportées |
Nombre de connecteurs |
Capacité macimale |
Installer par groupe de... |
Vitesse minimale (temps d'accès) |
| PPC 601 |
| PowerMac 6100 |
8 Mo |
Simm 72 broches |
DRAM EDO ou FPM, 5V |
4, 8, 16, 32, 64 |
2 |
136 Mo |
2 |
80 ns |
| PowerMac 7100 |
4, 8, 16, 32 |
4 |
| PowerMac 8100 |
8 |
264 Mo |
| PowerMac 7200 |
Non |
Dimm 168 broches |
DRAM FPM, 5V 1 |
8, 16, 32, 64, 128 |
4 |
512 Mo |
1 |
70 ns |
| PowerMac 7500 |
DRAM EDO ou FPM, 5V |
8 |
1024 Mo |
1 (INT) |
| PowerMac 8200 |
DRAM FPM, 5V |
4 |
512 Mo |
1 |
| PPC 603 (603e, 603ev) |
| PowerMac 4400 |
Non |
Dimm 168 broches |
DRAM EDO 3,3V |
8, 16, 32, 64 2 |
3 |
160 Mo |
1 |
60 ns |
| PowerMac 52xx |
Simm 72 broches |
DRAM EDO ou FPM, 5V |
4, 8, 16, 32 |
2 |
64 Mo |
80 ns |
| Performa 52xx, 53xx, 62xx, 6300, 6320 |
| PowerMac 5400, Performa 6360, 6400 |
8 Mo |
Dimm 168 broches |
8, 16, 32, 64; 128 |
264 Mo |
70 ns |
| PowerMac 5500, 6500 |
Non |
DRAM EDO 5V |
4, 8, 16, 32, 64, 128 |
256 Mo |
60 ns |
| PPC 604 (604e, 604ev) |
| PowerMac 7300, 7600 |
Non |
Dimm 168 broches |
DRAM EDO ou FPM, 5V |
8, 16, 32, 64, 128 |
8 |
1024 Mo |
1 (INT) |
70 ns |
| PowerMac 8500 |
| PowerMac 8600 |
60 ns |
| PowerMac 9500, 9600 |
12 |
1536 Mo |
70 ns |
| PowerMac 9600 MachV |
60 ns |
| G3 (PPC 750) |
| PowerMac G3 desktop |
Non |
Dimm 168 broches |
SDRAM 3,3V unbuffered |
jusqu'à 256 Mo |
3 |
768 Mo |
1 |
PC-66 (10 ns) 4 |
| PowerMac G3 tour |
jusqu'à 256 Mo 3 |
| iMac |
SO-Dimm 144 boches |
jusqu'à 256 Mo |
2 |
512 Mo |
| G3 bleu et blanc |
Dimm 168 broches |
4 |
1024 Mo |
PC-100 (8 ns) 4 |
| iMac II |
2 |
512 Mo |
| G4 (PPC 7400) |
| G4 (PCI et AGP) |
Non |
Dimm 168 broches |
SDRAM 3,3V unbuffered |
jusqu'à 512 Mo |
4 |
2048 Mo |
1 |
PC-100 (8 ns) 4 |
| G4 Cube |
3 |
1536 Mo |
Notes
- (INT) : quand la colonne "installer par groupe de..." comporte la mention "(INT)", cela veut dire que le PowerMac a la capacité d'accéder parallèlement à deux barrettes de mémoire vive en même temps lors des opérations de lecture/écriture mémoire (en lisant les données sur l'une pendant qu'il envoie les instructions sur l'autre, ce qui procure une accélération de l'ordre de 5% à 10% des performances).
Pour bénéficier de l'interleaving il faut installer les barrettes par paires strictement identiques dans les bancs appropriés. Pour plus de précisions procurez-vous Guru.
- 1 il est dangereux pour la carte mère d'essayer de monter des barrettes de mémoire EDO sur les PowerMac 7200 et 8200
- 2 le PowerMac 4400 accepte des barrettes jusqu'à 32 Mo de capacité dans le connecteur le plus près du processeur, et des barrettes jusqu'à 64 Mo dans les deux autres.
- 3 le PowerMac G3 mini-tour ne peut pas, pour des questions de place, recevoir certaines barrettes de 128 Mo dont la hauteur est trop grande. Il faut utiliser des barrettes "Low-profile" (littéralement "profil bas", donc à hauteur réduite). La plupart des barrettes 128 Mo vendues actuellement sur le marché du neuf ont une hauteur suffisamment faible.
- 4 les barrettes Dimm SDRAM des G3 et G4 sont synchronisées avec l'horloge de la carte mère. En simplifiant beaucoup il suffit d'acheter comme préconisé ci-dessus des barrettes Dimm PC-66 pour les Mac dont la carte mère fonctionne à 66 Mhz et des barrettes PC-100 pour les Mac dont la carte mère fonctionne à 100 Mhz.
Pour en savoir plus sur le mode de fonctionnement des barrettes SDRAM, sur les normes PC-66, PC-100, PC-133 (etc.), sur le temps d'accès, les cycles d'accès (CAS et RAS, barrettes 3-2-2 etc.), ou pour savoir si vous pouvez mettre de la PC-133 sur un Mac, consultez la partie sur la SDRAM du guide technique
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