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Le PowerPC
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Le PowerPC

Le 21/06/2000 à 00h00






Une
petite leçon d'histoire :






En 1984, le microprocesseur d'un ordinateur et ces
performances ne préoccupaient que peu de personnes ; le 68000
cadencé à 8 Mhz équipa plus de 6 machines et la
fréquence des machines d'entrée de gamme ne subit pas
de changement pendant environs 7 ans, jusqu'à l'apparition du
LC. Il en était de même dans le monde des PC très
distribués, avec les processeur 286 et 386 et leurs
fréquences légèrement supérieures
à celles du 68000 mais qui n'évoluait que très
peu.



Au début des années 90, les deux principales
familles de processeur entrèrent en compétition, les
nouvelles fréquences d'horloges se succédèrent
mais quasiment à chaque nouvelle fréquence Intel
(fabricant des processeurs qui équipent les PC) avait une
légère avance sur son concurrent, Motorola (les
processeurs des Mac sont développés par cette
société). Ce problème tracasse Apple et Motorola
(qui n'ont pas l'habitude d'être dépassé par les
PC ; dans n'importe quel domaine d'ailleurs !), il faut
réagir...








Origine
du PowerPC:





Il existe 2 principaux types d'architectures, le Cisc
(Complex Instruction Set Computer, en français ordinateur
à jeu d'instructions complexe) et le Risc (Reduced Instruction
Set Computer soit en français ordinateur à jeu
d'instructions réduit). Tous deux doivent exécuter des
instructions simples (logique booléenne, opérations
mathématiques simples...) et d'autres plus complexes que le
microprocesseur ne peut effectuer directement. Pour le Cisc, ces
instructions (que l'on appel le microcode) sont gravées sur le
silicium de la puce, mais il faut également des circuits pour
les gérer. Tous cela complexifie le processeur, augmente sa
taille et sa surface de silicium ce qui le ralentit et le rend cher
et difficile à fabriquer.



IBM avait dans ces cartons depuis 1975 le projet d'un processeur
Risc. A cette époque un ingénieur de la
société, John Cocke, étudie le processeur Cisc
d'une machine IBM. Il découvre que seulement quelque
instructions sont utilisées fréquemment. Les autres ne
sont appelées que rarement pour des tâches
spécifiques.



Cet ingénieur eut la brillante idée de supprimer les
instructions peu exécutées du processeur en les
émulant dans les programmes (pour cela on combine plusieurs
instructions simples). Il ne reste alors moins de 40 instructions
dans le PowerPC, par exemple. Ce qui désengorge
considérablement le microprocesseur et libère une
précieuse surface de silicium pour permettre d'optimiser les
performances des instructions qui restent présentes dans le
processeur. Mais certaines instructions ne peuvent pas être ou
difficilement émulées, celles-ci auront chacune un
circuit spécifique, car elles sont peu nombreuses. Le Risc est
né !




















Instructions



Cisc



Risc



Simples


Sur
le silicium


Sur
le silicium


Complexes


Sur
le silicium : le microcode


Une
partie émulée par le programme

Les autres sur des circuits
spécifiques




Mais une idée sans réalisation technique ne vaut pas
grand chose en informatique. IBM a bien réussit en 1979
à créer le 801, un prototype d'ordinateur Risc, mais un
problème persiste celui du coût de la mémoire,
qui rend très cher la fabrication de ce type d'ordinateur. En
effet, souvenez-vous il faut recourir aux logiciels pour les
instructions complexes, ce qui augmente le taille des programmes, et
donc les besoins en mémoire (aussi bien en Ram qu'en
mémoire de masse, càd disquettes, disques durs...).



Jusqu'en 1986 le prix de la Ram enraye le projet, c'est à
cette date sortent les premières machines Risc. Il s'agit de
machines IBM dont l'échec est flagrant.










Le
choix du Risc :





Mais c'est en 1991 que le Risc devient le centre
d'intérêt d'Apple qui s'allie avec Big Blue et Motorola.
Il mettent alors leurs recherches en commun, au centre de Somerset au
Texas, pour développer le processeur qui équipera tous
les Power Macintosh, je veux bien sûr parler du PowerPC. En
1992, l'unité de conception s'agrandit pour accueillir 350
nouveaux ingénieurs. La premier né de cette famille est
le 601 cadencé à différentes fréquences,
60, 66 et 80 MHz accompagné du PowerOpen Environment. IBM
lance en 1993 le RS/6000, une station de travail qui utilise une
architecture Risc, mais cette fois-ci avec succès, le projet
est concrétisé, ce type de machine est techniquement et
économiquement réalisable !



Les systèmes optimisés firent leur apparition la
même année, les premiers sont : AIX (l'Unix d'IBM),
Sunsoft, Windows NT et bien sûr MacOS. Toujours en 1993, Apple,
Harris, Motorola, IBM, Bull, Tadpole Technology et Thomson-CSF
fondent la PowerOpen Association qui aura pour but de définir
la norme du Risc.



L'année suivante vit le jour des premières machines
Risc grand public, les Power Macintosh 6100/60, 7100/66 et 8100/80.
Mais le parie n'est pas encore gagné, il faut encore que le
éditeurs suivent Apple dans ce changement de
stratégie...








Merci
aux développeurs :





Malgré que l'architecture soit
complètement opérationnelle, elle doit faire ses
preuves auprès des développeurs de logiciels pour
qu'ils adaptent leurs produits au Power Mac. Phase primordiale pour
les performances de ces machines, car elle peuvent effectivement
faire tourner des logiciels non optimisés mais pour cela ils
se contenteront d'émuler un processeur Cisc (grâce aux
ressources contenues dans leur Rom). Cette solution n'est nullement
suffisante, pour exemple : les applications écrites pour les
680X0 s'exécutaient sur les premiers Power Mac avec la
même vitesse que sur des machines équipées d'un
processeur 68020, comme le LC !!!



Heureusement, c'est l'ensemble des éditeurs de logiciels
qui ont suivit Apple en réécrivant leur produits soit
pour Power Mac soit en FAT (une application FAT peut tourner sur
680X0, tout en étant optimisé pour PowerPC). MacOS
quand à lui à migré peu à peu vers le
PowerPC, en effet, Apple ne pouvait pas délaisser tous les Mac
à base de processeurs Cisc. La version 8 de ce système
a été entièrement réécrite pour
améliorer ces performances sur Power Mac.










Que
de numéros :





Pour vous y retrouver dans tous ces chiffres, voici la
liste de tous les processeurs PowerPC qui équipent les
machines de bureau Apple :











































































Nom



Date
des 1° machines



Fréquences
(MHz)



Note



Machines
équipées



601


Mars
1994


60,
66, 80, 100, 110


Premiers
PowerPC.



6100,
7100, 8100


603


Juin
1995


75


Pour
la gamme Performa.



6200,
5200


603e


Novembre
1995


100,
117, 120, 160, 180, 200, 240


Evolution
du 603, moins gourmand en énergie.



6300,
5300, 6400, 5400, Pb 1400, Pb 5300, Pb 3400


604


Avril
1996


120,
132, 150


Pour
le haut de gamme.



7600,
8500, 9500


603ev


Février
1997


225,
250, 275, 300


Peu
gourmand en énergie.



6500,
5500, 20th Anniversary


604e


Février
1997


166,
180, 200, 233, 300 (m5)


Evolution
du 604.



7300,
8600, 9600


604ex


Août
1997


350


Pour
une version du 9600. (Mach 5)



9600


750


Novembre
1997


233,
250, 266, 292, 300, 350, 400, 450, 500


2x
plus puissant qu'un Pentium.



G3,
Pb G3, tous les modèles d'iMac


G4


Août
1999


350,
400, 450, 500


Il
intègre la librairie Altivec qui
accélère considérablement les
traitements pour les logiciels optimisés.



G4
à carte mère Yosemite (vieille architecture)
et Sawtooth (cool...), G4 Cube


Pb : PowerBook
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iMac Indicateur rouge Informations 06/2017 1299 € L'iMac 21,5" (non Retina) a été mis à jour le 5 juin 2017 avec Thunderbolt 3 et puces Kaby-Lake. On attend des modèles Coffee Lake (à 6 coeurs) d'ici le courant du printemps/été 2018.
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MacBook Air Indicateur rouge Informations 06/2017 1099 € Le MacBook Air a été "mis à jour" le 5 juin 2017, avec des fréquences légèrement supérieures, mais aucune autre nouveauté. Attention ! Alors que l'on pensait la machine en fin de vie, une rumeur insistante évoque la sortie d'un MacBook Air "Low Cost" entre avril et juin.
MacBook Indicateur rouge Informations 06/2017 1499 € Le MacBook a été mis à jour le 5 juin 2017, avec peu de nouveautés, en dehors du passage à Kaby-Lake. Une MAJ interviendra sans doute durant le printemps/été 2018.
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