パワーPC7xx

PowerPC 7xxは、 IBMとMotorola ( NXP SemiconductorsがFreescale Semiconductorとしてスピンオフし買収)が設計、製造した第 3 世代の 32 ビットPowerPC マイクロプロセッサファミリです。このファミリは、 Apple Computer (後のApple Inc. )によってPowerPC G3と呼ばれ、1997 年 11 月 10 日に発表されました。さまざまなベンダーの多数のマイクロプロセッサが「PowerPC G3」という名前で使用されてきました。このような名称は、PowerBook G3、マルチカラーの iMac、iBook 、およびベージュとブルー & ホワイトのPower Macintosh G3 を含むいくつかのデスクトップなどのMacコンピュータに適用されました。低消費電力と小型サイズのため、このプロセッサはラップトップに最適で、この名前は Apple のiBookで最後の日々を過ごしました。

^{7xx ファミリーは、プリンター、ルーター、ストレージデバイス、宇宙船、 [1]} 、ビデオゲームコンソールなどの組み込みデバイスにも広く使用されています。7xx ファミリーには、 SMPサポートとSIMD機能の欠如、および比較的弱いFPUという欠点がありました。モトローラの74xxシリーズのプロセッサは、7xx の後継です。

PowerPC 7xx プロセッサは、主に 250nm から 100nm のリソグラフィーの範囲で製造されてきました。

PowerPC 740 および 750 (コード名 Arthur) ^{[2] は、 1997 年後半に}PowerPC 603eの進化型代替品として発表されました。機能強化には、より高速な60x システム バス(66 MHz)、より大きな L1 キャッシュ (32 KB 命令と 32 KB データ)、第 2 整数ユニット、拡張浮動小数点ユニット、およびより高いコア周波数が含まれます。750 は、オプションで 256、512、または 1024 KB の外部統合 L2 キャッシュをサポートしていました。キャッシュ コントローラとキャッシュ タグはオンダイです。キャッシュには専用の 64 ビット バスを介してアクセスしました。

740 および 750 では、動的分岐予測と 64 エントリの分岐ターゲット命令キャッシュ (BTIC) が追加されました。動的分岐予測では、512 エントリ x 2 ビットの分岐履歴テーブル (BHT) に保存されている分岐の記録結果を使用して、その結果を予測します。BTIC は、分岐ターゲットの最初の 2 つの命令をキャッシュします。

740/750 モデルには 635 万個のトランジスタがあり、当初は IBM と Motorola によってアルミニウムベースの製造プロセスで製造されました。ダイのサイズは 0.26 μm で 67 mm ²で、消費電力は 7.3 W で最大 366 MHz の速度に達しました。

1999年、IBMは銅配線を使用した0.20μmプロセスのバージョンを製造し、周波数を最大500MHzまで上げ、消費電力を6Wに、ダイサイズを40mm2に削減しまし^た。

740 は、消費電力がはるかに少なく、ダイも小型でありながら、 Pentium II をわずかに上回る性能を発揮しました。750 のオフダイ L2 キャッシュにより、ほとんどの状況でパフォーマンスが約 30% 向上しました。この設計は非常に成功し、整数パフォーマンスでPowerPC 604e をすぐに上回り、計画されていた 604 の後継機は廃止されました。

PowerPC 740 は、古い 603 と完全にピン互換であるため、PowerBook 1400、2400、さらにはプロトタイプの PowerBook 500/G3 へのアップグレードが可能です。L2 キャッシュ バスを備えた 750 では、より多くのピンが必要となり、そのため、360 ピンのボール グリッド アレイ(BGA) という別のパッケージが必要になりました。

PowerPC 750 は、初代iMacを含む Apple の多くのコンピューターに使用されました。

RAD750は、PowerPC 750をベースにした耐放射線プロセッサです。人工衛星やその他の宇宙船に搭載されるような高放射線環境での使用を目的としています。RAD750は2001年に発売されました。マーズ・サイエンス・ラボラトリー（キュリオシティ）、マーズ・リコネッサンス・オービター、マーズ2020（パーセベランス）、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の宇宙船にはRAD750が搭載されています。^{[3] [4]}

このプロセッサは 1,040 万個のトランジスタを持ち、BAE Systems社によって250 または 150 nm プロセスで製造され、ダイ面積は 130 mm ²です。動作周波数は 110 ～ 200 MHz です。CPU 自体は 200,000 ～ 1,000,000 Radに耐えることができ、温度範囲は -55 ～ 125 °C です。RAD750 のパッケージングとロジック機能は 200,000米ドルを超える価格です^{[引用が必要]}。この高価格は主に、PowerPC 750 のアーキテクチャと製造に対する耐放射線性向上の改訂、厳格な品質管理要件、および製造される各プロセッサ チップの拡張テストによるものです。

モトローラは 1998 年に 740/750 の設計を改訂し、0.22 μm の新しいアルミニウム ベースの製造により、ダイ サイズを 51 mm ^{2に縮小しました。速度は最大 600 MHz まで向上しました。755 は一部の}iBookモデルで使用されました。このモデル以降、モトローラは 750 プロセッサの開発を中止し、代わりにPowerPC 7400プロセッサとその他のコアを採用しました。

IBM は PowerPC 750 ラインの開発を続け、2000 年に PowerPC 750CX (コード名 Sidewinder) を発表しました。この製品には 256 KiB のオンダイ L2 キャッシュがあり、これによりパフォーマンスが向上し、消費電力と複雑さが軽減されました。400 MHz で 4 W 未満を消費しました。750CX には L2 キャッシュを含めて 2,000 万個のトランジスタがありました。0.18 μm 銅プロセスにより、ダイ サイズは 43 mm ²でした。750CX は、iMac と iBook の 1 つのリビジョンでのみ使用されました。

2001年に発表された750CXe（コードネームAnaconda）は、750CXのマイナーリビジョンで、クロック速度が700MHzに、メモリバスが100MHzから133MHzに増加しました。750CXeは、750CXよりも浮動小数点性能が向上しています。^[5]いくつかのiBookモデルと最後のG3ベースのiMacには、このプロセッサが搭載されています。

750CXe の低コスト版である 750CXr は、周波数が低くなっています。

Gekko は、IBM のNintendo GameCubeゲーム コンソール用のカスタム中央プロセッサです。PowerPC 750CXe をベースに、約 50 個の新しい命令と、SIMD機能を備えた改良型FPUが追加されています。256 KiB のオンダイ L2 キャッシュがあり、162 MHz のメモリ バスで 486 MHz で動作し、IBM によって 180 nm プロセスで製造されています。ダイ サイズは 43 mm ²です。

750FX（コードネームはSahara）は2002年に登場し、周波数が900MHzに、バス速度が166MHzに、オンダイL2キャッシュが512KiBに増加しました。また、メモリサブシステムに対する多くの改善も特徴としており、強化された高速（200MHz）60xバスコントローラ、より広いL2キャッシュバス、およびL2キャッシュの一部をロックする機能を備えています。^[5] Low-K誘電体とシリコンオンインシュレータ技術を使用した0.13μm銅ベースの製造を使用して製造されています。750FXには3900万個のトランジスタがあり、ダイサイズは35mm ^2で、通常の負荷で800MHzで4W未満を消費します。これはAppleが使用した最後のG3タイププロセッサでした（iBook G3に採用）。

750FX の低出力バージョンである 750FL もご利用いただけます。

750FXはNASAのオリオン多目的宇宙船に搭載されています。^[6]オリオンは元々ボーイング787ジェット旅客機用に開発されたハネウェル・インターナショナル社のフライトコンピュータを使用しています。

2004 年に発表された 750GX (コード名 Gobi) は、IBM の 7xx プロセッサでした。750FX と比較すると、オンダイ 1 MB L2 キャッシュ、最高周波数 1.1 GHz、最大 200 MHz のバス速度のサポートなど、さまざまな機能強化が行われています。銅配線、低誘電率誘電体、シリコン オン インシュレータ技術を採用した 0.13 μm プロセスを使用して製造されています。750GX には 4,400 万個のトランジスタがあり、ダイ サイズは 52 mm ²で、通常の負荷で 1 GHz の消費電力は 9 W 未満です。

750GX の低電力バージョンである 750GL も利用可能です。

750VX (コードネーム「Mojave」) は、7xx シリーズの噂ではあるものの、未確認でキャンセルされたバージョンです。最大 4MB のオフダイ L3 キャッシュ、400Mhz DDR フロントサイドバス、PowerPC 970で使用されているのと同じAltiVec実装を備えた、これまでで最も強力で機能的なバージョンになるはずでした。最高 1.8GHz (1.5GHz から) のクロックが期待され、パイプライン ステージが追加され、高度な電源管理機能を持つと報告されました。^[7] 2003 年 12 月に完成し、生産準備が整ったと報告されましたが、Apple の iBook シリーズが同年 10 月に G4 に切り替えたことを考えると、まとまった注文を得るにはタイミングが遅すぎたため、すぐにロードマップから外れました。それ以来、リリースされることも、その消息を聞くこともありませんでした。

2GHzを超える750VXeなどの後継チップも計画されていました。

750CL は 750CXe の進化版で、速度は 400 MHz から 1 GHz で、システム バスは最大 240 MHz です。L2 キャッシュ プリフェッチ機能とグラフィックス関連の命令が追加され、パフォーマンスが向上しています。追加されたグラフィックス関連の機能は Gekko プロセッサのものと非常によく一致しているため、750CL は同じプロセッサを汎用的に縮小したものである可能性が非常に高いです。750CL は、Low-K 誘電体とSilicon on insulatorテクノロジを使用した 90 nm 銅ベースの製造方法で製造されており、16 mm ^{2 の}ダイに 2,000 万個のトランジスタが搭載されています。消費電力は 600 MHz で最大 2.7 W、1 GHz で 9.8 W です。^{[8] [9]}

WiiのCPUは750CLと実質的に同一だが、750CLの標準ではサポートされていない周波数である729MHzで動作する。大きさはわずか4.2 x 4.5 mm (18.9 mm ^{2 )。これは、ゲームキューブの初代発売時に搭載された「Gekko」マイクロプロセッサ (43 mm 2} )の半分以下のサイズである。^[10]

Wii Uの CPU は、Broadway アーキテクチャの進化版であると考えられています。ほとんど未確認の特徴は、1.24 GHz で動作するトリプル コア CPU と 45 nm プロセスです。

IBM は、750 ファミリーへのロードマップの公開をやめ、カスタム プロセッサ ベンダーとしてのマーケティングに力を入れています。IBM のリソースを考えると、購入意欲のある顧客がいる限り、750 コアは新機能を搭載して生産されるでしょう。特に、IBM は、通常の 750 ベースのマイクロプロセッサを90 nm未満のプロセスで生産する計画を公表しておらず、ネットワーク機器などの市場で競争力のあるコモディティ チップとしては段階的に廃止されることになります。ただし、IBM は Nintendo 向けに Espresso プロセッサを製造しました。これは 750 ベースの設計で、マルチプロセッサ サポート (部品はトリプル コア)、新しい 45 nm 製造プロセス、通常の L2 キャッシュの代わりに eDRAM を使用するなどの改良が加えられています。設計にさらなる変更が加えられたかどうかは不明です。

2015 年にRochester Electronics はデバイスのレガシー サポートの提供を開始しました。

Freescale は、PowerPC e500コア ( PowerQUICC III )に基づく設計を採用し、750 設計をすべて廃止しました。

このリストは、750 ベースの既知のデザインの完全なリストです。写真はイラストであり、実際の縮尺ではありません。

• iMac G3 は、Apple Computer, Inc. が製造した iMac シリーズのパーソナルコンピュータの最初のモデルです。
• iBook G3 は、Apple が製造したパーソナル コンピュータの iBook シリーズの最初の 2 つのモデルであり、後に白い MacBook (非 Pro) に置き換えられましたが、G3 を使用した最後の量産パーソナル コンピュータでした (2003 年 10 月製造中止)。
• PowerBook G3 は、1997 年から 2000 年にかけて Apple Computer が製造したラップトップ Macintosh コンピュータのシリーズです。
• Power Macintosh G3 は、筐体の色から「ベージュ G3」または「プラチナ G3」と呼ばれることが多い、1997 年 11 月から 1999 年 1 月まで Apple Computer, Inc. が設計、製造、販売したパーソナルコンピュータのシリーズです。
• Power Macintosh G3 (Blue & White)シリーズ (一般に「Blue and White G3」、または単に「B&W G3」(オリジナルの Power Macintosh G3 と区別するため) として知られている) は、Apple Computer Inc. が Power Macintosh ラインの一部として設計、製造、販売したパーソナルコンピュータのシリーズです。
• 任天堂が販売した第6世代ゲーム機、ニンテンドーゲームキューブ。
• 任天堂が販売する第7世代ゲーム機、Nintendo Wii 。
• 任天堂が販売する第8世代ゲーム機、任天堂 Wii U。
• CPU タイプ別にグループ化された Macintosh モデルのリスト

• Gwennap, Linley (1997 年 2 月 17 日)。「Arthur が PowerPC ラインを復活」。マイクロプロセッサ レポート。pp. 10 ～ 13。