Questa sezione è dedicata ai novizi all’architettura PowerPC (chiamata anche Power Architecture)
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PowerPC architettura più recente, innovativa e sempre in evoluzione

L’architettura PowerPC è di più recente progettazione rispetto alle altre CPU di maggior successo:

• X86 – anno 1978
• MIPS – anno 1981
• ARM – anno 1983
• PowerPC – anno 1991 (la più recente)

Sin dall’inizio PowerPC fu progettato con molte più capacità rispetto alle altre CPU.
Il set di istruzioni Power (Power Instruction Set Architecture) è chiamato Power ISA ed è in continua evoluzione.
Power Architecture (PowerPC) scala da sistemi embedded a grandi Cluster di Server.

Specifiche in breve:

• architettura 64-bit con adeguato sottoinsieme a 32-bit
• Larghe istruzioni vettoriali con file di registro di grandi dimensioni consentono efficienti movimenti di dati senza utilizzare memoria esterna al chip 
• l’architettura RISC introduce il concetto di Superscalari per unità di esecuzione multipla: Branch, Fixed Integer, Floating Point
• AltiVec SIMD processore di vettori
• ISA 2.04/2.05/2.06 supportano multicore/multithreading, virtualizzazione, hypervisor e Gestione Energetica

PowerPC efficienza energetica per un Notebook

L’efficienza energetica dell’architettura PowerPC è ottima, grazie alla progettazione più moderna rispetto alla altre architetture di CPU . La buona efficienza energetica è anche merito della famiglia di appartenenza RISC ( come ARM , MIPS, ed altri) che hanno un set ridotto di istruzioni eseguite con maggiore velocità a parità di frequenza di funzionamento della CPU.

PowerPC rispetto agli altri RISC (come ARM,MIPS)  è un’architettura più completa , molto scalabile ( a bassa potenza e consumo fino a grandi prestazioni con ottima efficienza energetica).

Ci sono diverse CPU 64bit PowerPC potenti e con un consumo di energia adatto per i notebook, ovviamente il nostro PowerPC notebook adotterà una di queste CPU.

L’architettura PowerPC è utilizzata in tutti settori dell’elaborazione (scalabile)

• Spazio automobilistico del gruppo propulsore, corpo e telaio, alla sicurezza e Infotainment.
• Computazione  – Server di volume per i più veloci e più flessibili server enterprise
• Consumatore – tecnologia alla base delle console di gioco innovative (X-Box 360, Wii, PS3)
• Calcolo ad alte prestazioni – Sequoia, IBM BlueGene/Q system
• Aerospaziale
• Comunicazioni via cavo
• Comunicazioni wireless

Acceleratore Altivec SIMD all’avanguarda

• La tecnologia AltiVec  è un’architettura a vettori o istruzioni singole e dati multipli (SIMD) che permette l’elaborazione simultanea di dati multipli per variabili in virgola mobile e intere in parallelo.
• Sviluppata tra il 1996 ed il 1998 , diviene Standard nel Power ISA 2.03
• consiste in trentadue  registri architetturali a 128-bit  e 16 vettori addizionali che rinominano i registri.
• Il core e6500 include una tecnologia Altivec a 16 GFLOPS

Specifiche tecniche in dettaglio (maggiori informazioni)

• istruzioni fisse a 32 bit per semplificare la decodifica
• modello load-store , tutte le operazioni sono fatte tra registri
• ampio numero di registri (32 registri per uso generale e 32 registri a virgola mobile)
• istruzioni atomiche ( o esclusive) di istruzioni di load-store per l’utilizzo in un contesto multicore
• funzionamento ordine big endian con la possibilità di funzionare in little endian
• architettura a 64-bit con il funzionamento di istruzioni specifiche per questa modalità
• nessuna regola specifica per i registri ad utilizzo generale (r1 usato come stack pointer, è una scelta ABI, non una scelta di architettura)
• modello MMU non definito,  c’è un implementazione specifica con i 2 modelli globali per l’uso in dispositivi embedded o servers

PowerPC nel settore consumatore

Nel settore “consumer” perchè l’architettura PowerPC è usata solo nelle games console?

• Per i sistemi operativi dei PC le CPU con molte applicazioni proprietarie forzano le nuove generazioni di CPU ad essere compatibili con le vecchie CPU.
• Quando venne costruito il primo PowerPC (1993) praticamente tutto il software era proprietario e tutte le applicazioni erano scritte per le CPU x86 o Motorola 68k, questo limito l’adozione dell’architettura PowerPC sui PC.
• Le console da gioco hanno piccoli OS con poche applicazioni integrate.
• I videogiochi sono scritti da zero e sono sviluppati con motori e framework multi-architettura, quindi cambiamenti di CPU incidono meno sullo sviluppo dei videogiochi.

Grazie al Free Sofware è possibile PowerPC sui PC!

• con il free software è possibile cambiare facilmente l’architettura della CPU
• si possono fare girare le stesse applicazioni semplicemente ricompilate per PowerPC
• i sistemi operativi free software come gnu/linux funzionano egregiamente compilati su architettura PowerPC
• non siamo più forzati ad usare le CPU di vecchie architetture.

Power/PowerPC architettura Aperta

Per il momento non esistono architetture CPU open source hardware, anche se ci sono dei progetti degni nota come LowRisc.

All’architettura Power/PowerPC hanno contribuito varie aziende appoggiandosi all’ambito collaborativo di power.org , inoltre dal 2013 è nata la fondazione OpenPower Foundation tra diverse aziende di hardware, software, organizzazioni ed individui per sviluppare l’architettura Power e personalizzare i processori Power.