1975 年, IMB 公司801 小型计算机工程在RISC机体系结构方面做了许多开创性试验。801 计算机与贝克莱大学的RISC处理器引起了RISC机革新运动, 然而801 计算机仅仅是一个用来演示某种概念的原型机。

801 工程的成功致使IBM 公司开发一种商业的RISC工作站产品, 这就是RT PC。RT PC 于1986 年诞生, 它采用了801 的体系结构概念, 成为一个实际产品。RT PC未获得商业成功, 它有许多性能相当或更好的竞争产品。1990 年IBM 公司在总结了801 和RT PC 两产品经验教训的基础上生产了第3 个产品即IBM RISC SYSTEM/6000 。它是一个类似RISC 的超标量计算机, 市场定位是高性能工作站。此产品推介后不久, IBM公司开始把这种计算机称为Power 结构。

1991年，IBM 公司与MOTOROLA 公司(摩托罗拉公司，6800 系列微处理器开发商)、苹果公司(该公司将MOTOROLA 芯片装入Macintosh 计算机)结成联盟, 出产了一系列用PowerPC结构实现的系列计算机, 以争抗x86 处理器所占有的压倒优势的市场。这种结构源于Power 结构, 并做了改动(包括消除故障, 增加原先缺少的关键技术特色, 去除某些指令, 放宽技术条件), 从而实现了更高的执行效率。到1995年初,PowerPC系更机有四个产品先后问世。

601 第1 个PowerPC产品。它的目标是让PowerPC结构尽快地占领市场, 601 是32 位计算机。其时钟速度可达80MHz , 每个时钟周期可执行3 条指令。

603 设计目标是低端台式机, 便携机和膝上机, 它也是32 计算机, 性能与601 相当, 但价格低并且执行效率更高。它的时钟速度为80MHz, 每个时钟周期执行两条指令, 适用于低能耗要求的计算机。604设计目标是台式计算机和低端服务器, 也是32 位计算机, 但是604 使用了更先进的超标量设计技术, 以获取更高的性能。604 的时钟速度为100MHz , 每个时钟周期可执行4 条指令。

620 设计目标是高端服务器。PowerPC 系列机中的第1 个使用全64 位结构的产品, 它包含64 位寄存器和64 位数据通路。

PowerPC是三家公司联盟推出的系列微处理器产品。尽管PowerPC产品都具有基本一致的体系结构, 但是具体规格型号却与制造公司有关, 由制造公司决定。一般而言, IMB 公司生产的PowerPC 芯片有PPC的简称, MOTOROLA 公司生产的PowerPC 芯片有MPC的简称。例如Motorola MPC620 时钟速度为125MHz , 每个时钟周期可执行4 条指令, 它是第一个采用真正64 位地址总线的PowerPC微处理器, 性能指标大大优于同时期的Pentium芯片。

微处理器市场中PowerPC的地位

从最早的PowerPC601 产品诞生起, PowerPC 在市场上就一直处于激烈的竞争之中。1994 年是PowerPC和Pentium的决战年。从技术性能指标上看,PowerPC 和Pentium各有千秋, PowerPC的性能价格比甚至比Pentuim 高出80 %。这两个芯片的制造商都为自己的产品投入了大量的资金进行广告宣传, 进行激烈的市场竞争。这场市场竞争不仅仅是Power-PC和Pentium 的竞争,也是它们所代表的当时RISC技术和CISC 技术的竞争, 以及这两大产品生产集团WINTEL 和AIM 的竞争。

在1994 年大搏斗中,Pentium芯片占了上风, 在随后的几年里越发风光一时,到目前为止已成为世界微处理器市场的主导产品。现在, 在Pentium 芯片或X86 芯片的周围, 全球有几千家厂家为其开发配套硬件、软件和提供服务。相反, 尽管近几年来PowerPC 也获得了一定的市场份额, 大约每年占百分之十几, 但是围绕PowerPC 开发硬软件的公司只有几百家, 市场占有率始终没有明显的增长。

AIM联盟对自己的PowerPC 产品的态度也几经曲折, 从92 年满怀信心到96 年失望动摇,97 年以后到现在又重建信心继续投入研发和市场竞争。

分析近年来PowerPC 的市场表现, 我们可以得出以下几个观点。

1.保护用户原先在硬件和软件上的投资是处理器开发重中之重。众所周知, Pentium 是向下兼容处理芯片, 用户在8088 , 8086 , 80286 , 80386 , 80486 微处理器芯片上所做的投资都能得到保持。在这方面Pentium占据上风, 它留住了大量的X86产品的老用户。而PowerPC 是相对独立的微处理器芯片, 如果用户买了基于PowerPC 的计算机产品, 那么这些用户原先在计算机软件硬件方面的投资就难于保持, 这是PowerPC参与微处理器市场竞争的薄弱环节。

2.对于一个新体系结构的微处理器, 如果没有强有力的软件开发力量做后盾, 就很难引起用户的兴趣, 建立起使用信心。Pentium 新芯片的每一次推出都有Microsoft 公司的软件开发支持。而AIM 联盟在PowerPC芯片上投入的软件开发力量有限, 许多软件尤其是Windows95/98 和Windows NT 环境下的软件在PowerPC硬件环境下不能运行, 这使得Power-PC失去了相当大的市场份额。

3.从技术上讲, PowerPC所代表的RISC技术还没有取得刚出现时人们所期待的那样大的技术优势。1994 年PowerPC刚进入市场时, 它带着人们对RISC技术优势巨大期望的光环。然而, 这四五年来, Pentium芯片一次又一次地大量集成复杂指令并且获得市场认同致使人们对RISC 技术的重要性产生了动摇。虽然Pentium 也带有RISC 指令, 但本质上讲它是CISC型处理器。Pentium 的市场成功向人们表明CISC处理器仍然具有强大的生命力。

九十年代的的计算机体系结构的一个显著发展动向是CISC与RISC共存并且相互渗透。我们注意到在新型号PowerPC芯片中也集成了复杂指令。例如1998 年Motorola 公司为PowerPC 开发了一种所谓的“AltiVec”新技术, 不仅增加了MMX多媒体指令集, 而且包括了联网和电话功能。现在这一技术已得到Apple和IBM 的支持。“AltiVec”的出现标志着在技术进步方面PowerPC 紧追Pentium 不舍,两个处理器的技术竞争与市场角逐在更高层次上继续展开。

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