MC68030

MC68030について

MC68030（エムシー -）は、1987年にモトローラが開発した32ビットマイクロプロセッサで、M68000ファミリに属します。MC68020の後継機種として登場し、68040にその技術が引き継がれています。

概要

MC68030は、基本的にMC68020のアーキテクチャを踏襲しています。精巧な設計は、ダイナミックバスサイジング機能を搭載しており、データバスは8ビット、16ビット、32ビットの動的な切り替えが可能です。その一方で、アドレスバスは32ビットで、一般的なCISC（複雑命令セットコンピュータ）アーキテクチャとしての特性を持っています。

このマイクロプロセッサは約30万のトランジスタで構成されており、生産には高密度NMOS（HMOS）とCMOSを組み合わせたHCMOSプロセスが使用されました。また、ピングリッドアレイパッケージ（RCサフィックス）と、セラミック表面実装パッケージ（FEサフィックス）の2種類が提供されています。

主な改良点

MC68030では、MC68020に実装されていた256バイトの命令キャッシュに加え、新たに256バイトのデータキャッシュが内蔵されています。これらのキャッシュは、16バイト単位でのダイレクトマッピング方式を採用しており、バーストアクセスモードを利用して、連続したデータアクセスを高速で行うことができます。

さらに、MC68851サブセット相当の仮想記憶対応メモリ管理ユニット（MMU）が統合されており、これによりメモリアクセスの効率が向上しました。このMMUは、フルアソシエイティブ型の22エントリを持つアドレス変換キャッシュ（ATC）を備え、データや命令キャッシュへのアクセスと並行してアドレス変換を実施可能です。そのため、ATCに変換値が存在する場合、従来のMMUによるアドレス変換のタイムロスを隠し、全体的なメモリアクセス速度を改善しています。

このような大幅な改良を施した結果、MC68030は同一動作クロックのMC68020よりも高速化され、MMUの統合や製造プロセスの最適化により、消費電力の低減とパッケージサイズの縮小が実現されました。これによりシステムの製造コストも抑えられています。

演算性能

MC68030は、さまざまな命令を高い効率で処理しますが、乗除算に関する命令には数十のクロックサイクルを要するものも存在します。また、浮動小数点演算を行うためのコプロセッサ、MC68881やその高速版のMC68882の接続が可能です。

低価格向けにMMU機能を省略した68EC030も利用可能で、このモデルではピングリッドアレイパッケージがエコノミーなプラスチック（RPサフィックス）で構成されています。

MC68030は、動作クロック周波数において16から50MHzまでのバリエーションがありましたが、68EC030は最大で40MHzの性能に制限されています。この価格差により、市場の異なるニーズに応える形となりました。

主な使用例

MC68030は多くのコンピュータシステムで使用されました。代表的な例として、Apple ComputerのMacintosh IIci、コモドールのAmiga、サン・マイクロシステムズのSun-3/80、NeXTコンピュータのNeXTcube、アタリのTTやFalcon、さらにはシスコシステムズの2500シリーズルータ（68EC030）や、シャープのX68030などが挙げられます。

参考文献

この情報は、2008年11月1日以前にFree On-line Dictionary of Computingから取得し、GFDL バージョン1.3以降の再ライセンス条件に基づいて使用されています。さらに、日本モトローラ株式会社半導体事業部より提供された『MC68030ユーザーズ・マニュアル』（1990年）も参考にしています。

外部リンク

68030に関する画像や説明は、cpu-collection.deで参照できます。

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