PowerPC 604

PowerPC 604シリーズ

PowerPC 604シリーズは、Apple Computer、モトローラ、IBMの共同開発による32ビットのRISCマイクロプロセッサです。このプロセッサは、先代のPowerPC 601の後継として、特に演算能力の向上を目的に設計されました。AppleのPower Macintoshシリーズなど、商業的なパソコンシステムに広く使用され、その有用性から多くの支持を得ました。

設計と特性

PowerPC 604は、601シリーズと比べて圧倒的な演算性能を誇ります。主な仕様としては、アウト・オブ・オーダー実行が可能なスーパースカラコアを搭載し、4命令を同時に処理できます。また、36ビットのアドレスバスと64ビットの内部データバスを備えており、データ処理の効率を向上させています。

以下に主要な設計仕様を示します:

• - 演算ユニット: 3つの整数演算ユニット（ALU×2、乗除算ユニット×1）と1つの浮動小数点演算ユニットを搭載。
• - キャッシュ: 604本体には32KB、改良版の604eおよび604evには64KBのL1キャッシュがあります。604eおよび604evは、システムバスにL2キャッシュに対応しており、604evはインラインL2キャッシュを利用可能です。
• - 動作電圧: コアが1.9V、I/Oが3.3Vで設計されています。さらなる改良が加えられた604eは、250MHz動作時で6Wから10Wの消費電力の範囲を示します。
• - マルチプロセッサ対応: さらに、複数のプロセッサを組み合わせて使用する考慮もなされている点が注目です。

初期の604は120MHzで動作し、最終的には604eが350MHz、604evが400MHzまでクロック速度が上がりました。

特徴と性能

PowerPC 604シリーズの最大の特徴はその強力な演算能力です。内部で並列に動作する3つの整数演算ユニットと1つの浮動小数点ユニットにより、特に数値演算や科学技術計算において優れた性能を発揮しました。太刀打ちできるライバルは少なく、その結果、多くのハイエンドコンピュータシステムに採用されています。

消費電力については、同世代のPowerPC 603シリーズに比べて高いものの、インテルのPentiumシリーズと比較すると、比較的低い部類に入るものでした。このことが、特に商業向けシステムにおいて魅力でした。

一方で、その複雑な構造には欠点もありました。高クロック化を図ることが難しく、また末期にはL2キャッシュシステムの旧式化が目立ちました。604evにおいて導入されたインラインキャッシュは非常に価格が高騰し、設計の複雑さからコストパフォーマンスが損なわれる結果となりました。

604シリーズの後、Appleは新たにPowerPC G3（通称G3コア）に移行しました。このG3は604シリーズよりも高い整数演算性能を提供し、PowerPCファミリはG3を基盤として発展を続けました。604の強力な浮動小数点演算ユニットに関しては、後のPowerPC G4に活かされており、技術の進化が見て取れます。

製品バリエーション

• - PowerPC 604: 量産開始1994年4月。トランジスタ数360万、ダイサイズ196mm²、周波数100～180MHz、消費電力14-17W（133MHz時）。
• - PowerPC 604e: 量産開始1996年。トランジスタ数510万、周波数166～233MHz、消費電力16-18W（233MHz時）。
• - PowerPC 604ev: 量産開始1997年6月。トランジスタ数510万、周波数250～350MHz、消費電力6W（250MHz時）。

PowerPC 604シリーズは、その優れた性能と独自の設計思想から、多くの伝説的なコンピュータシステムに重要な役割を果たしてきました。その影響は、現代のプロセッサ開発にも引き継がれています。

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