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L’émergence du 64 bits

1 : Introduction 2 : Le 64 bits qu’est ce que c’est ? 3 : Le 64 bits, quel intérêt ? 4 : Le 64 bits selon AMD 5 : Le 64 bits selon AMD (suite) 6 : AMD64 7 : AMD64 (suite) 9 : Le PowerPC 970 10 : Le PowerPC 970 (suite) 11 : Conclusion

Le 64 bits selon IBM

PowerPC : imposer le RISC auprès du grand public

C’est en 1994 qu’apparaît le premier processeur issu de l’alliance AIM (Apple-IBM-Motorola). C’est la plus grande offensive anti-intel jamais organisée, et les ambitions sont à la mesure des attentes qu’une telle alliance laisse espérer : signer la mort des architectures CISC existantes (x86, 680×0) dans l’informatique personnelle en imposant une nouvelle architecture de processeurs RISC, commune au Macintosh et au PC. Si à cette époque les processeurs RISC n’ont plus rien de nouveau et se sont imposés dans le monde professionnel, ils restent encore désespérément absents du monde grand public malgré leurs avantages indéniables. Pour remplir leurs objectifs la première arme de l’alliance a pour nom PowerPC 601, un processeur RISC très bon marché mais néanmoins performant qui doit présenter tous les avantages de la nouvelle architecture. Très attendu, ce processeur a effectivement marqué un véritable saut avec ce que l’on trouvait habituellement dans les ordinateurs personnels… Mais intel n’était pas resté les bras croisés pendant ce temps et son processeur Pentium sorti peu avant a également renvoyé les 486 loin derrière. Au final les deux concurrents sont au coude à coude au niveau des performances avec un avantage pour le PowerPC dans le calcul flottant.

Mais ce petit contretemps ne dérange pas l’alliance AIM car d’une part ils sont devenus leader sur le marché des processeurs RISC, détrônant Sun au passage, et d’autre part ce n’était qu’une escarmouche en préparation de la seconde phase. Ainsi dés 1995 ce n’est plus un seul processeur mais bien une gamme entière à laquelle intel va devoir faire face. On trouve ainsi une version à basse consommation/basses performances : le PowerPC 603 conçu pour les portables ou les ordinateurs d’entrée de gamme. A celui-ci s’ajoute le PowerPC 620 : la première implémentation 64 bits de l’ISA PowerPC conçu pour le monde professionnel et surtout le PowerPC 604. Cette version 32 bits haut de gamme est sans conteste la plus belle réussite de l’alliance et surpasse sans aucun problème son prédécesseur le PowerPC 601 en offrant un gain pouvant aller jusqu’à 50% de performances en plus.

Parallèlement plusieurs tentatives sont faites pour tenter d’imposer le PowerPC dans les consoles de jeux, après plusieurs échecs (la M2 en 1996 une console de Matsushita morte née, puis le projet Black Belt de Sega auquel sera préféré la version Japonaise à base d’un processeur Hitachi en 1998) ce sera Nintendo et sa GameCube qui marqueront l’entrée des processeurs PowerPC dans ce secteur en 2001. Mais revenons au marché de l’informatique personnelle : en 1995 intel se trouve dans une situation délicate : non seulement son concurrent est plus rapide à fréquence égale, mais en plus il atteint des fréquences plus élevées ! Mais comme bien souvent dans ces cas là intel parvient à se surpasser et se relance dans la course avec le Pentium Pro.


On se dit alors que la lutte va être acharnée et on s’attend à une nouvelle réplique de l’alliance AIM. Malheureusement ce ne sera pas le cas, comme s’ils avaient reconnu leur défaite avant même de combattre les processeurs suivants de l’alliance ne chercheront plus à concurrencer directement intel dans la voie des performances brutes. Ainsi la nouvelle génération, les PowerPC 740/750 ne sont pas dérivés du puissant PowerPC 604 mais du modeste 603 ce qui se ressent sur les performances. Sans compter que l’écart de fréquence qui était conséquent en faveur du PowerPC ne cesse de diminuer, intel parvenant petit à petit à combler son retard. En 1999 sort le PowerPC 7400 qui ajoute à son prédécesseur une unité SIMD très puissante, largement au dessus de ce que l’on a pu voir dans le monde x86 par le biais d’intel (MMX, SSE) ou d’AMD (3DNow !) malheureusement le reste de l’architecture ne bénéficie pas du même soin et reste très proche de celle du PowerPC 740. Cela ne l’empêche pas de tenir tête aux meilleurs processeurs x86 de l’époque (le Pentium III et le K7) à fréquence égale.

Malheureusement pour Motorola c’est là que le bât blesse : les deux processeurs ne sont pas à fréquence égale. Là où le K7 n’a aucun mal à atteindre les 600MHz dés son introduction, le G4 n’atteint pas l’objectif fixé de 500MHz. Et il ne s’agit pas d’une situation temporaire : avec un pipeline à 4 étages le G4 n’a clairement pas été conçu pour atteindre de hautes fréquences. Pour remédier à ce problème Motorola développera une nouvelle version de son processeur le PowerPC 7450, qui voit son pipeline augmenter de 4 à 7 étages, lui permettant de monter plus facilement en fréquences sans toutefois parvenir à concurrencer les processeurs x86 dans ce domaine. Afin de limiter la perte de performance due à l’allongement du pipeline Motorola retouchera également l’architecture interne en ajoutant des unités entières et un cache L2 intégré ainsi qu’un support pour un cache L3. Cette nouvelle version atteindra les 1.4GHz ce qui est assez impressionnant quand on la compare au G4 initial qui n’a jamais dépassé les 533MHz. Mais plus le temps passait et plus l’architecture du 7450 se faisait vieillissante, notamment son bus qui restait bien loin des standards modernes. Apple ne pouvait pas continuer cette cadence sous peine de se voir complètement éclipser par les avancées fulgurantes du monde PC, il lui fallait une nouvelle architecture pour se relancer. C’est là que le PowerPC 970 entre en scène.

Sommaire :

  1. Introduction
  2. Le 64 bits qu’est ce que c’est ?
  3. Le 64 bits, quel intérêt ?
  4. Le 64 bits selon AMD
  5. Le 64 bits selon AMD (suite)
  6. AMD64
  7. AMD64 (suite)
  8. Le 64 bits selon IBM
  9. Le PowerPC 970
  10. Le PowerPC 970 (suite)
  11. Conclusion