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PowerPC联盟三巨头

已有 961 次阅读| 2008-2-28 10:56 |个人分类:闲言碎语

PowerPC联盟三巨头
  1991年七月由苹果电脑、IBM、摩托洛勒三家公司,联合发表共组PowerPC联盟的声明。声明中强调联盟的目标是:

  1 IBM与苹果电脑将致力发展,一套完全以物件导向技术的开放系统软件标准。
  2 IBM与苹果电脑计划要合作,进一步整合麦金塔,使其成为主/从结构之环境。
  3 苹果电脑将调整未来IBM RS/6000 POWER结构,称为PowerPC之单芯片,以用于未来苹果电脑的麦金塔个人电脑系统。
  4 IBM及苹果电脑计划合作,创造一个广大工业发展的独立标准软件环境的证照。
  5 通过摩托洛勒将协助联盟,建立软硬件结合的标准。

  这个意欲打破由微特尔所垄断个人电脑市场的决定,立刻在华尔街股市引起相当的震荡。因为联盟的三大发起公司,英文名称是APPLE、IBM、MOTOROLA,因此也有人称做AIM PowerPC联盟。
  就个人电脑的市场占有率来看,WINTEL已占了全球百分之九十以上的市场。软硬双雄掌握电脑软硬件的核心,真是不可一世。PowerPC联盟要想进行仰攻,并不是一件容易的事。因此,他们从硬件结构、系统整合、操作系统进行全面规划,希望能以RISC的CPU、支援多种操作系统等崭新技术,重建新的电脑规范。
  联盟的信心来自于,是软件推动着电脑工业前进,而决定软件未来的发展,就是物件导向技术。而该电脑工业得以发展无忧的关键因素,则是开放标准。而这两大武器,联盟都已齐备。

  苹果电脑可说是微电脑的先行者。她以八位的微电脑起家,掳获了全球玩家的心。尤其是苹果二号在全球热卖,让苹果电脑成为微电脑的代名词。而这股微电脑的热潮,撼动了IBM。原本认为微电脑只不过是玩具的IBM高层,大吃一惊。于是下令所属研发微电脑技术,极其仓促地推出所谓个人电脑的结构,欲与苹果电脑争雄。
  后来,苹果电脑输掉此役,王气于一夕之间黯然而收。因此苹果人长久以来,一直认定IBM是他们可恨的敌人。
  然而苹果电脑在操作介面的优异表现,总令苹果迷惊艳不已。而与摩托洛勒长久以来的合作默契,也让苹果电脑在麦金塔系列的CPU,决定采用摩托洛勒所设计的68X系列,继续与微软对抗到底。
  后来,苹果独力研发RISC芯片及相关的操作系统。由于费用庞大,难以支撑。而摩托洛勒的芯片仍然是CISC。也因此,才有了与IBM合作的契机。

  IBM则是挟其威名,用十六位电脑击退了苹果小子,而成为个人电脑的系统规格制定者。当初IBM采行开放结构的政策,确实壮大了个人电脑的声势,并迅速拓展市场,最终引来各方菁英加入竞逐。但由IBM领衔制定的规格,并没有为IBM带来多少财富,甚至于连权杖都未能取得。譬如,个人电脑的硬件基本元件CPU,是英特尔的产品。操作系统则由微软把持至今。而组装后的个人电脑其全球市占率首位,早期是康百克,后来则是戴尔。
  IBM向以强大的研发实力,称雄业界。他拥有坚强的硬件设计实力,如诸多专利、中大型主机,及RS-6000系列的CPU。就个人电脑的操作系统而言,IBM则有OS/2。可是个人电脑的皇冠竟然落在别人头上,最后IBM连为人作嫁的系统组装都输给了后起之秀。这对蓝色巨人而言,正是孰可忍,孰不可忍!

  摩托洛勒早期以八位的6502 CPU与苹果电脑合作愉快。在芯片设计也颇为自诩其功力,不料却败在英特尔手下,只得暂时放下个人电脑市场,转战无线通讯、数位讯号处理等领域。
  做为苹果电脑唯一的CPU供应商,摩托洛勒不但要设法保住这仅有的市场,还必须求新、求变,设法做到更快、更好、更便宜。进入九十年代,麦金塔系列推出新一代的操作系统,其功能更强大,操作介面更亲和。同时也需要硬件提供更强而有力的支援。
  IBM与英特尔,摩托洛勒拟扳倒后者的心甚于其他。经过仔细的评估,摩托洛勒认为跟IBM有合作空间,与英特尔则是死敌。
  虽然三者过往有许多恩怨,然而,摩托洛勒之于英特尔,苹果电脑之于微软,IBM之于英特尔、微软,他们与WINTEL的错综复杂的关系,实可载录成一册恩仇录。事实上,三者结盟是互蒙其利,又极具新闻的耸动性。最后三家公司,终于做出史无前例的决定:合组联盟。齐力制定工业标准,推动新一代个人电脑的软硬件结构。
  结盟后,三家厂商确实是互蒙其利的。苹果电脑获得两大世界级的厂商,提供CPU技术不断更新的保证。因为摩托洛勒的68000芯片已后继乏力,88000芯片也宣告停止,要确保后续新款机型的发展,不是寻求新的奥援,就是加入英特尔阵营。虽然,苹果对此也表示兴趣,曾将麦金塔操作系统改成英特尔的处理器的版本。
  而摩托洛勒加入联盟后,不但可以挥别芯片开发失败的阴影,获得传媒正面的青睐。还能在芯片制造分一杯羹,进一步获得IBM制程上的技术转移及芯片开发的强力支援。更重要的是,摩托洛勒能从协助开发芯片的过程,汲取必要的经验,为自己下一颗芯片铺路。
  IBM则是通过这两大伙伴,重新进入个人电脑市场。在这个市场里,IBM则享有绝对的发言权。虽然已经拥有OS/2,不过IBM对苹果电脑的物件导向操作系统还是很感兴趣。若这个市场能够成功,相关工作如芯片制造、硬件生产、系统整合与组装,也不是IBM一家公司就能吃得下来。因此,IBM也需要摩托洛勒在产能上的奥援。
  虽然PowerPC芯片的核心来自IBM的RS-6000,但为了借重摩托洛勒在无线传输的芯片设计能力,PowerPC芯片的汇排流采用了摩托洛勒的设计。这么一来,不但能够拉拢摩托洛勒,也可确保苹果电脑在旧款麦金塔努力的成果。

  1992年三月,三家公司进驻PowerPC所在基地,位于德州奥斯汀的山丘上,成立了索摩赛特(Somerset)设计中心。因为奥斯汀向来是IBM及摩托洛勒研发处理器的重镇,因此PowerPC芯片也选在这里。这个名字来自圆桌武士寻找圣杯的传奇故事。阿瑟王就是在索摩赛特(英国西南部的一郡)召集圆桌武士,共商寻找圣杯的大计。而这个字也有翻筋斗的意思,颇有孙悟空大闹天宫的翻转之意。
  由于,该芯片来自IBM的大型电脑技术,基础工作已经完成。这个计划的工作人员,只要将处理器技术调整成个人电脑可用,提供速度更快的处理器及原型机就可以了。



联盟运作
  联盟三巨头,个个有来头,因此联盟采行的是松散制联盟。也就是说,联盟的目标一致,但彼此并没有隶属关系,运作时也难以强制成员遵行。不过联盟负责制定规格、进行授权与认证等相关工作。
  分工方面,摩托洛勒主司芯片设计、制造。苹果电脑则是负责操作系统,还有组装及销售。IBM不愧是信息界的全能选手,他从上游的芯片设计、制造,到中游的系统整合、测试、操作系统,及下游的组装、销售,不但能全面参与,向来亦是个中好手。
  当PowerPC联盟宣布成立时,台湾也立即由工研院电通所主导,成立了『台湾新个人电脑联盟(TNPC,Taiwan New PC Consortium)』。初期的成员包括大同、神达、大众、力捷、旭青、联电等厂商。
  IBM与摩托洛勒向与台湾业界交好,为了宣示全力支援,两家公司联手在台湾成立『PowerPC技术中心』,以示支持的决心。IBM与摩托洛勒认为,若有台湾电脑厂商支持PowerPC,便很有机会拓展市场,并尽快压低制造成本。而要使厂商支持,垂手可得的技术资料、即时的技术支援,是消弥障碍的第一步。
  不过,由于早期苹果二号在台湾遭到盗拷的不愉快经验,加上麦金塔在台湾的市场并不大,苹果电脑迟迟未选派人员进驻于此中心。使得TNPC的运作,只能以台湾较为熟悉的微软系统为主。
  后来,WINTEL更施出『汉贼不两立』的策略。TNPC运作不畅,原始厂商纷纷退出,只有力捷一家投入制造麦金塔相容机种。
  联盟力推的结构是『共用平台』。这个观念是希望做到,在同一个硬件结构上,可以同时执行多种操作系统。这与微软的目的不同,微软的新技术核心(就是NT命名的由来),则是希望同一个操作系统能够在不同的硬件上执行。
  PowerPC联盟承诺要做到:
  1 CPU采用新一代RISC CPU,扬弃CISC的过时结构。
  2 共用平台、开放环境。
  3 操作系统采微核心为结构。
  4 软件开发采物件导向。
  5 应用软件以文件为导向。
  6 以人为本的科技(HCT,Human Centric Technology)。它拟结合现有辨识技术、通讯、家电等。如语音、手写、视觉等辨识方式,通讯如电视、广播,甚至是具备智能的信息技术为人服务。

  以上这些技术是较新的技术,多半曾在其他平台出现。但很少有那家的硬件平台,做出如此多的商业承诺。PowerPC联盟在三巨头的带领下,并在诸多协力厂商的支援,提出了这个全新的个人电脑结构。
  IBM希望能够有一个开放的硬件环境,这个环境就是以PowerPC芯片为标准。硬件周边设备、操作系统、软件开发、应用软件,只要与这个标准相容,就可以在不同厂商组装出来的PowerPC机器上使用。
  这个由IBM所公布的标准,包括了处理器、汇排流、存贮器、输入输出等。操作系统设计者,只要按照这个硬件规格来设计,操作系统就成顺利在符合规格的机器上执行。
  而各家厂商只需要花钱购买硬件规格,毋需支付权利金给IBM或联盟就能生产。这就是第一代的硬件平台,称做PowerPC参考平台(PReP,Power PC Reference Platform)。而与之相容的操作系统有AIX、Windows NT。
  不过由于缺乏苹果电脑的支援,MacOS并没有被转移到PReP,后来连IBM一再宣称的OS/2也没能顺利移植过来。在缺乏两大主要操作系统的支援下,PReP只好宣告失败。

  第二代的平台则称为共用硬件参考平台(CHRP,Common Hardware Reference Platform)。CHRP尽量使用业界的标准元件及开放式的设计,吸引了不少有兴趣的厂商投入。而苹果电脑也宣称将全力支援这个平台。然而整个的开发时程延宕许久,迄今仍在开发中。
  在软件开发进度严重延宕的情形下,三大巨头只好不断宣示对CHRP的支持,以杜绝外界纷扰的流言。因为许多厂商担心这个平台会重蹈PReP的覆辙,这样一来会令他们的心血全部作废。CHRP初期以MacOS及WINNT为两大转移目标,希望能够一举攻下由两大操作系统主宰的市场。



联盟产品
  1994年,苹果电脑进行了一项极为重要的系统转换工作。他们将麦金塔的CPU,由摩托洛勒的68X系统,改用PowerPC。之后麦金塔系列便改称为威力麦金塔(Power Macintosh或简写为Power Mac)。
  IBM在1994年,将RS/6000的CPU改用PowerPC,推出一系列的工作站级服务器。除了硬件之外,IBM也试图在操作系统、个人电脑、可携式设备等方面投注心力。
  不过在操作系统、个人电脑领域的深耕,势必严重影响到苹果电脑的利益。而个人电脑、可携式设备,更会打击到IBM本身现有的产品线-英特尔相容机种。IBM-PC的盛名一向在外,使得IBM在这几个方面的耕耘显得力不从心。
  身为芯片制造大厂的摩托洛勒,要她推出实际的应用产品,似乎并非所长。摩托洛勒旗下本就有一电脑部门,在1994年十月就推出PowerStack系列的电脑。
  然而,摩托洛勒于联盟的定位,还是着重在为其他的系统厂商提供专业支援。譬如她与IBM就通过扶植参与TNPC的台湾厂商,试图牵制WINTEL阵营。藉着台湾厂商弹性、优异的制造力,降低硬件成本并加快硬件上市的节奏。
  同时她也与IBM展开各项密切合作,如芯片制造、联手提供系统开发工具等,让有意投入PowerPC的厂商,能快速投入这个领域。他们所提供的开发工具有:
  1 PowerPC Microprocessor Models for Cadence Simulators。
  2 Architectural Simulator。
  3 Program Development Tools。
  4 PowerPC Evaluation Boards。

  为了拓展PowerPC的应用范围,摩托洛勒也将PowerPC用在自动控制方面。譬如美国福特汽车已决定导入由摩托洛勒设计的自动控制设备。另外,摩托洛勒也积极地开发嵌入式、手持式设备的市场。

  法国的电脑巨人布尔电脑(Bull),是电脑市场中另一股支持PowerPC的主要力量。她曾参与PowerOpen的发起,也是OSF、OSI的活跃成员。1994年的九月,布尔电脑推出Escala系列的服务器。这一系列以UNIX为操作系统,采用对称多处理器的结构(SMP,Symmertric Multi-Processor)。



PowerPC芯片简介
  PowerPC联盟为了让一般人能够就编号大致推断其用途,对此也做了简单的分类,如4xx用在嵌入式设备,6xx用在电脑。而电脑又可分成笔记型、桌上型、伺服主机、超级电脑等。
  PowerPC 601适用于桌上型,603用于笔记型,604则用于工作站,602可视为601的进阶产品。603e、604e分别是603、604的改良产品。而620性能最强,用于伺服主机、超级电脑等领域。
  末依不同评比,列示PowerPC与其他CPU的比较。


CPU列表
芯片编号 快取-KB 耗能-W 时脉-MHz 结构 指令位 芯片面积-mm*mm- 电晶体数-百万
PowerPC 620 指令32/资料32 30 0 133 RISC 64 311 2 7.0
PowerPC 604 指令16/资料16 10 0 100 RISC 32 196 3.6
PowerPC 603 指令8/资料8  2 5  80 RISC 32  85 1.6
PowerPC 601 32(指令、资料合用)  4 0 100 RISC 32  74 2.8
T1 SuperSPARC 指令20/资料16 14 2  60 RISC 32 256 3.1
INTEL Pentium-P54C 指令8/资料8 10 0 100 CISC 32 163 3.1
INTEL Pentium 指令0/资料8 16 0  16 CISC 32 294 3.1
INTEL 486DX2 8(指令、资料合用)  5 0  50 CISC 32 N/A 1.2


CPU性能评比
芯片编号 SPECint-92 SPECfp-92 时脉-MHz 电压-V 耗能-W 备注
Pentium 65 57 66 13 英特尔发布
PowerPC 601 62 72 66 5 7 IBM发布
PowerPC 601 60 80 66 5 7 苹果发布
PowerPC 602 500 IBM发布
PowerPC 603 60 70 66 3.3 3~1 IBM发布
PowerPC 604 225 250 IBM发布
PowerPC 620 330 410 IBM发布

@SPEC简介
  用来评估CPU效能基准的标准有很多种,被广泛使用的是SPEC-92。这是由惠普、升阳、Apollo、MIPS组成的团体,希望能提出一个评核RISC效能的客观标准。这个团体就叫做SPEC(System Performance Evaluation Cooperative)。
  1989年,他们提出了浮点、整数的测试,故称为SPEC-89。1992年又进行修订。基准测试分成整数(SPECint)、浮点(SPECfp)两组,并以VAX的执行效能为标准1。


寄存器映对
X86 PPC
EAX R16
ECX R17
EDX R18
EBX R19
ESP R20
EBP R21
ESI R22
EDI R23

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