Le PowerPC

Une petite leçon d'histoire :

En 1984, le microprocesseur d'un ordinateur et ces performances ne préoccupaient que peu de personnes ; le 68000 cadencé à 8 Mhz équipa plus de 6 machines et la fréquence des machines d'entrée de gamme ne subit pas de changement pendant environs 7 ans, jusqu'à l'apparition du LC. Il en était de même dans le monde des PC très distribués, avec les processeur 286 et 386 et leurs fréquences légèrement supérieures à celles du 68000 mais qui n'évoluait que très peu.
Au début des années 90, les deux principales familles de processeur entrèrent en compétition, les nouvelles fréquences d'horloges se succédèrent mais quasiment à chaque nouvelle fréquence Intel (fabricant des processeurs qui équipent les PC) avait une légère avance sur son concurrent, Motorola (les processeurs des Mac sont développés par cette société). Ce problème tracasse Apple et Motorola (qui n'ont pas l'habitude d'être dépassé par les PC ; dans n'importe quel domaine d'ailleurs !), il faut réagir...

Origine du PowerPC:

Il existe 2 principaux types d'architectures, le Cisc (Complex Instruction Set Computer, en français ordinateur à jeu d'instructions complexe) et le Risc (Reduced Instruction Set Computer soit en français ordinateur à jeu d'instructions réduit). Tous deux doivent exécuter des instructions simples (logique booléenne, opérations mathématiques simples...) et d'autres plus complexes que le microprocesseur ne peut effectuer directement. Pour le Cisc, ces instructions (que l'on appel le microcode) sont gravées sur le silicium de la puce, mais il faut également des circuits pour les gérer. Tous cela complexifie le processeur, augmente sa taille et sa surface de silicium ce qui le ralentit et le rend cher et difficile à fabriquer.

IBM avait dans ces cartons depuis 1975 le projet d'un processeur Risc. A cette époque un ingénieur de la société, John Cocke, étudie le processeur Cisc d'une machine IBM. Il découvre que seulement quelque instructions sont utilisées fréquemment. Les autres ne sont appelées que rarement pour des tâches spécifiques.

Cet ingénieur eut la brillante idée de supprimer les instructions peu exécutées du processeur en les émulant dans les programmes (pour cela on combine plusieurs instructions simples). Il ne reste alors moins de 40 instructions dans le PowerPC, par exemple. Ce qui désengorge considérablement le microprocesseur et libère une précieuse surface de silicium pour permettre d'optimiser les performances des instructions qui restent présentes dans le processeur. Mais certaines instructions ne peuvent pas être ou difficilement émulées, celles-ci auront chacune un circuit spécifique, car elles sont peu nombreuses. Le Risc est né !



Mais une idée sans réalisation technique ne vaut pas grand chose en informatique. IBM a bien réussit en 1979 à créer le 801, un prototype d'ordinateur Risc, mais un problème persiste celui du coût de la mémoire, qui rend très cher la fabrication de ce type d'ordinateur. En effet, souvenez-vous il faut recourir aux logiciels pour les instructions complexes, ce qui augmente le taille des programmes, et donc les besoins en mémoire (aussi bien en Ram qu'en mémoire de masse, càd disquettes, disques durs...).

Jusqu'en 1986 le prix de la Ram enraye le projet, c'est à cette date sortent les premières machines Risc. Il s'agit de machines IBM dont l'échec est flagrant.

Le choix du Risc :

Mais c'est en 1991 que le Risc devient le centre d'intérêt d'Apple qui s'allie avec Big Blue et Motorola. Il mettent alors leurs recherches en commun, au centre de Somerset au Texas, pour développer le processeur qui équipera tous les Power Macintosh, je veux bien sûr parler du PowerPC. En 1992, l'unité de conception s'agrandit pour accueillir 350 nouveaux ingénieurs. La premier né de cette famille est le 601 cadencé à différentes fréquences, 60, 66 et 80 MHz accompagné du PowerOpen Environment. IBM lance en 1993 le RS/6000, une station de travail qui utilise une architecture Risc, mais cette fois-ci avec succès, le projet est concrétisé, ce type de machine est techniquement et économiquement réalisable !

Les systèmes optimisés firent leur apparition la même année, les premiers sont : AIX (l'Unix d'IBM), Sunsoft, Windows NT et bien sûr MacOS. Toujours en 1993, Apple, Harris, Motorola, IBM, Bull, Tadpole Technology et Thomson-CSF fondent la PowerOpen Association qui aura pour but de définir la norme du Risc.

L'année suivante vit le jour des premières machines Risc grand public, les Power Macintosh 6100/60, 7100/66 et 8100/80. Mais le parie n'est pas encore gagné, il faut encore que le éditeurs suivent Apple dans ce changement de stratégie...

Merci aux développeurs :

Malgré que l'architecture soit complètement opérationnelle, elle doit faire ses preuves auprès des développeurs de logiciels pour qu'ils adaptent leurs produits au Power Mac. Phase primordiale pour les performances de ces machines, car elle peuvent effectivement faire tourner des logiciels non optimisés mais pour cela ils se contenteront d'émuler un processeur Cisc (grâce aux ressources contenues dans leur Rom). Cette solution n'est nullement suffisante, pour exemple : les applications écrites pour les 680X0 s'exécutaient sur les premiers Power Mac avec la même vitesse que sur des machines équipées d'un processeur 68020, comme le LC !!!

Heureusement, c'est l'ensemble des éditeurs de logiciels qui ont suivit Apple en réécrivant leur produits soit pour Power Mac soit en FAT (une application FAT peut tourner sur 680X0, tout en étant optimisé pour PowerPC). MacOS quand à lui à migré peu à peu vers le PowerPC, en effet, Apple ne pouvait pas délaisser tous les Mac à base de processeurs Cisc. La version 8 de ce système a été entièrement réécrite pour améliorer ces performances sur Power Mac.

Que de numéros :

Pour vous y retrouver dans tous ces chiffres, voici la liste de tous les processeurs PowerPC qui équipent les machines de bureau Apple :