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PowerPC im Aufwind

Performance Optimzed With Enhanced RISC Performance Chip � so lautet die volle Bedeutung der von IBM kraftvoll ausgedachten Abk�rzung f�r den PowerPC. Hinter dieser nat�rlich vom Marketing ausgedachten Bezeichnung stecken einige Worte, die den PowerPC auch gleich in seine Richtung und Bauart dirigieren. Etwa 1993 wurde der PowerPC von IBM in Zusammenarbeit mit Motorola als potentieller Nachfolger der POWER-CPU (RS6000) und der MC68000 entwickelt.

Von CISC zu RISC

Das RISC in der Bezeichnung des PowerPC steht f�r die damals gerade im Umschwung begriffene Computer-Welt � weg von CISC und hin zu RISC. Diesen Schritt haben damals eine ganze Reihe von namhaften Herstellern vollzogen, so etwa SUN mit seinen Sparc-Prozessoren, SGI mit MIPS und DIGITAL mit den rasanten ALPHA-Chips.

IBM hatte zu dieser Zeit zwar schon seine recht erfolgreichen RS6000-Nachfolger im Einsatz, ben�tigte aber noch eine preiswerte und zielgruppengerechte CPU f�r UNIX-Workstations. Weiterhin verlangte der Markt nach einer CPU, die echtzeitf�hig ist, um Prozesssteuerungen in der Industrie besser abzudecken.

  

Information zum PowerPC Wenn Sie Zugriff zum Internet haben und noch mehr �ber die PowerPC-Familie wissen wollen � hier einige Web-Adressen: http://www.mot.com/ Motorola Homepage ftp://ftp.austin.ibm.com/pub/ Technische Dokumentation zu PowerPC http://www.be.com BeBox http://www.linuxppc.org/ Linux f�r PowerPC http://www.de.netbsd.org/ NetBSD allgemein

Motorola hatte zu dieser Zeit das Problem, da� seine VME-Kunden massiv nach einer schnellen CPU verlangten. VME wird in der Gro�industrie im sogenannten �Embedded-Bereich� eingesetzt und ist ein leistungsf�higes Bus-System, �hnlich wie Zorro, nur erheblich ausgereifter und seit fast zwei Jahrzenten im Einsatz. Die existierenden Varianten der MC68000-CPUs waren trotz integrierten I/O-Controllern nicht schnell genug, um bestimmte Anforderungen in der Prozesssteuerung zu erf�llen.

Auch hier mu�te der potentielle Nachfolger abw�rtskompatibel sein, denn die Industrie hatte keine gro�e Lust, existierende Programme neu zu entwickeln. Weiterhin hat Motorola einen riesigen Markt an Herstellern von integrierten Systemen zu bedienen. Dies sind z.B. Telefon, Fotokopierer, Kameras und vieles mehr. Nicht �berall macht der PowerPC-Einsatz Sinn, aber in einigen F�llen sorgt er f�r spektakul�re Erfolge, wie wir noch sehen werden. Als weiterer Hersteller hat Apple sich damals entschlossen, den neuen PowerPC von Anfang an zu benutzen, da abzusehen war, da� es keinen Nachfolger zum MC68060 geben w�rde. Die Idee des PowerPC ist also erfolgreich angekommen, da sein Leistungspotential enorm scheint. Doch welches sind die Eckdaten dieser CPU?

Technische Daten

Gehen wir die technischen Daten des zuerst erschienenen PPC601 durch: Er hat 32-Bit-Adressbus-Technologie und kann demnach also 4 GByte RAM adressieren � nicht mehr als der Amiga auch. Der 32- Bit-Datenbus kann im Integer-Bereich Worte bis 264 darstellen, im Floating-Point-Bereich kommt er mit einer geeigneten IEEE-Darstellung ebenso weit. In der CPU ist neben der FPU noch die MMU eingebaut. Viel interessanter ist der 32 KByte gro�e �2nd level Cache� f�r Daten und Instruktionen, der die CPU merklich beschleunigt. Dieser kann extern mit bis zu mehreren MBytes erweitert werden � ein Mu�, um die Performance voll auszusch�pfen.

Der PowerPC 601 wird erstmalig in der Geschichte der Mikroprozessoren im sogenannten 0,35-y-Bereich gefertigt. Dies ist eine enorme Dichte, beschleunigt die CPU und spart dar�ber hinaus auch Strom. Das wiederum f�hrt dazu, da� die CPU ziemlich im Betrieb k�hl bleibt. Kaum ausgeliefert wird die CPU gegen Ende 1994 ein Renner. Apple integrierte im MacOS einen Software-Emulator, der alte f�r MC680X0 geschriebene Programme direkt emuliert. So konnten Benutzer problemlos auf den PowerPC umsteigen. Man merkte der Emulation allerdings deutlich Performance-Einbu�en an und ein Run auf echte PowerPC-Programme begann. IBM baute seine ersten Workstations mit dem 601 zwar schon viel fr�her � etwa Mitte 1994. Dazu mu�te aber erst das Betriebssystem AIX noch portiert werden, was sich als m�hseliges Gesch�ft erwies, sollte doch auch hier die Kompatibilit�t gewahrt bleiben.

1995 wird der 601-Nachfolger pr�sentiert: PPC603. Sogar die Spezifikation f�r den PPC604 und den PPC620 sind schon fix und fertig. Neben den typischen �Schneller, h�her und weiter�-Merkmalen, hat der PPC604 endlich auch einen Schritt hin zur echten 64-Bit-Architektur gemacht, die nahezu keine Speicherlimits mehr kennt. Die hohe Dichte der Transistoren auf den neuen Versionen, der g�nstige Preis und die hohe Geschwindigkeit l��t andere Hersteller in die Riege der PowerPC-Nutzer eintreten. Der Preis ist trotz h�herer Geschwindigkeit g�nstiger als ein bei gleicher Frequenz getakteter Pentium.

Die Firma FirePower, eine Canon-Tochter, baut erstmals einen Computer mit PowerPC, der einen neuen Ansatz verfolgt und nicht Apple-kompatibel sein will. Stattdessen versucht FirePower seine Rechner mit Windows NT oder Solaris f�r PowerPC auszuliefern. Mit Erfolg, sie gewinnen den bis heute ungeschlagenen Preis �schnellstes Windows-basiertes Video System�. Interessanterweise haben die Rechner keinen eigenen Grafikchipsatz � der PowerPC �bernimmt diesen Part. FirePower schlie�lich ist es, die es auch schafft, den ersten Dual-PowerPC-Rechner zu bauen. Kein Intel-Rechner kann zu diesem Zeitpunkt Paroli bieten.

Motorola versucht sich erstmalig im hart umk�mpften PC-Gesch�ft und plante eigene Rechner mit PowerPC zu bauen. Die Motherboards �Ultra� und �Atlas� kommen auf den Markt. Das Atlas-Board kann seine PC-Herkunft nicht verleugnen, es �hnelt dem von Intel als Studie f�r ein Intel- Pentium-basiertes System mit PCI herausgebrachten �Plato�-Board derma�en, da� man nur anhand der CPU erkennt, da� es ein PowerPC-Rechner ist. Zur CeBIT 1996 steht der PowerPC in voller Bl�te. Leider zeichnen sich schon zu diesem Zeitpunkt dunkle Wolken ab. Auf dem PowerPC gibt es zu diesem Zeitpunkt mehrere Betriebssysteme: Windows NT, MacOS, Solaris, BeOS, NetBSD/PPC und einige Derivate f�r VME-Systeme.

Auf dieser CeBIT stellt auch Escom zusammen mit Amiga Technologies seine �neuen� Amiga vor � bezeichnenderweise auch auf dem Motorola-Stand. In stundenlangen Diskussionen mit potentiellen Entwicklern versucht AT auf dem Stand von Motorola die Zukunft des Amiga zu eruieren. Dave Haynie und Andy Finkel versuchen ihre Ideen eines Amiga und eines AmigaOS mit PowerPC vorzustellen. Die Idee wird akzeptiert. Nur wenige Wochen sp�ter treffen sich viele der Amiga-Entwickler von der CeBIT in Toulouse wieder, um einem Mr. Buck von VisCorp den PowerPC eindringlich nahezubringen. Nur ein enthusiastischer Carl Sassenrath (�Mr.Exec� des AmigaOS) ist davon zu �berzeugen. Wir kennen den Rest dieser Geschichte gut genug.

PowerPC 604e: So ist der Prozessor aufgebaut, der mit 200 MHz die Cybervision PPC von phase 5 auf dem Amiga beschleunigt

Parallel zu den Entwicklungen der einzelnen Hersteller gibt es einen Versuch von Motorola, Apple und IBM, die sogenannte PowerPC-Plattform zu definieren. Es sollte m�glich sein, da� auf dieser Hardware alle oben genannten Betriebssysteme � und mehr � ohne spezielle Hardwareanforderungen sofort laufen. Also MacOS auf einem Motorola-PowerPC und AIX auf einem Apple-PowerPC. Dieses Konzept, Common Hardware Reference Protokoll genannt (CHRP), wird von den Entwicklern gefeiert, erm�glicht es doch einfache und schnelle Portierungen. Die Idee ist simpel: es wird ein Minimum an Hardware in jedem PowerPC vorausgesetzt. Dazu noch eine geniale Wiederbelebung namens �OpenFirmware�. Dies ist das Pendant zum Amiga Kickstart, wenn man so m�chte.

Genau wie der Amiga seine Exec-Struktur aufbaut, in der alle Hardwarekomponenten aufgelistet sind, baut die OpenFirmware dies auch auf. Besser noch: Ein Betriebssystem braucht nicht zwingend neue Treiber f�r diese Hardware zu implementieren, sondern kann die OpenFirmware dazu benutzen. Das ist zwar langsam, aber funktioniert bestens. NetBSD f�r PowerPC wurde so binnen weniger Wochen portiert � von einem einzigen Entwickler! So genial die Idee ist, so genial der Schachzug gegen die von Intel beherrschte Welt ist, sie konnte sich nicht einmal bei den Partnern der PowerPC-Allianz durchsetzen. Unbemerkt von der �ffentlichkeit hat der PowerPC seinen Markt in der Industrie erobert. Er ist derma�en stromsparend und kommt ohne jegliche K�hlung aus, das er in vielen Bereichen einfach �bernommen werden konnte. So z.B. steckt heutzutage in jedem gr��eren Fotokopierer ein PowerPC und in rasanter Spracherkennung bei einigen Telefon-Gesellschaften.

Zukunfts-Musik

Wie geht es weiter? Schwierig zu sagen, da vor allem bei Motorola derzeit kaum eigene PowerPC-Maschinen auf dem Markt zu finden sind. Weder Windows NT und Solaris werden momentan f�r den PowerPC weiterentwickelt. Bleibt AIX nur von IBM und MacOS, das aber wurde von Apple f�r Fremdsysteme storniert. BeOS l�uft zwar von Anfang an auf PowerPCs, wurde k�rzlich auf Intel portiert � hier ist der Verbleib ebenfalls nicht klar. Linux f�r PowerPC funktioniert nur auf Apple Macintosh und Be-Systemen, NetBSD f�r PowerPC immerhin schon auf allen OpenFirmware-Rechnern und auf Be. Dennoch macht die Entwicklung nicht halt: Motorola k�ndigt gerade seinen 1000Mhz schnellen PowerPC an. Und der Amiga? Der macht mit PowerUp einen Versuch. W�nschen wir ihm das Beste � zu g�nnen w�re ihm ein echter PowerPCs mit einem echten Power-AmigaOS.

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