majdnem minden ami ReTRo

Motorola 68K család

2012/06/21. - írta: Сергей

... amikor egy-egy AMIGA gépnél (de lehetnem éppenséggel Apple, vagy Atari is porondon) szóba kerül a processzor, akkor folyton különböző számokkal dobálózom itt nektek, 68K, 020, 030, 040, meg 060... Azt nem ígérem, hogy műszaki igényességgel ismertetni fogom a teljes Motorola CPU családot, de azért az AMIGA-val való sajátos kapcsolatukat egész röviden górcső alá tudom venni. 1982-őt írunk jelenleg, Jay Miner-ben felmerült az AMIGA létrehozásának ötlete... ehhez az akkor meglehetősen népszerű, zseniális Motorola 68000 processzort választotta ki! Az AMIGA 1985-ben megvalósult, a Commodore 1994 környékén bekövetkezett csődjéig ezeket a processzorokat használták a gépeikben.

Motorola 68K processzorok első generációja a 68000, 32 bit-es processzor (megjelenés éve 1979), 16 bit-es külső adatbusszal. Az AMIGA-k „első generációjában” (saját és önkényes csoportosításom, a kétrétegű alaplapú és a kizárólag furatszerelt alkatrészekből álló gépekre), A1000, A500, A500+, A2000, CDTV és az A600-ban (600-as már kilóg ebből a csoportból) ezzel a CPU-val találkozhatunk. Általában a DIP 64-lábú olcsó csúnya fekete műanyag tokos változat került beépítésre, kivéve a 600-ast, ahol szintén olcsó műanyag tokos, LCC 68-láb kivitelű a processzor. Természetesen létezik belőle kerámia tokos PGA 68-lábbal, ha jól tudom MAC gépekben került felhasználásra.

Motorola-MC68HC000LC8.jpg


A CPU-család következő második generációja, a 68010 (megjelenés éve 1982), 32 bit-es processzor, 16 bit-es külső adatbusszal és virtuális memóriakezelési lehetőséggel. Ez is háromfajta tokozással készült (DIP, PLCC és PGA). Ilyen CPU-val nem került AMIGA gép kiadásra, de a DIP 64-lábú változata közvetlenül kompatibilis minden DIP CPU-s 68K géppel, tehát egy mozdulattal cserélhető. A két CPU közötti erőkülönbség 10% nagyságrendű, ráadásul WHDLoad alkalmazás kompatibilis. Akinek van belőle DIP, az cserélje le a „mezei” 68K-ját a gépében. Képet később teszek fel róla, de ugyan úgy néz ki, mint az előző proci...

A sorban a következő processzor a harmadik generációba tartozik, a 68020 (megjelenés éve 1984), ahol minden irányban 32 bit-et, 256-byte cache-t, új regisztereket és Motorola 68881, vagy 68882 FPU (lebegőpontos műveletvégző egység) támogatást találunk, valamit 4Gb elméletileg címezhető memória tartományt. Ez a CPU 114-lábú kerámia PGA és 132-lábú kerámia, illetve műanyag QFP tokban került forgalomba. Érdekes módon csak később (1992 - 1993) került AMIGA modellekben felhasználásra, a 68030 megelőzte. Sajnálatos módon az A1200 és CD32 AMIGA típusokban a processzor EC (gazdaságos) változata került beépítésre. :-( Méghozzá QFP 100-láb kivitelű chip személyében, a bekötött lábak száma mutatja, hogy sajnos a gép komoly csorbát szenvedett az anyagi haszon oltárán! Köszönjük CBM (Commodore Bu$ine$$ Machine$), hogy a címezhető fast memória tartományunk ugyan annyi maradt, mint a 68K esetén, 8Mb... Mondjuk az akkori PC-k nehezen minősíthető színvonalához képest csúcs szuper volt! :-)

Motorola-MC68020RC12B.jpg


A 020-as CPU továbbfejlesztett változata a negyedik generációs 68030 (megjelenés éve 1987), további 256-byte adat cache-t és MMU-t (Memory Management Unit) találunk benne. A 030-as CPU-kból már létezett 50MHz sebességű változat is, ami anno bizony nem volt csekélység. Gyártották 128-lábú műanyag és kerámia PGA, illetve 132-lábú kerámia QFP tokban. El is érkeztünk a lényeghez! :-) Az AMIGA a 030-as processzor társaságában nagyon komoly minőséget képvisel, ez gyakorlatilag az ETALON AMIGA CPU! A két csúcsmodell az AMIGA 3000 – 1990-ben és az AMIGA 4000 – 1992-ben szintén ezt a CPU-t kapta a teremtőjétől lélek gyanánt! :-) A 3000-es alaplapon modelltől függően 16 - 25 MHz-es QFP 030-at találunk. A 4000 esetében pedig az első Commodore által kiadott CPU kártya az A3630 QFP 25MHz-s processzort tartalmaz. Ez a mikrochip szintén kezeli a külső 68881 és 68882 FPU-t.

Motorola-MC68030RC.jpg
68881 FPU.jpg


Kérdezné az ember, hogy ezt még hova lehetett cifrázni? A 68040 processzor az előző kettő (020-030) továbbfejlesztett, soron következő ötödik generációs darabja (megjelenés éve 1991). Érdekes módon az órajele vissza lett véve, még is brutális erőkülönbség van az előző processzorok és e között (pl. röccenés mentesen fut rajta a PC-ről átportolt DOOM I-II.). :-) Minden cache méretét 4Kb-ra növelték, az eddigi külső FPU lehetőséget teljesen beintegrálták a processzorba. Nem gyenge darab, már a méretén is érezhető, az eddigiekhez képest egy hatalmas méretű lila kocka. :-) 179-lábú kerámia PGA és 184-lábú QFP tokozásban került forgalomba. Az AMIGA 4000 kapott először ilyen CPU-t, A3640 elnevezésű kártya segítségével. Azt szokták mondani, hogy a kompatibilitása rosszabb mit a 68k, 020, 030 és 060-nak, én ezt nem tapasztaltam, sőt a WB 3.X (AMIGA operációs rendszer) erre optimalizálva van. Összehasonlításként, 040-el az Apple Mac Quadra gépeket szerelték (én is, csak egy hibás lapból a CPU-t ki). :-)

Motorola-MC68040RC.jpg


Végezetül ejtsünk szót a Motorola hatodik és egyben utolsó generációs 68K processzoráról. A 68060 (megjelenésének éve 1994) nem is processzor, hanem az iszonytatóan brutális teljesítményű SZÖRNY kategóriába sorolható. Semmilyen akkori Intel „csodával” nem vethető össze, ugyanis azok a közelébe nem érnek tudásban és teljesítményben. 4 utas pipeline feldolgozást, 8Kb utasítás és adat cache-t, két MMU-t és két integrál végrehajtó egységet találunk benne, illetve a 040-nél megszokott belső FPU-t. A tápfeszültséget lecsökkentettél 5V-ről 3,3V-re, ennek az a mellékhatása, hogy növelhető volt a sebesség (50-100MHz) és kevésbé melegszik a lila kocka. :-) Nem úgy, mint a 040-nél, őkelmét bátran üzemeltethetjük aktív, vagy akár passzív hűtés nélkül is! :-) 206-látbú kerámia PGA kocka formájában és QFP tokozással is gyártották (ezen utóbbit lusta vagyok megkeresni). Általam ismert maszk jelölései / verziói: maszk 01F43G - Rev1, maszk 71E41J - Rev6, a Rev5-öt sajnos nem tudom... Szegény AMIGA soha nem adott ki 060-al szerelt CPU kártyát (mert a CBM-nek elfogyott a $-ja), ellenben más kiegészítőket gyártó cégek felismerték a processzorban rejlő lehetőségeket és hamarosan megszülettek a kedvenc modelljeinkben használható (A2000, A3000, A4000 és A1200) 68060-as turbók. Isten igazából én ezt a megoldást már fából vaskarikának tartom, a 060-as AMIGA már über-tuningolt cucc, nem gyári masina. Egy olyan gépről tudok, ahol kifejezetten a 060 CPU köré tervezték a vasat, ez pedig a MacroSystem DraCo nevű AMIGA klónja. Ezt a processzort előszeretettel használják telefonközpont alaplapokon (szintén bontottam, bár ez lehet, hogy pont nem az). ;-)

Motorola-MC68060RC.jpg


Folytathatnám a sort a CPU-World által emlegetett "közvetett jogutóddal", a Motorola és az IBM által kreált PowerPC 603 CPU-val... de igazából ez egy ReTRo blog. :-) Elsősorban a "régi szép időkről" és az idő közben kihalt "ősállatokról" szeretek megemlékezni. :-)

4 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://szergitata.blog.hu/api/trackback/id/tr174602117

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

LGB 2012.11.04. 21:32:28

Tavol alljon tolem, hogy a PC-t (es CPU-it vedjem), de azert szerintem jogos az eszrevetel, hogy a 68060 - AFAK - '94-ben jelent meg, a Pentium pedig '93-ban. Ez utobbit szokas osszehasonlitani, mert architekturaban sok tekintetben hasonloak. A 060 viszont mint lathato ujabb, es meg igy is, FPU tekinteteben nagyon alatta maradt a Pentiumnak mivel az nem volt pipeline felepitesu, igy csucsban akar 3x is lassabb volt mint a pentium. Igaz, FPU nelkul valamivel gyorsabb volt 060, amde a kulonbseg nem annyira meggyozo, illetve a 060 vegulis kesobb is jelent meg. Na csak azt akarom mondani, hogy a 68K cpu csalad kapcsan nekem a tortenet "eleje" jobban tetszik, amikor dominansabbnak volt erezheto kepessegei az x86-hoz kepest, mint kesobb. Persze, lehet ezt valaki tovabbi technikai adatokkal cafolna, oszinten ANNYIRA azert nem ismerem a 68K cpu-kat, tehat a tevedes jogat fenntartom :)

Сергей · http://szergely.sfblogs.net/ 2012.11.04. 21:38:10

@LGB: köszönöm a hozzászólást :-) igen, a cikk nem műszaki igényű bemutatás. :-) egyszerűen csak arról van szó, hogy érdemes egymás mellé tenni tetszőleges Motorola CPU-val szerelt gépet és azokat összehasonlítani. Vagy esetleg melléjük tenni a megfelelő x86-os masinát is...

Kompatibilitás szempontjából 3 Motorola processzort szeretek, a 68K-t, a 030-at és a 060-at. :-)

LGB 2012.11.05. 10:12:48

@Сергей: Btw, erre sehol nem talaltam valaszt, hatha akkor te :) Van a Freescale Coldfire nevu CPU-ja ami alapveto 68K-"szeru" CPU-nak indult, de nem teljesen kompatibilis vele (annal "egyszerubb", bar van koze hozza, szoval kb 1 reszhalmaza csak, talan). Viszont - allitolag, es sajnos mar nem remlik hol lattam ezt a hirt, es nem is talalom azota ... - a ColdFire legujabb generacioja sw szinten 68K compatible mar, viszont sokkal nagyobb teljesitmennyel es orajellel mint a 060. Te tudsz errol vmit? Az is lehet am, hogy csak almodtam, mert tenyleg sehol nem talalom ... Wikipedian pl van rola cikk, de sehol nem irjak, hogy full (vagy kozel full) sw 68K compatible lenne akarcsak a legujabb verzioja is. Ha errol van infod: koszi elore is!

Сергей · http://szergely.sfblogs.net/ 2012.11.05. 11:06:10

@LGB: hát nagyon sok minden szóba került már pl. AMIGA újraélesztéssel kapcsolatban, úgy tudom, hogy ez is elakadt...

viszont van egy ATARI projekt:
acp.atari.org/