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PowerPC(パワーピーシー、Performance optimization with enhanced RISC for Personal Computer)は1991年にアップルコンピュータ、IBM、モトローラの提携によって開発された、RISCタイプのCPU(マイクロプロセッサ)のアーキテクチャおよび製品である。

PowerPCはIBMのPOWERアーキテクチャをベースに開発され、アップルコンピュータ社のMacintoshなどで採用された。現在ではゲーム機をはじめとした組み込みシステム、スーパーコンピュータで広く使われている。なお、POWER3以降は、POWERファミリ自体がPowerPCアーキテクチャに準拠している。

◆概要

アーキテクチャとして、動作のベースとなる命令セットや基本的なレジスタセット、メモリアドレッシング、キャッシュモデルなどを規定しているが、それらをどのように実装すべきかまでは規定していない。

そのため実際に製造されるモデルは高速化のためにアーキテクチャレベルでは規定されていない機構(L2、L3キャッシュや関連レジスタなど)を備えているのが普通である。

性能の割に低消費電力でダイサイズも小さいという特性から、ゲーム機やハイエンドのルータなどのネットワーク機器、レーザープリンタなどの分野で広く使われており、高性能な組み込みシステム向けプロセッサとしてよく使われる。FPGA用のIPコアとして提供されているものもある。もともとはAIMプラットフォームのCPUという意味で開発されたものだが、CPU以外は開発されなかったため、今日まで残る同プロジェクト唯一の成果物でもある。

デスクトップコンピュータ用としては、アップルコンピュータ社のPower MacintoshおよびPower Macに採用されていたほか、IBM の一部のワークステーション、サーバやBlueGene/Lをはじめとするスーパーコンピュータにも採用されている。その他、現行の据え置き型ゲーム機は、三機種(Wii、プレイステーション3、Xbox 360)とも全てPowerPCアーキテクチャを採用している。

現在、PowerPCプロセッサはモトローラから半導体部門を分離して設立されたフリースケール・セミコンダクタとIBMが開発・製造を行っており、PowerPC派生品種のCellプロセッサはIBMと東芝セミコンダクターが設計・製造している。また、4xx のシリーズ(組込み系)は AMCC に売却されている。

◆ 設計特徴

PowerPCはRISCの思想で作られており、スーパースカラ方式で命令を実行する。

ベースにしたPOWERの特徴に、さらにいくつかの変更を加えた。

・バイエンディアン(ビッグエンディアンおよびリトルエンディアンのサポート。G5を除く)

・単精度浮動小数点演算に倍精度浮動小数点演算の追加

・32ビット命令と完全下位互換の64ビット命令セット

・32個のGPR(汎用レジスタ)と32個のFPR(浮動小数点レジスタ)

・POWERアーキテクチャのうち、複雑なものを省いた命令セット。RISCプロセッサとしては、比較的複雑な命令も含む。

・複雑な命令など一部を除き、命令は基本的にハードワイヤード (Hard-Wired) ロジックで実装(一部マイクロコードで実装)

・G4(第4世代)シリーズでは128ビット単位でベクトル演算を行う『AltiVec(IBMはVMX、アップルコンピュータではVelocity Engineと表現している)』を採用

1998年のPOWER3以降は、POWERも64ビットPowerPC仕様に準拠したアーキテクチャを採用している。

◆ 歴史

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