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{{Expand language|1=en|time=2020-08-27T02:48:59+00:00}}
{{NoteTA|G1=IT}}
{{Infobox CPU architecture
|name = PowerPC
|designer = [[AIM聯盟|AIM]]
|bits = [[32-bit]]/[[64-bit]]（32 → 64）
|introduced = {{start date and age|1992|10}}
|version = 2.02
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|type = [[載入-儲存架構|載入-儲存]]
|encoding = Fixed/Variable (Book E)
|branching = [[狀態暫存器|Condition code]]
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|registers = 32 GPR, 32 FPR
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}}
{{POWER, PowerPC, and Power ISA}}
[[File:IBM_PowerPC601_PPC601FD-080-2_top.jpg|thumb|200px|IBM PowerPC 601處理器]]
'''PowerPC'''（{{langx|en|'''''P'''erformance '''O'''ptimization '''W'''ith '''E'''nhanced '''R'''ISC – '''P'''erformance '''C'''omputing''}}，有時簡稱'''PPC'''）是一種[[精簡指令集]]（[[RISC]]）的[[指令集架构]] ISA（Instruction set architecture），其基本的設計源自[[IBM]]的[[IBM POWER|POWER]]（Performance Optimized With Enhanced RISC{{noteTag|1=《IBM Connect電子報》2007年8月號譯為「增強RISC性能優化」}}）架構。

==歷史==
1991年，[[蘋果電腦|Apple]]、[[IBM]]、[[Motorola]]組成[[AIM联盟]]，意欲發展一泛用的[[微處理器]]架構，其成果即為PowerPC。PowerPC架構基礎來自於1990年随RISC System/6000推出的IBM POWER架構，而POWER架構又是从早期的RISC架构（比如[[IBM 801]]）与[[MIPS架构]]的处理器得到灵感的。PowerPC架构的特点是可伸缩性好、方便灵活。第一代PowerPC采用[[0.6微米製程]]，[[電晶體]]約為单芯片280万个。

以PowerPC架構發展出來的第一個晶片是1993年推出的PowerPC 601，而IBM以PowerPC 601推出了RS/6000 POWERstation 250工作站，蘋果電腦則推出第一代的PowerMacintosh。

1998年，铜芯片问世。

2000年，IBM开始大批推出采用铜芯片的产品，如RS/6000的X80系列产品。[[铜製程]]取代了已经沿用了30年的[[铝製程]]，使矽芯片多CPU的生产工艺达到了[[0.2微米製程|0.2微米]]的水平，单芯片整合了2亿个電晶体，大大提高了运算性能；而1.8V的低[[电压]]操作（原为2.5V）大大降低了[[芯片]]的耗能，容易散热，从而大大提高了系统的稳定性。

但除了蘋果公司的麥金塔電腦以外，使用PowerPC處理器的個人電腦很少，而自2005年起，麥金塔也轉用[[蘋果向英特爾平台遷移|Intel x86]]。

==PowerPC處理器==

===PowerPC 601至PowerPC603e===
<ref>{{Cite book|title=認識POWER PC|url=https://www.worldcat.org/oclc/813868323|publisher=全欣資訊圖書股份有限公司|date=民國84[1995]|location=台北市|isbn=957-726-267-8|oclc=813868323|last=劉|first=光濤}}</ref>
{| class="wikitable"
|+
!
!601
!601v
!602
!603
!603e
!604
|-
|時脈（MHz）
|50至80
|100
|66
|50至80
|100
|100至133
|-
|工作電壓（v）
|3.6
|2.5
|3.3
|3.3
|
|3.3
|-
|功率消耗（w）
|10（80 MHz）
|6
|1.2
|3（80 MHz）
|3.5
|17.5
|-
|製程（micrometer）
|0.6
|0.5
|0.5
|0.5
|0.5
|0.5
|-
|晶片大小（mm2）
|120
|74
|50
|120
|98
|197
|-
|電晶體數
|280萬
|280萬
|100萬
|160萬
|260萬
|360萬
|-
|快取大小（KB）
|共用32
|共用32
|資料、指令各4
|資料、指令各8
|資料、指令各16
|資料、指令各16
|-
|匯流排
|位址32位元，資料64位元
|位址32位元，資料64位元
|位址32位元，資料64位元
|位址32位元，資料32或64位元
|位址32位元，資料32或64位元
|位址32位元，資料32或64位元
|-
|SPECint92
|85（80 MHz）
|105
|40
|75（80 MHz）
|120
|200（133MHz）
|-
|SPECfp92
|105（80 MHz）
|125
| -
|85（80 MHz）
|105
|200（133MHz）
|}

=== PowerPC 604e ===
[[Image:IBM PPC604e 200.jpg|thumb|left|蘋果公司的Network Server 700處理器子版上的 200 MHz IBM製 PowerPC 604e 處理器。]]

PowerPC 604e 於 1996 年 7 月推出，改進了記憶體子系統與分支預測，而記憶體匯流排時脈為66MHz，有 510 萬個電晶體，採用 0.35 μm CMOS 製造，晶片大小為 148 平方毫米或 96 平方毫米，工作時脈為166至233 MHz，在 233 MHz 時功率消耗為 16-18 W。與前代產品相比，性能提高了 25%。<ref>{{cite web |url=http://www.ibm.com/chips/techlib/techlib.nsf/products/PowerPC_604e_Microprocessor |title=IBM's PowerPC 604e page |access-date=2022-05-14 |archive-date=2009-05-30 |archive-url=https://archive.today/20090530031602/http://www.ibm.com/chips/techlib/techlib.nsf/products/PowerPC_604e_Microprocessor }}{{cbignore|bot=medic}}</ref><ref>{{cite web |url=http://www.nxp.com/pages/microprocessor:MPC604E? |title=NXP's PowerPC 604e page |access-date=2022-05-14 |archive-date=2016-03-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160303105113/http://www.nxp.com/pages/microprocessor:MPC604E }}</ref>

====PowerPC 604ev "Mach5"====
PowerPC 604ev、604r （或稱“Mach 5”）於 1997 年 8 月推出，是製程改進為 0.25 μm CMOS的PowerPC 604e，晶片面積減至47 平方毫米，工作時脈提升至250 到 400 MHz ，記憶體匯流排速度為100MHz，而功率消耗在 250 MHz 時則為 6 W。雖然蘋果公司在 1998 年轉而使用 PowerPC 750，但 IBM 仍在其 RS/6000 工作站的入門級型號中使用PowerPC 604ev。

=== PowerPC 7xx ===
第三代的PowerPC 微處理器是PowerPC 7xx，由蘋果公司稱為 PowerPC G3，於 1997 年 11 月 10 日推出；G3一詞常被使用於蘋果電腦的機種，例如 PowerBook G3、彩色 iMac、iBook 和藍色以及白色的 Power Macintosh G3。PowerPC 7xx系列由於低功耗與小尺寸，是筆記型電腦的理想選擇，一直使用到麥金塔轉用x86處理器之前，而且也廣泛使用於嵌入式設備，如印表機、路由器、儲存設備、太空船和遊戲機<ref>{{cite web|title=NASA's $2.5bn Curiosity rover: An Apple PowerBook on wheels|url=https://www.theregister.co.uk/2012/08/08/mars_probe_cpu/|access-date=2022-05-14|archive-date=2019-01-05|archive-url=https://web.archive.org/web/20190105164351/https://www.theregister.co.uk/2012/08/08/mars_probe_cpu/}}</ref>。但7xx 系列的弱點在於並未支持對稱多處理、缺乏單指令流多資料流能力，以及相對較弱的浮點運算功能。摩托羅拉的 74xx 系列處理器針對這些問題進行設計與改進。

===[[PowerPC G4|PowerPC 7400]]===
[[PowerPC G4|PowerPC 7400]]（代號“Max”）於 1999 年 8 月推出，又被稱為「G4」，工作時脈為 350 至 500 MHz，有1050 萬個電晶體，以摩托羅拉的 0.20 μm HiPerMOS6 製造，晶片尺寸為 83 mm2，採用銅製程。但摩托羅拉曾向蘋果承諾將提供工作時脈500 MHz 的晶片，但初期良率過低，使得蘋果無法推出宣傳的 500 MHz 之 PowerMac G4，在摩托羅拉處理此問題時，蘋果只好將PowerMac G4型號的工作時脈從 400、450 和 500 MHz 降到 350、400 和 450 MHz。該事件導致蘋果與摩托羅拉的關係出現裂痕，據報導蘋果向 IBM 尋求幫助，以提高摩托羅拉 7400 系列的產量<ref>{{Cite web|title=Motorola and IBM Reveal PowerPC Plans|url=https://www.macworld.com/article/158184/motorola-7.html|access-date=2022-05-14|archive-date=2021-11-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20211129152554/https://www.macworld.com/article/158184/motorola-7.html}}</ref>。後來在 2000 年 2 月 16 日蘋果的PowerMac 500 MHz型號上市。

最後一款使用 G4 的桌上型麥金塔是 Mac Mini；筆記型電腦的 iBook G4 與PowerBook G4後來都改用英特爾x86處理器。但還有其他平台也使用 PowerPC G4 處理器，例如 AmigaOne 系列機種和 Genesi 的 Pegasos；而 PowerPC G4 也常用於嵌入式系統，例如路由器、電信交換機、影像與媒體處理、航空電子設備和軍事應用；其 AltiVec 及對稱多處理功能在這些領域可發揮所長。

=== PowerPC 970 ===
PowerPC 970、PowerPC 970FX 和 PowerPC 970MP 是 IBM 於 2002 年推出的 64 位元 PowerPC 處理器，而蘋果公司在採用此系列處理器的麥金塔，稱之為 PowerPC G5。本系列是 IBM 和蘋果以POWER4為基礎合作開發的<ref>{{cite web|title=Apple Unleashes the World's Fastest Personal Computer—the Power Mac G5|url=https://www.apple.com/newsroom/2003/06/23Apple-Unleashes-the-Worlds-Fastest-Personal-Computer-the-Power-Mac-G5/|date=23 June 2003|publisher=Apple|access-date=2022-05-14|archive-date=2021-12-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20211216111135/https://www.apple.com/newsroom/2003/06/23Apple-Unleashes-the-Worlds-Fastest-Personal-Computer-the-Power-Mac-G5/}}</ref><ref>{{cite web|title=Apple and IBM Introduce the PowerPC G5 Processor|url=https://www.apple.com/newsroom/2003/06/23Apple-and-IBM-Introduce-the-PowerPC-G5-Processor/|access-date=2017-12-04|date=23 June 2003|publisher=Apple|archive-date=2022-04-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20220421214222/https://www.apple.com/newsroom/2003/06/23Apple-and-IBM-Introduce-the-PowerPC-G5-Processor/}}</ref>，項目代號為 GP-UL 或 Giga Processor Ultra Light{{noteTag|1=Giga Processor 是PowerPC 970設計基礎之 POWER4 處理器的代號}}。蘋果推出 PowerMac G5 時曾表示這是一項為期五年的合作成果，且有多個世代的未來發展路線圖。但一年以後蘋果不得不收回推出使用 3 GHz 處理器之PowerMac G5的承諾，IBM 也無法將功耗降低到可供筆記本電腦所用的水準，使得蘋果的筆記型電腦仍然採用PowerPC G4。最終蘋果轉用x86處理器於麥金塔電腦。此外，IBM 的 JS20/JS21 刀鋒伺服器和一些低階工作站和 System p 伺服器使用了 PowerPC 970。有些高階嵌入式系統（如 Mercury 的 Momentum XSA-200）也使用了PowerPC 970。 IBM 也將 PowerPC 970 內核授權其他廠商用於自定使用。

== 產品應用 ==
較廣為人知的產品應用包含：

*[[蘋果公司]]：[[Power Macintosh]]系列、[[PowerBook]]系列（1995年以後的產品，開始使用PowerPC 603系列）、[[iBook]]系列、[[iMac]]系列（2005年以前的產品）、[[eMac]]系列產品。
*[[任天堂]]：[[GameCube]]<ref name="power-to-the-people"/>、[[Wii]]和[[Wii U]]。
*[[微软]]：[[Xbox 360]]<ref name="power-to-the-people">{{cite web|url=http://www.ibm.com/developerworks/power/library/pa-powerppl/|title=POWER To The People|date=March 30, 2004|publisher=IBM|archiveurl=https://web.archive.org/web/20130204034335/http://www.ibm.com/developerworks/power/library/pa-powerppl/|archivedate=2013-02-04|accessdate=2017-11-10|dead-url=no}}</ref>
*[[索尼]]：[[PlayStation 3]]<ref name="power-to-the-people"/>

== 相關條目 ==
* [[RTEMS]]
*[[OpenPOWER基金會]]

==備註==
{{noteFoot}}

==参考文献==
{{reflist}}

[[Category:IBM处理器]]
[[Category:微處理器]]
[[Category:POWER架構]]
[[Category:1991年面世]]
[[Category:指令集架構]]

PowerPC - 版本历史

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