Was ist so toll an PPC? Es muss etwas geben

Mit dieser Frage im Hinterkopf (die erste, die Stackexchange mir gerade unter den "Fragen mit ähnlichen Titeln" anbietet) möchte ich die Idee der Frage stehlen und sie über PPC stellen.

Was ist daran so toll? Alle anderen Chips, die ich gesehen habe – ARM, MIPS, SuperH, x86 – knacken die Zahlen ganz gut.

Hintergrund dieser Frage - also zu PPC - ist, dass die PPC-Architektur in vielen DSP-Chips, insbesondere in der Automobilindustrie, zum Einsatz kommt. Natürlich könnte dies einfach eine Frage der Dynamik sein und es den Entwicklern ermöglichen, bei einer Architektur zu bleiben, die sie gut kennen, einschließlich der Toolchain. Und natürlich die Software, die sie bisher geschrieben haben.

Aber angenommen, ich beginne ein neues DSP-Projekt, ohne Altlasten mit mir herumzuschleppen - gibt es einen zwingenden Vorteil der PPC-Architektur, der mich davon überzeugen würde, PPC beispielsweise ARM vorzuziehen?

Da ich die Energieeffizienz von ARM-Chips kenne, möchte ich erwähnen, dass mein Design vom Stromnetz und nicht von Batterien betrieben wird.

Man denkt, dass PPC immer noch besser abschneidet als jeder andere Chip, sind strahlungsgehärtete Designs. Dies liegt vor allem daran, dass IBM bei weitem die besten Fabriken für Strahlenhärtung hat, aber sie haben auch Teile des Chips neu gestaltet, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Da AMD übrigens für seine High-End-CPUs die gleichen Fabs verwendet, sind AMD-CPUs deutlich strahlungsresistenter als Intel-CPUs. Wenn Sie Satelliten billig starten.

Antworten (3)

"Was ist so toll am PowerPC?"

Es gibt so viele Möglichkeiten, diese Frage zu beantworten. Es würde mich nicht wundern, wenn es ein Buch zu diesem Thema gibt. Ich werde es so kurz und einfach wie möglich beantworten und die Details dem Leser überlassen ...

Der PowerPC war ein großartiger Prozessor, weil er der richtige Chip zum richtigen Preis zur richtigen Zeit war. Für einen Großteil seines Lebens war es die schnellste verfügbare Nicht-Intel-CPU (die auch allgemein erhältlich war). Im Vergleich zu heutigen CPUs ist der PowerPC gerade noch OK, aber zu der Zeit war er wohl der Beste. Aber auf dem aktuellen CPU-Markt ist ARM die dominierende nicht-Intel-basierte CPU und der PowerPC verblasst schnell. Abgesehen von einigen Nischenanwendungen gibt es keinen guten Grund mehr, ein neues Produkt mit einer PowerPC-CPU zu entwickeln.

Was DSP betrifft, gibt es so viele andere Möglichkeiten, um schnell Zahlen zu verarbeiten, als einen PowerPC zu verwenden. Nur wenige High-End-Versionen des PowerPCs haben jemals gut mit DSP gearbeitet, das wären die mit den Altivec-Anweisungen. Aber das ist alte Technologie und es gibt Intel- und ARM-Prozessoren, die genauso gut, wenn nicht viel besser abschneiden. Es gibt auch dedizierte DSP-Chips, die für diese Anwendung eine moderne Alternative zum PowerPC darstellen würden.

Wenn Sie Leiterplatten von der Stange verwenden können, dann kann Ihnen eine moderne Intel-CPU riesige Mengen an DSP-Leistung für relativ geringe Kosten liefern. Wenn Sie keine Leiterplatte von der Stange verwenden können und Ihre eigene herstellen müssen, sollten Sie ARM-Chips oder dedizierte DSP-Chips (oder ARMs mit dedizierten DSPs von TI) in Betracht ziehen. Ich sage das, ohne Ihre Anwendung zu kennen, also nehmen Sie diesen Rat mit einem großen Salzkorn.

Das Salz habe ich parat, aber der historische Blick und der Überblick über die heutige Situation war hilfreich. Vielen Dank!

Einst galt die x86-Familie als in einem Rechenparadigma gefangen, das immer mehr Megahertz und immer mehr Transistoren verlangte, um mit vergleichsweise einfachen RISC-CPUs wie PowerPC und ARM mithalten zu können.

Kurz gesagt, die damaligen Intel-CPUs konnten in CPU-Zyklen pro Anweisung gemessen werden, während die modernere Architektur und der RISC-Befehlssatz der neueren Designs bedeuteten, dass sie in Anweisungen pro CPU-Zyklus gemessen werden konnten.

Enorme Geld- und Ressourcenbeträge und die Erforschung zahlreicher Sackgassen würden es Intel und AMD schließlich ermöglichen, x86-kompatible Chips zu entwickeln, die CISC-Kompatibilität um einen vereinfachten RISC-ähnlichen Kern wickeln, um mit den RISC-Designs auf einem Niveau zu konkurrieren, das damals unwahrscheinlich schien.

Jeder, der damals eine neue Computerplattform entwickelte, konnte die Schrift an der Wand sehen. Die allgemeine Meinung war, dass die x86-Familie eine technologische Sackgasse sei, wobei sogar Intel seine Forschungsanstrengungen zu dieser Zeit mit i960 und dann mit Itanium in RISC investierte.

In der Zwischenzeit wurde zumindest im Fall von Apple ein Großteil des frühen Geschwindigkeitsvorteils der fortschrittlicheren PowerPC-Chips dadurch verschwendet, dass Benutzer die meiste Software von Drittanbietern mehrere Jahre lang in Emulation ausführen mussten.

Als Apple den Übergang von 68.000 auf PowerPC abgeschlossen hatte, kam Intels revolutionärer Pentium mit einem ähnlichen Preis-Leistungs-Verhältnis daher und bereitete den Weg für den Niedergang von PowerPC.

Die einfache Antwort für den modernen Vorteil der PowerPC-Architektur liegt im Echtzeitbetrieb. Es gibt einen ganzen Markt für sicherheitskritische Geräte, bei dem selbst eine kleine unvorhersehbare Verzögerung ein Problem darstellt. Denken Sie an Bremsen an einem Auto, Avioniksteuerungen für ein Flugzeug und alles, was mit der Raumfahrtindustrie zu tun hat. Eine Verzögerung kann Menschen töten oder Ausrüstung in Millionenhöhe zerstören.

Wenn Sie kein Echtzeit-Betriebssystem (RTOS) verwenden, ist dies wahrscheinlich völlig irrelevant. Windows und die meisten Linux-Varianten sind für den Echtzeitbetrieb unbrauchbar, und die Funktionen des Betriebssystems ruinieren die Echtzeitfähigkeiten des Prozessors.

Intel war noch nie großartig bei Echtzeitsystemen, und die Verbesserungen der Prozessorleistung in den letzten zehn Jahren haben das Prinzip vollständig aufgegeben. Intel führt in seinen Prozessoren ein aktives Scheduling-Management durch, was ein Problem mit Echtzeit darstellt, und hat eine vorausschauende Verarbeitung und andere verschiedene Verbesserungen hinzugefügt. Für den gewöhnlichen Benutzer beschleunigt dies die Leistung, aber es ist ein Problem für den Echtzeitbetrieb.

Es gibt einige neue ARM-Designs, die jetzt ein akzeptables Niveau des Echtzeitbetriebs erreichen, aber im Vergleich zu einem PowerPC immer noch eine deutlich geringere Rechenleistung aufweisen.

Grundsätzlich kann man den Markt so betrachten. Rohe Rechenleistung, Sie wollen Intel. Geringer Stromverbrauch, Sie möchten ARM. Echtzeitbetrieb, Sie wollen PowerPC.

Worauf basiert Ihre Behauptung, dass PowerPC besser für Echtzeitanwendungen geeignet ist als ARM oder x86?
Material zu ARM aus dem Jahr 2016, in dem sie über ihr neues deterministisches Design sprechen und darüber, dass ihre anderen Produktlinien dies nicht sind. ARM stellt das IP her, stellt aber nicht selbst her, daher dauert es ein paar Jahre, bis echte Prozessoren nach dem Design verfügbar sind. anandtech.com/show/10690/…
Material zum eigentlichen Problem des Determinismus in einem Prozessor: electronicdesign.com/embedded/…
Der Klarheit halber sollte ich sagen, dass Intels Problem die x86-Architektur ist, die die Grundlage für alle Core- und Xeon-Prozessoren bildet, zusammen mit den meisten AMD-Prozessoren. Suchen Sie nach Informationen zu „Out-of-Order-Execution“, „Predictive Processing“ und „Task Scheduling“, die die große Bandbreite an Problemen für x86-Prozessoren aufzeigen. Die Atom-Linie wurde für diesen Markt erfunden, hat aber nie wirklich viel Anklang gefunden, und die Leistung ist vergleichbar mit ARM oder extrem langsam im Vergleich zu ihren Core- und Xeon-Linien.
Diese Diskussion enthält auch viel nützliches Hintergrundmaterial zu diesem Thema. Aus Gründen der Klarheit beziehe ich mich auf die Verarbeitung in „harter Echtzeit“ und insbesondere auf „Determinismus“. stackoverflow.com/questions/17308956/…
Hier ist ein guter aus der Atom-Reihe, direkt von Intel. digitallibrary.intel.com/content/dam/ccl/public/…
Hier ist eine weitere gute Einführungsdiskussion zum Thema: stackoverflow.com/questions/12523595/…