모토로라 68040
Motorola 68040| 일반 정보 | |
|---|---|
| 시작됨 | 1990 |
| 설계자 | 모토로라 |
| 퍼포먼스 | |
| 최대 CPU 클럭 속도 | 25MHz ~ 40MHz |
| 데이터 폭 | 32비트 |
| 주소 폭 | 32비트 |
| 캐시 | |
| L1 캐시 | 독립 MMU 및 TLB가[1] 있는 지침 및 데이터용 각각 4096바이트 |
| 건축과 분류 | |
| 명령 집합 | 모토로라 68000 시리즈 |
| 물리적 사양 | |
| 트랜지스터 |
|
| 패키지 | |
| 제품, 모델, 모델 | |
| 변종 |
|
| 역사 | |
| 전임자 | 모토로라 68030 |
| 후계자 | 모토로라 68060 |
모토로라 68040("sxty-8oh-forty")은 1990년에 출시된 모토로라 68000 시리즈의 32비트 마이크로프로세서다.68030의 후계자로 68060이 그 뒤를 잇고 있다.68050은 없었다.일반적인 모토로라 명명법에 따라, 68040은 종종 단순히 '040(oh-4-oh 또는 oh-forty)이라고 불린다.
68040은 온칩 플로팅 포인트 유닛(FPU)을 가진 최초의 680x0 패밀리였다.따라서 그것은 이전에 68030에 추가된 FPU와 메모리 관리 유닛(MMU)과 같은 외부 칩을 필요로 했던 모든 기능을 포함시켰다.또한 각각 4킬로바이트의 분할 명령과 데이터 캐시가 있었다.그것은 여섯 단계로 완전히 파이프라인으로 되어 있었다.
Versions of the 68040 were created for specific market segments, including the 68LC040, which removed the FPU, and the 68EC040, which removed both the FPU and MMU. Motorola had intended the EC variant for embedded use, but embedded processors during the 68040's time did not need the power of the 68040, so EC variants of the 68020 and 68030 continued 디자인에 일반적이다
모토로라는 몇 개의 스피드 등급을 생산했다.16MHz와 20MHz 부품은 절대 적격(XC 지정)되지 않고 시제품 샘플로 사용되었다. 25MHz와 33MHz 등급은 전 라인에 걸쳐 특징지어졌으나 2000년경까지는 40MHz 등급은 "전체" 68040에 불과했다.계획된 50 MHz 등급이 열 설계 엔벨롭을 초과하여 취소되었다.
사용법
애플 매킨토시 컴퓨터에서는 68040이 매킨토시 쿼드라에 도입되어 칩의 이름을 붙였다.가장 빠른 68040 프로세서는 40MHz로 클럭 처리되었으며 쿼드라 840AV에서만 사용되었다.(단수명) 매킨토시 센트리스 라인에서 더 비싼 모델도 68040을 사용했고, 값싼 쿼드라, 센트리스, 매킨토시 Performa도 68LC040을 사용하였다.68040은 또한 아미가 4000과 아미가 4000T와 같은 다른 개인용 컴퓨터뿐만 아니라 다수의 워크스테이션, Alpha Microsystems 서버, HP 9000/400 시리즈 및 이후 버전의 NeXT 컴퓨터에서도 사용되었다.
디자인
68040은 설계 초기에 트랜지스터 예산 한계에 부딪쳤다.MMU가 실제로 트랜지스터에 저장된 CPU와 동일한 다이 위에 있는 많은 트랜지스터를 가져가지 않았지만, FPU는 확실히 가져갔다.모토로라의 68882 외장 FPU는 매우 높은 성능의 유닛으로 알려져 있었으며, 모토로라는 수익성이 높은 전체 "RC" 유닛 대신 68882의 "LC" 버전을 사용하는 통합업체들을 위험하게 만들고 싶지 않았다. (680x0 시리즈로 모토로라의 멀티프로세싱 모델에 대한 정보는 모토로라 68020을 참조)따라서 68040의 FPU는 IEEE 초월 기능을 불가능하게 만들었는데, 이는 68881과 68882 둘 다에서 지원되었으며, 당시의 인기 프랙탈 생성 소프트웨어에서 거의 사용되지 않았다.모토로라 부동 소수점 지원 패키지(FPSP)는 이러한 지시를 인터럽트된 소프트웨어로 에뮬레이트했다.이것은 예외 핸들러였기 때문에 초월 함수의 과도한 사용은 심각한 성능 저하를 초래했다.
68040년대 내내 열은 항상 문제였다.68020과 68030보다 4배 이상 높은 클럭당 성능을 제공했지만, 칩의 복잡성과 전력 요구사항은 큰 다이와 큰 캐시에서 나왔다.이는 프로세서의 스케일링에 영향을 미쳤으며 클럭 속도가 40MHz를 초과하는 상태에서 실행될 수 없었다.50 MHz 변종이 계획되었지만 취소되었다.오버클록 매니아들은 80MHz 부품 대신 100MHz 오실레이터를 사용해 50MHz에 이르는 성공과 팬과 함께 대형 열제거원을 추가하는 기법을 사용했다고 보고했다.
68040은 인텔 80486과 동일한 기능을 제공했지만, 24시간 기준 정수와 부동 소수점 명령에서 인텔 칩을 크게 능가할 수 있었다.[2][3]
변형
68EC040
68EC040은 임베디드 컨트롤러(EC)를 위해 고안된 모토로라 68040 마이크로프로세서의 버전이다.FPU도 MMU도 없다는 점에서 68040과 차이가 있다.이 때문에 비용이 적게 들고 전력도 적게 소모된다.68EC040은 모델 2900, 2948G, 2980G, 4000, 4500, 5000, 5500, 6000, 6000, 6500 및 7600의 핵심인 Cisco 스위치 슈퍼바이저 엔진 I에서 사용되었다.
68LC040
68LC040은 FPU가 없는 모토로라 68040 마이크로프로세서의 저비용 버전이다.이것은 그것을 덜 비싸게 만들고 더 적은 전력을 소비하게 한다.CPU는 현재 모토로라 68030과 더 비슷한 기능 차트에 들어 있지만 68040의 캐시와 파이프라인을 계속 포함하고 있어 68030보다 훨씬 빠르다.
68LC040의 일부 마스크 개정판에는 소프트웨어 FPU 에뮬레이터를 사용할 때 칩이 올바르게 작동하지 못하게 하는 버그가 포함되어 있었다.모토로라의 에라타에 따르면 마스크 세트 2E71M 이상이 탑재된 칩에는 버그가 들어 있지 않다.[4]이 새로운 마스크는 1995년 중반에 도입되어 68LC040 칩을 MC 상태로 전환하였다.[5]
버기 개정판은 일반적으로 68LC040 기반의 애플 매킨토시 컴퓨터에서 찾아볼 수 있다.마스크 세트 2E23G(LC 475에 사용된 것) 칩에 결함이 확인됐다.F-라인 예외가 트리거될 때 보류 중인 쓰기가 손실되는 것과 관련된 고장.[6]68040은 현대식 x86 칩 방식으로 마이크로코드를 업데이트할 수 없다.즉, 부동 소수점 기능이 필요한 소프트웨어를 사용하는 유일한 방법은 버기 68LC040을 이후 개정판 또는 완전 68040으로 교체하는 것이다.
피쳐 테이블
| 변종 | MMU | FPU |
|---|---|---|
| 68040 | 네 | 네 |
| 68LC040 | 네 | 아니요. |
| 68EC040 | 아니요. | 아니요. |
기술자료
| CPU 클럭 속도 | 25, 33, 40 MHz |
| 생산공정 | 정적 CMOS 0.8μm, 0.65μm, Freescale 0.57μm |
| 칩 캐리어 | 세라믹 PGA 179개, QFP 184개 |
| 주소 버스 | 32비트 |
| 데이터 버스 | 32비트 |
| 명령 집합 | CIC |
| 트랜지스터 | ~1,200,000 |
ATC = 주소 변환 캐시
참조
- ^ "MC68040 Product Summary Page". Archived from the original on 14 January 2012.
- ^ "CISC: The Intel 80486 vs. The Motorola MC68040". July 1992. Retrieved 20 May 2013.
- ^ "68040 Microprocessor". Archived from the original on 16 February 2012.
- ^ "Documentation Clarification for MC68040". Freescale. Retrieved 20 May 2013.
- ^ "E71M and E42K MC-Qualified Mask Sets". Freescale.com. Retrieved 24 July 2012.
- ^ "NetBSD Problem Report #13078: Mac 68LC040 problem". Gnats.netbsd.org. Retrieved 24 July 2012.
추가 읽기
- Savard, John J. G. (2018) [2007]. "The Decimal Floating-Point Standard". quadibloc. Other Recent Decimal Floating-Point Formats. Archived from the original on 3 July 2018. Retrieved 16 July 2018.
