二十世纪九十年代，IBM(国际商用机器公司)、Apple(苹果公司)和Motorola(摩托罗拉)公司开发PowerPC芯片成功，并制作出根据PowerPC的多处理器核算机。PowerPC架构的特色是可伸缩性好、便利灵敏。第一代PowerPC选用0.6微米的出产工艺，晶体管的集成度到达单芯片300万个。
跟着PowerPC的 开展，运用PowerPC构架的处理器现已形成了巨大的宗族，在通讯、工控、航天国防等要求高功用和高可靠性的范畴得到广泛应用，是一颗“贵族的芯片”。 现在简直没有什么中文材料具体论述PowerPC宗族谱系，实在是一件惋惜的事。本文就给初学者简介PowerPC宗族。
要论述清楚PowerPC的开展不是一件简略的作业，光是“PowerPC”这个词，就很简略被搞混，尤其是IBM注册了一系列相关的商标。比方Power 、Power PC、PowerPC 这三个词的意义就不止3种，需求工程师聪明的脑筋才干区别它们。一般情况下的PowerPC，指的是运用PowerPC指令集的处理器。
二十世纪九十年代，IBM(国际商用机器公司)、Apple(苹果公司)和Motorola(摩托罗拉)公司共同开发PowerPC处理器。
PowerPC，开端的意义却不是Power，而是Performance Optimized With Enhanced RISC;PC指的是Performance Computing。
现在，干流的PowerPC处理器制作商有IBM、Freescale™ Semiconductor(原摩托罗拉半导体部)、AMCC、LSI等。其间以IBM和Freescale的PowerPC处理器最为盛行。本文就以这两家公司的PowerPC处理器为根底，打开叙述PowerPC宗族。
IBM的PowerPC宗族
IBM现在共有3个首要的PowerPC处理系列：Power、Power PC和CELL。POWER，POWER PC中心，还有一个Star系列。
POWER系列CPU 从1990开端出产、配备到RS/6000(即RISC System/6000)UNIX作业站和服务器上，现在被称为eServer™ pSeries®服务器(最新的名称是POWER System p系列)，首要的类型有POWER 1，POWER 2™，POWER 3™，POWER 4™，POWER 4+，以及现在的POWER 5，POWER 5+和刚刚推出的POWER 6处理器。
最早的801是POWER系列处理器的前身，它的规划十分简略，为了完结一切的指令都能在一个时钟周期内完结，因而缺少浮点运算和并行处理才能，POWER架构为了处理这个问题，或许说逾越801的约束，添加到了100多条指令，成为一种很“杂乱”的精简指令集CPU。
1.POWER 1
发布于1990年，每个芯片大约封装了80万个晶体管。
与 其时其他的处理器不同，POWER 1进行了功用分区，这种规划方案使POWER 1具有十分好的扩展才能，它有独自的浮点寄存器，能够适用于从低端UNIX作业站到高端UNIX服务器各种环境。最早的POWER 1是安装在同一母板上的几个芯片的组合，不过很快就集成到一个芯片中，成为单芯片规划，总计具有超越一百万个晶体管的RISC处理器(RSC，RISC Single Chip，即单芯片的RISC处理器)。POWER 1最成功的应用是被用于火星探路者宇宙飞船上。
2.POWER 2
发布于1993年，每个芯片封装了一千五百万个晶体管。
POWER 2添加了第二个浮点单元处理(floating-point unit，FPU)和更多的缓存。被称为P2SC(Power 2 Scalable Chip)的超级芯片运用CMOS-6S技能，用一个芯片完结了POWER2 8个内核的架构(从这儿你能够看到其实在1993年IBM就现已开端了多核芯片的规划，其实假如包含大型机，在20世纪80年代，就有了多核的概念)，就 是运用这种处理器的32个节点的DEEP BLUE(深蓝)超级核算机，在1997年战胜了国际象棋冠军卡斯帕罗夫。
3.POWER 3
发布于1998年，每个芯片封装了一千五百万个晶体管。
这 是IBM第一款64位对称多处理器结构(SMP)，与原有的POWER指令集彻底兼容，也兼容Power PC指令集，首要用于科学核算，从航空规划、生物制药数据剖析到气候猜测。它具有一个数据预取引擎，非堵塞的内置数据缓存和双浮点处理单元。POWER 3-II选用与POWER 3相同的规划，在制作芯片时运用了铜导线技能，在简直相同的价格制作本钱下，进步了一倍的功用。
4.POWER 4
发布于2001年，每个芯片封装了一亿七千四百万个晶体管。
这 是一款到达GHz主频的处理器，0.18微米铜导线，硅绝缘技能。它具有POWER 3的悉数特性，包含与Power PC指令集兼容，但它又是全新的规划，每个处理器包含两个64位1GHz+ Power PC内核，这是业界第一款批量出产的单芯片双核规划，又被称为单芯片对称多处理规划(multicore design on a single die，SMP on a chip，或许system on a chip)，每个处理器能够一起履行200条指令。POWER 4架构能够制作IBM Regatta(即p690)大型服务器，也被用来规划Power PC 970处理器(在苹果公司被称为Apple G5)。POWER 4+™(又被称为POWER 4-II)是POWER 4主频晋级的进步版。POWER 4 CPU支撑了分区技能，能够将芯片切分红多个单元，运转不同的操作系统。
5.POWER 5 ™
2004 年发布，与POWER 3和POWER 4相似，POWER 5一起运用了POWER和Power PC架构，利用了更快的片内通讯技能、芯片多处理技能、一起多线程技能(simultaneous multithreading，SMT，一个物理CPU内核能够模仿两个逻辑CPU，假如两个线程的作业内容相差较大，则运用SMT技能功用最高能够到达 单个CPU方法履行的1.5~1.7倍)，比POWER 4功用进步了4倍。POWER 5的高端服务器代号为“骑兵队”(“Squadrons”，IBM期望此CPU能好像骑士骑兵冲击相同横扫UNIX服务器商场，成果好像应验了规划者的期 望)。在POWER 5上支撑了微分区(Advanced Virtualization)的功用，能够将一个处理器内核虚拟切分红多个处理器，供操作系统运用，最小的分配粒度为0.1个CPU，同享运用粒度是 1/100个CPU。在2006年，IBM推出了主频进步，封装改变的POWER 5，被称为POWER 5+，最高主频为2.2GHz。
6.POWER 6 ™
在 2007年5月发布，现在最高主频4.7GHz，最高下一年将有超越5GHz主频的版别。片内集成度约为7亿5千万个晶体管。POWER 6将一些总线操控和CPU内核之间的数据通道集成进单一芯片，与POWER 5比较，添加了更多的CPU内核间通讯机制和Cache。POWER 6比较有特色的技能是能够直接支撑10进制数字处理，这是核算机史上的一次回归，咱们从十进制转到二进制以便于核算机处理，而现在，核算机芯片规划现已足 够先进，让咱们能够不再去习惯机器，而是让机器习惯咱们的需求。
POWER 6其他的技能包含双核，128KB的L1 Cache(数据、指令各64KB)，8条两阶流水线支撑在一个时钟周期完结两组32位读或一组64位写操作;两个内核各有4MB“半同享”的L2 Cache，尽管它被一个内核占有，但另一个内核也能够快速拜访它;别的32MB的L3 Cache可被两个内核经过80GB/s的带宽拜访;POWER 6还经过ViVA-2(VirtualVector Architecture)技能进步了向量处理功用;支撑最多1024个虚拟分区也是POWER 6的新特色(POWER 5最多支撑256个分区)。POWER 6特有的10进制运算寄存器、指令能够使它在核算时不会发生2-10进制转化差错，一起也进步了运算速度。POWER 6包含一些额定的电路去支撑Mainframe的指令，开端了整合z系列的实践，而POWER 6L则是“简化”版的芯片，降低了主频，能够用于刀片服务器。
在出产POWER 6的一起，POWER 7也处于严重开发阶段，估计2012年问世。
IBM Power 7处理器选用了IBM的45nm SOI铜互联工艺制程，典型的Power 7处理器具有八个中心，供给4核、6核、8中心类型，晶体管数量到达了12亿，中心面积567mm2，从这儿能够显着看出Power7的异乎寻常，作为比照，相同八中心的Nehalem-EX具有23亿个晶体管，整整多了一倍。
