Les CPU des Mac : Motorola 68020

1987, l'année du Macintosh II, pas une évolution légère mais un Mac sous stéroïdes où absolument tout pouvait être upgradé ou étendu d'une façon ou d'une autre, et déjà velu à la base!

Entièrement 32 bits!

Enfin le bus mémoire devenait 32 bits, ainsi que le bus d'adresse.

Avec une particularité peu vue dans la nature, hors cartes d'accélération pour 68000, la capacité pour le 68020 de travailler avec des plages d'adresses n'utilisant qu'un bus 16 bits ou même 8 bits.

Avec sa version à 16 Mhz dans le Macintosh II, la bande passante du bus quadruplait d'un coup, et même mieux il y avait un petit cache d'instruction de 256 octets (autour d'une soixantaine d'instructions en moyenne) pour accélérer les boucles, permettant alors au bus de ne plus échanger que des données!

Bien sûr toutes les unités internes deviennent 32 bits, enlevant la pénalité générale de 2 cycles quand on manipule du 32 bits.

Tout cela concourait à faire exploser les performances, triplées en 3 ans!

Instructions CALLM & RETM pour la programmation modulaire

Ces deux instructions feront reparler d'elles, elles ne sont pas les seules que le 68020 apporte à la famille M68k, mais elles se révèleront problématiques, comme d'autres. On en reparle dans une semaine!

Nouveaux modes d'adressages

De nouveaux modes d'adressages sont ajoutés, entre autres ajoutant un niveau d'indirection sur les modes indexés, permettant de travailler sur des données en mémoires pointées depuis des tableaux ou struct de pointeurs mémoires, économisant des instructions intermédiaires et des chargements de registres.

Le 68020 est de ce point de vue plus CISC que le 68000.

Ces nouveaux modes ont aussi été peu utilisés a la sortie, d'abord car incompatibles avec la masse de Mac 68000, ensuite car les compilateurs avaient là aussi du mal à les générer.

Certains logiciels professionnels étaient optimisés pour le 68020.

La FPU MC68881

Enfin arrivait une FPU à accoler à une CPU de la famille M68k.

Rien à dire, elle faisait ce qu'on attendait d'elle, mais elle était hors de prix, et là aussi pour des raisons de compatibilité rares étaient les logiciels la supportant en dehors du monde professionnel (cher).

La PMMU MC68851

Une MMU créée pour gérer de la mémoire Paginée, d'où le P de PMMU, enfin!

Quand l'Intel 80286 savait faire cela depuis près de 5 ans via son Mode Protégé 16 bits et ses Segments devenus Sélecteurs, en moins bien certes mais suffisamment.

Et là aussi Motorola ne s'est pas retenu, une puce trop ambitieuse et aussi trop chère, qui sera rarement utilisée à cause de cela et n'aura aucun avenir!

Apple hMMU

Apple avait un problème avec les logiciels 68000, y compris ses propres ROMS: certains utilisaient l'adressage 24 bits bas en utilisant les 8 bits hauts de l'adresse pour y stocker tout et n'importe quoi, gagnant de la place mémoire, ce qui n'était pas du luxe sur le Macintosh 128K!

Apple a mis un petit circuit sur lequel il a apposé son logo et le nom 'hMMU', qui essentiellement prend les 24 bits d'adresses correct, et finalise l'adresse 32 bits en étendant ceux-ci. Dans les grandes lignes.

Le résultat a été que le Mac II n'avait plus que 16 Mo d'adressable, expliquant sa limite mémoire!

Conclusion

Le Motorola 68020 a permis la création du Macintosh II, une machine ouverte et extrêmement extensible, qui est devenu pendant un an le fer de lance de la gamme, une machine extrêmement désirable. Très puissante.L'alliance de la conception de l'ordinateur ainsi que de son OS et sa ROM permettant à la fois l'intégration efficace et l'extension transparente pour les logiciels.

Mais Motorola avait vu trop grand, trop ambitieux, et le 68030 présenté la semaine prochaine y mettra bon ordre!