Les CPU des Mac : Motorola 68030

Enfin le véritable M68k 32 bits. Le Macintosh IIx de 1988!Le 68030 n'est pas le descendant du 68020, contrairement à ce que vous pourriez lire ici ou là, mais une remise à plat de l'architecture, en se débarrassant des problèmes amenés par celui-ci. Son cousin incompatible qui a réussi en quelque-sorte.Et encore une fois ne croyez pas ce que vous avez lu. Le 68030 n'est pas compatible avec le 68020. Bien plus avec le 68012. Ça n'est encore moins une optimisation du 68020.On est un an plus tard, en 1988, les performances doublent avec le Macintosh IIx, c'est pas 6% de performances en plus mais plus de 100%!Le Macintosh IIx est encore une fois un coup de tonnerre, en terme de performances. Apple est puissant grâce à Motorola. La trahison n'est pas loin.Extensions 32 bitsLes déplacements 16 bits, tant dans les modes d'adressages que les sauts passent à 32 bits, ce qui est bienvenu, un bout de code n'étant plus limité à plus ou moins 32 Ko (64 Ko théoriques), pas plus que les struct ou union en C. On voit plus loin, en 32 bits.Caches (architecture Harvard)Le 68030 dispose d'une architecture de type Harvard avec à la fois un cache d'instruction de 256 octets, essentiellement pour les boucles, et de données aussi de 256 octets, là pour les données dans la pile pour du code C ou Pascal traditionnel.Ces deux caches combinés amènent des gains de performance énorme.Cette architecture de type Harvard est commune à de nombreuses CPU de l'époque, un résultat de recherche ayant bénéficié à tous, plus implémenté dans les CPU dites 'RISC' mais aussi dans certaines CPU CISC dont le 68030. Intel y viendra en partie avec le Pentium, 6 ans après.Toutes nos CPU descendent de cette architecture de cache en 2023!Les instructions 68020 abandonnéesCALLM et RETM dans l'espace utilisateur sont abandonnées, elles ne servent à rien, le MOVEM.L du 68000 rempli une part essentiel de leur usage, et ces langages ne seront pas majeurs (dont Ada malgré ses qualités), on le sait maintenant, mais c'était évidemment impossible à déterminer à l'époque, Motorola a voulu aller trop loin, aller trop de l'avant.D'autres instructions sont aussi enlevées ou modifiées, mais pour ce qui est alors appelé le Mode Superviseur, c'est moins important dans le sens où l'OS doit être adapté, mais incompatible avec le 68020, donc nécessitant des mises-à-jour de l'OS.La MMU 68851 du 68020 incompatible et ses instructions abandonnéesCette MMU ambitieuse pour le 68020 amenait des ralentissements pour l'accès à la mémoire (1 à plusieurs cycles) et devait évidemment comme pour les Intel 80286 puis 80386 être intégrée à la CPU. Ça n'est plus une option pour Motorola sur le marché Unix et des Unix-like, mais une nécessité!Sauf qu'avec l'arrogance de Motorola, ils avaient créé une MMU bien trop ambitieuse pour le 68020, qui ne pouvait être intégrée dans le 68030 sauf à faire exploser les coûts. Jamais utilisée totalement. Trop chère. Un échec.Le 68030 a donc du intégrer un sous-ensemble de la MMU, sans latence ajoutée, ainsi qu'un sous-ensemble des instructions qui lui était dédiées. Là aussi incompatible. Mais performant!La MMU intégrée au 68030 est pragmatique et répond aux besoin, mais là aussi il n'est pas compatible avec le 68020 et sa MMU, pouvant nécessiter du travail au niveau d'un OS pour l'utiliser proprement.Le vrai 68000 32 bits est le 68030Le cousin du 68020, le 68030, est reparti des 68000, 68010 et 68012 (pas vus sur les Macintosh), en intégrant l'essentiel des apports du 68020 mais en se débarrassant du gras, fondamentalement incompatible avec ce dernier et sa MMU, en amenant un saut énorme en terme de performance et en traçant la voie pour la famille M68k.Quand le 68020 a été un cul-de-sac technologique, le 68030 a remis les choses à plat en augmentant les performances et en ouvrant la voie aux futures générations, dont le 68040 et son descendant mort-né.La semaine prochaine nous aborderons une nouvelle CPU Motorola, et une trahison!