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Dossier : La genèse des processeurs PowerPC
(Article écrit par David Brunet - août 2026)


Au début des années 1990, alors que le rouleau compresseur Wintel était sur le point d'être lancé, une alliance improbable entre trois géants de l'informatique (Apple, IBM et Motorola) tenta de reprendre la main technologique sur l'informatique. Nous vous raconterons dans cet article la genèse du PowerPC, des architectures qui y furent rattachées, des premières machines PowerPC, ainsi que des premiers matériels Amiga dotés de ce processeur qui avait tout pour réussir.

1. Le pari RISCé d'IBM dans les années 1970
2. L'alliance AIM
3. Le centre de conception de Somerset
4. Le PowerPC 601
5. Le PowerPC 601 face aux autres processeurs de l'époque
6. Les premières machines PowerPC
7. Création d'une lignée de processeurs PowerPC
8. Projets d'unification : PReP et CHRP
9. PowerPC sur Amiga : annonces, tatônnements et cartes accélératrices
10. Les premiers ordinateurs Amiga PowerPC
11. Conclusion


1. Le pari RISCé d'IBM dans les années 1970 [retour au plan]

Tout commença dans les années 1970 chez IBM, société américaine, la référence en matière d'informatique. Le chercheur John Cocke, souvent considéré comme le père du RISC (Reduced Instruction Set Computer), travaillait sur le projet de l'ordinateur expérimental 801. Son constat était simple : la majorité des logiciels n'utilisaient qu'une infime fraction des instructions complexes des processeurs de l'époque. Donc, en simplifiant le jeu d'instructions, on pouvait exécuter chaque opération en un seul cycle d'horloge...

John Cocke
John Cocke

Cette recherche mena IBM à créer l'architecture "POWER" (Performance Optimization With Enhanced RISC) pour ses stations de travail RS/6000 en février 1990. Le premier processeur de l'architecture POWER fut le RIOS-1, ce n'était pas initialement une simple puce, mais une carte complexe en céramique d'environ 13 cm de côté, composée de plusieurs circuits intégrés. Le RIOS-1 était, en effet, un titan physique, il se composait de dix puces : une unité d'instructions, une unité de calcul entier, une unité de calcul flottant, ainsi que plusieurs puces de cache et de stockage de données. Il fut, en outre, le premier microprocesseur à utiliser le renommage de registres et l'exécution dans le désordre.

RIOS-1
Schéma du RIOS-1

RIOS.9
Processeur POWER RIOS.9 pour une station de travail RS/6000

Mais IBM réalisa que pour conquérir le marché, il fallait miniaturiser ce monstre. Une version simplifiée et moins puissante du RIOS-1 fut alors créée en 1992 pour les modèles RS/6000 d'entrée de gamme. Ce nouveau processeur, cadencé à 33 et 45 MHz, ne comportait qu'une seule puce et se nommait "RISC Single Chip", ou RSC. Bien que moins puissant (le cache était réduit et le bus de données simplifié), le RSC prouva que l'on pouvait faire tenir l'intelligence du POWER sur un seul morceau de silicium. Ce fut le socle sur lequel tous les processeurs PowerPC furent bâtis.

RSC
Schéma du RSC

L'architecture POWER initiale engendra cette lignée de processeurs :
  • RIOS-1 : la version originale à dix puces.
  • RIOS.9 : une version moins puissante du RIOS-1.
  • POWER1+ : une version plus rapide du RIOS-1, bénéficiant d'un processus de fabrication réduit (finesse de gravure améliorée).
  • POWER1++ : une version encore plus rapide du RIOS-1.
  • RSC : une implémentation du RIOS-1 sur une seule et unique puce.
  • RAD6000 : une version modifiée du RSC afin de résister aux radiations, principalement destinée à l'espace.
2. L'alliance AIM [retour au plan]

À la fin des années 1980, le paysage informatique était divisé. Mis à part quelques rares cas (le RT PC d'IBM et l'Archimedes d'Acorn), tous les ordinateurs personnels utilisaient des processeurs CISC (Complex Instruction Set Computer) comme l'Intel 80386 ou le Motorola 68030. D'un autre côté, les stations de travail professionnelles (Sun, HP, IBM) migraient vers le RISC (Reduced Instruction Set Computer), cette fameuse architecture permettant d'exécuter des instructions plus simples mais beaucoup plus rapidement.

Au début des années 1990, Microsoft et Intel commençèrent à verrouiller le marché du PC, menaçant de reléguer Apple au rang d'acteur secondaire et IBM au rang de simple assembleur de clones sans contrôle sur... sa propre plate-forme. Apple réalisa que l'architecture Motorola 68k ne pouvait pas suivre la cadence imposée par Intel avec ses 486. De son côté, IBM, bien qu'inventeur du PC, vit Microsoft dominer le logiciel et Intel le matériel. Motorola, quant à elle, vit son architecture 88000 RISC échouer commercialement.

Les inquiétudes de ces trois entreprises les forcèrent à revoir leurs stratégies. Le rapprochement commença par une rencontre secrète à la fin de l'année 1990 entre Jack Kuehler (IBM) et John Sculley (Apple). Les discussions eurent lieu dans une atmosphère de méfiance extrême. Apple craignait qu'IBM ne veuille simplement "aspirer" son interface graphique, tandis qu'IBM craignait qu'Apple ne soit pas un partenaire assez stable. Le point de rupture faillit être atteint sur la question de la fabrication : IBM voulait produire toutes les puces, mais Apple exigeait que Motorola soit impliqué pour garantir une seconde source d'approvisionnement et maintenir des prix compétitifs.

Mais au fil des mois, les positions se rapprochèrent et les problèmes furent aplanis. Ainsi, le 3 juillet 1991, une annonce historique fut faite : Apple, IBM et Motorola formèrent l'alliance AIM.

AIM

L'accord prévoyait trois piliers : la création du processeur PowerPC, le développement d'un système d'exploitation orienté objet (Taligent) et la création d'un environnement multimédia universel (Kaleida). Il était prévu qu'IBM et Motorola fabriquent des processeurs pour la nouvelle plate-forme, dérivée de la plate-forme RS/6000 d'IBM, revue pour accueillir le nouveau style de bus 60x propre au PowerPC.

John Sculley (PDG d'Apple) déclara alors :
"Nous voulons créer une fondation technologique ouverte qui permettra à l'industrie de passer à une nouvelle génération d'informatique, capable de gérer la vidéo, l'audio et des interfaces graphiques complexes avec une aisance inédite."
Jack Kuehler (président d'IBM) déclara lors de l'annonce :
"Nous ne sommes pas ici par désespoir, mais par vision. Le marché change et aucune entreprise ne peut plus dicter sa loi seule."
A l'époque, cette alliance AIM était vue comme contre-nature, tant le passif entre Apple et IBM était chargé d'une hostilité presque maladive. Pour Apple, IBM incarnait depuis 1981 le "Big Brother" de George Orwell, monolithique et sans âme. Cette image fut immortalisée par la célèbre publicité "1984" de Ridley Scott qui présentait le Macintosh comme l'ultime rempart de la liberté face à l'oppression incarnée par IBM. La poignée de main entre John Sculley et Jack Kuehler en 1991 fut ainsi perçue comme un séisme culturel : les "pirates" du Macintosh, habillés en jeans et à la hiérarchie horizontale, face aux cadres d'International Business Machines, en costume-cravate et avec sa bureaucratie rigide.

1984
La publicité 1984 d'Apple

Sur le plan stratégique et technique, ce partenariat exigeait des sacrifices industriels qui semblaient insurmontables quelques mois plus tôt. IBM posa une condition non négociable à l'alliance : le futur processeur devait être dérivé de son architecture POWER. Pour rejoindre l'aventure, Motorola dut accepter d'abandonner ses propres investissements dans l'architecture RISC 88000 (88k) pour devenir le simple fabricant d'une puce dérivée de l'architecture POWER d'IBM. Apple, de son côté, dut jeter aux orties ses prototypes Jaguar (voir paragraphe suivant) déjà basés sur le 88k pour repartir de zéro. Cette collaboration forcée obligea des ingénieurs aux philosophies radicalement opposées à cohabiter, IBM privilégiant la puissance brute pour serveurs tandis qu'Apple exigeait une efficacité thermique pour ses ordinateurs personnels, le tout sous l'oeil d'un Motorola soucieux de rentabiliser ses usines.

Le Projet Jaguar

Dès la fin des années 1980, Apple savait que l'architecture des processeurs Motorola 68000, utilisés dans ses Macintosh, arrivait en bout de course face à la déferlante des processeurs RISC (MIPS, SPARC,...). Pour préparer l'avenir, Apple lança en interne le projet ultra-secret "Jaguar". L'objectif était de concevoir un ordinateur de rupture, une station de travail haut de gamme dotée d'une architecture révolutionnaire. Pour propulser cette machine, Apple choisit le processeur Motorola 88110, la puce RISC sur laquelle Motorola misa alors tout son avenir. Mais le développement patina, Motorola accumula les retards de fabrication et l'architecture du 88000 peina à convaincre l'industrie. Comprenant que Motorola ne pouvait pas rivaliser seul face à Intel, Apple décida d'utiliser le projet Jaguar comme monnaie d'échange : Apple poussa Motorola à abandonner son architecture 88000 moribonde pour s'allier à IBM, un géant capable de produire du silicium en masse. Ce fut donc en partie sur les cendres du projet Jaguar et du Motorola 88000 que naquit l'alliance AIM et le processeur PowerPC.

Le Projet Star Trek

Peu de gens savent également qu'avant de choisir le PowerPC, Apple explora une option radicalement différente : faire tourner System 7 sur des processeurs Intel. Ce projet secret, qui remonta à 1992 et qui fut nommé "Star Trek", visait à porter le système d'exploitation des Macintosh sur des puces 486. Fred Anderson (ancien directeur financier d'Apple) commenta plus tard : "Le projet Star Trek prouva que nous pouvions faire tourner notre système d'exploitation sur processeurs Intel, mais cela aurait tué notre différenciation matérielle et nous aurait livrés pieds et poings liés à Microsoft. L'alliance avec IBM était une quête d'indépendance."

3. Le centre de conception de Somerset [retour au plan]

La concrétisation de cette vision commune passa par l'ouverture du Somerset Design Center à Austin, au Texas, en janvier 1992, après un investissement d'environ un milliard de dollars. Le nom "Somerset" fut choisi par Russell Stanphill de Motorola. Il faisait référence à la légende de la Table Ronde du Roi Arthur, où les chevaliers déposaient leurs armes et s'asseyaient ensemble pour discuter de leurs objectifs communs.

Russel Stanphill
Russel Stanphill de Motorola

Dans ce complexe de 7500 mètres carrés, jusqu'à 300 personnes des trois firmes y travaillèrent ensemble, malgré des cultures d'entreprise radicalement différentes. Pour éviter les conflits de culture d'entreprise, le centre fonctionnait comme une entité quasi indépendante. Le centre était ainsi dirigé par un trio composé de Phil Hester (IBM), Keith Diefendorff (Apple) et Russell Stanphill (Motorola). Somerset était considéré comme une zone neutre, les insignes ne portaient pas le logo de l'entreprise d'origine, mais uniquement celui du centre Somerset (un dessin stylisé représentant un soleil levant). Lors des premières réunions au centre de Somerset, les ingénieurs d'IBM arrivaient en costume, tandis que ceux d'Apple arrivaient en short et sandales. On raconta que pour faciliter la collaboration, une règle tacite fut instaurée : tout le monde devait adopter une tenue décontractée pour briser les barrières hiérarchiques d'IBM.

Somerset Design Center
Le Somerset Design Center

C'est ici que l'on combina l'expertise d'IBM en matière d'architecture RISC et de conception de stations de travail avec l'expérience de Motorola dans la fabrication de semi-conducteurs et la conception de processeurs à haut volume, afin de répondre aux besoins d'Apple pour sa prochaine génération d'ordinateurs Macintosh. Les objectifs étaient de "réduire" l'architecture POWER d'IBM pour la faire tenir sur une seule puce, augmenter les fréquences d'horloge, faciliter l'exécution superscalaire, ajouter la gestion du multiprocesseur et assurer l'évolutivité vers le 64 bits. Ainsi naquit le PowerPC (Performance Optimization With Enhanced RISC Performance Computing). Pour y parvenir, plusieurs choix architecturaux furent opérés :
  • L'élimination des instructions complexes (instructions qui compliquaient inutilement le pipeline ou nécessitaient trop de transistors).
  • Une architecture pensée pour permettre des implémentations variées (du processeur basse consommation pour ordinateur portable au processeur haute performance pour serveurs).
  • La compatibilité logicielle avec la maintenance d'un pont logiciel afin d'exécuter efficacement les applications existantes.
Ce fut également dans ce centre que fut résolue la complexité de l'unité de branchement (Branch Processing Unit) du premier PowerPC, permettant à ce processeur de traiter les instructions à une vitesse qui stupéfia l'industrie lors des premiers tests en 1993.

Dans le cadre de cette alliance, IBM accorda à Motorola une licence pour utiliser l'architecture POWER afin de codévelopper le PowerPC. Ainsi, Motorola n'était pas un simple sous-traitant d'IBM. Grâce à cette licence, Motorola pouvait fabriquer les puces PowerPC dans ses propres usines et, le plus important, les vendre à ses propres clients sous sa propre marque. Cette licence fut si vaste qu'elle survécut longtemps après la fin de Somerset, avec l'amélioration de l'architecture PowerPC pour l'industrie automobile et aéronautique.

4. Le PowerPC 601 [retour au plan]

Le premier des processeurs conçus par l'AIM fut le PowerPC 601. Il sortit seulement une vingtaine de mois après la signature de l'accord, ce qui fut considéré comme un miracle industriel, compte tenu de la complexité des technologies (et des égos !) en présence. Les travaux de conception débutèrent véritablement au milieu de l'année 1991 pour une disponibilité des premiers prototypes de puces en octobre 1992. Les premiers processeurs finaux du PowerPC 601 furent, eux, introduits dans une station de travail IBM RS/6000 en octobre 1993.

PowerPC 601 prototype
Le prototype du PowerPC 601, placé dans une pyramide de cristal

PowerPC 601 PowerPC 601 PowerPC 601
PowerPC 601/80 MHz de Motorola (1993), PowerPC 601/80 MHz d'IBM (1994) et PowerPC 601/100 MHz d'IBM (1995) sur une carte mère

Ce PowerPC 601 fut ainsi une prouesse d'ingénierie d'urgence. Il devait réconcilier l'architecture POWER d'IBM et les besoins de production de masse de Motorola. Conçue comme une évolution directe du processeur RSC (les ingénieurs y reprirent la base et y ajoutèrent une interface de bus compatible avec Motorola), cette puce était gravée en 0,60 micromètre, avec 2,8 millions de transistors et des fréquences de 50 ou 66 MHz. Contrairement aux processeurs Intel x86 de l'époque, il privilégiait l'efficacité énergétique et la vitesse de traitement brute. Sa grande force était sa nature superscalaire. Il pouvait traiter jusqu'à trois instructions par cycle d'horloge grâce à trois unités distinctes travaillant en parallèle :
  • L'unité de branchement (BPU - Branch Processing Unit) : cette unité analysait le flux d'instructions et tentait de prédire les sauts dans le code pour éviter que les autres unités ne restent inactives. Elle pouvait exécuter des instructions de branchement de manière isolée.
  • L'unité des entiers (IU - Integer Unit) : elle s'occupait des calculs arithmétiques classiques sur des nombres entiers. C'était le moteur principal pour les tâches système de base.
  • L'unité de calcul flottant (FPU - Floating Point Unit) : c'était la pièce maîtresse d'IBM. Contrairement aux processeurs Intel de l'époque où le FPU était souvent à la traîne, celui du PowerPC 601 était d'une efficacité redoutable, capable de réaliser une multiplication-addition en un seul cycle.
Le PowerPC 601 intégrait également un cache unifié de 32 ko, associatif par ensemble de huit voies. Ce cache stockait à la fois les données et les instructions, afin de simplifier la puce tout en maintenant un débit élevé.

Enfin, pour faciliter l'adoption par Apple, les ingénieurs de Somerset implémentèrent un bus d'interface compatible avec les structures de bus de Motorola (notamment le 88110), permettant à Apple d'adapter ses cartes mères plus rapidement sans tout redévelopper de zéro.

601, un sacré numéro

Oui, pourquoi ce numéro ? Cette numérotation pour le tout premier processeur PowerPC n'est pas le fruit du hasard. Cela suivait la logique de la nomenclature du Somerset Design Center pour structurer la future gamme et marquer la filiation technologique. Avant l'alliance AIM, rappelons que Motorola développait sa propre architecture RISC appelée "88000". Le successeur prévu du processeur 88100 devait être le 88110. Lorsque Motorola abandonna ses propres recherches pour rejoindre IBM, il fut décidé de conserver une partie de la numérotation de Motorola. De son côté, le "6" fut choisi pour succéder symboliquement à la famille des 68000. En outre, les ingénieurs du Somerset Design Center avait planifié quatre catégories de processeurs pour couvrir tous les besoins du marché. Le chiffre "6" désignait la génération, et le troisième chiffre indiquait le segment. Le premier processeur prit en toute logique le chiffre "1". Et pourquoi pas "600" ? Tout simplement parce que le chiffre "0" était souvent réservé aux prototypes.

5. Le PowerPC 601 face aux autres processeurs de l'époque [retour au plan]

Lorsque le PowerPC arriva sur le marché en 1993-1994, il n'affronta pas seulement Intel, mais toute une génération de processeurs qui revendiquaient une supériorité. Le PowerPC 601 avait pour mission de démocratiser cette puissance, présente dans les stations de travail Unix, au prix de l'informatique grand public. Les concurrents les plus sérieux étaient les suivants :

68040 (Motorola)

Architecture CISC 32 bits, lancé en 1990, avec des fréquences de 25 à 40 MHz. Sa cible fut les Macintosh haut de gamme (Quadra/Centris), les stations NeXT et les Amiga (A4000, cartes accélératrices). Il s'agissait du prédécesseur direct du PowerPC chez Apple. Le PowerPC 601 offrait un bond de performance gigantesque (quatre à six fois plus rapide). Cette différence était si massive qu'un Mac PowerPC 601 pouvait exécuter les anciens logiciels 68k via un émulateur logiciel tout en restant aussi rapide qu'un vrai 68040.

Alpha 21064 (DEC)

Architecture RISC 64 bits natif, lancé en 1992 dans ses variantes allant de 150 à 200 MHz. Ce processeur était destiné aux supercalculateurs et aux stations de travail ultra-haut de gamme sous Unix ou Windows NT. Le processeur Alpha était le roi incontesté de la vitesse brute, affichant des fréquences d'horloge stratosphériques pour l'époque. Cependant, il était extrêmement cher, chauffait énormément et était incapable de cibler le marché grand public auquel le PowerPC 601 s'adressait.

Pentium (Intel)

Architecture CISC avec un coeur hautement optimisé (hybride), lancé en mars 1993 dans ses versions à 60 et 66 MHz. Sa cible fut les PC de bureau haut de gamme et les serveurs d'entreprise. Face au PowerPC 601, le Pentium régnait sur le calcul d'entiers, mais le PowerPC 601 l'écrasait littéralement sur les calculs flottants. À fréquence égale, le PowerPC 601 offrait des performances graphiques et multimédias bien supérieures pour un coût de fabrication inférieur.

MIPS R4400 (MIPS/Silicon Graphics)

Architecture RISC 64 bits, lancé en 1993 à des fréquences entre 100 et 150 MHz. Sa cible était les stations de travail SGI (Indigo2, Onyx), reines des effets spéciaux à Hollywood et de la création 3D. Le R4400 disposait de très grands caches et d'une architecture 64 bits mûre. On pouvait dire que le PowerPC 601 s'était positionné comme le "MIPS du pauvre", offrant 80% des performances du R4400 pour une fraction de son prix, permettant à Apple de populariser le graphisme 3D.

i486 DX4 (Intel)

Architecture CISC pur, lancé en mars 1994 dans ses versions à 75 et 100 MHz. Sa cible était les PC grand public de milieu de gamme, une stratégie de fin de cycle pour prolonger l'architecture 486. Bien que cadencé à des fréquences élevées (100 MHz), le 486 DX4 souffrait de son architecture vieillissante à une seule voie ("single-pipeline"). Le PowerPC 601, superscalaire, était au moins deux fois plus rapide dans toutes les tâches.

68060 (Motorola)

Architecture CISC 32 bits superscalaire, lancé en 1994 avec des variantes de 50 à 75 MHz. Sa cible fut les systèmes embarqués télécoms et le marché de niche des cartes accélératrices haut de gamme pour Amiga et Atari. Chef-d'oeuvre d'optimisation CISC, le 68060 rivalisait avec le PowerPC 601 dans le traitement des nombres entiers. Cependant, son FPU castré le rendait obsolète face au monstre mathématique qu'était le PowerPC 601 (qui avait hérité du puissant FPU des puces de serveurs d'IBM). Refusé par Apple, il marqua la fin de la lignée des processeurs 68k de Motorola.

MicroSPARC II (Sun Microsystems)

Architecture RISC 32 bits, lancé en 1994 dans des variantes allant de 70 à 110 MHz. Les stations de travail SPARCstation 5, dédiées au réseau et aux environnements professionnels Solaris, étaient sa cible principale. Ce processeur misait sur une intégration maximale (contrôleurs mémoire et de bus directement sur la puce) pour réduire les coûts. En performance pure, notamment multimédia, le PowerPC 601 se montrait plus véloce et plus polyvalent.

6. Les premières machines PowerPC [retour au plan]

Le passage au PowerPC fut incontestablement un tournant technologique majeur, non seulement pour Apple et IBM, mais aussi pour la communauté Amiga, qui voyait en cette architecture le seul salut possible après la faillite de Commodore en 1994. IBM fut le premier à commercialiser une machine PowerPC, suivit de près par Apple, et ce, pour des cibles de marché différentes.

IBM RS/6000

En septembre 1993, IBM fut le premier à commercialiser le PowerPC 601 dans ses stations de travail RS/6000 modèle 250. Ces stations, sous le système d'exploitation AIX (Unix), était une démonstration de force : un ordinateur compact capable de rivaliser avec des machines bien plus imposantes.

IBM RS/6000
IBM RS/6000

Power Macintosh

Le 14 mars 1994, Apple lança trois modèles simultanément, surnommés en interne "Piltdown Man" pour leur rôle de transition :
  • Power Mac 6100/60 : format "boîte à pizza", compact et abordable.
  • Power Mac 7100/66 : format bureau classique (utilisant le châssis du Quadra 650).
  • Power Mac 8100/80 : format tour, le fleuron de la gamme utilisant un PowerPC 601 cadencé à 80 MHz.
Power Macintosh 6100
Power Macintosh 6100

Pour assurer la transition, Apple avait intégré un émulateur 68040 dans la ROM. Les utilisateurs pouvaient ainsi lancer leurs anciens logiciels 68k, bien que les performances soient bridées dans le cas de certains programmes. Ce ne fut qu'avec des logiciels dits "natifs" (écrits spécifiquement pour le PowerPC) que la puissance brute du nouveau processeur était libérée.

Lors du lancement des premiers Power Macintosh en mars 1994, la presse spécialisée était stupéfaite par le bond de performance :
  • Le magazine Byte écrivait en 1994 : "Le PowerPC 601 n'est pas seulement une puce rapide, c'est un message envoyé à Santa Clara [siège d'Intel]. Pour la première fois, la puissance des stations de travail à 10 000 $ descend dans des machines à 2000 $."
  • Le magazine MacWorld souligna que "non seulement Apple a enfin retrouvé l'avance en matière de performances qu'elle avait perdue il y a environ huit ans, lors de l'arrivée des PC équipés du processeur Intel 80386, mais elle a également pris une longueur d'avance considérable."
  • Michael Spindler, alors PDG d'Apple, affirmait lors du lancement : "Nous ne changeons pas seulement de moteur, nous changeons de catégorie de véhicule. Le PowerPC est la condition sine qua non de l'avenir multimédia d'Apple."
Le PowerPC était plus dense, plus "propre" architecturalement, et marquait le début d'une ère de dix ans où le Macintosh fut, sur le papier, la machine de bureau la plus puissante du monde avant que les limites physiques de consommation électrique (le "mur thermique") ne finissent par favoriser les architectures mobiles à la fin des années 2000.

7. Création d'une lignée de processeurs PowerPC [retour au plan]

Après le succès initial du PowerPC 601, l'alliance AIM diversifia l'architecture pour répondre à trois segments distincts : la mobilité (basse consommation), la performance brute (stations de travail) et l'intégration (grand public).

Le PowerPC 603 fut ainsi le premier "PowerPC G2", conçu pour les ordinateurs portables (PowerBook) et les machines d'entrée de gamme (Performa) d'Apple. ce nouveau processeur simplifiait la conception du PowerPC 601 pour réduire la consommation électrique. Cependant, ses caches initiaux (8 ko) étaient trop petits, ce qui bridait l'émulateur 68k d'Apple.

PowerPC 603
Le PowerPC 603

Arriva ensuite le PowerPC 603e, qui fut une évolution lancée en 1995. Il doublait le cache (16 ko) et monta en fréquence. L'Alliance AIM codéveloppa également le PowerPC 604, véritable monstre de calcul pour l'époque. Il s'agissait d'un processeur superscalaire capable d'exécuter jusqu'à quatre instructions par cycle. Il introduisit une unité de prédiction de branchement très avancée. À 100 MHz, il surpassait largement le Pentium d'Intel dans les tâches de rendu 3D et de calcul scientifique.

L'évolution de la gamme PowerPC se poursuivit avec les générations G3, G4, G5 et leur dérivés, mais cela est une autre histoire et sort du champ de ce article qui se focalise uniquement sur la genèse du PowerPC.

8. Projets d'unification : PReP et CHRP [retour au plan]

L'alliance AIM ne voulait pas seulement vendre des processeurs à Apple pour ses Macintosh, son but était bien plus grand : changer la façon dont les ordinateurs personnels étaient construits. Pour y parvenir, elle tenta de créer un standard de carte mère universel capable de faire tourner n'importe quel système d'exploitation. Cette quête se déroula en deux étapes majeures : PReP (PowerPC Reference Platform) et CHRP (Common Hardware Reference Platform).

PReP

Initié par IBM juste après la naissance de l'alliance (1994), le standard PReP avait un objectif clair : permettre à n'importe quel constructeur informatique de construire un ordinateur à base de processeur PowerPC, sur le modèle de ce qu'IBM avait fait en 1981 avec l'ordinateur PC original.

Les spécifications PReP s'appuyaient en grande partie sur l'architecture des PC de l'époque. Elles intégraient un bus local PCI, des ports d'extension ISA, un contrôleur de disquette standard et des interfaces IDE. Une machine "certifiée PReP" devait être capable de faire tourner de façon transparente Windows NT (version PowerPC du système d'exploitation de Microsoft), OS/2 Warp d'IBM, Solaris de Sun Microsystems et AIX (le système UNIX d'IBM). Mais Apple refusa d'adopter le standard PReP. La firme de Cupertino considérait que l'architecture technique de PReP, trop calquée sur celle des PC d'IBM, manquait de flexibilité et ne permettait pas de faire tourner correctement l'architecture matérielle du Mac (par exemple sa ROM spécifique et la gestion de son système d'exploitation Mac OS). Sans le soutien d'Apple, PReP resta confiné à quelques serveurs et stations de travail IBM RS/6000.

CHRP

Tirant les leçons de l'échec de PReP, l'alliance AIM publia en novembre 1995 les spécifications du standard CHRP (initialement appelé "PPCP" pour PowerPC Platform). Cette fois, Apple participa activement à l'écriture des règles. CHRP fut une fusion parfaite des mondes du PC et du Macintosh.

CHRP conserva les éléments standards et peu chers du PC (comme les bus PCI et la mémoire) mais y ajouta les composants requis par Apple, notamment l'Open Firmware (système de démarrage remplaçant le BIOS) et la capacité de router la ROM de Mac OS. Pour la première fois, une seule et même carte mère pouvait démarrer nativement sous Mac OS, Windows NT, AIX ou Linux. L'industrie y vit l'arme fatale contre Intel, il s'agissait d'un écosystème ouvert et des dizaines de constructeurs (Motorola Computer Group, Power Computing, UMAX,...) projetaient de vendre des clones de Mac et des stations de travail performantes et peu chères.

Cependant, le rêve CHRP s'effondra en 1997. Face à la crise financière d'Apple et à l'hémorragie de ses parts de marché au profit des constructeurs de clones, Steve Jobs reprit les rênes de l'entreprise. Sa décision fut radicale, il mit fin au programme de licences de Mac OS et ferma l'architecture d'Apple. Privé de son système d'exploitation le plus attractif pour le grand public, et face au désengagement progressif de Microsoft (qui abandonna Windows NT sur PowerPC), le standard CHRP mourut commercialement.

9. PowerPC sur Amiga : annonces, tatônnements et cartes accélératrices [retour au plan]

Commodore, le constructeur de l'Amiga, fit faillite en avril 1994. La machine, autrefois à la pointe de l'informatique, notamment de l'infographie, de la vidéo et des jeux, s'était faite rattraper technologiquement, y compris au niveau de son processeur. En 1995, les Amiga les plus puissants étaient ceux équipés de cartes accélératrices 68060, en attendant des machines complètes avec ce processeur comme l'A4000T. Ainsi, alors qu'Apple était déjà passé officiellement sur PowerPC, l'Amiga restait collé à la famille 68k. Ce fut un pari réaliste au vu de la situation financière de l'Amiga, mais également risqué car Motorola avait indiqué que le 68060 était bel et bien le dernier de la famille 68k.

Le 2 novembre 1995 au salon Video Toaster Expo de Los Angeles, Petro Tyschtschenko annonça le développement du Power Amiga, le premier Amiga à base de processeur PowerPC 604, avec un nouveau jeu de composants et AmigaOS 4 natif PowerPC. De plus, grâce à une coopération avec le constructeur Phase 5, des cartes accélératrices PowerPC (nommées "PowerUP") devaient également être construites pour A1200, A3000 et A4000 afin que les utilisateurs actuels puissent utiliser AmigaOS 4 et migrer vers le PowerPC.

Manfred Schmitt, le président et fondateur d'Escom, la société qui racheta l'Amiga en 1995, confirma lui aussi ce changement de cap pour le prochain Amiga. Dans un discours au salon Computer '95 de Cologne en décembre 1995, il déclara :
"Pour donner à l'Amiga l'avenir qu'il mérite, en tant que plate-forme majeure pour les applications multimédias, vidéo et 3D, il est nécessaire de mettre à niveau ses capacités actuelles. C'est pourquoi nous avons décidé de quitter la gamme des processeurs Motorola 68000 et de mettre à niveau le système avec le processeur PowerPC l'année prochaine [1996]. Les futures machines fonctionneront bien sûr avec AmigaOS. Le choix du PowerPC a été fait pour sa rapidité, et aussi parce que c'est en fait le seul processeur RISC actuellement utilisé dans les ordinateurs personnels, ce qui nous assurera que les quantités nécessaires seront disponibles à des prix attractifs sur un marché de masse".
Cependant, en raison de sa très mauvaise posture financière, Amiga Technologies annula son contrat "PowerUP" en 1996 avec Phase 5. Malgré cette défection, Phase 5 persévéra : la société allemande annonça son intention de fabriquer seule une nouvelle machine PowerPC compatible Amiga, qui fut par la suite nommée A\Box.

PowerPC 603
Photo d'illustration de l'A\Box

Malgré les tractations avec Motorola et l'arrêt de la coopération avec Amiga Technologies, Phase 5 continua courageusement son travail sur le projet PowerUP. Les premières cartes accélératrices destinées aux développeurs furent ainsi livrées en novembre 1996 et les versions pour le grand public le furent en septembre 1997. Il s'agissait de la CyberStormPPC, carte pour Amiga 3000 et 4000, pourvue de deux processeurs, un 68040/68060 et un PowerPC 604e. La BlizzardPPC, variante pour Amiga 1200, avec PowerPC 603e, arriva quelques mois plus tard.

CyberStormPPC
La CyberStormPPC

Ces cartes hybrides lancèrent ainsi la transition de l'Amiga entre 68k et PowerPC, transition qui dura plusieurs années : en effet, aucun des projets de machines complètes PowerPC de Phase 5 (A\Box, Pre\Box, AmiRage K2) ou de son concurrent PIOS (PIOS One, TransAM) n'aboutit. Les raisons étaient multiples comme la taille de l'investissement nécessaire et la complexité du portage d'AmigaOS sur un autre processeur que la famille 68k.

10. Les premiers ordinateurs Amiga PowerPC [retour au plan]

Le passage de l'Amiga à l'architecture PowerPC entre 2000 et 2003 fut une période de transition tumultueuse, marquée par des changements de direction, et surtout une scission technologique durable au sein de la communauté entre partisans de la solution officielle (représentée par l'AmigaOne sous AmigaOS 4 de Eyetech/Hyperion) et la solution rivale (Pegasos sous MorphOS de bPlan/Genesi).

En 2000, sous la houlette d'Amiga Inc. de Bill McEwen, le projet AmigaOne fut ainsi lancé, un projet d'un Amiga de nouvelle génération dont les caractéristiques étaient regroupées sous le nom de code "Zico", mais sans mention spécifique du processeur. Des sociétés se montrèrent intéressées pour la fabrication comme Eyetech (carte greffon AmigaOnePPC 1200/4000) et bPlan (carte AmigaOne PowerPC autonome nommée "Pegasos"). Le 30 avril 2001, bPlan publia les premières photos du Pegasos, une carte mère basée sur la carte de référence Teron CX, elle-même héritage direct des spécifications CHRP d'IBM. L'ordinateur fonctionnait alors avec un processeur PowerPC G4 à 400 MHz.

Prototype Pegasos
Prototype du Pegasos

Quelques mois plus tard, de nouvelles cartes mères du Pegasos, redessinées au format microATX, furent produites et montrées lors du salon Amiga 2001 de Cologne. Il s'agissait de la première présentation publique d'une machine PowerPC dédiée au monde Amiga.

En 2002, les premiers Amiga PowerPC arrivèrent sur le marché, mais dans une certaine confusion. Les versions pour bêta-testeurs du Pegasos, dotées du système d'exploitation MorphOS natif PowerPC, furent diffusées en 2002. De son côté, Eyetech abandonna son projet de carte greffon AmigaOnePPC 1200/4000 et livra cette même année les premières cartes mères AmigaOne G3-SE. Également basées le Teron CX et pourvues du processeur PowerPC 750 (G3) à 600 MHz, elles étaient aussi destinées aux bêta-testeurs, mais sans système d'exploitation AmigaOS 4, encore en développement.

AmigaOne G3-SE
AmigaOne G3-SE

En face, bPlan/Genesi commercialisa finalement le Pegasos (avec PowerPC G3 à 600 MHz) en février 2003. Et suite à divers soucis matériels, Eyetech remplaça l'AmigaOne G3-SE par l'AmigaOne XE (avec PowerPC G3 ou G4 sur carte fille), accessible pour le client final en avril 2003.

AmigaOne XE
AmigaOne XE

Le développement et l'arrivée de deux solutions matérielles/logicielles similaires et visant le même public conduisit à une guerre fratricide. Le Pegasos faisait tourner MorphOS, un système compatible avec les applications Amiga 68k, mais jugé "rebelle" par les adeptes du côté officiel qui soutenait l'AmigaOne sous AmigaOS 4.

11. Conclusion [retour au plan]

L'alliance AIM finit par s'effriter au début des années 2000 pour les mêmes raisons qui la rendaient improbable au départ. IBM se recentra sur les consoles de jeux (GameCube, Wii, Xbox 360, PlayStation 3) et les serveurs, délaissant les besoins "basse consommation" d'Apple pour ses ordinateurs portables. Ce mariage de raison se dissout finalement en 2005 lorsque Steve Jobs annonça le passage de ses Macintosh sur processeur Intel. De leur côté, Taligent et Kaleida, les projets logiciels de l'alliance, furent des désastres financiers, ne laissant que le processeur comme seul lien entre les trois membres. L'alliance AIM resta l'exemple type du "mariage de raison" technologique, une union menée par la nécessité de survie face à un prédateur commun, plutôt que par une réelle vision commune.

L'architecture continua de vivre et reste aujourd'hui une architecture de référence dans l'industrie spatiale (le rover Perseverance sur Mars utilise un processeur RAD750, une version durcie du PowerPC G3) et dans l'automobile haut de gamme. Sans compter les marchés de niche dont fait partie l'Amiga dans deux de ses variantes NG. Le PowerPC restera sans doute dans l'histoire comme l'architecture qui permit à Apple de survivre aux années 1990 et à l'Amiga de se moderniser avec l'arrivée des Amiga NG.

Liens et sources


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