Motorola 68040

Le Motorola 68040 est un microprocesseur CISC 32 bits de la famille m68k de Motorola, produit en 1990. Il succède au Motorola 68030 et précède le Motorola 68060. Le 68050 fut un projet abandonné, il était aux 68040 ce qu'étaient le 68030 au 68020, une gravure plus fine, et des mémoires caches plus importantes. Le 68040 est le premier membre de la famille 680x0 avec coprocesseur arithmétique incorporé. Il inclut toutes les fonctionnalités qui étaient autrefois externes, à savoir l'unité de calcul en virgule flottante et la MMU (qui fut ajoutée dans le 68030). Il dispose aussi de caches séparés d'instructions et de données de 4 kilooctets chacun. Il est entièrement pipeliné, avec six étages. Outre l'optimisation des unités arithmétiques et de calcul des adresses effectives, et la possibilité d'exécuter deux instructions entières par cycle (pourvu qu'elles ne soient pas interdépendantes), le cache de données du 68040 fonctionne en mode différé (write back). Son architecture s'enrichit donc d'une unité de supervision du bus (bus snooping), fonctionnelle y compris en mode DMA, destinée à invalider les copies privées des données, ou bien à forcer une vidange en cas d'accès externe à une donnée modifiée dans le cache (cohérence de cache, cache coherency). La FPU dans les 68040 est une version très simpliste des Motorola 68881 et 68882, privée des fonctions transcendantales IEEE (à part les quatre opérations, elle ne sait calculer que les racines carrées). Le logiciel de support de virgule flottante de Motorola (FPSP) suppléait à ces instructions par des interruptions logicielles. Comme il s'agissait d'une émulation, l'usage intensif de fonctions transcendantales provoquait d'énormes ralentissements. La dissipation thermique a été l'un des points d'achoppement du 68040. Alors que par cycle d'horloge il fournissait le double de performance du déjà ancien 68030, la complexité de la puce et l'alimentation électrique nécessaire pour sa grande surface et les grands caches provoquait une accumulation de chaleur.

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Famille Motorola 68000

vignette|Un processeur Motorola 68000 Motorola 680x0 ou M68k ou 68k désigne la famille de microprocesseurs CISC compatibles avec l'architecture du Motorola 68000 : les principaux membres étant les Motorola 68000, 68020, 68030, 68040 et 68060. Dans les années 1980, cette famille était souvent comparée à la famille x86 d'Intel et considérée comme concurrente. Les microprocesseurs m68k ont notamment équipé tous les Macintosh des années 1980, tous les Amiga, les Atari ST, la Mega Drive et de nombreuses stations de travail, dont les premières de Sun Microsystems.

Unité de calcul en virgule flottante

thumbnail|Le Motorola 68882, un coprocesseur arithmétique. Une unité de calcul en virgule flottante (UVF, en anglais floating-point unit, FPU) est une partie d'un processeur, spécialement conçue pour effectuer des opérations sur des nombres à virgule flottante. Tous les processeurs incorporent au moins l'addition, la soustraction et la multiplication. L'opération fused multiply–add (multiplication suivie d'une addition, avec un seul arrondi), requise par la norme IEEE 754 dans sa révision de 2008, est de plus en plus implémentée.

Motorola 68030

Le Motorola 68030 et sa version économique 68EC030 sont des microprocesseurs CISC 32 bits de la famille m68k de Motorola, produits depuis 1987. Le 68030 est le successeur du Motorola 68020 et fut suivi par le Motorola 68040. Comme microarchitecture, le 68030 peut s'envisager comme un 68020 avec un cache supplémentaire de 256 octets pour les données et une MMU intégrée. Au point de vue matériel, la gravure améliorée permettra d'augmenter encore le cadencement, qui atteindra 50 MHz sur les derniers échantillons.