PowerPC 603 は 低消費電力

Power PC は、1991年（平成3年）、アップルコンピュータ、IBM、モトローラの3社が共同開発したRISCプロセッサのシリーズ名である。PPC と略記される。

1980年代後半、パソコンに搭載されているCPUは、実行する命令形式の種類を増やし、複雑な処理を行えるようにする CISC （シスク） （Complex Instruction Set Computer）方式が主流であった。インテルのx86系や、モトローラの68kシリーズが代表である。

CISCは、ソフトウェア側で指定する命令を減らせる利点がある反面、CPUの仕組みが複雑になり高速化が困難となり、いずれ性能向上に限界がくるという説が有力であった。

そこで、命令数を減らししてプログラムの処理速度を向上させる RISC （リスク） （Reduced Instruction Set Computer）方式が登場した。
IBMは1990年（平成2年）、RISC プロセッサ POWER を開発し、これをパソコンに転用しようと目論見、アップルコンピュータに声をかけた。当時、MacintoshではモトローラのCISCプロセッサである68kを搭載していたが、RISC に転換することを決断。モトローラを巻き込んでAIM連合を結成した。ここで開発されるのが Power PC である。

そして1994年（平成6年）、Power PC を搭載する Power Macintosh が登場した。
ちなみに、アップルはアーキテクチャに見切りを付けるのが早く、2005年（平成17年）にはインテルCPUへの移行を決断する。

Power PC は、命令セットやレジスタセット、アドレッシング、キャッシュなどの基本アーキテクチャの動作を規定するのみで、それらをどう実装するかはCPUメーカーに委ねる形をとった。これは、Windows NT、OS/2、Solaris、AIXといった複数のOSを動かすことを目的とした戦略であったが、結局、インテルの牙城を崩すことはできなかった。

わが家に最初にやってきたのは、アップル Performa 5220 に搭載されていた PowerPC 603 である。
POWERプロセッサをベースに設計されたPowerPC 601、602の次の世代（G2）であり、低消費電力に主眼を置いて開発され、アルミ配線となっている。
消費電力は3W以下と、同クロックの PowerPC 601 や Pentium の半分以下である。

MacOS 8.5からPowerPC専用となったが、それまでは68k命令をソフトウェア・エミュレーションして実行していたため、動作が遅かった。

Power PC は、Macintosh以外に、ニンテンドーゲームキューブ、Wii、Wii U、PlayStation 3（Cellプロセッサ）、Xbox 360などに搭載された。また、NASやルーターなどの組み込み機器での利用も多い。

1クロックあたり3命令（うち1つは分岐）を実行できるスーパースカラ構造で、4ステージのパイプラインと5つの実行ユニット（整数ユニット、浮動小数点ユニット、 分岐予測ユニット、ロード／ストアユニットおよびシステムレジストリユニットを搭載する。L1キャッシュは16KB（命令8Kバイト、データ8Kバイト）。L2キャッシュはシステムバス上に搭載する。

コア2.5V、I/O 3.3Vの低電圧動作が可能で、さらにパワーマネジメントシステムを搭載しており、スリープモード時にはわずか2mWしか消費しない。

CPU単体の性能としては先行する Pentium に引けを取らず、消費電力が圧倒的に低いというアドバンテージがあったにも関わらず、MacOSを含むソフトウェア製品のPowerPC対応が遅れ、大半のユーザーが64kエミュレーションモードを利用していたために、PowerPCは遅いという印象を与えてしまった。
PowerPC 603e ではL1キャッシュを32Kバイトに増やし、最終的なクロックは300MHzに達した。

Power PC 603 と同じ時期、演算性能を高めたCPUとして PowerPC 604 がリリースされた。
4命令実行可能なスーパースカラ構造に、整数演算ユニットを3つ、浮動小数点演算ユニットを1つ、32～64KバイトのL1キャッシュを搭載した。マルチプロセッサにも対応していた。
消費電力は Power PC 603 よりは多いが、それでも平均6W、最大10Wと、Pentium よりも省電力だった。
しかし、構造が複雑なために高クロック化が難しく、Macintoshに搭載された動作クロックは350MHzが最高だった。

Apple、IBM、モトローラは共同で PowerPC 603 の改良を行い、1997年（平成9年）12月、PowerPC 750 としてリリースした。Appleでは第3世代のPowerPCという意味で、PowerPC G3 と呼んだ。
L1キャッシュを64Kバイトと倍増し、その帯域も16バイト／サイクルに倍増させた。また、L2キャッシュを専用バスを介してCPUに直結させることで、アクセスを高速化した。

整数演算ユニットを2つに増やし、多くの整数演算命令を2つ同時に実行することが可能になった。動的分岐予測機構を採用し、1サイクル早く命令キューに分岐先の命令を入れることができるようになった。
消費電力は、500MHzで平均6.0W、最大7.5Wと、そのままノートPCにも搭載することができた。
しかし、純粋な演算性能では PowerPC 604 に劣り、これを超えるにはAltiVecを搭載する PowerPC G4 の登場を待たねばならなかった。