최근 수정 시각 : 2024-03-03 00:17:56

모토로라 68000

명령어 집합
CISC AMD64●x86● · M68K · 68xx · Z80 · 8080 · MOS 65xx · VAX
RISC AArch64 ARM · RISC-V● · MIPS● · DEC Alpha · POWER PowerPC · CELL-BE
LoongArch · OpenRISC · PA-RISC · SPARC · Blackfin · SuperH · AVR32 AVR
VLIW
EPIC 		E2K · IA-64 · Crusoe
파일:MC68000_2.jpg
위 사진은 각각 플라스틱, 세라믹, PLCC 버전.
M68K / Motorola 68000 / MC68000
1. 개요2. 상세3. 이 프로세서를 사용한 하드웨어
3.1. 68000
3.1.1. 게임기, 아케이드 기판
3.1.1.1. 주 프로세서3.1.1.2. 사운드 및 보조 프로세서
3.1.2. 컴퓨터3.1.3. 계산기3.1.4. PDA3.1.5. 68EC000
3.1.5.1. 사운드 및 보조 프로세서
3.2. 680103.3. 680203.4. 680303.5. 680403.6. 68060

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1. 개요

모토로라 68000은 1979년에 모토로라에서 처음 출시한 16비트 마이크로프로세서이다. 트랜지스터 수는 68000개로, 비슷한 시기에 출시된 경쟁 프로세서였던 인텔 8086의 29000개에 비해 압도적으로 많은 수였다.

데이터 버스는 16비트이지만 범용 레지스터는 32비트로서, 32비트 기능 일부를 사용할 수 있다. 1990년대에 비록 16비트 사이에선 후발 주자였던 IBM PC 호환기종의 열풍에 밀려 매킨토시를 제외한 개인용 컴퓨터 시장에서는 밀려났지만, 많은 게임기와 워크스테이션[1], 임베디드 기기(프린터, 오실로스코프, PLC 등)에 채택되어 크게 성공했다. 이전 8비트 시대의 인기 마이크로프로세서였던 Z80과 모스 테크놀로지 6502와 마찬가지로 현재도 신품이 생산 중이며, 많은 임베디드 기기에 들어가고 있다.

2. 상세

내부 구조는 32비트 레지스터가 16개나 되고 다양한 주소 지정 모드가 있을뿐 아니라 명령어 집합이 직교성[2]을 갖고 있으며, 특권 모드(Privilege mode)[3]를 도입하는 등 그 당시 메인프레임이나 미니 컴퓨터의 구조를 거의 따라해서 경쟁 마이크로프로세서인 인텔 8086 보다 훨씬 현대적이고 우수했고, 프로그래밍도 쉽고 성능도 높았다. 하지만 그만큼 칩이 복잡해 가격이 비쌌기 때문에 개인용 컴퓨터 등 저렴한 가격이 중요한 기기에서는 별로 인기를 얻지 못했지만, CPU 가격 문제가 덜한 워크스테이션이나 임베디드 장치, 아케이드 게임기에는 널리 사용되었다. 특징이라면 IBM 메인프레임의 영향으로 데이터 배열에서 낮은 주소에 데이터의 상위 바이트부터 차례로 배열되는 Big Endian 데이터 형식을 따른다. 현대의 TCP/IP 네트워크 통신은 Big Endian을 따른다. 참고로 인텔과 AMD의 x86 CPU는 Little Endian이 쓰이며, 낮은 주소에 하위 바이트부터 차례로 배열한다. 그래서 프로그래밍이나 데이터 교환 시에는 두 기종 간에는 데이터 형식 변환을 해야 한다.

그러나 후속 프로세서 모토로라 88000 시리즈의 실패와 함께 역사속으로 사라졌다. 모토로라 88100은 1988년에 개발했음에도 바로 1년 전인 1987년 모토로라 68030에도 있는 메모리 관리 유닛이 없어 모토로라 88200 칩을 따로 달았고, 없으면 매우 성능이 떨어져 컴퓨터 회사들이 사용하길 꺼렸다. 또한 모토로라 88100 프로세서는 널리 보급되어 있었던 모토로라 68000(CISC)과 호환성이 없는 RISC인 것도 큰 단점이었다. 모토로라는 이를 반영해 원칩으로 만들고 멀티미디어 확장 명령어를 넣고 부동소수점 연산 성능까지 개선한 모토로라 88110도 1991년에 개발했지만 애플과 NeXT, 썬 마이크로시스템즈까지 포기했을 정도로 인기가 없었다. 이 시기에 모토로라마저 IBM의 PowerPC에 집중하고 있었다. 반면에 IBM PC 호환기종 진영에서는 자고 일어나면 새로운 기술들이 나올 정도로 빠르게 진보하던 시절이라 이를 따라잡지 못했고, 68000 시리즈만큼 인기를 끌지 못하고 도태됐다. 실질적으로 모토로라의 제품군 중에서 68000 시리즈는 임베디드 시스템과 서버까지 폭넓게 아우르는 PowerPC로 대체되었고, 68000 계열 CPU를 사용하던 시스템들은 PowerPC, x86 또는 자체 RISC CPU들로 넘어갔다.

파일:93848658938949435.jpg
최근엔 ARM CPU(Cortex-A8 1 Ghz)가 들어간 마이크로컨트롤러와 DDR3 SDRAM(512 MB/1 GB)을 내장해 모토로라 68000을 에뮬레이션하는 모듈까지 나왔다. 다시 말해서 모토로라 68000 프로세서가 고장난 제품은 위 모듈을 달면 된다. 성능이 훨씬 좋아서[4] 높은 클럭의 에뮬레이션을 할 수 있다고 한다.# 그러나 개요 문단에 적혀 있듯이 68000 계열 CPU는 현재도 생산되며 쉽고 싸게 구할 수 있어 그냥 원본 CPU를 사용하는 것을 추천하는 편이다.

3. 이 프로세서를 사용한 하드웨어

호환 CPU를 사용한 하드웨어들도 포함되어 있다.

3.1. 68000

3.1.1. 게임기, 아케이드 기판

3.1.1.1. 주 프로세서
3.1.1.2. 사운드 및 보조 프로세서

3.1.2. 컴퓨터

3.1.3. 계산기

3.1.4. PDA

주로 Palm OS 4 이하를 쓴 PDA에서 사용되었으며, 모토로라 68EC000을 저전력 SoC로 설계한 드래곤볼 프로세서(68328)를 썼다. 이후 모토로라는 반도체 사업부를 분리했고, 분리돼서 나온 프리스케일 반도체에서 이어서 생산했다.
  • 팜
    • 파일럿 1000/5000
    • 파일럿 퍼스널/프로페셔널
    • 팜 III/IIIe/IIIx/IIIxe/IIIc
    • 팜 V/Vx
    • 팜 VII/VIIx
    • 팜 m100/m105/m125/m130
    • 팜 m500/m505/m515
    • 텅스텐 W
    • 자이어
  • IBM 워크패드(팜 PDA의 OEM): 20X, 30X, c3, c500, c505
  • 삼성전자: SCH-M330(MITs 330)/M500(MITs 500)(SK텔레콤), SPH-M3300(KTF)
  • 소니 클리에: N, NR, S, SJ, SL, T 시리즈
  • 에이서
    • S10/S11/S12
    • S50/S55
    • S60/S65
  • 핸드스프링
    • 바이저: 솔로, 디럭스, 프리즘, 플래티넘, 에지, 네오, 프로
    • 트레오 180/90/270/300

3.1.5. 68EC000

모토로라 68000에서 주변 기기 버스를 제거한 염가형 프로세서이다.
3.1.5.1. 사운드 및 보조 프로세서

3.2. 68010

1982년에 출시했다. 초보적인 수준의 가상 메모리 기능을 넣어 메모리 관리 효율이 약간 개선되었다. 그러나 모토로라 68000과 성능 차이가 크지 않아 널리 사용되지 않았다.

3.3. 68020

1984년에 출시했다. 모토로라 68020은 68000과 다르게 완전한 32비트 마이크로프로세서이다.

3.4. 68030

1987년에 출시했다. 메모리 관리 유닛(MMU)을 넣어 메모리 관리 효율이 많이 개선되었다.

3.5. 68040

1990년에 출시했다. 6스테이지 명령어 파이프라인을 구현해 프로세서의 각 부분에서 병렬 처리할 수 있는 명령어들을 동시에 실행할 수 있게 됐으며, FPU가 내장되었다.

3.6. 68060

1994년에 출시했다. 명령어 파이프라인을 2개로 늘려 슈퍼스칼라를 구현했다.
[1] 대표적으로 최초의 워크스테이션인 아폴로 컴퓨터의 DN100과 썬 마이크로시스템즈 SUN-1이 모토로라 68000 CPU를 채택했고, 그 외에도 1980년대 당시 수많은 워크스테이션이 모토로라 680x0 계열 CPU를 채택했다. 현재는 워크스테이션과 서버, 심지어 슈퍼컴퓨터 시장까지 x86 CPU들이 지배하고 있지만 1980년대 당시에는 모토로라 68000이 최강자였다. 이후 모토로라 68000이 서버/워크스테이션 제조사들 각자의 RISC CPU로 교체되고(썬의 SPARC, 휴렛 팩커드의 PA-RISC, 실리콘 그래픽스의 MIPS, IBM의 POWER 등) 2000년대에 제온과 옵테론이 저 RISC CPU들을 제조사들과 함께 밀어낸 후 현재까지 서버/워크스테이션 시장을 지배하고 있는 것이다.[2] 명령어 타입과 주소 지정 모드가 독립적.[3] CPU가 운영체제를 도와 응용 프로그램이 시스템 영역에 접근하는 것을 막는 기능. x86 진영의 경우는 인텔 80286에서야 저 기능이 생겼다. 여담으로 인텔 80286은 1982년 1분기에 출시되었다.[4] Cortex-A 시리즈까지 가지 않아도 마이크로컨트롤러로 흔히 쓰이는 ARM Cortex-M 시리즈도 깡성능으로만 비교해 봐도 80년대의 16비트 CPU들보다 성능이 훨씬 좋다.[68LC040] 모토로라 68040에 FPU를 제거한 염가형 프로세서[68LC040] [68LC040] [68LC040] [68LC040] [68LC040]

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