PowerPC

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

1. 개요2. 역사

2.1. 개발 배경2.2. SIMD: AltiVec 또는 Velocity Engine 또는 VMX2.3. 쇠퇴2.4. 와해와 현재

3. 성능

3.1. PowerPC G3(750)까지3.2. PowerPC G4(74xx)3.3. PowerPC G5(970)

4. PowerPC와 게임기5. PowerPC와 임베디드6. 기타

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1. 개요

IPowerPC 970 (G5)

Apple, IBM, 모토로라가 함께 개발한 POWER 기반의 CPU 및 아키텍처. 1992년 10월에 공개되었다.

Performance Optimization With Enhanced RISC - Performance Computing'의 약자다.(Personal Computer라서 PC가 아니다.)

윈텔 즉 ~~홍철 없는 홍철팀~~ 인텔과 Microsoft에 IBM PC 호환기종 시장의 주도권을 빼앗긴 Apple, IBM, 모토로라의 원념의 결정체라 할 수 있다. 하지만 결국 윈텔에 밀려 시장에서 사실상 밀려났다. 약칭은 'PPC'[1]이다.

2. 역사

2.1. 개발 배경

Apple은 모토로라 68000 시리즈에 한계를 느끼고 새로운 CPU를 찾고 있었다. 마침 IBM도 각종 IBM PC 호환기종 제조사들과 마이크로소프트, 그리고 인텔에게 IBM PC 플랫폼의 주도권을 내주고 있었으며, 모토로라 역시 모토로라 68000 시리즈의 후속 프로세서였던 모토로라 88000이 실패하면서 대안을 찾고 있었다. 1991년 10월 2일, 애플과 IBM, 모토로라는 윈텔 타도를 기치로 건 AIM 동맹을 결성했다.

IBM의 POWER 아키텍처에, 오랜 개인용 컴퓨터 개발의 노하우를 가진 Apple의 요구와 임베디드 프로세서 개발 노하우를 가진 모토로라의 기술력이 합쳐져 1993년 9월 21일에 최초의 PowerPC인 PowerPC 601이 탄생한다. 당시 x86 진영 프로세서들이 CISC 명령어를 RISC 형식으로 변환해 처리하는 방식이었던 것에 비해 (순수한) RISC 아키텍처였다. PowerPC는 601을 시작으로 4xx 시리즈 및 5xx 시리즈는 임베디드 프로세서로 전개되는 한편, 6xx 시리즈는 개인용 컴퓨터, 7xx, 9xx 시리즈는 서버 및 워크스테이션용 CPU로 전개되어 나갔다.

Apple은 PowerPC 601을 CPU로 사용한 Power Macintosh를 1994년 3월 14일에 발표하였고, 점진적으로 자사의 Macintosh 라인업에 PowerPC를 도입하기 시작하여 1997년 이행을 완료하였다. 애플과 모토로라 모두 기존 플랫폼에서 성공적인 세대 교체를 완료한 것이다. 이를 통해 PC 시장 바깥에서부터 인텔과 Microsoft를 포위해 나가 결국 최후에는 PC 시장까지 탈환한다는 계획이 실천에 옮겨졌으나, PC 업계에서 윈텔을 엿먹이는 데 실패했다. IBM은 PowerPC 개발 과정에서 얻은 노하우로 POWER3등 신형 아카텍처의 프로세서들를 개발하였으며, 철천지 원수(?) 마이크로소프트에도 PowerPC를 팔아먹는 데 성공하였다. 모토로라도 PowerPC 임베디드 프로세서로 짭짤한 수익을 올렸는데, Apple만 뭔가 좀 거시기하게 되어 버렸다.

아래의 PowerPC CPU에 대한 설명은 Mac에 매우 치중되어 있는 것을 볼 수 있는데, 이는 일반 소비자들이 PowerPC를 직접 볼 만한 일이 Power Mac과 PowerPC용 iMac, PowerBook 또는 iBook뿐이었기 때문이다. Power Mac들의 말년이 그리 좋지 못했기에 일반 소비자들 사이에서는 PowerPC가 실패한 아키텍처로 기억되기 쉽지만, 상술했듯 모토로라는 PowerPC 임베디드 프로세서로 시장에서 상당한 성과를 올려서 현재까지도 그 흔적을 찾아볼 수 있고 IBM 역시 POWER의 시험대로 PowerPC를 잘 활용하여 당시의 경험이 현재의 POWER CPU에도 잘 녹아들어가 있다. 종합하여 보면 단순히 실패한 PC 아키텍처보다는 한 시대를 풍미한 범용 아키텍처라고 보는 것이 옳을 듯하다.

2.2. SIMD: AltiVec 또는 Velocity Engine 또는 VMX

한편, 인텔이 64비트 병렬 연산 기능인 MMX를 내놓으면서 Apple은 PowerPC에서도 그에 상응하는 무언가를 원했다. 그러나 IBM은 SIMD에는 관심이 없었다. 결국 모토로라 덕에 1999년 8월에 출시된 PowerPC 7400에서야 AltiVec(Apple은 Velocity Engine으로 부름)을 통해 드디어 그것을 손에 넣을 수 있었다. 이를 기반으로 IBM은 VMX라는 이름으로 게임큐브용 CPU를 개발하는 데 써먹었다. 같은 기술인데도 3사에서 제각각 다른 이름으로 부르는 이유는, AltiVec은 모토로라가 등록한 상표였기 때문에 사용료를 지불하지 않으려는 Apple과 IBM의 고뇌의 흔적이다. 처음부터 콩가루 동맹이었던 것이다.

그래서 Mac 개발자들은 열심히 자신들의 소프트웨어를 AltiVec에 최적화했다. SIMD 명령을 소프트웨어에 사용하려면 여러 데이터를 동시에 처리할 수 있도록 최적화해야 하는데, 아키텍처마다 지원하는 기능이 다르기 때문에 좀 노가다성이 있다. 그러나 스티브 잡스는 모바일용 CPU 따위에는 관심이 없고 오직 크고 뜨거운 프로세서만 내놓는 IBM에게 질렸다. PowerPC G4 때부터 PowerPC 프로세서는 발열 문제가 살짝 있었지만 괜찮은 수준이었는데, PowerPC G5를 생산한 IBM 90 nm 공정의 누설 전류로 인한 발열 문제 때문에 버틸 수가 없게 되었다. 결국 Apple은 PowerPC G5 세대에는 노트북을 내놓지 못했다. 이를 지켜 본 인텔은 Apple에 65nm 공정의 코어2 듀오를 제안하였고, 결국 인텔로 이주하게 되었다. IBM은 당시도 자체적으로 중대형 서버 쪽에 쓸 궁리를 했기에 그렇게 다급하지 않았던 공정을 제때 제시하지 못한 탓이 크다. 그래서 개발자들은 기껏 AltiVec에 최적화 했는데 Mac에 인텔 CPU를 장착하게 되면서 다시 SSE로 최적화하는 눈물의 삽질을 해야했다는 가슴 아픈 전설이 전해 내려온다.

2.3. 쇠퇴

PowerPC가 처음 등장한 때에는 일부 컴퓨터 애호가들에게 큰 기대를 받았다. PC 업계의 양대 표준을 만든 IBM과 Apple이 공동으로 하나의 아키텍처를 추진하니, IBM PC와 Macintosh가 호환되는 세상이 오게 되리라는 환상을 품었던 것이다. 물론 이후 2006년에 Apple이 PowerPC를 포기하고 인텔 CPU를 탑재하면서 꿈은 반대로라도 이루어지기는 했다. 이후 인텔 CPU가 PowerPC처럼 발열 문제를 일으키면서 2020년 11월에 다시 독자 노선을 타기는 했지만...

사실은 IBM과 Apple이 이를 위해 노력하기도 했다. 예컨대 CHRP(Common Hardware Reference Platform)를 제정한다던가 공동으로 운영 체제와 프레임 워크 개발에 나서는 등(Taligent Project, Kaleida Project)의 시도를 했다. 그러나 IBM의 사정도 있고 Windows 95의 폭격에 애플이 풍비박산 나기도 해서 그냥 흐지부지 되었다. IBM은 1990년대 중반부터 하드웨어 업체에서 서비스 업체로 변모하려는 몸부림을 치기 시작했기 때문에 IBM이 PowerPC나 그 관련 하드웨어에 쏟아부을 여력이 별로 없었다는 점이 문제였다. 그래서 PowerPC용 OS/2는 베타 버전에서 개발이 중단되는 사태를 맞기도 했다.(P2P를 돌다 보면 전설의 PowerPC용 OS/2 이미지 파일이 돌아다니기도 한다.) Apple은 일단은 CHRP를 채택하고 맥 호환 기종은 이를 기반으로 만들긴 했으며, 마이크로소프트도 PowerPC용 Windows NT를 개발했다.[2]

그러던 도중 애플에 복귀한 스티브 잡스는 1998년 맥 호환 기종 프로그램을 중단시켰다. 이는 맥 호환 기종이 IBM PC 호환 기종과 경쟁해 맥 환경을 확장하는 것이 아닌, 애플 Power Mac 판매에 방해만 할 뿐이라고 판단했기 때문이었다. 이 결정은 모토로라를 분노하게 만들었다. 모토로라는 프로세서를 판매할 큰 창구를 잃어버렸다고 판단했기에, 당시 모토로라의 CEO였던 크리스토퍼 갤빈(Christopher Galvin)은 호환 기종 프로그램 중단의 댓가로 애플에 9500만 달러를 청구하기도 했다.# 결과적으로 매킨토시 외에 PowerPC CPU를 탑재한 개인용 컴퓨터는 그다지 나오지 않았다. AIM 동맹의 주축 중 하나인 IBM에서 PowerPC ThinkPad를 만들기도 했지만 많이 팔리지도 않아서 현재는 희귀하다. 마이크로소프트 역시 Windows NT 4.0을 끝으로 PowerPC 지원을 중단했다.

2.4. 와해와 현재

2004년 PowerPC 칩 상당수를 생산하던 모토로라가 반도체 사업부를 프리스케일 반도체로 분사했으며, 2006년 Apple이 인텔로 전향하면서, AIM 동맹은 2004~2006년에 와해되었다.

결국 IBM은 2006년 PowerPC ISA를 Power ISA 2.03에 통폐합 처리하였고, PowerPC라는 브랜드를 점차적으로 폐기하였다. IBM이 (PowerPC ISA를 계승한) Power ISA와 이를 탑재한 POWER 마이크로프로세서를 꾸준히 내놓고 있긴 하지만, 이들은 IBM의 서버에 주로 들어가다 보니 일반 소비자들이 체험하기는 어렵다. IBM이 여전히 시장에서 강자인 메인프레임이나 슈퍼컴퓨터에 들어가는 z/architecture 역시 POWER와 같은 시리즈이고 따라서 PowerPC의 ISA 또한 계승하고 있겠지만 이 쪽은 일반인들이 접할 일이 아예 없다 보니 인지도는 매우 낮다.

Power ISA로 통폐합되기 전의 구형 PowerPC 설계 또는 브랜드를 현재까지 이용하고 있는 사례는 다음과 같다.

NXP반도체는 모토로라 반도체 사업부(Motorola SPS)의 후신인 프리스케일 반도체를 인수한 뒤, PowerPC e 시리즈 코어를 이용한 제품을들 계속해서 내놓고 있다.[3]
제임스 웹 우주 망원경을 비롯한 수많은 항공 우주 프로젝트에 채용된 BAE Systems의 우주용 프로세서 RAD750은 구형 32비트 PowerPC 750 기반이다.

또, 리눅스 커널, GCC 등 최신 Power ISA/OpenPOWER를 지원하는 소프트웨어에서 아키텍처명을 ppc(또는 ppc64, POWER8+의 Little Endian 모드는 ppc64le)라고 부르는 사례가 종종 있다.[4] 인텔이 CPU에 80x86이라는 이름을 사용하지 않은 지 수십 년이 지났지만, 여전히 아키텍처 이름이 x86, x86-64로 통용되는 것과 비슷하다고 보면 될 것이다.

3. 성능

3.1. PowerPC G3(750)까지

1990년대 후반까지는 x86에 비해 성능 상의 우위가 인정되는 편이었다. CISC 명령어를 변환해 RISC로 처리하는 방식을 도입한 펜티엄 초창기 까지는 확실히 우위를 점할 수 있었다. PowerPC의 주요 사용 기종은 맥은 1994년부터 기존의 모토로라 68000 계열 CPU에서 PowerPC로 성공적으로 전환하며 향상된 성능으로 좋은 평가를 받았다. 1997년 11월 10일에 출시된 PowerPC 750(Apple이 PowerPC G3로 명명)은 좋은 성능에 소비 전력도 적었다. Apple은 펜티엄 2를 달팽이에 비유하거나# 방진복을 입은 인텔 엔지니어들 몸에 불이 붙는 광고#로 윈텔 진영을 조롱하는 광고를 내보내기도 했다. 당시 랩탑용 저전력 프로세서로 설계해 1990년대 중반에 사용하던 PowerPC 603e에 캐시 용량을 크게 늘리고 클럭 스피드를 높힌 PowerPC 750에 G3 라는 직관적이고 외우기 쉬운 이름을 붙여 브랜드화함으로서 PowerPC의 성능이 좋다는 인식은 더욱 빠르게 퍼져나갈 수 있었다. 하지만 CNET에서는 Power Mac에 대해 게임 PC로서의 성능은 최고이지만 정작 게임이 없다는 요지의 기사를 내기도 했다. 놀라운 점은 모토로라와 Apple이 1994년 12월에 출시된 PowerPC 603의 상대적으로 떨어지는 성능인 부동소수점 유닛을 개선해서 PowerPC G3에 싣기로 했음에도 불구하고 동시대 인텔과 AMD CPU에 비해 성능이 좋았다는 점이다. 이 때가 iMac G3과 iBook G3 Clamshell 등 인기 기종에 힘업어 PowerPC가 일반 소비자들 사이에서 가장 큰 인기를 누리고 좋은 평가를 받은, 그야말로 최전성기라고 할 수 있다.

그러나 인텔과 AMD 사이의 기술 경쟁이 격화되며 공정이 향상되고 아키텍처를 개선하고 클럭을 올리고 SSE를 장착한 펜티엄 4와 애슬론 와 경쟁한 아래의 PowerPC G4 후기 시기에 이르러서는 어정쩡해지기 시작했다. 물론 IPC는 여전히 더 좋았고 SSE에 대응하는 SIMD도 가지고 있었지만 공정이 뒤처져 클럭을 높이기 힘든 것이 한몫했다. 한 회사가 개발을 주도하지 않다 보니 신기술 도입도 다소 늦었다. 그럼에도 불구하고 맥을 팔아야 했던 애플은 x86 대비 성능상 우위를 홍보했고, 이는 2000년대 중반까지도 일부 컴퓨터 애호가들에게 편견으로 자리잡았는데, PowerPC는 클럭 대비 강력한 성능을 제공하긴 했지만 이는 과장된 측면도 있다. 이는 POWER 아키텍처의 시험용으로 매번 선보이는 파격적인 기술 도입과 당시 IBM에 대한 컴퓨터 애호가들의 많은 기대도 한몫했다.

3.2. PowerPC G4(74xx)

펜티엄 3와 경쟁했던 시절 Apple에선 PowerPC G4의 AltiVec(애플은 Velocity 엔진, IBM은 VMX) 기술로 128 비트 단위의 벡터 연산을 지원해 이를 지원 하는 응용 프로그램에서 월등히 빠른 속도를 제공하긴 했다. 근데 이것이 마치 PowerPC G4의 독자적이고 혁신적인 아키텍처인 것처럼 광고를 했지만 펜티엄 3도 SSE로 128비트 벡터 연산을 지원했다. 다만 Apple의 Power Mac 진영에 비해 x86 진영의 소프트웨어 지원이 늦었을 뿐이었다. 시연된 포토샵 벤치에서 동클럭의 3.6배 이상 성능이 나와 펜티엄 III 1GHz의 성능의 2배 라는 소문이 파다 하였으나 벤치에서 Power Mac G4는 AltiVec 기술을 활성화 시켜 놓고 인텔은 SSE 미지원으로 비활성 상태였던 것으로 밝혀졌다.(과장된 PowerPC G4 전설의 원인 중 하나) 실제론 Apple에서 시연회 때마다 홍보했던 포토샵 벤치만 놓고 보면 포토샵 5.5 에서 AltiVec과 SSE 활성 상태에서 PowerPC G4 500 MHz 는 펜티엄 3 800 MHz 시스템과 비슷한 성능이었다.

펜티엄 3 역시 IPC가 떨어지는 CPU가 아니었고, 그런 펜티엄 3을 상대로 IPC에서 확실한 우위를 보인 PowerPC G4는 클럭 대비 성능만 놓고 보면 대단해 보였다. 하지만, 당시 PowerPC G4를 생산했던 모토로라 0.20μm 공정은 클럭을 올리는데 문제가 있었던 데다가 가격도 비쌌다. 2000년 3월 AMD 애슬론을 시작으로 x86 진영이 1 GHz를 연이어 도달하면서 사실상 성능 우위도 점하지 못하였다.[5] 클럭이 1 GHz 미만이던 초기에는 발열 문제가 그리 심하지 않았기에 발열 관리 문제로 악평을 받긴 했음에도 불구하고 Power Mac G4 Cube라는 팬리스 모델도 나왔고 CPU 위에는 방열판만 있고 시스템 팬 하나만 냉각을 담당하는 방식임에도 발열과 소음이 심하지 않았다.

PowerPC G4는 계속 개선되었지만 클럭을 높이는 데 여전히 문제를 안고 있었다. 펜티엄 4 시절 스티브 잡스가 PowerPC G4 듀얼 CPU 800 MHz를 탑재한 Power Mac G4가 인텔 펜티엄 4 1.7 GHz 시스템 보다 80% 더 빠르다고 홍보했다. 당시 일반 사람들은 듀얼 CPU에 대한 개념이 희박 했기 때문에 사람들은 PowerPC G4가 낮은 클럭에도 인텔 최신 펜티엄 4보다 80% 더 빠르다고 착각 했다. 이 발표는 논란을 가중 시키기도 하였다. 사람들은 Power Mac G4의 성능엔 여전히 감탄했지만 낮은 클럭엔 실망을 해야만 했다.

여기서 알 수 있듯이 IPC는 높았으나 클럭을 높이는 데 많은 문제가 있었다. 거기다 세대 전환이 늦어져서 PowerPC G5가 나올 때까지 PowerPC G4 듀얼 CPU를 홍보하며 인텔 펜티엄 4와 경쟁해야 했다.[6] 그래도 맞춤 하드웨어인 맥의 특성상 PC에 비해 소프트웨어 지원이 좋아 AltiVec을 잘 써먹는 편이었고 상위 모델인 1.25/1.42 GHz 듀얼 CPU 모델은 초기 펜티엄 4나 애슬론에 비해 성능이 밀리지 않았다. 그러나 파워맥 G4의 상위 모델은 가격이 3천 달러가 넘었고 공정이 뒤처져 발열이 심해 팬 소음이 굉장했다. 특히 MDD(Mirrored Drive Doors) 모델[7]은 전부 소음이 심했는데, 그 이유는 CPU 쿨러로 방열판만 있고 냉각팬이나 히트 파이프가 없었으며 시스템 팬이 냉각했기 때문이다. Power Mac G4와 비슷한 위치, 비슷한 가격대의 x86 전문가용 워크스테이션과 비교했을 때 파워맥 G4는 그에 걸맞는 성능과 확장성을 보여주지 못했다.

물론 발열 문제를 가진 대부분의 CPU가 그렇듯이 공정 문제가 발열 문제의 원인 중 대부분을 차지했기에 공정 개선이 이루어진 이후에는 PowerBook G4 최후기형에 가서는 1.67 GHz 클럭의 PowerPC G4 CPU를 발열 문제 없이 쓸 수 있었다.[8] 문제는 공정 개선이 너무 늦어 아래의 PowerPC G5의 라이프스팬 중후반에나 이러한 개선된 PowerPC G4 CPU를 쓸 수 있었다는 것이다.

여담으로 동 시대 x86 CPU와 유사한 방식으로 오버클럭이 가능하다. 또한 CPU의 패키징은 아래의 PowerPC G5와 마찬가지로 CPU 보드 형식으로 되어 있다.[9]

3.3. PowerPC G5(970)

2003년 6월 WWDC에서 세계 최초의 64비트 데스크탑으로 홍보한 Power Mac G5에 채용된 CPU였다. WWDC 발표 당시 엄청난 성능의 CPU로 세계적인 센세이션을 일으켰다. PowerPC G4는 AltiVec의 부동 소수점 처리 성능으로 동작 클럭이 2배 가량 되는 펜티엄 4와도 경쟁할 수 있었지만 클럭이 낮아 한계가 있었는데, PowerPC G5는 그 동작 클럭을 크게 끌어 올렸다. 싱글 PowerPC G5 3 GHz 가 듀얼 제온 3.06 GHz를 큰 차이로 눌러 버렸다는 이야기는 사람들로 하여금 엄청난 기대감을 가지게 하였다.

하지만 실제 출시 당시 Power Mac G5에 탑재된 제품은 그런 사람들의 기대감을 충족시켜 주지 못했다. 여전히 x86 진영에 비해 공정이 뒤처졌기 때문이다. 설상가상으로 클럭을 끌어 올리기 위한 설계 때문인지 벡터 연산 외에 IPC는 PowerPC G4보다 크게 향상되지 않았는데 IBM 90nm 공정의 높은 누설 전류로 인한 높은 소비 전력과 발열 문제가 발생하면서 클럭마저 경쟁 제품 수준으로 끌어 올릴 수 없게 됐다. 거기다 2003년 4월에 AMD64가 채택된 K8 아키텍처 기반의 옵테론이, 9월에 애슬론 64가 나오면서 x86 시장에서 공전의 히트를 쳤는데 이 CPU가 PowerPC G5와 비교되기 까지 하면서 열기는 급격하게 식기 시작했다.

2005년에는 펜티엄 4의 코어를 2개로 붙인 듀얼 코어 CPU인 펜티엄D, K8 아키텍처 기반의 네이티브 듀얼 코어 CPU인 애슬론 64 X2가 나오면서 듀얼 코어 경쟁이 치열하게 벌어졌는데 이런 듀얼 코어 전쟁에서 PowerPC G5의 누설 전류 문제점이 발목을 잡기 시작했다. 당시 TDP는 3 GHz에서 싱글 CPU 모델이 85 W, 듀얼 CPU 모델이 2.0 GHz 100 W였으나, Power Mac G5 듀얼 CPU 2.5 GHz 제품 부터는 일체형 수랭 방식을 도입 하는 등 클럭이 올라갈 수록 소비 전력과 발열이 높아져 갔다. 수랭 방식은 공랭보다 꼼꼼한 유지 보수가 필요한데 누수가 발생하면 큰일나기 때문이다. 게다가 이 당시는 기술이 떨어져 구조적 완성도가 현재보다도 떨어졌다. 실제로 수많은 Power Mac G5들이 누수 문제로 어느 날 갑자기 죽어버리는 사태가 많이 발생했다. 심한 경우 전원 공급 장치를 비롯해 주요 부품들이 녹슬어 Power Mac G5 유저들이 상상을 초월하는 수리비를 감당하기도 해야 했다. 발열이 과다해 하나의 다이 안에 코어 두 개를 넣지 못하고 2004년까지 듀얼 CPU 모델로 버텨야 했으며, 최후기형인 2005년형이 되어서야 듀얼 코어 모델을 낼 수 있었다.

높은 소비 전력과 발열에도 불구하고, 실제 PowerPC G5의 성능은 PowerPC에 최적화된 프로그램에서 동 클럭 x86 CPU에 비해 약간의 우위를 보였을 뿐이다. 이런 와중에도 Apple은 듀얼 CPU를 내세우기도 하고 iTunes에서의 인코딩 성능을 앞세우며 x86 진영보다 빠르다고 홍보했다. 일단 멀티 플랫폼 프로그램을 통한 벤치마크를 보면 싱글 CPU 모델과 듀얼 CPU 모델 모두 동급 x86 CPU들에 비해 다소 우위에 있기는 했다. 그러나 거대한 Power Mac G5의 내부 공간 대부분을 냉각 시스템에 할애하고 노트북은 내지도 못할 정도로 발열이 강해 x86 프로세서들에 비해 파급력은 훨씬 떨어졌고 그 격차는 갈수록 점점 벌어져 갔다. 일단 앞자리가 9인 것을 보면 알 수 있듯 서버/워크스테이션용의 높은 체급 CPU인데 이 때문에 개인용 컴퓨터에는 매우 부적합할 수밖에 없었다.[10] 일단 서버용 CPU는 안정성이 최우선이라 동 시대의 개인용 프로세서에 비해 아키텍처나 공정이 뒤처지기 때문이다.

당시 Apple은 PowerPC G5의 소비 전력과 발열 문제 때문에 신형 PowerBook을 내놓지 못한 데다가 한계에 달해 골치가 아팠는데, IBM은 상호 호환성 때문이라도 Apple이 기다릴 수 밖에 없을 것이라는 자신감으로 일관하는 등 다른 사업에 더 집중하는 모습을 보이며 Apple에 비협조적이었다는 뒷이야기가 있었다. 실제로 당시 Xbox 360, PS3, Wii 등 차세대 게임기에 들어갈 CPU와 PowerPC 970(G5) 기반의 서버 개발 등으로 아주 바쁜 나날을 보내고 있었다. 이 때문에 PowerPC G5는 최악의 CPU 10선에 선정되기도 했다.#

소비 전력과 발열 때문에 PowerBook의 CPU는 3GHz를 도달하지 못했고, Apple은 노트북 시장에서 크게 실패한데다 iMac G5는 발열로 인해 냉납으로 사망하는 사례가 속출하였다. 게다가 시간이 지날 수록 가격은 물론이고 성능도 계속 밀려 갔음에도 차세대 CPU 개발도 지지부진하면서 2006년 1월 차기 iMac부터 인텔 코어2 듀오를 탑재하면서 인텔 진영으로 선회하게 되었다. 결국 Apple은 우드크레스트 제온 기반 Mac Pro를 내놓으면서 G5 기반 Power Mac 보다 40% 가격이 낮아지고 성능이 2배 향상되었다고 발표했다. 성능만 향상된 것이 아니라 발열이 급감해 쿨링 솔루션을 간소화하여 다른 곳에 투자할 수 있게 되어 확장성 또한 크게 향상되었다. 자세한 사항에 대해서는 Mac Pro/1세대 항목 참조.

이렇게 애플의 선택을 받았던 인텔 프로세서도 2020년 이후부터는 소비 전력 대비 성능이 정체하자 애플은 자체 개발한 CPU와 GPU, 그리고 RAM 등을 통합한 M 시리즈로 전환하면서 인텔과의 관계에 종지부를 찍었다.

4. PowerPC와 게임기

위 사진은 Wii에 사용된 Broadway CPU.

Power Macintosh는 '게임 PC로는 최고지만 게임이 없다.'는 비아냥을 듣기도 했다. 이와 같은 평을 그대로 듣고 혹평 속에 사라져 버린 게임기가 바로 Apple Pippin이다. Pippin은 PowerPC 603을 사용했고, Mac OS의 임베디드 버전을 탑재한 사실상의 게임기 버전 Mac이었다. 하지만 과연 그 평가는 틀리지 않았는지, 7세대 게임기는 모두 IBM의 CPU로 천하통일 되었다. 사실 6세대까지는 CPU가 워낙 제각각이기도 했다. 드림캐스트는 히타치(현 Renesas Electronics), PS2는 MIPS, 게임큐브는 IBM, XBOX는 인텔 등.

PS2 후기 모델: PowerPC 405GP.

다만 입출력 처리와 플레이스테이션 게임 에뮬레이션용으로 쓰였고, 주 아키텍처는 MIPS를 사용했다. 70000번대까지의 기존 모델은 PS1의 CPU와 호환성이 있는 MIPS 기반 프로세서를 사용하였다.

게임큐브: PowerPC G3 기반 Gecko 486 MHz
Xbox 360: PowerPC G5 기반 Xenon
PS3: PowerPC G5 기반 CELL-Broadband Engine
Wii: PowerPC G3 기반 BroadWay 728 MHz
Wii U: PowerPC G3 기반 Espresso 1.24 GHz 트리플코어 CPU

소니 컴퓨터 엔터테인먼트는 LSI Logic과의 계약이 만료되고, IBM과 CELL-Broadband Engine 개발 계약을 채결한 상태였기 때문에 PS2의 75000번 모델부터 I/O 프로세서를 PS1 CPU의 호환 프로세서에서 PowerPC 405GP로 대신해 탑재했다.

PS3의 CELL-Broadband Engine와 Xbox 360의 Xenon 역시 PowerPC G5를 기반으로 한 CPU들이었다. 다만 PS3와 엑스박스 360의 CPU 모두 PowerPC G5에서 IPC를 크게 낮춘 모델이었다. 클럭을 올리면서 게임기에 들어갈 만큼 발열을 억제하려면 IPC를 낮추는 수밖에 없었기 때문이다. 공교롭게도 두 기종 모두 초기에 iMac G5와 같이 발열로 인한 냉납 문제로 홍역을 치른다.

닌텐도의 경우 게임큐브부터 탑재했고, 후속기인 Wii에도 게임큐브와의 호환성을 위해 PowerPC를 탑재했다.[11] Wii의 후속기인 Wii U 역시 호환성을 위해 PowerPC 계열의 CPU를 사용했다. 10년 넘은 오래된 CPU 아키텍처임에도 불구하고 호환성 때문에 Wii와 동일하게 가져갔다. 이 때문에 약간의 커스텀을 거치고 코어를 늘렸어도 Wii U의 출시일이 경쟁 기기인 PS4, Xbox One에 비해 1년 정도 밖에 차이가 나지 않는데도 불구하고 연산 성능이 크게 떨어졌다.[12] 출시된지 얼마 되지도 않아 메트로 시리즈의 개발자 시시코프초프가 '닌텐도 Wii U는 CPU 속도가 너무 느려서 문제'라고 깠다. 물론 말은 안했지만 당시 다른 개발자들도 모두 같은 생각이었고, 이는 개발 난이도와 비용의 상승을 초래하였다. CPU가 개발자들이 예상했던 성능 보다 너무 떨어졌기 때문에 초기 발매를 노렸던 개발사들이 막대한 손해에도 불구하고 결국 개발을 포기할 정도였다.

소니 컴퓨터 엔터테인먼트와 마이크로소프트는 PS3와 엑스박스 360의 사례에서 교훈을 얻어, 비용을 최소화하고 쉬운 개발 환경을 지원하기 위해 차세대기인 PS4, 엑스박스 원에서 x86-64 계열의 AMD CPU를 탑재하였다. AMD를 선택한 이유는 CPU와 GPU를 모두 한 곳에서 납품 받아 단가를 절약해서 저렴하게 생산하고 팔 수 있기 때문이다.[13] 이론상 x86 아키텍처 게임 하나만 개발하고 상대적으로 간단한 최적화 과정만 거치면 PC를 포함한 세 가지 플랫폼에 동시 발매도 가능하다. 또한 7세대 게임기부터 활발히 이루어진 멀티코어 프로그래밍이 서서히 빛을 발하던 시기였기 때문에 8세대 게임기들은 수명 말기 기준으로 아주 낮은 단일코어 성능에도 불구하고 나쁘지 않은 비주얼을 선보일 수 있었다. 그에 비해 PowerPC 기반인 Wii U는 낮은 성능과 별개로 따로 개발해야 하는 수고와 복잡한 최적화 과정을 거쳐야 했으므로 서드파티들이 줄줄이 떨어져 나갔다. 물론 근본적으로는 Wii U의 판매량이 신통찮은 이유가 더 컸다.

이후 NVIDIA가 닌텐도의 차세대 게임기인 닌텐도 스위치에 테그라 X1 AP를 공급한다고 발표해 닌텐도도 ARM 계열로 떠났다. 2017년이 되자 일반 소비자용으로서의 PowerPC의 시대는 막을 내렸다.

이외에도 여러 아케이드 머신에 PowerPC가 탑재되었는데, 주로 코나미가 썼다.

코나미 울트라 스포츠 시스템: PowerPC 403GA 25 MHz
코나미 ZR107 시스템: PowerPC 403GA 32 MHz
코나미 GTI 클럽 시스템: PowerPC 403GA 64 MHz
코나미 M2 시스템[14]: 듀얼 PowerPC 602 66 MHz x2
코나미 코브라 시스템: PowerPC 603ev 100 MHz, PowerPC 604 100 MHz, PowerPC 403GA 32 MHz
코나미 호넷 시스템: PowerPC 403GA 64 MHz(그라디우스 IV, 사일런트 스코프)
코나미 NWK-TR 시스템: PowerPC 403GA 32 MHz
코나미 BEMANI Firebeat 시스템: PowerPC 403GCX 64 MHz(비트매니아 III, 키보드매니아 시리즈)
코나미 바이퍼 시스템: PowerPC XPC8240[15] 200~250 MHz(소게키, 더 경찰관 시리즈)
세가 모델 3: PowerPC 603e 66/100/166 MHz [16]
타이토 PPC JC 시스템 타입-C: PowerPC 603e 100 MHz(오퍼레이션 타이거)

5. PowerPC와 임베디드

PowerPC를 같이 개발하던 모토로라는 이후 자사 반도체 부서를 프리스케일 반도체로 분사했고 프리스케일 반도체는 기존의 PowerPC를 기반으로 하는 PowerQUICC등을 내놓고 판매했으며 이후 PowerPC e시리즈 등을 내놓으면서 제품 다변화를 하고있다. NXP반도체에 인수된 이후에는 ARM 라인업도 있지만 PowerPC를 사용하는 비중이 여전히 높다.

PowerQUICC: 분사되기 이전 모토로라 시절부터 나오던 제품군.
e시리즈: 현용 제품군중 가장 하위 레벨에 쓰이는 제품군. PowerPC e라고도 하나 실제로는 통폐합된 Power ISA 2.03기반이며 주로 높은 신뢰성이 보장되어야 하는 제어 분야에 쓰이는 동시에 PowerQUICC을 대체한 MPC 시리즈 마이크로컨트롤러에 사용되며 ST 마이크로일렉트로닉스 또한 라이선스를 받아 SPC시리즈 마이크로컨트롤러를 만든다.
QorIQ: 네트워크 장비에 최적화된 시리즈.

6. 기타

2004년부터 시작된 PowerPC 아키텍처의 GNU GPL 기반 오픈 소스 에뮬레이터로 페어PC(PearPC)가 있다. PearPC라는 이름은 PowerPC와 발음이 비슷하면서 PowerPC 동맹의 한 축을 담당한 Apple(사과)와 유사한 배(pear)를 집어 넣어 작명한 말장난이다.[17] 다만 이 에뮬레이터의 성능은 매우 안 좋다고 한다(...). 그냥 x86 등 다른 아키텍처 위에서 PowerPC 기반 운영체제와 소프트웨어가 겨우 돌아간다는 것에 의의를 둘 정도.

한편 페어PC가 처음 공개된 후 몇 달 뒤 체리OS(CherryOS)라는 Windows(x86)용 상용 에뮬레이터가 한 스타트업에 의해 나온 적이 있는데, 페어PC의 소스 코드를 거의 전부 도용해서 리패키징만 한 것으로 드러나 논란이 벌어지기도 했다. 결국 개쪽을 당한 체리OS 제작사 측은 망해 버리고 2년 뒤 GNU GPL에 따라 할 수 없이 소스 코드를 공개했다. 하지만 어차피 체리OS는 PearPC의 카피라 공개해 봤자 별 쓸모가 없으니 그냥 잊혀진 존재가 되었다.

Apple에서도 인텔로 이주 후 Power Mac 응용 프로그램들과 하위 호환을 위해 OS X에 Rosetta라는 PowerPC 에뮬레이터를 내장한 적이 있다. 하지만 이 에뮬레이터는 NeXTSTEP 기반의 OS X용 응용 프로그램의 실행 만을 지원할 뿐이며, 구형 Mac OS용 소프트웨어는 지원하지 않는다. 따라서 QuarkXPress 3.3k 등의 구형 Mac OS용 소프트웨어를 사용해야 할 경우 구형 Mac OS를 네이티브로 돌리거나 적어도 호환 환경을 지원하는 Power Mac과 PowerPC용 iMac, PowerBook 또는 iBook을 사용해야 했다.

2000년대에 로봇의 대명사와 같았던 아시모도 PowerPC 계열 CPU를 사용한다. 이 문서에 서술된 것 이외에도 다양한 사용 제품과 지원 운영체제가 있는데, 자세한 사항에 대해서는 위키백과 PowerPC 문서 참고.

[1] PPC 1번 항목은 Pocket PC 즉 윈도우 모바일을 의미한다. 약칭도 윈텔에 밀려났다.[2] 참고로 Power Macintosh와 PowerPC용 iMac, PowerBook 또는 iBook에는 PowerPC용 Windows를 설치할 수 없다. 펌웨어가 바이오스가 아니기 때문이다.[3] 다만 PowerPC e는 말만 PowerPC고 실제로는 통합된 PowerISA 2.03 을 쓴다.[4] 기본적으로는 POWER와 PowerPC 모두 Big Endian을 사용한다.[5] Mac 중에서는 2002년 Power Mac G4 QuickSilver 모델이 최초이다.[6] 게다가 듀얼 CPU를 탑재한 Power Mac G4는 하위 모델보다 훨씬 비쌌다. 기본 모델과 최상위 모델은 기본가로 비교해도 가격 차이가 2배에 달했다.[7] 윈드 터널이라는 별명도 있다.[8] 비슷한 시기의 펜티엄 M과 비교해 보면 별로 뒤처지는 스펙이 아니다.[9] 메인보드 위에 CPU 보드 위에 히트싱크 식으로 배치되어 있다. 셋 다 독립적이라 교체가 가능하다.[10] 맥을 비롯한 개인용 컴퓨터에 들어간 다른 PowerPC CPU들은 앞자리가 6 또는 7이다.[11] 한국 정식 발매 제품만 호환 기능을 막아 버렸는데, 이는 게임큐브를 한국에서 정식 발매한 적이 없기 때문이다. 한국의 게임 등급 심의를 받지 않은 게임큐브 게임을 Wii에 가동한다는 논란을 닌텐도에서 원천적으로 막은 것으로 보인다.[12] PS4와 Xbox One의 재규어 역시 당시 기준으로도 고성능의 CPU는 아니었지만 일단 이쪽은 옥타코어고(Wii U는 트리플코어) 기술적으로나 공정으로나 Wii U의 에스프레소 CPU보다 훨씬 진보되어 있었다.[13] 인텔도 나름 GPU를 생산 중이었지만, 당시 인텔 GPU는 내장 그래픽 위주로 개발이 이루어지고 있었기에 주력군이던 CPU에 비하면 게임기에 넣기에 GPU 성능과 관련 노하우가 굉장히 모자랐다. 외장 그래픽 카드를 낸 현재도 인텔의 그래픽 기술력은 영상 출력 쪽을 제외하면 엔비디아와 AMD에 비해 크게 밀린다. 그래서 당시 AMD CPU가 인텔에 비해 크게 밀리는 상황이었음에도 AMD CPU 탑재를 강행했다.[14] 발매취소된 가정용 게임기인 3DO M2 기반[15] PowerPC 603e에 PCI 호스트 브리지 컨트롤러가 내장되어 있는 프리스케일 반도체 CPU[16] 각각 스텝 1.0,1.5,2.0/2.1으로 분류된다[17] 이와 유사하게 드라마 등에 iBook이나 MacBook의 패러디 제품으로 PearBook이 등장하기도 한다.