IBM 向合作伙伴推出Power 9，讓我們扒一扒IPOWER系列的前世今生
2016-08-25 21:19:17 n該款14nm Power 9今年3月曾被提到過，它在加速器熱門領域用到的策略頗有些大膽，盡管或許也有些支離破碎。Power 9是IBM 第一款用了縱、橫規模性系統設計的Power芯片系列。
和過去的 IBM 微處理器一樣，為了達到新的性能水平，Power 9用了內存塊區，包括高達 120 Mb置于每秒7 Tbit芯片結構上的共享 L3 緩存里的嵌入式 DRAM。
Power 9芯片首席架構師Brian Thompto表示，就一系列的性能標準而言，預期明年底上架的Power 9的性能與Power 8比有50%至2倍多的提高。內核和芯片層次上的新設計有助于提高性能。
Power9 版本用的DDR4 Dimm 可以吸引 OEM在成本上開展競爭。(IBM圖)
IBM 將發布4個Power 9版本（如上圖所示）。其中的兩個版本用了每個內核8線程及每個芯片12內核的結構，可用于IBM 的Power虛擬化環境；另外兩個版本用了每個內核4線程及每個芯片24內核的結構，可用于Linux。二者均有2個版本，一個版本用于兩插槽8 DDR4 端口服務器，另一個版本用于多芯片、緩沖 Dimm型服務器。
多元化的選擇有助于吸引 OEM商家。IBM 一直在利用OpenPower社群試圖鼓勵其他商家建造Power系統，OpenPower社群現有200 多個玩家。到目前為止，中國對該社群的興趣十分大，一家中國合作伙伴正在造自己的Power芯片。
Power 9在有些部件里用了標準DDR4 Dimm內存，這可以降低OEM門檻，因為可以將包裝商品化從而降低成本。
Power9 的 120 MB L3分成 10 MB的塊，供兩個內核共享
IBM 的Brian Thompto 在Hot Chip活動上第一次公開介紹Power 9。(EE Times圖)
Power 9 的加速策略或許是該款芯片最有意思的東西。
Power 9是第一個使用了每秒16 GTransfer、 PCI Express 第4 代互連的微處理器，而PCI Express 第4 代互連的最終規格仍在等有待有關部門的批準。另外，Power 9還用了新的 每秒25 Gbit物理互連，名為IBM BlueLink。
兩個互連均支持 48 個通道，并可容納多種協議。PCIe 鏈接利用IBM 的 CAPI 2.0 連接 FPGA 和 ASIC。BlueLink將配置新一代NVLink及新的CAPI。NVLink的開發也可用于Nvidia GPU。
新的 CAPI 協議和 25G BlueLink極有可能是IBM為CCIX 緩存相干鏈接而提出的建議。包括AMD、 ARM、 華為、 Mellanox、 高通和 Xilinx 在內的一大幫商家正在開展定義CCIX互連的工作。
CCIX 的目標是打造業界可以替代Nvida和英特爾專有互連的標準。英特爾收購 了Altera，并承諾在旗下專有 OmniPath 互連上創建一些旗下至強處理器、 Altera FPGA 和 3D XPoint 記憶的套件。英特爾這些舉動進一步推動了CCIX互連方面的努力。最近又有十幾個新公司加入進來，預計CCIX互連在年底前將發布關于其進展及最終規范時 間表的消息。
所有這些活動主要源于機器學習的興起，大家認識到，為進一步提高系統性能，對專用協處理器的需求會越來越大。IBM的hompto表示，"該領域存在大量投資和優化的商機，是未來的潮流。"
Power 9配有兩個互連，用了除SMP 總線外的4個協議。(IBM圖)
IBM的存儲類內存最終是什么樣子尚無定論，這是件大事。IBM在相變架構上已經做了多年的研究，英特爾將在明年或2年內推出XPoint 產品，IBM對此或許會有所動作。
英特爾計劃在新興的非易失性內存上利用XPoint提高服務器性能，時間可能是2018 年。Thompto在發言后的問答環節里表示，"我們做的工作之一是構建用于持久性記憶的新CAPI，它可以直接作內存模塊用。"
IBM POWER系列處理器的前世今生
Power是Power Optimization With Enhanced RISC的縮寫，是由IBM開發的一種RISC指令集架構(ISA)。
IBM的很多服務器、微型計算機、工作站和超級計算機都采用了Power系列微處理器。Power芯片起源于801 CPU，是第二代RISC處理器。在1990年，Power 芯片被RS或RISC System/6000 UNIX工作站(現在稱為 eServer 和 pSeries)所采用。從Power 3開始以及之后推出的Power系列微處理器都采用的是64位PowerPC架構。
801的設計非常簡單，但是由于所有的指令都必須在一個時鐘周期內完成，因此其浮點運算和超量計算(并行處理)能力很差。Power體系結構就著重于解決這個問題。Power芯片采用了100多條指令，是一個非常優秀的RISC體系結構。
PowerPC，最初的含義卻不是Power，而是Performance Optimized With Enhanced RISC；PC指的是Performance Computing。
目前，主流的PowerPC處理器制造商有IBM、Freescale （原摩托羅拉半導體部,現已與NXP合并）、AMCC、LSI（已被Avago收購）等。其中以IBM和Freescale的PowerPC處理器最為流行。
IBM的PowerPC家族
IBM目前共有3個主要的Power系列：Power、Power PC和CELL。POWER，POWER PC中間，還有一個Star系列。
801計劃
1974年，IBM啟動了一項以創建一個每秒至少處理300路通話的電話交換網絡的計劃。該計劃預計需要20000個指令來處理每個通話，同時保持即時回應，因此需要一個性能為12 MIPS的處理器。這個需求在當時看來是非常大的。
復雜運算的每個步驟都可以用簡單的指令來取代，而所有簡單的指令，都可以在相同的時間內完成。這個精簡設計的理念就是后來為人們所熟知的RISC。
1975年這個電話交換計劃在還沒有成為原型之前就被取消了。不過，從該計劃第一年的模擬中所得到的估計來看，為這個計劃所設計的處理器將會是個很有潛力的通用型處理器，因此后續工作在托馬斯?華生研究中心的 801 號樓繼續展開了，也就是801計劃。
1982年的“Cheetah”研究計劃
為了判斷RISC機器是否能同時處理多個指令，或者需要對801計劃進行哪些修改來實現擁有多個執行單元的801，華生研究中心花費兩年時間探索了801設計的極限。
America計劃
1985年，華生研究中心開始了第二世代RISC架構的研究，其成果就是“AMERICA架構”。1986年，IBM以這個架構為基礎，在奧斯汀開始開發RS/6000系列。
Bellatrix計劃
在1986年到1989年之間，Bellatrix計劃啟動了，前提是使用America架構作為通用架構的基礎，其中可能包括針對大型主機應用的OS/390、針對多處理器服務器交易處理的OS/400和針對科學應用的AIX。但這一計劃在1990年到1995年之間被取消了。
Power和RS/6000
1990年2月，第一步采用Power架構的IBM計算機被稱為“RISC System/6000”或者RS/6000。RS/6000分為工作站和服務器兩個等級，分別稱為Powerstation和Powerserver。 RS/6000的CPU有兩種配置，分別被稱作RIOS-1和RIOS.9。RIOS-1有11個芯片，分別是1個指令緩存芯片、1個整數芯片、1個浮點數芯片、4個數據緩存芯片、1個儲存控制芯片、1個I/O芯片和1個時鐘芯片。成本較低的RIOS.9有8個芯片，分別是1個指令緩存芯片、1個整數芯片、1個浮點數芯片、2個數據緩存芯片、1個存儲控制芯片、1個I/O芯片和1個時鐘芯片。
RSC(RISC Single Chip)是針對較低端的RS/6000開發出來的。第一部使用RSC的機器于1992年問世。
1．POWER 1
發布于1990年，每個芯片大約封裝了80萬個晶體管。
與當時其他的處理器不同，POWER 1進行了功能分區，這種設計方案使POWER 1具有非常好的擴展能力，它有單獨的浮點寄存器，可以適用于從低端UNIX工作站到高端UNIX服務器各種環境。最早的POWER 1是安裝在同一母板上的幾個芯片的組合，不過很快就集成到一個芯片中，成為單芯片設計，總計擁有超過一百萬個晶體管的RISC處理器（RSC，RISC Single Chip，即單芯片的RISC處理器）。POWER 1最成功的應用是被用于火星探路者宇宙飛船上。
2．POWER 2
發布于1993年，每個芯片封裝了一千五百萬個晶體管。
POWER 2增加了第二個浮點單元處理（floating-point unit，FPU）和更多的緩存。被稱為P2SC（Power 2 Scalable Chip）的超級芯片使用CMOS-6S技術，用一個芯片實現了POWER2 8個內核的架構（從這里你可以看到其實在1993年IBM就已經開始了多核芯片的設計，其實如果囊括大型機，在20世紀80年代，就有了多核的概念），就 是使用這種處理器的32個節點的DEEP BLUE（深藍）超級計算機，在1997年戰勝了國際象棋冠軍卡斯帕羅夫。
3．POWER 3
發布于1998年，每個芯片封裝了一千五百萬個晶體管。
這是IBM第一款64位對稱多處理器結構（SMP），與原有的POWER指令集完全兼容，也兼容Power PC指令集，主要用于科學計算，從航空設計、生物制藥數據分析到天氣預測。它具有一個數據預取引擎，非阻塞的內置數據緩存和雙浮點處理單元。POWER 3-II采用與POWER 3相同的設計，在制造芯片時使用了銅導線技術，在幾乎相同的價格制造成本下，提高了一倍的性能。
4．POWER 4
發布于2001年，每個芯片封裝了一億七千四百萬個晶體管。
這 是一款達到GHz主頻的處理器，0.18微米銅導線，硅絕緣技術。它具有POWER 3的全部特性，包括與Power PC指令集兼容，但它又是全新的設計，每個處理器包含兩個64位1GHz+ Power PC內核，這是業界第一款批量生產的單芯片雙核設計，又被稱為單芯片對稱多處理設計（multicore design on a single die，SMP on a chip，或者system on a chip），每個處理器可以同時執行200條指令。POWER 4架構可以制造IBM Regatta（即p690）大型服務器，也被用來設計Power PC 970處理器（在蘋果公司被稱為Apple G5）。POWER 4+™（又被稱為POWER 4-II）是POWER 4主頻升級的提高版。POWER 4 CPU支持了分區技術，可以將芯片切分成多個單元，運行不同的操作系統。
5．POWER 5
2004 年發布，與POWER 3和POWER 4類似，POWER 5同時使用了POWER和Power PC架構，利用了更快的片內通信技術、芯片多處理技術、同時多線程技術（simultaneous multithreading，SMT，一個物理CPU內核可以模擬兩個邏輯CPU，如果兩個線程的工作內容相差較大，則使用SMT技術性能最高可以達到 單個CPU方式執行的1.5~1.7倍），比POWER 4性能提高了4倍。POWER 5的高端服務器代號為“騎兵隊”（“Squadrons”，IBM希望此CPU能如同騎士馬隊沖鋒一樣橫掃UNIX服務器市場，結果似乎應驗了設計者的期 望）。在POWER 5上支持了微分區（Advanced Virtualization）的功能，可以將一個處理器內核虛擬切分成多個處理器，供操作系統使用，最小的分配粒度為0.1個CPU，共享使用粒度是 1/100個CPU。在2006年，IBM推出了主頻提高，封裝變化的POWER 5，被稱為POWER 5+，最高主頻為2.2GHz。
6．POWER 6
在 2007年5月發布，目前最高主頻4.7GHz，最高明年將有超過5GHz主頻的版本。片內集成度約為7億5千萬個晶體管。POWER 6將一些總線控制和CPU內核之間的數據通道集成進單一芯片，與POWER 5相比，增加了更多的CPU內核間通信機制和Cache。POWER 6比較有特點的技術是可以直接支持10進制數字處理，這是計算機史上的一次回歸，我們從十進制轉到二進制以便于計算機處理，而如今，計算機芯片設計已經足 夠先進，讓我們可以不再去適應機器，而是讓機器適應我們的需求。
POWER 6其他的技術包括雙核，128KB的L1 Cache（數據、指令各64KB），8條兩階流水線支持在一個時鐘周期完成兩組32位讀或一組64位寫操作；兩個內核各有4MB“半共享”的L2 Cache，雖然它被一個內核占據，但另一個內核也可以快速訪問它；另外32MB的L3 Cache可被兩個內核通過80GB/s的帶寬訪問；POWER 6還通過ViVA-2（VirtualVector Architecture）技術提高了向量處理性能；支持最多1024個虛擬分區也是POWER 6的新特點（POWER 5最多支持256個分區）。POWER 6特有的10進制運算寄存器、指令可以使它在計算時不會產生2-10進制轉換誤差，同時也提高了運算速度。POWER 6包括一些額外的電路去支持Mainframe的指令，開始了整合z系列的實踐，而POWER 6L則是“簡化”版的芯片，降低了主頻，可以用于刀片服務器。
在生產POWER 6的同時，POWER 7也處于緊張開發階段，預計2012年面世。
7. POWER 7
2010年發布了POWER 7，為Peta系列的第一個處理器，被美國國防先進研究計劃局(DARPA)選為他們Petaflops級超級計算機(例如Blue Waters)的候選之一。
IBM Power 7處理器采用了IBM的45nm SOI銅互聯工藝制程，和以往的IBM Power處理器不太一樣，IBM Power7是一個單晶片的八核處理器，而不是如Power5那樣由多個晶圓合體（Power7據說支持單個處理器兩個晶圓，也就是形成一個16核心處理器）。典型的Power 7處理器具有八個核心，提供4核、6核、8核心型號，晶體管數量達到了12億，核心面積567mm2，從這里可以明顯看出Power7的與眾不同，作為對比，同樣八核心的Nehalem-EX具有23億個晶體管，整整多了一倍。Power7處理核心的最大特點是它具有12個執行單元，以及4個同步多線程。這12個執行單元是：兩個FXU整數單元+一個DFU十進制整數單元：十進制整數單元的用途目前暫時難以看到
四個VSX FPU向量/標量擴展浮點單元：和傳統的FPU不同，它可以進行向量計算。
8. POWER 8
2010年Power 7發布之后IBM便一直沒有什么大動作，面對Intel的大軍壓境，IBM不拿出點真本事是不行了。在2013年8月26號舉行的Hot Chip會議上，IBM終于正式發布了新一代Power 8處理器，規格堪稱無敵，畢竟IBM現在已經不玩什么低端產品了，Power 8是專為云計算服務器而生的。
2010年發布的Power 7處理器采用的還是45nm制造工藝，而Power 8處理上IBM直接跳過了30nm的階段，直接使用了22nm SOI工藝進行制造，但由于其芯片的規格實在是太強大的，因此其核心面積依然達到了650mm²，相比之下，上代Power 7處理器的核心面積也不過是567mm²而已。
具體規格方面，Power 8處理器最大為12核心設計，超線程技術從上代產品的4-Way SMT提高到了8-Way SMT，也就說其最大能夠支持96線程，即便是Intel也只能對此望洋興嘆了。12顆核心共享96MB的三級緩存，另外還可以使用128MB的eDRAM四級緩存，但四級緩存并沒有封裝在處理器內部。
單核方面，每顆核心擁有64K的數據緩存、32K的指令緩存以及512K的二級緩存，包含有16個執行單元，分別是2個FXU、2個LSU、2個LU、4個FPU、2個VMX、1個Crypto、1個DFU、一個CR以及一個BR。相比Power 7系列來說單線程性能最大提升60%，
內存方面，Power 8總帶寬高達230GB/s，同時支持事務性內存，支持Crypto&內存擴展，另外還支持PCI-E 3.0技術。
功耗管理方面，Power 8處理器和Haswell有些相似，在芯片內部直接集成了VRM模塊，支持內部功耗控制。
9. POWER 9
IBM 的 Power9 芯片預計將在 2017 年下半年開始上市。該芯片有交流鏈接，專門設計出來和英偉達 (Nvidia) 所銷售的圖像芯片 (GPU) 進行資訊交換。英偉達所設計的芯片目前與 Intel 的芯片一樣，主要都用于深度學習的應用上。
Star系列處理器，是Power PC架構的另一種技術實現，與POWER系列非常類似。由于此系列的各種CPU代號都有Star或者用某一顆星的名字來命名，因此被稱為Star系列。
1．RS64
1997年發布，代號為“Apache”。
這 一系列使用Power PC處理器設計，繼承了大量POWER架構的特點，但為了商業運算進行了特別優化，與POWER 3相比，其中包括指令分支預測、浮點意外處理、硬件預取等功能被取消，而取而代之的是整形計算意外處理、復雜的片內/片外緩存算法、更大的緩存容量。 RS64的設計可以支持64位處理，在2000年發布的RS64 IV中采用了硬件多線程技術，單臺服務器最多可以擴展到24顆CPU，消耗的功耗也非常少，每個處理器只有15瓦。此款CPU開始用于AS/400（即后 來的iSeries），從RS 64 II起，才用于RS/6000（pSeries）。
這種設計使得RS64芯片比較適用于在線交易 （On-Line Transaction Processing，OLTP）、企業資源計劃系統（Enterprise Resource Planning，ERP），以及其他大型、混合的多功能、數據庫訪問、多用戶、多進程的業務。不過在實際使用的過程中，發現其計算速度稍有欠缺，可能是 RS64 CPU的主頻都很低，典型的幾款服務器主頻只有100MHz左右，對于商業智能（Business Intelligence，BI）和科學計算一類的應用，性能不佳。
2．RS64 II
1998年發布，代號為：“Northstar”（北方之星）。
該CPU擁有8MB L2 Cache，256位的數據總線，262MHz主頻。裝配此款CPU的服務器可以支持最多三個CPU板，每個CPU板裝載4路CPU，這樣可以使RS/6000服務器具有4路、8路、12路的SMP結構。
3．RS64 III
1999年發布，代號為：“Pulsar”（脈沖星）。
第一款使用硅絕緣的RS64芯片，通過6個CPU 卡可以實現24路SMP結構。由于此款CPU主頻提高到450MHz，使用優化的指令分支預取技術避免了跳轉懲罰（或只需要額外1個時鐘周期），5級流水 線等技術，CPU處理性能大幅度提高。IBM用此款服務器裝配了RS/6000的80系列（H80，M80，S80服務器）。
4．RS64 IV
2001發布，代號為：Istar，SStar
第一款支持硬件多線程的商用處理器，比以前同系列的CPU更快，更小。600-750MHz的主頻，硬件多線程技術（HMT）使得此CPU具有不錯的市場表現。另外每個CPU僅消耗15W的功率也使得用此CPU裝配的服務器無需特別的電源、散熱系統。
由于市場對于商業和計算環境的混合需求，使得IBM重新整合了POWER系列和Power PC系列處理器，最終設計了POWER 4處理器。Star系列也最后完成了歷史使命。
Power PC系列，是從POWER架構發展出來的一個分支，最早在1993年發布，用于從單板機、電池電源管理到超級計算機和Mainframe主機。Power PC最早登上主角的地位是從作為Power Macintosh 6100的CPU開始的。
眾所周知，Power PC開始與蘋果、摩托羅拉和IBM聯盟（被稱為AIM聯盟），是源自于POWER架構的設計，但進行了大量的改動。例如，Power PC是open-endian設計，即同時支持大尾段（big-endian）和小尾段（little-endian）內存模式，而POWER 是大尾段設計；Power PC希望提供更強的浮點處理能力和多線程處理能力。所以這兩種類型的CPU并沒有太大的差別，Power PC保留了絕大部分POWER指令，許多應用只要重新編譯，就可以分別在兩個平臺上運行。
當IBM和摩托羅拉分別自己設計芯片的時候，依然遵循統一的標準。在2000年，大家使用的是Book E spec，這個設計實現使Power PC能更專注于嵌入式處理系統，例如網絡、存儲和家用設施的處理器。
除了兼容之外，Power PC的架構的另一個亮點是開放，它公開了指令集，允許任何廠商設計Power PC的兼容處理器、Power PC的一些軟件的源代碼也可以下載到，Power PC的內核也非常小，可以在同一芯片上安置許多其他的輔助電路，例如緩存、協處理器，大大增加了芯片的靈活性。
IBM四條服務器產品線中有兩條都與Power PC架構有關，另外蘋果公司的臺式機和服務器、任天堂的GameCube，IBM自己的藍色基因超級計算機都使用了PowerPC芯片。
今天，Power PC家族有三條產品線，分別是嵌入式的Power PC 400系列，Power PC 700和Power PC 900系列。從歷史上看，還有一款Power PC 600系列最值得關注，因為它具有非常好的性能。
1．Power PC 600系列
Power PC 601是Power PC 600系列中的第一款，它綜合了POWER和Power PC架構的特點，并且盡量保持與POWER 1和隨后的其他Power PC芯片的兼容性（即使是同一系列的芯片，也存在兼容性問題），甚至與摩托羅拉的88110兼容。蘋果公司用Power PC 601在1994年制造了Power Mac 6100，66 MHz CPU主頻。此系列下一個芯片是603，低端、低功耗的處理器，大量使用在汽車上。與Power PC 603®同日登場的還有PowerPC 604®，是更強大的處理器，隨之的是“加強版”的603e和604e。在此之后，第一款64位Power PC——Power PC 620®在1995年被發布。
2．Power PC 700系列
在 1998年，出現了Power PC 740和Power PC 750，與604e非常相像，甚至一些人說600/700兩個系列根本就是一回事。Power PC 750是第一款銅導線處理器，蘋果公司用它生產了G3，但很快就被G4所取代，使用的是摩托羅拉7400。在2002年發布的32位的Power PC 750FX曾經震驚業界，因為它是第一款達到1GHz主頻的處理器，IBM在2003年緊跟著推出了750GX，集成了1MB片上二級緩存，也是1GHz 主頻，大約7瓦功耗。
3．Power PC 900系列
64位的Power PC 970，實際上是單處理器內核的POWER 4，可以同時執行200條指令，最高達到2 GHz以上的主頻，而僅僅消耗十數瓦的電力。低功耗使它被大量用于筆記本電腦和手持設備上，還有一些高密度的存儲、服務器（例如刀片中心）也在使用它。 64位處理能力，單指令多數據流設計使它更適合于多媒體、圖形處理。蘋果公司的臺式機、Xserve服務器，以及其他一些圖形、網絡設備，都在使用這款處 理器。例如蘋果Xserve G5就使用了Power PC 970FX，也是第一款同時使用了應變硅、硅絕緣兩項技術的芯片。
4．Power PC 400 系列
這 一款芯片主要用于嵌入式系統，但Power PC靈活的架構使它可以被用于從機頂盒這樣的小設備到藍色基因超級計算機。在產品線的一端，Power PC 405EP在200MHz主頻僅消耗1瓦的電力，而銅導線的Power PC 440在800 MHz主頻可以提供同類型嵌入式芯片中最高的性能。這款芯片也有許多旁支，例如利用Power PC 440GX的雙Gigabit Ethernet和TCP/IP加速功能可以降低網絡應用程序50%以上的負載。圍繞Power PC 400內核，有許多具體實現，用于建造藍色基因超級計算機的處理芯片就是包含了兩個Power PC 440處理器內核和兩個浮點處理內核。
Power PC 400系列被IBM轉讓給AMCC，發展成為PowerPC 405 Family、PowerPC 440 Family、PowerPC 460 Family 3大系列。
Freescale公司提供了數量眾多的含集成化外設的PowerPC處理器，目前在網絡設備市場取得了非常可觀的成功。目前Freescale公司已經調整其PowerPC產品策略，將其劃分成3個主要市場：網絡設備、汽車電子(MPC5xx系列)和工業控制。
Freescale PowerPC在通訊領域的成功，很可能要歸功于PowerQUICC，這也是IBM的PowerPC和Freescale 的PowerPC的最重要的區別。1993年，摩托羅拉半導體事業部(飛思卡爾半導體前身)在充分理解通信系統應用的基礎上，生產了第一顆包含QUICC(Quad Integrated Communications Controller)的芯片--MC68360。此時，QUICC實際上是一顆獨立的處理器。1994年，摩托羅拉半導體事業部的工程師開始把MC68360的QUICC和PowerPC內核結合，將集成了QUICC的PowerPC處理器稱為PowerQUICC，并將其中的QUICC處理模塊稱為CPM。
1995年，MPC860芯片面市，標志著一個通信處理器時代的開始。這顆芯片實現了作為控制中心的PowerPC處理器和作為數據處理中心的CPM的分離，采用了數據通路和控制通路分開的思想。
此后PowerQUICC系列芯片也一路升級，從PowerQUICC I到PowerQUICC II，再到PowerQUICC III和PowerQUICC II pro。目前，Freescale 將CPM升級為QE(QUICC Engine)。
伴隨PowerQUICC的升級，Freescale PowerPC內核也在升級。
603內核系列：MPC850、MPC860、MPC875、MPC885等，目前是最低端的Freescale PowerPC處理器。這類PowerPC處理器沒有包含SDRAM接口，用戶必須使用MPC860提供的UPM（USER Programmable Machines）配置成SDRAM接口。603內核配合PowerQUICC I。
603E內核系列：MPC8250、MPC8260、MPC8272等。從PowerPC內核的角度看，603到603E的升級不大，主要是MMU上，此外包含了SDRAM控制器。603E內核配合PowerQUICC II。
E300內核系列：MPC8349、MPC8347、MPC8360等。E300系列與603E系列結構基本一致，在處理器內核上的修改不多。QE最先在MPC8360上實現，此外支持DDR SDRAM接口。E300內核配合PowerQUICC II pro。
E500內核系列： 包括MPC8540、MPC8560、MPC8548等。E500內核共有V1 、V2兩個版本。V1版本和V2版本的最大區別在于MMU?；贓500內核的PowerPC處理器是Freescale高端處理器的發展方向。E500 內核和603E有很大的不同，只有指令系統是兼容的，其他內核組件都不相同。E500內核支持DDR SDRAM，RapidIO和千兆以太網接口。E500內核配合PowerQUICC III。
E600內核系列：也稱為G4，包括MPC7410，MPC7447，MPC7448，MPC8641等。與IBM的Power 700系列的最大不同在于G4系列支持AltiVec結構。這類處理器也是Apple用于MAC機的芯片。
E700系列：支持64位的PowerPC結構，開發中(最新消息不明，懷疑被放棄).
飛思卡爾 QorIQ通信平臺是飛思卡爾的 PowerQUICC通信處理器的下一代演進產品，包含一個或者更多個核，一共有5個不同的產品平臺。按照功能和性能，分為 P1, P2, P3, P4 和P5,同老的PowerPC產品保持軟件兼容，例如PowerQUICC平臺。
QorIQ 商標和P1、P2、P4產品家族在2008年6月被公布，P3和P5平臺的細節尚未公開。所有的QorIQ處理器基于 e500 or e5500 核心。P10xx 和 P20xx 系列基于e500v2 核心，P340xx 和P40xx 系列基于 e500mc 核心，P50xx 則基于e5500 核心。
P1系列
P1系列被設計用于網關、以太網交換機、無線局域網接入點和通用控制目的。P1系列屬于入門級，運行在400到800MHz，用于替代PowerQUICC II Pro 和PowerQUICC III平臺。P1系列封裝成689個引腳，同P2系列兼容。
P1011 -包含一個800MHze500核心，256 kB L2 cache,4個SerDes lanes，3個吉比特以太網控制器，以及一個用于老實電話的時分復用引擎(TDM engine) 。
P1020 –包含2個800 MHz e500 核心，256 kB shared L2 cache, 4個SerDes lanes,3個吉比特以太網控制器，一個 TDM engine.
P2系列
P2系列設計用于網絡、電信、軍工的廣泛應用。能運行在-40 到 125 °C，特別適合苛刻條件下的應用。P2系列屬于中端產品，運行在800Mhz到1.2GHz，用于替代PowerQUICC II Pro 和PowerQUICC III平臺。
P2010 – 包含1個 1.2 GHz 核心
P2020 – 包含2個 1.2 GHz 核心, shared L2 cache
P3系列
P3 系列設計屬于中端產品，用于交換機和路由器。P3系列提供了一個多核平臺，支持4個e500mc核心，每個核心頻率能達到1.5 GHz。P3系列擁有1.3 GHz 64-bit DDR3內存控制器，18個SerDes lanes，以及用于數據包操作和調度、正則表達式、RAID、安全、加密和RapidIO的硬件加速器。
P3系列的多個核心能夠運行在對稱模式和非對稱模式，意味著多個核心可以一起或者非別引導運行操作系統。
P3041 - 4個1.5 GHz 核心，每個核心128 kB L2 cache ，1個1.3 GHz 64-bit DDR3 內存控制器，45納米技術和僅有12w的功率。
P4系列
P4系列屬于高端產品，用于核心網或者企業級交換機、路由器。提供極限多核平臺，支持8個e500mc核心 ，每一個核達到1.5 GHz。
P4080 –包含8個e500mc核心，每個核心有32/32kB instruction/data L1 caches以及1個a 128 kB L2 cache。包含2個1 MB L3 caches，每一個連接到64-bit DDR2/DDR3 內存控制器。
P5系列
P5系列基于高性能64-bit e5500 核心，頻率提高到2.5 GHz 。2010年6月介紹，可能2010年底可有樣片，2011年可批量生產。
P5010 - 一個e5500 2.2 GHz核心, 1 MB L3 cache, 1個DDR3 controller,45 nm 工藝，功率30W.
P5020 - 兩個e5500 2.2 GHz核心, 2個1 MB L3 caches, 2個DDR3 controllers, 45 nm 工藝，功率30W.
