PowerPC

Apple, IBM, 모토로라가 함께 만들어낸 POWER 기반의 마이크로프로세서 및 아키텍처.
Performance Optimization With Enhanced RISC - Performance Computing'의 약자다.
(Personal Computer라서 PC가 아니다!)

인텔과 Microsoft 즉 윈텔에 PC 시장의 주도권을 빼앗긴 Apple과 IBM, 모토로라의 원념의 결정체라 할 수 있다. 하지만 윈텔에 밀려 결국 시장에서 사실상 밀려났다.

IBM은 POWER 아키텍처를 개발했지만 메인프레임에만 쓰기는 아까워서 다른 용도를 찾았다. 마침 Apple은 모토로라의 680X0 시리즈에 한계를 느끼고 새로운 마이크로프로세서를 찾던 중이었다. 거기에 Apple이 "님아 모토로라도 한 마이크로프로세서 하거든요."하면서 "Macintosh용 CPU 만드는데 우리 빼면 삐짐"하고 있던 모토로라도 참여하여, 타도 윈텔의 AIM 동맹이 결성되었다.

IBM이 공급한 POWER 아키텍처에, 오랜 개인용 컴퓨터 개발의 노하우를 가진 Apple의 요구와 다양한 임베디드 프로세서 개발의 노하우를 가진 모토로라의 기술력이 합쳐져 최초의 PowerPC인 PowerPC 601이 탄생한다. 인텔 펜티엄이 CISC 아키텍처 CISC 명령어를 RISC형식로 변환해 처리하는 RISC86참고 방식으로 만들어진 것에 비해 (순수한) RISC 아키텍처를 채용하였다. PowerPC는 601을 시작으로 4xx 시리즈 및 5xx 시리즈는 임베디드 프로세서로 전개되는 한편, 6xx 시리즈 및 7xx, 9xx 시리즈는 PC/워크스테이션용 마이크로프로세서로 전개되어 나갔다.

Apple은 PowerPC 601을 CPU로 사용한 Power Macintosh를 1994년 3월 발표하였고, 점진적으로 자사의 Macintosh 라인업에 PowerPC를 도입하기 시작하여 1997년 이행을 완료하였다. 이를 통해 PC 시장 바깥에서부터 인텔과 Microsoft를 포위해 나가 결국 최후에는 PC 시장까지 탈환하고 만다는, 그야말로 설욕의 위대한 계획이 실천에 옮겨졌으나, PC 업계에서 윈텔을 엿먹이는 데 실패했다. IBM은 PowerPC 개발 과정에서 얻은 노하우로 POWER3를 개발하였으며, 철천지 원수(?) 마이크로소프트에도 PowerPC를 팔아먹는 데 성공하였다. 모토로라도 PowerPC 임베디드 프로세서로 짭짤한 수익을 올린 듯 한데, 뭔가 Apple만 좀 거시기하게 되어 버렸다.

PowerPC가 처음 등장한 때에는 뭇사람들(이라기보다는 geek)에게 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.

사실은 IBM과 Apple이 이를 위해 노력하기도 했다. 예컨대 CHRP(Common Hardware Reference Platform)를 제정한다던가 공동으로 운영체제 개발에 나서는 등(텔레전트, 핑크)의 시도를 했다. 그러나 IBM의 사정도 있고 윈도우 95의 폭격에 Apple이 풍비박산 나기도 해서 그냥 흐지부지... 망했어요 IBM은 1990년대 중반부터 하드웨어 업체에서 서비스 업체로 변모하려는 몸부림을 치기 시작했기 때문에 IBM이 PowerPC나 그 관련 하드웨어 '나부랭이'에 쏟아부을 여력이 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 이를 기반으로 Mac 호환 기종을 만들긴 했다. 그러나 여러 가지 사정으로 Mac OS 이외의 운영체제는 설치할 수 없도록 되어 있었으며, 결국 스티브 잡스는 Mac 호환 기종 프로그램을 중단시켜 버렸다.[1]

마이크로소프트도 PowerPC용 Windows NT를 개발했으나 결국 4.0을 끝으로 PowerPC 지원을 중단했다. 그러나 Windows NT는 내부적으로 PowerPC를 비롯한 여러 아키텍처로 이식이 쉽게 설계되어 있었고, 심지어 개발 초기에는 x86과 호환성이 없는 프로세서에서 개발하기도 했다.[2] 그 덕분에 ARM 프로세서로도 이식하기도 어렵지 않았으며, Windows RT부터 다시 ARM용 윈도우를 만들 수 있게 됐다.

1990년대 후반까지는 x86에 비해 성능 상의 우위가 인정되는 편이었다. PowerPC 750(Apple이 G3로 명명)은 저전력 소비와 고성능을 가졌다. Apple은 펜티엄 2를 달팽이에 비유하거나# 방진복을 입은 인텔 엔지니어들 몸에 불이 붙는# 광고로 윈텔 진영을 조롱하는 광고를 내보내기도 했으며, 하지만 CNET에서는 Power Mac에 대해 게임 PC로서의 성능은 최고이지만 정작 게임이 없다는 요지의 기사를 내기도 했다.

무서운 점은 모토로라와 Apple이 성능이 상대적으로 떨어지는 PowerPC 603의 부동소수점 유닛을 개선해서 750에 싣기로 했음에도 불구하고 동시대 인텔 마이크로프로세서에 비해 성능이 좋았다는 점이다. 그리고 액체 질소 속에서 최초로 1 GHz의 벽을 넘은 CPU도 PowerPC 750이다. 문제는 그 뒤에 IBM이 손을 놓아버렸는지 상온에서 1 GHz를 넘은 PowerPC CPU는 한참 뒤의 PowerPC 74XX 시리즈(G4)가 나와서였다. 그리고 2000년대 펜티엄 4가 클럭을 3.8 GHz까지 끌어올리자, 컴덕후들도 액화 질소, 드라이 아이스 등을 때려 부으며 7 GHz를 넘겼다.

PowerPC 970(PowerPC G5)부터는 완전한 64비트 마이크로 프로세서가 되었다. 그리고 Apple은 이를 장착한 Power Mac G5를 세계 최초의 64비트 데스크탑 PC라는 이름으로 마케팅하였다. x86 계열 마이크로 프로세서들이 64비트화 되면서 기존 32비트 응용 프로그램들의 성능 저하가 문제 되었으나, PowerPC는 최초 개발 시부터 64비트화를 염두에 두어서 성능 저하가 발생하지 않았다. 하지만 G5의 발열은 너무도 심각해서 지금의 Mac Pro 위치인 Power Mac G5와 크기가 큰 iMac에만 G5를 장착했고 그마저도 수랭식 쿨러를 탑재해서 내놓았다.

소니와 도시바와 합작해서 PowerPC를 기반으로 CELL-Broadband Engine을 개발하기도 했고 PowerPC 970의 VMX를 개선한 VMX128를 장착해 Xenon를 만들기도 했다.

그러나 결국 x86-AMD64을 이기지 못했고 설상가상으로 무섭게 성장한 ARM(CPU)에 밀려버린다. 2013년 출시한 e6501 이후로 신 모델이 나오지 않아 사실상 단종되었다. 소위 '아이타닉'이라 불리며 조롱당하는 인텔 아이태니엄 시리즈는 2017년 마지막 제품을 출시했으니 이보다 더 빨리 명맥이 끊긴 것이다.

한편, MMX의 등장으로 Apple은 PowerPC에서도 그에 상응하는 무언가를 원했다. 그러나 IBM은 SIMD에는 관심이 없었다. 결국 모토로라 덕에 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, AltiVec이라는 상표에 대해서 사용료를 지불하지 않으려는 Apple과 IBM의 고뇌의 흔적이다. AIM 동맹이 성립하던 때부터 PowerPC에서 파생되거나 관련된 여러 기술과 관련해서는 각사가 소유권을 가지는 것으로 되어 있기 때문이다. 처음부터 콩가루 동맹이었던 듯.

그래서 Mac 개발자들은 열심히 자신들의 소프트웨어를 AltiVec에 최적화 시켜 두었다. SIMD 명령을 소프트웨어에 사용하려면 여러 데이터를 동시에 처리할 수 있도록 최적화해야 하는데, 아키텍처마다 지원하는 기능이 다르기 때문에 좀 노가다성이 있다. 그러나 스티브 잡스는 모바일용 마이크로프로세서 따위에는 관심이 없고 오직 크고 아름다운 그리고 뜨거운 것만 사랑하는 IBM에게 질려 버린다. G4 때부터 PowerPC 프로세서는 발열 문제가 살짝 있었지만 괜찮은 수준이었는데, 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. 거기다가 AIM 동맹의 대부분은 존 스컬리보다는 마이클 스핀들러가 이뤄냈다. 그래서 Mac에 인텔 CPU를 장착하게 됐는데, 개발자들은 기껏 AltiVec에 최적화 했는데 다시 MMX와 SSE로 최적화하는 눈물의 삽질을 해야 했다는 가슴 아픈 전설이 전해 내려온다.

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 Mac였다. 하지만 과연 그 평가는 틀리지 않았는지, 7세대 게임기는 모두 IBM의 CPU로 천하통일 되었다. 사실 6세대까지는 CPU가 워낙 제각각이기도 했다. 드림캐스트는 히타치(현 Renesas), PS2는 MIPS, 게임큐브는 IBM, XBOX는 인텔 등.

소니의 경우 LSI logic과의 계약이 만료되고, IBM과 CELL-Broadband Engine 개발 계약을 채결한 상태였기 때문에 플레이스테이션 2의 75000번 모델부터 I/O 프로세서를 플레이스테이션의 CPU에서 PowerPC 405GP로 대신해 탑재했다.

PS3의 CELL-Broadband Engine은 PowerPC 기반으로 만들어진 CPU라서 명령어셋을 Power ISA로 동일하게 사용하였다. Xbox 360의 Xenon 역시 PowerPC G5를 기반하여[3] PPE에 VMX128를 사용한 커스텀 CPU로서 넓게 보면 이들도 모두 PowerPC 계열 CPU들이였다.

닌텐도의 경우 게임큐브부터 탑재했고, 후속기인 Wii에도 게임큐브와의 호환성을 위해 PowerPC를 탑재했다.[4] 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 플레이스테이션 4, Xbox One에 비해 1년 정도 밖에 차이가 나지 않는데도 불구하고 연산 성능이 상당히 떨어졌다. 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.

SCE와 MS는 플레이스테이션 3와 엑스박스 360의 사례에서 교훈을 얻어, 비용을 최소화하고 쉬운 개발 환경을 지원하기 위해 차세대기인 플레이스테이션 4, 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.[5] 이론상 x86 아키텍처 게임 하나만 개발하고 상대적으로 간단한 최적화 과정만 거치면 PC를 포함한 세 가지 플랫폼에 동시 발매도 가능하다. PowerPC 기반인 Wii U는 따로 개발해야 하는 수고를 거쳐야 하므로 서드파티들이 주저하는 것은 물론 난이도도 상당해서 서드파티들이 줄줄이 떨어져 나갔고, 닌텐도가 가정용 콘솔을 포기하게 되는 빌미가 되었다. 물론 Wii U의 판매량이 신통찮은 이유가 더 크지만...

이후 NVIDIA가 닌텐도의 차세대 게임기인 닌텐도 스위치에 테그라 X1 APU를 공급한다고 발표해 닌텐도도 ARM 계열로 떠났다. 이로써 일반 소비자용으로서의 PowerPC의 시대는 막을 내렸다.

이외에도 여러 아케이드 머신에 PowerPC가 탑재되었는데, 주로 코나미가 썼다.

POWER 아키텍처를 이용하여 PC용으로 커스텀한 PowerPC는 클럭 대비 강력한 성능을 제공하긴 했지만 이는 오로지 성능 하나만 놓고 평가되어 과장된 측면이 적지 않은데 이는 POWER 아키텍처의 시험용으로 매번 선보이는 파격적인 기술 도입과 당시 IBM에 대한 높은 지지도도 한몫했을 것이다. 펜티엄부터 도입된 RISC86(CISC 명령어를 변환해 RISC 방식으로 처리)의 초창기 까지는 확실히 우위를 점할 수 있었지만 공정이 향상되고 아키텍처를 개선하면서 SSE2를 장착한 펜티엄 4에 이르러서는 x86이 차지 하는 부위가 10% 밖에 되지 않아 CISC 명령어를 실행할 수 있는 RISC CPU 라고 봐도 무방 한데, 이는 x86 CPU들이 RISC인지 CISC인지 모호해졌다는 반증이기도 하다.

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. 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 하위호환을 위해 x86용 OS에 PowerPC 코드를 변환해주는 Rosetta라는 자체 에뮬레이터를 내장한 적이 있다. 하지만 이 에뮬레이터는 모든 수준의 CPU 연산을 커버해주는건 아니고 NeXTSTEP 기반의 OS X용 응용프로그램의 실행 만을 지원한다. 심지어 구형 Mac OS용 소프트웨어는 바로 이 단계에서 하위호환이 종료되고 용도폐기되었다.