Motorola 68040

Motorola montra le 68040 en avril 1989, l'annonça en janvier 1990 et commença à le livrer en petites quantités à la fin de cette année-là, à 795 dollars pièce. En face se trouvait l'Intel 486, qui intégrait lui aussi la virgule flottante au processeur.

Motorola annonçait plus de quatre fois les performances par cycle du 68020 et du 68030. Des mesures indépendantes montrèrent des gains plus modestes, mais le bond fut important.

Il compte environ 1,2 million de transistors, plus de quatre fois le 68030. Le pipeline a six étages, et il y a deux caches de 4 Ko, un pour les instructions et un pour les données, chacun avec sa MMU : seize fois plus de cache que le 68030.

Ce fut le premier de la famille avec l'unité de virgule flottante sur la puce elle-même. Mais il n'a pas toutes les instructions du 68881 et du 68882 : il manque les fonctions transcendantes, comme le sinus, le cosinus et les logarithmes. Quand un programme les utilise, le processeur génère une exception et un paquet logiciel de Motorola, le FPSP, fait le calcul. Cela fonctionne, mais c'est lent si le programme en dépend beaucoup.

Bus de données et d'adresses de 32 bits, 4 Go. Les horloges officielles furent 25, 33 et 40 MHz ; les versions à 16 et 20 MHz en restèrent au stade d'échantillons. La puce a besoin de deux horloges, dont l'une au double de la fréquence du bus. Elle est livrée en PGA céramique de 179 broches ou en QFP 184.

Le 68LC040 est le 68040 sans unité de virgule flottante, mais avec MMU. Le 68EC040 n'a ni l'une ni l'autre. Ils sont moins chers et chauffent moins.

Certains masques (révisions de fabrication) du 68LC040 ont un défaut qui les empêche de bien fonctionner avec un émulateur logiciel de virgule flottante : le programme censé imiter la FPU absente finit par planter. Les pièces portant le masque 2E71M ou ultérieur, introduit à la mi-1995, n'ont plus ce problème.

Chez Apple, il équipa presque toute la gamme Quadra ; la version à 40 MHz n'apparut que dans le Quadra 840AV. On le trouvait dans les machines NeXT ultérieures et dans les stations HP 9000 série 400.

Il a aussi volé : il est dans les calculateurs de gestion de vol de nombreux Boeing 737, y compris les versions Next Generation et MAX, et dans le système de commandes de vol de l'avion de chasse suédois Saab JAS 39 Gripen.

L'A4000/040, de 1992, avait un 68040 à 25 MHz sur la carte processeur A3640. L'A4000T, la tour, sortit aussi avec un 68040 à 25 MHz. Comme le processeur est sur une carte séparée, le remplacer par une accélératrice est simple.

AmigaOS a besoin de la 68040.library pour traiter les instructions que le 68040 n'a pas en matériel. Sans elle, les programmes qui utilisent la virgule flottante peuvent planter.

Pour l'A1200 et l'A2000, il y eut des accélératrices à 68040 et 68LC040. La chaleur fut toujours un problème : Motorola prévoyait même une version à 50 MHz, mais l'annula parce qu'elle chauffait trop.