Motorola 68040

Motorola mostrò il 68040 nell'aprile 1989, lo annunciò nel gennaio 1990 e cominciò a consegnarlo in piccole quantità alla fine di quell'anno, a 795 dollari l'uno. Dall'altra parte c'era l'Intel 486, che anch'esso integrava la virgola mobile nel processore.

Motorola dichiarava più di quattro volte le prestazioni per ciclo del 68020 e del 68030. Misure indipendenti mostrarono guadagni più modesti, ma il salto fu grande.

Ha circa 1,2 milioni di transistor, più di quattro volte il 68030. La pipeline ha sei stadi, e ci sono due cache da 4 KB, una per le istruzioni e una per i dati, ognuna con la sua MMU: sedici volte più cache del 68030.

Fu il primo della famiglia con l'unità in virgola mobile nel chip stesso. Ma non ha tutte le istruzioni del 68881 e 68882: mancano le funzioni trascendenti, come seno, coseno e logaritmi. Quando un programma le usa, il processore genera un'eccezione e un pacchetto software di Motorola, l'FPSP, fa il calcolo. Funziona, ma è lento se il programma ne dipende molto.

Bus dati e bus indirizzi a 32 bit, 4 GB. I clock ufficiali furono 25, 33 e 40 MHz; le versioni a 16 e 20 MHz rimasero campioni. Il chip ha bisogno di due clock, uno dei quali al doppio della frequenza del bus. È in PGA ceramico a 179 pin o in QFP a 184.

Il 68LC040 è il 68040 senza l'unità in virgola mobile, ma con la MMU. Il 68EC040 non ha né l'una né l'altra. Costano meno e scaldano meno.

Alcune maschere (revisioni di produzione) del 68LC040 hanno un difetto che impedisce loro di funzionare bene con un emulatore software della virgola mobile: il programma che dovrebbe imitare la FPU mancante finisce per fallire. I pezzi con maschera 2E71M o successiva, introdotta a metà del 1995, non hanno più il problema.

In Apple fu in quasi tutta la gamma Quadra; la versione a 40 MHz apparve solo nel Quadra 840AV. Fu nelle macchine NeXT successive e nelle workstation HP 9000 serie 400.

Ha anche volato: è nei computer di gestione del volo di molti Boeing 737, comprese le versioni Next Generation e MAX, e nel sistema di controllo del volo del caccia svedese Saab JAS 39 Gripen.

L'A4000/040, del 1992, montava un 68040 a 25 MHz sulla scheda processore A3640. Anche l'A4000T, la versione tower, uscì con un 68040 a 25 MHz. Siccome il processore è su una scheda separata, sostituirlo con un'acceleratrice è semplice.

AmigaOS ha bisogno della 68040.library per gestire le istruzioni che il 68040 non ha in hardware. Senza di essa, i programmi che usano la virgola mobile possono andare in crash.

Per l'A1200 e l'A2000 ci furono acceleratrici con 68040 e 68LC040. Il calore fu sempre un problema: Motorola arrivò a progettare una versione a 50 MHz, ma la cancellò perché scaldava troppo.