Mac-Umstellung auf PowerPC-Prozessoren

Der Übergang der Macs zu PowerPC-Prozessoren bezeichnet den Wechsel der Prozessoren (CPUs) der Macintosh -Computer von der Motorola-68000-Serie zu den gemeinsam mit IBM und Motorola entwickelten PowerPC- Prozessoren . Der Übergang begann im März 1994 mit der Markteinführung der Power Macintosh -Serie und war Mitte 1996 weitgehend abgeschlossen. Apple unterstützte die 68k-Systeme jedoch noch bis 1998 softwareseitig.

Seit ihrer Markteinführung 1984 verwendeten Macintosh-Computer CPUs der Motorola-68000-Serie. Anfang der 1990er-Jahre gerieten diese Prozessoren gegenüber den Angeboten von Intel ins Hintertreffen , was Apple dazu veranlasste, nach effizienterer und leistungsstärkerer Hardware zu suchen. ^{[ 1 ]}

Die ersten Power Macintosh-Modelle wurden im März 1994 veröffentlicht, die Entwicklung der Power Macintosh-Technologie reicht jedoch bis Mitte 1988 zurück.

Jean-Louis Gassée , Präsident der Produktabteilung von Apple, initiierte das „Jaguar“-Projekt mit dem Ziel, den schnellsten Desktop-Computer auf dem Markt zu entwickeln, der zudem Sprachbefehle unterstützt. ^{[ 2 ]} Ursprünglich war Jaguar als völlig neue Computerlinie geplant, nicht als Macintosh, und das Jaguar-Team arbeitete zunächst unabhängig vom Macintosh-Team. Diese Trennung betraf auch die Betriebssystementwicklung; für den neuen Computer wurde das neu konzipierte Betriebssystem „ Pink “ in Betracht gezogen. Jaguar war auch nicht als Massenprodukt gedacht. Gassées Ziel war, wie schon beim späteren Macintosh IIfx , ein Produkt zu entwickeln, das im Marktsegment der High-End-Workstations konkurrieren sollte – ein Bereich, in dem Apple bis dahin keine Stärke hatte. Die Entscheidung für die RISC-Architektur spiegelte einen Wandel in der Computerindustrie der Jahre 1987 und 1988 wider. RISC-basierte Systeme von Sun Microsystems , Hewlett-Packard und IBM übertrafen die Leistung von Systemen mit Motorolas 68020- und 68030-Prozessoren sowie Intels 80386- und 80486-CPUs deutlich . [ 3 ] Apple investierte zunächst viel Zeit und Mühe in ^{die Entwicklung einer} eigenen RISC-CPU im Rahmen des Projekts „Aquarius“ ^{[ 4 ]} und erwarb sogar einen Cray-1- Supercomputer , um die Chipentwicklung zu unterstützen. Da dem Unternehmen die finanziellen und produktionstechnischen Ressourcen für ein funktionsfähiges Produkt fehlten, wurde das Projekt 1989 eingestellt. ^{[ 5 ]} Intels Andy Grove versuchte, Apple zum Umstieg auf x86 zu bewegen , doch Apple kam zu dem Schluss, dass Intels CISC- Architektur gegenüber RISC nicht konkurrenzfähig sei. ^{[ 6 ]}

Anfang 1990 kontaktierte Apple mehrere RISC-Anbieter, um einen geeigneten Hardwarepartner zu finden. Das Team, das den IIfx entwickelt hatte, begann unabhängig davon mit Experimenten an einem neuen Macintosh-Produkt, das einen Motorola 68030 -Prozessor mit einem AMD Am29000 (29k) RISC-Chip kombinieren sollte. Apple hatte bereits ein Produkt auf Basis des 29k veröffentlicht, die Macintosh Display Card 8•24 GC, eine sogenannte „ Macintosh Toolbox Accelerator“ -NuBus- Karte, die deutlich schnellere Zeichenroutinen als die im Macintosh-ROM enthaltenen bereitstellte. ^{[ 7 ]} Die Experimente des Teams führten zu einem in RISC implementierten 68020-Emulator, das 29k-Projekt wurde jedoch Mitte 1990 aus finanziellen Gründen eingestellt.

Apple evaluierte CPU-Architekturen wie MIPS , SPARC , i860 und ARM – wobei letztere viel später in zahlreichen Apple-Produktfamilien zum Einsatz kommen sollte. Die Verhandlungen mit Sun beinhalteten die Bedingung, dass Sun die Macintosh-Schnittstelle für seine SPARC- Workstations nutzen würde, im Gegenzug für den Einsatz von Suns SPARC-Prozessoren in Macintosh-Workstations durch Apple. Der Vertrag wurde jedoch aufgrund von Apples Befürchtung, Sun könne nicht genügend Prozessoren produzieren, abgebrochen. Auch die Verhandlungen mit MIPS über die Nutzung des R4000 -Prozessors beinhalteten die Bedingung, dass die Macintosh-Schnittstelle als Alternative zur Advanced Computing Environment (ACE) verfügbar sein sollte . Dieser Vertrag wurde aufgrund der Beteiligung von Microsoft als Hauptpartner im ACE-Konsortium sowie aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Produktionskapazitäten abgebrochen. Der Intel i860 wurde aufgrund seiner hohen Komplexität ausgeschlossen. Den IBM POWER1 -Prozessor zog Apple nicht in Betracht, da man davon ausging, dass IBM nicht bereit wäre, ihn an Dritte zu lizenzieren.

Mitte 1990 entschied sich Apple für den Motorola 88110 , einen noch unfertigen Chip, der die CPU des 88100 und die FPU des 88200 in einem einzigen Gehäuse vereinte. ^{[ 2 ] : 7} Im Laufe des Jahres entwickelten Apples Ingenieure einen 68k-Emulator, der mit diesem zukünftigen Chip kompatibel sein sollte. Dieses Projekt wurde als „RLC“ (kurz für „RISC LC“) bekannt, in Anlehnung an den Namen des kommenden Macintosh LC- Computers von Apple. Im Januar 1991 hatte das Entwicklungsteam einen Prototyp eines Macintosh LC fertiggestellt, dessen CPU (68020) durch eine 88100 und einen 68020-Emulator ersetzt worden war. Dieser Prototyp konnte ein unverändertes Macintosh Toolbox ROM nutzen und in System 7 booten . Einige Monate später wurde ein zweiter Prototyp entwickelt, der ein Macintosh IIsi- Gehäuse mit dem nun fertiggestellten Motorola 88100-Chip nutzte. ^{[ 2 ] : 10–11}

Jaguar war ursprünglich nicht als Massenmarktsystem gedacht. Stattdessen sollten RISC-Systeme für den Massenmarkt erst später folgen. Nachdem Gassée Anfang 1990 Apple verließ, wurde das Ziel des Jaguar-Projekts neu ausgerichtet: Statt einer neuen Plattform sollte es nun ein Macintosh-System für den Massenmarkt werden. Anfang 1991 wurde das Jaguar-Projekt in das Macintosh-Team integriert. ^{[ 2 ] : 10} Obwohl das Jaguar-Projekt selbst nie realisiert wurde und Taligent nie zu einem funktionsfähigen Betriebssystem führte, kamen viele der ursprünglich von den Jaguar-Hardware- und Softwareteams entwickelten Elemente Mitte 1993 mit dem Centris 660AV und dem Quadra 840AV auf den Markt , darunter die verstellbare Apple-Tastatur , das Apple AudioVision 14-Display , GeoPort und PlainTalk . ^{[ 8 ]} Auch die neuen Gehäusedesigns, die mit dem Centris 610 und dem Quadra 800 eingeführt wurden , stammten ursprünglich aus dem Jaguar-Team.

Mitte 1991 gab es bei Apple intern Bedenken, dass der 88100-Prozessor nicht der richtige für die weitere Entwicklung sei, da sich kein anderer Computerhersteller zu dessen Einsatz verpflichtet hatte. ^{[ 2 ] :11} Der Einsatz von IBMs POWER-Prozessor wurde erneut erwogen, doch dieser bestand damals aus sieben Chips, was aus Kostengründen unerwünscht war. Ingenieure von Apple und der Abteilung für fortgeschrittene Workstations und Systeme von IBM trafen sich in Austin, Texas, um die Entwicklung einer Ein-Chip-Version der IBM POWER1 RISC-Architektur zu besprechen. Auf Apples Wunsch war auch Motorola anwesend. IBM hatte bereits an einem solchen Chip, dem RISC Single Chip (RSC), gearbeitet, um die Produktionskosten seiner RS/6000 -Einsteiger- Workstations zu senken. ^{[ 2 ] :7} In diesen Treffen wurden verschiedene Änderungen am RSC vorgeschlagen, die niedrigere Kosten, einen geringeren Stromverbrauch und eine höhere Produktionsausbeute ermöglichen und somit sowohl für den Macintosh als auch für zukünftige RS/6000-Produkte geeignet sein sollten.

Anfang Juli erzielten Führungskräfte der drei Unternehmen eine Einigung ^{[ 9 ]} , die im Oktober offiziell bekannt gegeben wurde. ^{[ 10 ]} Neben der neuen RISC-Architektur, die den Namen PowerPC erhielt , verfolgte diese „ AIM-Allianz “ mehrere Ziele, darunter die Entwicklung eines auf Pink basierenden Betriebssystems, einer objektorientierten Skriptsprache namens ScriptX und eines plattformübergreifenden Mediaplayers namens Kaleida Media Player . John Sculley sagte über die Allianz: „Die Macintosh-Strategie hat sich in den 1980er-Jahren für uns sehr bewährt, aber wir glaubten nicht, dass wir mit diesem Modell in den 1990er-Jahren die nächste Computergeneration etablieren könnten. Durch die Zusammenarbeit mit IBM und die breite Verfügbarkeit dieser Technologien können wir eine viel größere Wirkung erzielen als mit dem Macintosh.“ ^{[ 11 ]}

Die Entwicklung des PowerPC-601 -Chips begann im Oktober 1991 und wurde nach 21 Monaten abgeschlossen; die Serienproduktion startete im Juli 1993. ^{[ 2 ] : 17} Die ersten Computer mit PowerPC-Chip waren IBM RS/6000 -Workstations, die im September 1993 ausgeliefert wurden. ^{[ 12 ]} Viele Macintosh-Anwendungsentwickler nutzten diese Rechner für die Entwicklung der ersten PowerPC-Portierungen ihrer Produkte, da Macintosh-basierte PowerPC-Entwicklungswerkzeuge noch nicht verfügbar waren. Parallel dazu liefen auch die Projekte PowerPC 603 (mit Fokus auf geringeren Stromverbrauch) und 604 (mit Fokus auf hohe Leistung).

Im Juli 1992 wurde beschlossen, die Ambitionen der ersten Systemsoftware-Version zurückzuschrauben. Anstatt einen komplett neuen Kernel zu entwickeln, konzentrierte sich Apple auf die Erstellung einer Version von System 7, in der Teile des bestehenden Macintosh Toolbox ROMs so umgeschrieben wurden, dass sie nativen PowerPC-Code verwendeten, anstatt einen 680x0 zu emulieren. Dies führte zu einer deutlichen Leistungssteigerung für bestimmte, häufig genutzte Teile des Betriebssystems, insbesondere für QuickDraw .

Die erste öffentliche Vorführung des neuen Power Macintosh – genauer gesagt eines Prototyps des späteren Power Macintosh 6100 – fand im Oktober 1992 auf einer Vertriebstagung von Apple Pacific in Hawaii statt. ^{[ 2 ]} Die Demo war ein Erfolg, und in den folgenden Monaten wurde das Produktportfolio um drei Modelle erweitert: das Einsteigermodell 6100, das Mittelklassemodell 7100 im Desktop-Gehäuse des Macintosh IIvx und das High-End-Modell 8100 im Mini-Tower-Gehäuse des Quadra 800. Ein viertes Projekt, die Macintosh Processor Upgrade Card , wurde im Juli 1993 gestartet, um Besitzern von Macintosh-Computern mit Centris- und Quadra-Prozessor eine einfache Aufrüstung zu ermöglichen. ^{[ 2 ] : 23} Dies war besonders wichtig für die Modelle Quadra 700 , 900 und 950 , da diese keine vollständige Erneuerung der Hauptplatine erhielten. Auf diese Weise aufgerüstete Computer erhielten neue Namen wie „Power Macintosh Q650“ und „Power Macintosh 900“.

Ursprünglich sollte der erste Power Macintosh am 24. Januar 1994 erscheinen, genau zehn Jahre nach dem ersten Macintosh . ^{[ 2 ] : 26} Ian Diery, damals Executive Vice President und General Manager der Personal Computer Division, verschob den Veröffentlichungstermin auf den 14. März, um der Produktion genügend Zeit für die Fertigung der benötigten Geräte zu geben und sicherzustellen, dass die Macintosh-Prozessor-Upgrade-Karte zeitgleich verfügbar sein würde. Dies wich von der bisherigen Praxis bei Apple ab; üblicherweise wurden Upgrade-Pakete erst Monate nach der Einführung neuer Macintosh-Computer veröffentlicht.

Apple stellte die ersten Power Macintosh-Modelle am 14. März 1994 vor. ^{[ 2 ]} Diese nutzten die 32-Bit -CPU PowerPC 601 von IBM/Motorola. Die ersten tragbaren Mac-Modelle mit PowerPC-Prozessoren waren die PowerBook-5300- Serie, die am 25. August 1995 erschien und mit dem PowerPC-603e -Chip ausgestattet war. ^{[ 13 ]}

All PowerPC Macs shipped with a built-in emulator that ran unmodified 68k code, including much of the system software, at about 60–70% of native 68040 performance.

Developers distributed fat binaries containing both 68k and PowerPC code, allowing a single application package to run on both architectures. Development tools and documentation from Apple enabled rapid developer adoption. By late 1995, most major Mac software had PowerPC-native versions.

Apple continued selling some 68k-based Macs into 1996 but ended production of new 68k models by mid‑1996 with the discontinuation of the PowerBook 190. The Mac system software continued supporting 68k through Mac OS 8.1, released in 1998; Mac OS 8.5 dropped 68k support entirely and required a PowerPC processor.

The PowerPC transition restored Apple’s performance competitiveness, especially in multimedia and graphics-intensive markets.^[1] The successful use of emulation and fat binaries influenced two later Apple transitions: to Intel x86 in 2006 and to Apple silicon (ARM) in 2020.

However, Apple's classic Mac OS left little room for modern OS features, prompting a later shift to the NeXTSTEP-derived macOS platform. Eventually, PowerPC lost competitiveness in power efficiency, leading to the Intel transition in 2006. The final PowerPC-based Mac model released was the Power Mac G5 in November 2005,^[14] and Mac OS X Snow Leopard removes support for PowerPC-based Macs.

Sculley said in 2003 that choosing PowerPC over Intel for Apple was "probably one of the biggest mistakes I've ever made".^[6]

• List of Mac models grouped by CPU type