30 ans plus tard, le Motorola 68060 fonctionne enfin dans un Macintosh

La première génération de Macintosh utilisait des processeurs Motorola, dans les années 80 et 90. Apple a intégré le 68000, le 68020, le 68030 et le 68040 (différentes évolutions) mais pas le 68060¹. Ce processeur, un peu l'équivalent du Pentium d'Intel dans la gamme, a été mis de côté au profit du PowerPC 601, lors de la première transition d'Apple. Mais un bidouilleur a réussi à intégrer un 68060 dans un Macintosh, une première.

Techniquement, le 68060 est compatible avec les ordinateurs équipés d'un 68040. Il est en effet possible de fabriquer un adaptateur qui va adapter la tension nécessaire — 5 V pour le 68040, 3,3 V pour le 68060 — et activer le multiplicateur intégré. Sur un ordinateur qui avait un 68040 à 33 MHz (comme certains Mac), le 68060 fonctionne donc à 66 MHz. Et comme le 68060 est plus rapide que le 68040 à fréquence identique, les gains sont en théorie importants. Installer un 68060 dans un ordinateur équipé d'un 68040 n'est pas une nouveauté, et c'est courant dans le monde Amiga, par exemple. Mais dans le cas d'Apple, c'était un peu compliqué.

Un problème d'instructions

Techniquement, le 68060 n'est pas totalement compatible avec le 68040 du point de vue des instructions. Motorola, pour diverses raisons techniques, avait modifié un peu le jeu d'instructions. Un problème qui était déjà apparu avec l'unité à virgule flottante (FPU) du 68040 : elle n'est pas directement compatible avec le coprocesseur externe 68882.

Motorola avait prévu une solution, qui consiste essentiellement à ajouter un morceau de code qui va intercepter les instructions 68040 incompatibles pour employer un équivalent pour le 68060. Le problème, dans les Macintosh, c'est que ce code doit être intégré au plus bas niveau, c'est-à-dire dans la ROM. C'est un composant physique qui contient une partie de la logique du système d'exploitation, et il est directement sur la carte mère et n'est pas modifiable (ce qui explique son nom).

La solution de ZigZagJoe, qui est open source, passe par une ROM programmable. C'est un composant moderne dans lequel les puces de mémoire peuvent être modifiées. Pour le moment, son code fonctionne sur le Quadra 650 et le Centris 650, et il est probablement adaptable pour d'autres modèles de Macintosh équipés d'un Motorola 68040 (tant que la ROM est sur un support amovible, ce qui n'est pas généralisé). Le matériel nécessaire n'est pas trivial : il faut une ROM programmable, un adaptateur pour le 68060 et évidemment un processeur 68060. En 2025, c'est probablement le principal problème : c'est un processeur ancien, recherché et très cher. De plus, il existe des contrefaçons, qui sont souvent des versions prévues pour des fréquences faibles mais remarquées pour afficher 66 MHz ou 75 MHz. De même, certains sont des 68LC060 (sans FPU) ou 68EC060 (sans MMU, sans FPU) vendus comme des 68060.

Pour le moment, il reste quelques bugs dans la ROM, mais les résultats sont encourageants : le processeur est dans certains cas près de deux fois plus rapide que le 68040. L'activation de la prédiction de branchement — une nouveauté du 68060 — pose encore quelques soucis, mais c'est tout de même un bon moyen d'améliorer les performances d'un Macintosh à base de 68040.

Reste que dans la majorité des cas, c'est un peu vain : la modification nécessite beaucoup de travail pour des gains qui peuvent être obtenus avec une carte accélératrice PowerPC ou en passant sur un Power Macintosh. Elle n'est vraiment intéressante que sur les rares applications qui fonctionnent mal (ou pas) sur les PowerPC. Mais ça reste un exploit, près de 30 ans après la fin des Macintosh équipés de puces Motorola 68K.