Навіны тэхналогій

Apple PowerMac G5 першыя падрабязнасці, наш каментар

Некалькі самаўпэўнена Apple называе PowerMac G5 «самым хуткім персанальным кампутарам у свеце». Паглядзім, наколькі гэта адпавядае рэчаіснасці.

pmg5_3q.jpg
У апошнія гады Apple рэдка цешыла сваіх прыхільнікаў.

Сітуацыю можна было ахарактарызаваць словам «застой», хоць, на мой погляд, «застой» ўжо пачынаў пераходзіць у «агонію». Архаічная 32-разрадная платформа Motorola PowerPC G4, відавочна, даўно вычарпала свой патэнцыял, і яе выкарыстанне ў сектары «высокапрадукцыйных» ПК можна было растлумачыць толькі адсутнасцю альтэрнатывы. Даданне другога працэсара, вядома, дадавала хуткасці ў некаторых прыкладаннях, але не магло схаваць недахопы састарэлай архітэктуры. Здавалася, Apple стала закладнікам набору каманд PowerPC, а два распрацоўніка і вытворцы гэтых працэсараў — Motorola і IBM — да нядаўняга часу не прапаноўвалі нічога прыдатнага для патрэб Apple. Аднак, мяркуючы па некаторых прыкметах, IBM ужо даволі даўно распрацоўвала працэсар спецыяльна для Apple — гаворка ідзе аб 64-разрадным PowerPC 970. У кампутарах Apple працэсар набыў дастаткова тыповая для гэтай фірмы назву «G5», і паслужыў асновай лінейкі новых PowerMac G5. Для Apple, гэтыя сістэмы азначаюць каласальны рывок наперад — бязбольны пераход да 64-разраднай адрасавання і якасна новы ўзровень прадукцыйнасці працэсара і сістэмных інтэрфейсаў. Некалькі самаўпэўнена Apple называе PowerMac G5 «самым хуткім персанальным кампутарам у свеце». Паглядзім, наколькі гэта адпавядае рэчаіснасці.


PowerMac G5: канфігурацыя

У цяперашні час выпускаюцца тры стандартных мадэлі PowerMac G5 з нумарамі заказаў M9020LL/A, M9031LL/A і M9032LL/A. Розніца паміж імі вельмі істотная, адрозненні заключаюцца ў рознай частаце працэсара, шыны дадзеных, максімальным аб'ёме усталёўванай памяці, відэакарце і аб'ём жорсткага дыска:

M9020LL/A

M9031LL/A

M9032LL/A

Працэсар G5

1.6 GHz PowerPC G5

1.8 GHz PowerPC G5

Два 2GHz PowerPC G5

Кэш другога ўзроўня

512K

512K

512K на кожным CPU

Шына працэсара (FSB)

800MHz

900MHz

1000MHz

Асноўная памяць DDR SDRAM

256MB PC2700 (333MHz) максімум 4GB

512MB PC3200 (400MHz)максімум 8GB

512MB PC3200 (400MHz)максімум 8GB

Графічная карта AGP 8x

NVIDIA GeForce FX 5200 Ultra, 64MB DDR SDRAM

NVIDIA GeForce FX 5200 Ultra, 64MB DDR SDRAM

ATI RADEON 9600 Pro, 64MB DDR SDRAM

Вінчэсцер

80GB Serial ATA; 7200 rpm

160GB Serial ATA; 7200 rpm

160GB Serial ATA; 7200 rpm

Аптычны прывад

SuperDrive (DVD-R/CD-RW)

SuperDrive (DVD-R/CD-RW)

SuperDrive (DVD-R/CD-RW)

Слоты PCI

Тры адкрытых 33MHz 64-bit слота PCI

Тры адкрытых 64-bit PCI-X слота: адзін 133MHz, два 100MHz

Тры адкрытых 64-bit PCI-X слота: адзін 133MHz, два 100MHz

Магчымасці пашырэння

FireWire 800 порт, два FireWire 400 порта (адзін спераду), тры USB 2.0 порта (адзін спераду), два USB 1.1 порт (на клавіятуры), раз'ем AGP 8x, графічная карта AGP8x з раздымамі ADC і DVI, два адсека для вінчэстараў (адзін заняты)

Гук

Аптычныя лічбавыя ўваход і выхад, аналагавыя ўваход і выхад, мініджэк для падлучэння навушнікаў і калонак

Сетка

10/100/1000BASE-T Ethernet, 56K V. 92 мадэм, магчымасць падлучэння карты AitPort Extreme, апцыянальная падтрымка Bluetooth

Дадатковае абсталяванне

Клавіятура і мыш Apple, кабель пашырэння USB клавіятуры, перахаднік DVI-VGA, мадэмны кабель, антэна AirPort


Па жаданні пакупніка канфігурацыі могуць быць зменены, напрыклад, дададзены жорсткі дыск ёмістасцю 250GB, Fibre Channel RAID-масіў, дадатковая памяць або відэакарта ATi Radeon 9800Pro. Самы «просценькі» PowerMac з працэсарам 1.6 GHz у ЗША варта 1999 даляраў, а старэйшая 2GHz двухпрацэсарная мадэль — $2999. Манітор давядзецца набываць асобна, кошт вар'іруецца ад $699 (17" LCD) да $1999 (23" LCD). Гледзячы на канфігурацыі PowerMac, асабліва на M9032LL/A, задумваешся — а персанальны гэта кампутар у агульнапрынятым сэнсе, ці самавітая рабочая станцыя...? Бясспрэчна, па маштабаванасці PowerMac G5 нашмат пераўзыходзяць ПК на чыпсэтах nForce2 або i875. Але пачнем мы не з інтэрфейсаў і перыферыі, а сэрца новых PowerMac — працэсара PowerPC G5.


PowerPC G5 і MacOS

64-разрадны RISC-працэсар PowerPC G5 распрацаваны IBM і вырабляецца на яе ж фабрыцы ў Іст-Фишкилле, штат Нью-Ёрк, па 0,13-микронному тэхналагічнаму працэсу з выкарыстаннем 300mm2-пласцін і SOI-тэхналогіі. Вылічальнае ядро G5 аналагічна ядра POWER4, але працэсар абсталяваны толькі 512KB L2 кэша. У цяперашні час даступныя чыпы з частотамі 1.6, 1.8 і 2GHz, c частотамі шыны 800, 900 і 1000MHz. PowerPC G5 (PowerPC 970), як і большасць сучасных працэсараў — суперскалярный з пазачарговым выкананнем каманд і перайменаваннем рэгістраў, адначасова на ранніх стадыях выканання можа знаходзіцца да 215 інструкцый.

Тактавая частата

1.6, 1.8, 2.0 GHz

Разраднасць рэгістраў агульнага прызначэння (GPRs)

64bit

Разраднасць фізічнай шыны адрасы

42bit

Максімальны аб'ём адрасаванай памяці

4TB

Вектарныя магчымасці

AltiVec, 32 128bit рэгістраў

Шына дадзеных (FSB)

Двунакіраваная 2*32bit DDR, 800, 900, 1000MHz

Кэш каманд першага ўзроўню

64KB з прамым адлюстраваннем, выбарка да васьмі каманд за такт

Кэш дадзеных першага ўзроўню

32KB, 2-канальны наборна-асацыятыўны

Кэш другога ўзроўня

512KB, 8-канальны наборна-асацыятыўны

Максімальную колькасць каманд на розных стадыях выканання

215

Максімальную колькасць адначасова выконваемых каманд

10

Логіка прадказанні пераходаў

Дынамічная, трехкомпонентная

Тэхналогія вытворчасці

0.13 мк., SOI-транзістары, медныя злучэння

Плошча крышталя

188 кв. мм.

Яго асноўная рыса — высокапрадукцыйны дэкодэр і вялікая колькасць выконваюць (функцыянальных) прылад, дзякуючы чаму магчыма паралельнае выкананне значнага колькасці інструкцый на параўнальна невысокай частаце. Пры гэтым крышталь PowerPC G5 займае на 25 кв. мм. меншую плошчу, чым Pentium 4 Northwood. У цэлым, G5 каштуе нашмат бліжэй да працэсарам архітэктуры AMD-64, чым да Intel NetBurst.

PowerPC G5 — паўнавартасны 64-разрадны працэсар з віртуальным адраснай прасторай у 18 эксабайт, але бягучая апаратная рэалізацыя адрасуе «усяго толькі» 4TB памяці (гэта ў 64 разы больш, чым у Pentium 4 з улікам PSE). Найважнейшая асаблівасць PowerPC G5 — сумяшчальнасць з 32-разрадным кодам і магчымасць яго выканання ў 64-разраднай аперацыйнай сістэме... Тут пачынаецца першы «пракол» Apple — заяўлена, што дзякуючы выключнасці архітэктуры PowerPC, для 64-разраднай версіі працэсара не патрабуецца спецыяльная версія АС, а падыходзіць універсальная 32/64-бітная аперацыйная сістэма. Дадаецца, што, хоць бягучая версія MacOS X 10.27 аптымізавана пад G5, максімальны аб'ём памяці, даступны працэсу, абмежаваны 4GB. Што ж адбудзецца, калі ў PowerMac ўсталяваць максімальна магчымыя 8GB памяці? Вельмі проста — адна праграма не зможа іх выкарыстоўваць, для гэтага спатрэбіцца запусціць некалькі рэсурсаёмістых прыкладанняў. Ясна, што пра 64-разраднай адрасавання гаворка пакуль не ідзе, а існуючая АС сутнасць 32-бітная, але «разумеючая» G5, дзякуючы чаму можна пісаць праграмы, якія выкарыстоўваюць доўгія 64-бітныя рэгістры PowerPC G5. Гэта вялікі плюс, паколькі PowerPC не маюць аналага SSE2, які дазваляе працаваць з 64-разраднымі цэлымі лікамі, але немагчымасць выйсці за перадзелы 4GB расчароўвае. Праграмістам Apple варта паспяшацца.

pmg5_inside.jpg


Інтэрфейсы і перыферыя

Хранічнай хваробай PowerPC G4 і PowerMac G4 былі недастаткова прадукцыйныя шыны — працэсарная, сістэмная і нават графічная. Рывок хуткадзейнасці інтэрфейсаў у сістэмах G5 без пераменшвання дзівіць ўяўлення. Адна толькі прапускная здольнасць шыны працэсара вырасла ў шэсць разоў (!) — больш, чым за ўсе папярэднія 10 гадоў эвалюцыі PowerPC. PowerMac G5 валодае поўным наборам сучасных інтэрфейсаў, уключаючы AGP8x, FireWire, USB 2.0, SATA-150 і нават PCI-X 133MHz. Сувязь кантролера PCI-X і знешніх шын з сістэмным кантролерам (так «у стылі IBM» называецца паўночны мост) ажыццяўляецца з дапамогай двух двунакіраваных 800MHz шыны HyperTransport. Усё гэта разам Apple называе «High-Bandwidth System Architecture», сістэмная архітэктура з высокай прапускной здольнасцю. У цэлым, па суме характарыстык, гэтая платформа займае прамежкавае становішча паміж Intel Xeon DP і AMD Opteron. Такім чынам, пачнем па парадку::

powermac.jpg

Архітэктура двухпроцессорного Apple PowerMac G5.

Кожны працэсар PowerPC G4 падключаўся да чипсету 64-бітнай 166MHz шынай з пікавай прапускной здольнасцю толькі 1.32 ГБ/з (параўнайце з 6.4 ГБ/з Pentium 4). Груба кажучы, калі вам трэба прачытаць блок памяці (скажам, фрэйм відэададзеных або тэкстуру), сістэма Pentium 4 зробіць гэта амаль у пяць разоў хутчэй, што азначае велізарны разрыў прадукцыйнасці ў значным ліку прыкладанняў. Новы PowerPC G5 цалкам ліквідуе гэты недахоп. Прапускная здольнасць двунаправленной 32бит*2 1GHz шыны роўная 8ГБ/з — цяпер PowerMac можа больш чым упэўнена спаборнічаць з Pentium 4 у такіх прыкладаннях, як матэматычнае мадэляванне (асабліва векторно-матрычныя вылічэнні), видеообработка, прафесійныя OpenGL-прыкладання, і, вядома ж, гульні. Далей, PowerMac G5 максімальна падтрымлівае два працэсара, а самая хуткая мадэль з частатой 2GHz і прадаецца, уласна, з двума усталяванымі працэсарамі. У гэтых SMP-сістэмах G5 кожны працэсар выкарыстоўвае сваю ўласную шыну для падлучэння да чипсету (што вельмі падобна на чыпсэт AMD 760) — у адрозненне ад сістэм Intel, дзе працэсары падзяляюць адну агульную шыну. У якасці сістэмнай памяці ўжываецца двухканальная (128 біт) DDR400 з пікавай прапускной здольнасцю 6.4 ГБ/с. Ясна, што такі хуткасці памяці недастаткова для паўнавартаснага «харчавання» абодвух працэсараў — разам ім патрабуецца 16ГБ/с — так выяўляецца кампраміс паміж коштам і прадукцыйнасцю. Крыўдна? А цяпер уявіце, якое чатырох працэсарам Xeon MP падзяляць адну 3.2 GB/s шыну. Прыклад цалкам збалансаванай у гэтым сэнсе сістэмы — AMD Opteron.


PCI-X 133 МГц

PCI-X — параўнальна новы стандарт паралельнай шыны, назад сумяшчальнай з PCI, які знайшоў гарачую падтрымку сярод вытворцаў сервернага абсталявання. Самая хуткая 64 бітаў PCI працуе на частаце 66MHz, тады як PCI-X павялічвае частату шыны да 133MHz, пры гэтым захоўваючы сумяшчальнасць са стандартнымі 3.3 V PCI-картамі. Ужо існуюць спецыфікацыі другой версіі PCI-X з частатой да 533MHz. Неабходнасць павышэння прапускной здольнасці PCI ў працоўных станцыях і серверах наспела даўно — адзін Ultra320 SCSI кантролер ў пары з Gigabit Ethernet цалкам «з'ядае» 66MHz 64біт PCI, а PowerMac G4 валодалі толькі 33MHz 64біт PCI-шынай. Калі Вы паглядзіце на сайт Apple, то выявіце «невялікую» хітрасць — пры пераходзе на PCI-X абвешчаны прырост прапускной здольнасці ў восем разоў, тады як нават максімальны тэарэтычны прырост (і ён, хутчэй за ўсё, найбольш блізкі да праўды), складае чатыры разы. Жадаючым бліжэй пазнаёміцца з PCI-X я рэкамендую афіцыйны дакумент PCI-X 2.0 White Paper. Але нават чатырохразовы прырост хуткасці больш чым варты павагі. Сёння 133MHz PCI-X ўжо можна знайсці на поплатках з чыпсэтамі Intel E7505 (Xeon) і AMD 8131 (Opteron). Падтрымка PCI-X у PowerMac G5 — моцны ход, і машыны Apple цяпер могуць паспяхова працаваць c сучаснымі кантролерамі і сеткавымі інтэрфейсамі, нічым не саступаючы лепшым працоўных станцый і сервераў на платформах IA-32, AMD-64, і нават сістэмах больш высокага класа. У Вас няма дыскавай масіва Fibre Channel на некалькі тэрабайт, таму Вы думаеце абысціся без PCI-X? Магчыма, зараз гэта яшчэ дакладна, але ўжо праз год-два 10GigE можа змяніць Ваша меркаванне аб патрабаванай прапускной здольнасці шыны.


AGP 8x Pro, USB2.0, FireWire 800, Serial ATA-150, Gigabit Ethernet

Амаль вычарпальны набор самых апошніх версій разнастайных інтэрфейсаў. Інакш кажучы, да PowerMac G5 можна падключаць самую хуткую перыферыю, і быць упэўненым у тым, што перадача дадзеных адбываецца на максімальнай хуткасці, нават калі выйгрыш складае толькі некалькі адсоткаў (вядома, у тым выпадку, калі Вашы прылады падтрымліваюць гэтыя стандарты). У рэальнасці, як звычайна, усе некалькі складаней — для многіх прылад спатрэбяцца драйверы пад PowerMac, а іх можа і не апынуцца на які пастаўляецца з прыладай дыску. Далёка не ўсе X86-ПК могуць пахваліцца такім «джэнтльменскім наборам», з іншага боку, усё гэта прысутнічае ў сучасных працоўных станцыях Xeon або Opteron.


Маніторы, вінчэстары і ўсё астатняе

Усё астатняе не ўяўляе сабой што-то асабліва унікальнага — 17",20" і 23" LCD-маніторы, вядома, ёсць пакуль не ў кожнага ўладальніка ПК, але набыць іх, у агульным-то, пры жаданні можна даволі проста. У PowerMac ёсць SuperDrive — прыемная камбінацыя DVD-R і CD-RW. Дадаткова, PowerMac абсталяваны V. 92 мадэмам, слотам для апцыянальнай карты для сувязі па бесправаднога інтэрфейсу 802.11 g, гукавымі аптычным і аналагавым выхадамі, відэакартай GeForceFX 5200 Ultra або ATi Radeon 9600/9800 Pro (па выбары) і жорсткім дыскам Serial ATA ёмістасцю 80 або 160GB. Адразу становіцца ясна, што перад намі — вельмі добра абсталяваны персанальны кампутар.

Карацей кажучы, «адсталасць» сістэм G4 стала здабыткам гісторыі, і цяпер флагманскія кампутары Apple сталі надзвычай падобныя на... працоўныя станцыі Intel Xeon (ва ўсякім выпадку, з апаратнай пункту гледжання, ды і кошт у іх адпаведная). Перавагі PowerMac — больш хуткая памяць (DDR400 замест DDR266), выдзеленая шына для кожнага працэсара ў SMP-канфігурацыі, і, вядома ж, RISC-набор каманд PowerPC. Якія ж новыя «макі» у справе? Прыйдзецца скарыстацца дадзенымі, ласкава апублікаванымі фірмай Apple.

Рэальныя дасягненні і PR

Згодна з Apple, яе кампутары заўсёды абганялі Wintel–машыны. Праўда, у апошні час ім даводзілася гэта рабіць на даволі спецыфічных задачах, а іх «дасягненні» ў такіх агульнапрызнаных тэстах, як SPEC, не публікаваліся. Яно і зразумела — навошта бянтэжыць патэнцыйных кліентаў шматразовым пройгрышам X86-сістэм. З выхадам G5 Apple раптам стала нашмат больш «дэмакратычнай», і цяпер мы можам даведацца пра вынікі яе машын у SPEC. Мабыць, для выгоды, побач з тэстамі PowerMac G5 Apple зьмясьціла вынікі сістэм Dell Precision 650 (dual 3.06 GHz Xeon) і Dell Dimension 8300 (3GHz Pentium4). Але што такое?! Па дадзеных Apple, вынік станцыі Dell ў SPECint_base2000 роўны 836, тады як згодна з такому паважанаму рэсурсу, як www.spec.org, ён роўны 1089. Аказваецца, Apple выкарыстала для тэстаў кампілятар GCC3.3, прычым, падобна, не з самымі аптымальнымі наладамі, а на афіцыйным сайце SPEC прыведзены дадзеныя тэставання з кампілятарам Intel З++ 6.0.

Apple_CINT.jpg

Тое ж самае са SPECfp_base2000; тут PowerMac з добрым адрывам апярэджвае Intel-кампутары, але, звярнуўшыся да www.spec.org, мы даведаемся, што з кампілятарам Intel сістэма Xeon ад Dell набірае 1053 ачкі, моцна апярэджваючы машыну Apple.

Apple_CFP.jpg

Ход Apple просты і зразумелы — выкарыстоўваць адзін і той жа «дрэнны» кампілятар для ўсіх сістэм, каб прадэманстраваць перавагі свайго кампутара. У гэтым ёсць пэўны сэнс, але, на самай справе, гэтыя шытыя белымі ніткамі хітрыкі сведчаць аб слабасці. Што толку ў высокапрадукцыйным «жалезе», калі скампіляваныя праграмы працуюць павольней, чым на платформе канкурэнта? Мабыць, каб скласці больш дакладнае ўяўленне аб прадукцыйнасці G5 (PowerPC 970), прыйдзецца пачакаць выпуску сістэм ад IBM на гэтым працэсары (калі яны будуць, вядома). Было б вельмі цікава зірнуць на тэсты SPEC гэтых машын пад АС AIX і з кампілятарам IBM C.

Далей, Apple прапануе нашай увазе вынікі PowerMac ў шматпрацэсарных версіях тэстаў SPEC (там падобная карціна, толькі адрыў ад Xeon яшчэ больш), Adobe Photoshop, Logic Versus Cubase, і, вядома, гэтак каханых гэтай фірмай біяхімічных праграмах BLAST і HMMer. Усюды PowerMac ўпэўнена лідзіруе. Пад канец — Quake III — PowerMac G5 абганяе Pentium 4 3.0 у рэжыме 1204*768*32 з адной і той жа відэакартай Radeon 9800Pro на цэлых 30%! А бо гэта падзея — упершыню за шмат гадоў машына Apple змагла абысці адну з лепшых Intel-сістэм ў гэтым цесцю.


Высновы

Без сумневу, новыя PowerMac G5 вартыя самай пільнай увагі. Калі Вы займаецеся апрацоўкай малюнкаў, відэа ці гуку, магчыма, Apple PowerMac будуць вельмі добрым выбарам. Гэтыя сістэмы валодаюць добра збалансаваным наборам інтэрфейсаў з высокай прапускной здольнасцю, хуткай памяццю і сучаснымі 64-разраднымі працэсарамі. Нават у гульнях яны паказваюць цудоўную хуткасць. Слабое месца PowerMac G5-праграмнае забеспячэнне. Аперацыйная сістэма не дазваляе ў поўнай меры выкарыстоўваць 64-бітныя магчымасці G5, а даступныя для гэтай платформы кампілятары, падобна, генеруюць далёка не самы эфектыўны код. Калі Вы не аматар асэмблера, а Вам патрэбен хуткі кампутар для навуковых вылічэнняў, магчыма, лепш будзе дачакацца сістэм IBM на тым жа працэсары, ці проста набыць машыну з працэсарамі Intel або AMD.