领跑64位──苹果Power Mac G5

整机外设

  苹果公司堪称IT世界里的先锋,其具有创意的产品往往给人们带来惊喜!最近,苹果公司推出了号称世界上最快的桌面个人电脑Power Mac G5(以下简称G5)──这也是第一台采用64位处理器的个人电脑。它配备了高达2GHz的G5双处理器,还具有新的超高带宽系统架构、使用PCI-X等技术。面对诱人的64位“苹果”,你会怎样?

  强劲的PowerPC 970

  以前苹果电脑全是采用摩托罗拉提供的处理器,随着PC的发展,苹果电脑的处理器与PC的相比在工作频率、性能上的差异变得越来越明显。但摩托罗拉没有计划重新设计,而只是在原有PowerPC G4+上进行小幅度的修改。苹果公司深知这样下去差距会越拉越大,决定放弃摩托罗拉,转而在G5上采用了IBM的PowerPC 970处理器。这也是第一款桌面64位处理器,号称是Power Mac历史上最大的性能飞跃。

  自成一派的64位架构

  PowerPC 970的内核是来自于IBM公司的64位 Power4 处理器,Power4和苹果电脑以前所采用的处理器都属于RISC(精简指令系统计算机)体系。该处理器是一款纯64位的CPU,但它可以向下兼容苹果现有的32位软件,因此,G5能够很顺利地实现32位到64位运算性能的转换过程。目前的32位系统,例如Mac OS X、Mac OS 9 Classic 环境以及相应的各种应用程序,都可以在64位系统中以新处理器的速度运行,原有的用户不需要另外投资购买所需软件。

  双通路“极速引擎”

  PowerPC 970处理器具有极高的平行处理能力,2个双精度浮点运算单元以及先进的分支预测逻辑设计。苹果公司与IBM公司针对PowerPC 970超标量体系结构(Superscalar)、超级流水线结构(Superpipelined)的执行内核,在其设计中增加了“极速引擎”(Velocity Engine),具备了创新的数据处理性能,能够优化数据和指令流。这个“极速引擎”具有2个独立的排列和专属的128位寄存器以及数据通路,以确保有效指令与数据流通,这个处理单元能够同时将单一指令应用在多组数据中,从而加速数据处理的速度,这种方式称为“SIMD处理”。由于G5中的“极速引擎”使用与G4相同的162个指令系列,所以它不仅能够运行,而且还可以加速现有Mac OS X应用程序。G5可以同时处理超过200个运行指令,远远超过了32位Pentium4处理器的126条指令。

  8GB内存支持

  受到架构的限制,以往的32位PC最多只能使用4GB的内存。如果需要更多内存,就必须使用硬盘驱动器上的虚拟内存,而虚拟内存的读写速度完全无法与RAM相比。G5由于采用了64位处理器,因此能够提供多达8GB的内存支持。就目前而言,在G5的8GB内存中,巨型3D模型、复杂的科学模拟和视频信息都可以容纳下,还可以大幅度减少对这些数据进行存取、渲染的时间。

  先进的制造工艺

  PowerPC 970采用了IBM0.13微米铜互联SOI工艺制造,在只有121平方毫米的芯片上,集成了超过5,800万个晶体管。G5处理器的频率得到了大幅提升,达到2GHz,如果采用更先进的0.09微米铜互联SOI工艺,最高频率将会达到5GHz。

  目前看来,G5的频率和PC的Pentium4相比还是有一定差距,但它们体系不同,不能完全用主频来衡量性能。

  领先的技术规范

  惊人的带宽

  和PC系统一样,强劲的CPU是需要出色的芯片组支持才能发挥作用的。为了充分发挥PowerPC 970处理器的运算能力,苹果公司为它专门设计了一个1GHz的前端总线,使得处理器与控制器之间有足够的数据流宽度。这样的传输方式与PC处理器的前端总线一次只能以一个方向传输数据的方式不同,而且PC平台的前端总线在改变传输方向的时候会浪费许多时间,G5具有2组高速单向32位数据通道──1个通道负责向处理器连续输入数据、另1个通道负责从处理器中输出数据,同一时间数据可以向两个不同方向传输。此外,前端总线高达1GHz,与PC中的i875P相比已经快出了200MHz。尤其是在双处理器系统上,每一块处理器都拥有自己独有的数据通道,而并不像PC系统那样两块处理器共用一条数据通道,这样就实现了每秒16GB的带宽!

  独特的133MHz PCI-X

  PCI-X为目前速度最快的PCI总线之一,它具有64位并行接口、最高运行频率达到133MHz,最大带宽为1066MB/s。苹果公司没有像E7505芯片组那样为PCI-X设计专用通道, G5系统也没有像PC那样分开南北桥,但在类似PC北桥功能的电路上采用了先进的点对点(point-to-point)架构,为每一个主要的子系统提供了通往主控制器的专用吞吐通道,巧妙地避免了耗费时间的带宽抢夺。这样的设计完全不同于一般的子系统必须共享一条总线,通过一条共用的数据通路存取数据和使用带宽,极大地提高了性能。

  双通道DDR400的支持

  G5芯片组支持双通道DDR400内存,达到每秒6.4GB的最大数据流量。不过即使DDR400也没发挥出G5的1GHz的前端总线优势,如果采用Rambus公司的XDR内存技术就更完美了。G5的直接内存存取(direct memory access,DMA)与点对点的控制器搭配工作,大大加速了子系统往返内存的数据通道,非常有利于减轻系统负担。

  AGP 8× Pro图形总线

  在G5系统上,是比普通的AGP 8×更为专业的AGP 8× PRO图形总线。它最大的特征在原有AGP的基础上增强了供电系统,以便能为专业显卡提供更高的功率支持。

  至于G5的USB2.0、SATA标准支持、改进的音频系统,这些和PC相比没有什么特别的,就不多提了。

  超前的无线网络

  特别值得一提的是G5的网络功能──G5配备有802.11g网卡,支持802.11g无线网络技术。目前无线网络技术开始逐步进入应用阶段,但Intel力推的802.11b无线网络技术却有个很大的不足──传输速度不快,只能达到11Mbps。面对大量的数据传输时,显得力不从心。而G5采用的802.11g无线网络在技术上处于超前地位,不但兼容目前的802.11b规范,并且提供最大54Mbps的传输速度,避免了无线网络数据传输过低的问题。它直接在主板上设计了专门的扩展插槽,并配备了对应的802.11g网卡。

  此外,苹果公司还提供了配套的802.11g基站,利用它只要为PC配上一块802.11g网卡,PC与G5即可亲密接触,构成混合的802.11g系统。