一位分析家是这样评价Apple公司的:“苹果在电脑领域的影响力远远超过它所占有的市场份额,苹果的梦幻设计始终都是PC工业竞相追赶的对象!”但作为Apple却相当清楚自己的弱项,为了使自己成为Wintel阵营的对抗先锋,Apple发布了一款全新的处理器,这就是本文的主角。
G5动力泉源-处理器技术介绍
业界真正首颗64-bit处理器
处理器性能的好坏在很大程度上决定了系统性能的高低,对于Power Mac G5来说同样是这样的情况。Power Mac GH6666处理器设计衍生自IBM的64位Power4处理器。而该款处理器曾获 Microprocessor Report的“2001年分析师精选大奖”(Analyst Choice Award),被评选为“最佳工作站/服务器处理器”。就凭借这个特点都会让我们对Power Mac G5刮目相看。
幸运的红苹果
众所周知,Power Mac G5以前的系统全是采用摩托罗拉提供的处理器。在当时的情况下,PC平台处理器在工作频率上并不能于其拉开很大的距离。但是随着PC平台处理器构架的改进而苹果处理器始终原地踏步情况的出现,二者的工作频率发生了巨大的变化从而导致性能上的差异。此时,摩托罗拉没有通过重新设计构架来改变这种情况而是在G4上进行小幅度的修改以求在性能上于PC系统打成平手。这显然是不可能的。苹果放弃摩托罗拉是不言而喻的事情,因为苹果公司不想因为处理器性能的底下而失去台式机市场这块美味的“蛋糕”。
此时,AMD公布了其赌注产品——K8。经过苹果公司深入的分析,对该款处理器很看好。曾有消息称,苹果将会采用K8处理器生产其下一代产品。当人们听到这样的消息后大吃一惊,毕竟这样做以后Apple就不再是Apple了,因为它已经失去了其特征成为了一款普普通通的电脑。更让人担心的是其发展前途。因为苹果公司不可能放弃其骄傲的OS X系统和一系列软件,而移植软件将花费苹果公司很多的时间和金钱,这样的情况对于苹果来说是很不利的。
就在此时,IBM拿出了PowerPC970处理器,它和苹果以前所采用的处理器都属于RISC(精简指令系统计算机)体系,而且PowerPC架构是针对同时发挥32位与64位运算性能而设计的。换句话说,Power Mac G5 可以运行任何现有的所有软件,更重要的是在性能不会有任何损失!让人更加兴奋的是,该款处理器是为IBM系列服务器所定制的,在很多方面更是有过人之处。而且更重要的是,IBM并没有碰到AMD这样那样的问题而跳票,PowerPC970处理器从研发到制造一切都挺顺利,并先于K8发布,成为桌面第一款64-bit处理器。
先进的构架系统
PowerPC970属于RISC体系的64bit构架处理器。为了让读者更进一步了解其先进性,我们将其与Opteron、G4进行对比。
PowerPC970 VS Opteron。两者的不同之处就在于前者为RISC(精简指令系统计算机)体系,而后者为CISC(复杂指令系统计算机)体系。顾名思义,RISC的特点就是使用了功能单调而简单的指令集,它们都用于完成简单的工作,因此这些指令的指令码也很简单,指令的执行时间会很短。而CISC则恰恰相反,它使用了复杂的指令集用多个指令执行时间来完成复杂的工作。下面我们从执行效率上看看二者的区别。在70年代中期,研究人员对CISC体系分析后得出,处理器在处理任务时,80%的计算任务仅仅使用到了20%的指令!但由于CISC体系中指令是对等设计、不分优先设计的,这样造成系统资源被大大浪费。为了解决这样的问题,研究人员开放出了RISC体系。在RISC体系中,20%的常用指令被安放在最前面,而剩下的指令被安放在后面,大大提高了系统资源的利用率。所以,在相同工作频率下,RISC体系性能会比CISC体系高出不少。
PowerPC970 VS G4。这两者的不同之处就在于PowerPC970是64位处理器,而G4是32位处理器。64位处理器最高可以处理的数据长度为2的64次方,大约等于18446744073709551616;32位处理器最高可以处理的数据长度仅位2的32次方,大约等于4294967296。两种的差距达到了43亿!!当你看到这个数字的时候,可能很难想象出究竟是一个怎样的概念。下面我们就通过形象的图片向大家展示两种的差距。
可以看出两者的差距简直不敢想象
这里需要注意的是,上面我们说的是处理器最高可以处理的数据长度,但是在实际的操作过程中两者并没有这样大的差距。为什么呢?打个比方说明吧。64位处理器采用了64位逻辑寻址,因此其寻址范围在0~2的64次方内;同理,32位处理器的寻址范围在0~2的32次方内。(两种的差距大约为4500TB,1TB=1000GB。真是这样的原因使得64为处理器运用于高端市场,如DNA计算、模拟爆炸试验、药物选取等)但是在实际的执行时并没有那大的内存容量,因此我们就要从一次处理的数据长度来考虑问题了。在实际的执行中,32位处理器一次只能处理掉32位,也就是4byte的数据;而64位处理器不同,它能一次处理64位数据(8byte),是32位处理器的两倍。让我们举一个例子来说,如果我们分别使用32位、64位来处理一个256位的指令,前者需要花费8个指令而后者只需要4个。从这里可以看出,在周围环境相同的情况下,64位处理器性能比32位要高!

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