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。
不断蜕变的Apple,不断成熟的Apple
本文作者:exiang 萧文
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!”仔细想一想,事实确实是这样。苹果公司有“台灯”电脑iMac、有“透明”电脑Power Mac G4、有“电视”电脑eMac。凭着这些出色的产品使得苹果公司在PC领域拥有了很大的影响力,也真是这些出色的产品使得苹果公司在用户心目中占据了不可替代的位置。但是,一部有效的电脑不能仅仅拥有良好的设计,更重要的是拥有强大的性能。而这个恰恰是人们不敢恭维的地方。在PC平台上,Intel已经将我们带入了3GHz时代,而Apple仍然在世人面前摆弄着最高频率为1.4GHz的处理器产品。虽然人们已经懂得了处理器频率的高低并不能决定一款电脑的好坏,但是除开处理器外,Apple其他硬件落后于PC已经是一个不可否认的事实。这样严重影响了苹果公司的发展,消费者们虽然无法抵抗Apple电脑从骨子里所散发出的一种诱惑。但对于价格和性能的斟酌,使得自己经过脑筋的方程式赛车之后,又一次回归了PC。所以Apple需要自己有一款新的处理器,一套新的架构来提升自己产品线的竞争力。这对于对抗于Wintel最前线的Apple是一个必需的砝码。
Power Mac G5电脑的推出对于苹果公司来说不仅仅是一次系统的升级,它为苹果公司开启的通向辉煌的大门。因为苹果公司再也不为CPU频率落后于PC平台而苦恼了。从IBM所得到的资料来看,现有的处理器不经过任何的改进都可以达到2.8GHz的频率!更不用说以后采用更为先进的生产技术的产品了。
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!
G5处理器细节设计
拥有了先进的构架系统只是成功的一半,而成功的另一半则是处理器的设计。PowerPC970恰恰拥有了优秀的设计。该处理器具备了2 个双精度浮点运算单元、先进的分支预测逻辑设计以及一个高带宽前端总线,对于超标量体系结构(Superscalar),超级流水线结构(Superpipelined)的执行内核,苹果公司与 IBM 公司在其设计中增加了“极速引擎”(Velocity Engine),因此具有强劲的性能。
PowerPC970内核
缓存系统
众所周知,CPU的读写速度会比内存快上很多,这样就会造成CPU花费很长的时间来等待数据从内存的读出或写入,严重地浪费了处理器的资源。这样,处理器的设计者们便在DRAM和CPU之间加上一个容量较小但速度较快的SRAM。当CPU需要数据时,系统先将这个数据块从内存调到Cache中,因为CPU下一次很有可能需要的数据就在Cache中,这样使处理器的资源大大的被利用。PowerPC970处理器的缓存系统由32KB的L1数据缓存、64KB的L1指令缓存和512K的L2缓存三部分所组成。让人感到不解的是,在PowerPC970身上并没有看见以前G4所拥有的L3缓存,我们希望在以后的改进产品中看到L3 Cache的身影。在系统工作的时候,处理器即将执行的指令将以64GBps的速度从L2调入到64K的L1指令缓存中。同时,32KB的L1数据缓存可以同时预先读取8个有效的数据流。这样,大大增强了系统性能。
PowerPC970缓存部分
优化的“极速引擎”(Optimized 128-bit Velocity Engine)
你知道Power PC G4为什么在Photoshop中占据绝对的优势吗?其中除了RISC体系的作用外,更重要的就是“极速引擎”。大家都知道,在处理图形、构建3D模型等大型数据处理中矢量数据非常关键,因此Power PC G4使用了128-bit矢量处理单元来增强这些方面的能力。而PowerPC970自然继承了该优良传统并且加以改进,使得性能更为强劲。同前辈Power PC G4一样,PowerPC970在一个周期中能处理128-bit的矢量数据,而PC处理器一个周期只能处理32bit的矢量数据,这就意味在这些方面PowerPC970的性能是PC处理器的4倍!更让人高兴的是,“极速引擎”还拥有Altivec指令集(矢量多媒体扩展指令集)。Altivec指令集的作用类似与PC处理器的3Dnow!等指令,使其性能如虎添翼!
PC处理器与PowerPC970矢量处理能力对比
两个双精确度浮点运算单元(Two Double-Precision Floating-Point Units)
在高度复杂的科学运算中,对于精确度的要求是很高的,中国的一句古谚“失之毫厘,差之千里”大概就为我们说明了这样的一个道理吧。PowerPC970比上一代产品多出一个双浮点单元,性能有了很大的提升,但是并不是两倍,虽然在硬件规格上是其两倍。PC处理器同样能够实现双精确度64位运算,但是前提条件为让数据多次循环通过数字浮点运算单元。而64位处理器的一个双精确度浮点运算单元只是需要一个周期变可以达到与32位处理器同样的效果,更何况这里是两个。该单元不仅对于基因组匹配应用程序中非常关键的,而且在3D图形的渲染等日常运用中同样重要。
两个整数运算单元(Two Integer Units)
PowerPC970的整数运算单元与G4e存在很多的差别,G4e在执行整数计算时采用了类似的方式,将整数操作分为两种类型:简单和复杂。简单整数指令,是最普通的操作,在绝大多数处理器上都制需要一个时钟循环就可以完成;复杂整数指令,例如整数除法,出现几率比较少,需要多个循环来完成。G4e将整数部分划分成两个专门的执行单元,一部分专门处理简单、单循环的指令,而另外一个则用来处理复杂整数运算。这样处理器就可以在一定程度上提高自己的整数处理性能。但是PowerPC970并不是这样设计的,其整数运算单元能够以各种简单或复杂的指令进32位或64位计算。究竟是什么原因让IBM做出这样的设计我们现在还不清楚。
条件寄存器逻辑单元(Condition Register)
该部分是PowerPC970所特有的单元,其作用便是汇总浮点运算与整数运算单元的状态,并且显示比对操作的结果,并提供以分支状态测试它们的方法。作为分支单元和其他功能单元之间的信息桥梁,不仅如此他还可以提升数据在执行内核中的流通率。在G4e上,条件寄存器操作由复杂整数单元完成。把其单独分离出来的好处便是大大减轻了整数单元的负担。
3元件分支预测逻辑(Three-Component Branch Prediction Logic)
PowerPC970使用了能够大幅度提升效率的“分支预测”(Branch Prediction)与“推测运算”(Speculative Operation)功能。分支预测和推测运算是处理器动态执行技术的主要内容,而推测运算是依托于分支预测的基础上。分支预测功能可以预测应该执行的下一个指令,而推测运算则可以让这个预测指令确实得到执行。如果预测是正确的,处理器的运作就会更有效率——因为推测运算会在处理器发出某个预测指令需求之前就先执行了该指令。反之,如果预测不正确的,处理器会清除不需要的指令和相关数据,结果就会出现被称为“通路泡泡”(Pipeline Bubble)的一段空白空间。根据官方文档来看,PowerPC预测分支运算的正确度高达 95%!这样的成绩不能不让人吃惊。
G5处理器生产工艺
一款优秀的处理器没有先进的生产工艺配合是不行的,而PowerPC970在这方面的根本不用担忧,因为IBM公司有着一整套先进的技术力求打造出完美的PowerPC970。PowerPC970采用了0.13微米的生产工艺,虽然与Intel的下一代产品Prescott所采用的0.09微米的生产工艺相比会显的落后一些,但是IBM在其上使用了另两项先进技术给予弥补——绝缘体上硅晶(Silicon On Insulator,缩写为SOI)和9层铜互连技术。
在了解SOI技术之前,我们有必要了解一下晶体管的作用。我们可以把晶体管比喻成为一个开关,它控制着电流的流通。但是事实上,它并不能完全独立的起到开关的作用,所以出现了很多的相关技术,以完成这样的任务。SOI技术充当的就是一个“开关”的角色。其原理便是在诸如以氧化硅或玻璃构成的绝缘层上,放置一个薄薄的硅层。晶体管就建构在这个薄薄的 SOI 层上,以降低开关的电容。由于电容量降低,所以晶体管开关的操作速度可以比大量制造技术所生产的芯片快20-35%。SOI的优越性并不仅仅体现在这一点上,不然Intel也不会计划在2005年中的0.65微米中使用以保证处理器更好的性能。
晶体管为黄色,SOI为蓝色,铜质导线为灰色,氮化物为棕色和氧化物为绿色
随着生产技术的发展,晶体管的体积也越来越小,所以要将其连接起来就更为困难。在过去的生产中以铝作为接线连结晶体管的材料。但随着晶体管体积逐渐缩小,需要更细、更薄的连接线,而铝的高电阻位特征对于这样的要求显得越来越力不从心了。而且在如此小的规格中,高电阻的铝容易造成电子“跳线”,导致附近的晶体管产生错误的开关状态。也就是说,铝质导线更无法预测突发故障、稳定性也更差。而使用铜连接便可以解决这样的问题。层数越多的铜互连技术意味着可以集成更多的晶体管和提升处理器良品率等好处。PowerPC970采用9层铜互连技术,要知道Intel的下一代CPU Prescott也仅仅采用了7层铜互连技术。
PowerPC970 9层铜互连技术(左)和Prescott 7层铜互连技术(右)
量体裁衣,G5芯片组介绍
“红花还需绿叶衬”,这恰恰说明了芯片组对于系统的重要性。为了配合PowerPC970的推出,其芯片组也可以说是全新打造的了。不仅仅使用了双管道DDR400的内存规格、先进的133MHz PCI-X扩充槽、AGP 8X PRO专业图形总线等,在I/O也有许多过人之处。
Power Mac G5芯片组构架
强大的前端总线
无可非议,PowerPC970拥有强大的数据处理能力,如果它仍然使用Power Mac G4上的167MHz 总线速度,那么谈其性能的强大是显然没有意义的。回想一下Pentium4在RDRAM和SDRAM平台上的性能差距也可以说明这个道理。为了充分运用 PowerPC G5 处理器运算能力,苹果公司为其专门设计了一个1GHz(这里是指采用Dual 2GHz PowerPC G5的机型,而其他型号处理器可以根据“前端总线=1/2处理器核心频率”计算出)、64位双向加倍数据速率 (Double Data Rate ,DDR)前端总线,使得处理器与控制器之间的数据流量达到最大。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宝贵时间,PowerPC G5 具有2组高速单向32位数据通路——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。让数据在同样时间中向两个不同方向传输。此外,前端总线以高达1GHz的速度工作,实现令人惊叹的每秒 8GB 的带宽总和。与目前最为先进的i875P相比还快出200MHz!
在双处理器系统上,每一块处理器拥有自己独有的数据通道,而并不像PC机那样两块处理器公用一条数据通道。这样的特点便是实现了每秒16GB的带宽总会!比目前最为先进的i875的带宽多出两倍多!
PC平台双处理器与Power Mac G5双处理器在前端总线上的区别
133MHz PCI-X扩展槽
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的特征。此外,PCI-X还具有操作更为有效的特点,因为它与处理器及时钟频率没有关系。特别适合于文件服务器或媒体工作站方面的应用。苹果公司没有像E7505芯片组那样为PCI-X设计专用通道。因为Power Mac G5系统北桥(注意,这里仅仅是为了描述的方便把它称为北桥,可能它的真正名称不叫“北桥”)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量,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个总线,而且必须不断的彼此协调通过一个公用的数据通路存取数据和使用带宽。
双通道DDR400
Power Mac G5系统芯片组支持和目前最为先进的PC平台一样支持双管道DDR400内存。使Power Mac G5达到每秒6.4GB的最大存储器吞吐量,当你读取大型文件的时候就可以轻松的体验其带来的好处,不过由于前面介绍G5用着1GHz的前端总线,所以双通道DDR400目前还为瓶颈,如果可以搭配双通道DDR500(PC4000),将能发挥更大的性能优势。此外,直接存储器存取(direct memory access,DMA)能与点对点的控制器搭配工作,给每个子系统提供高达6.4GBps往返内存的数据通道,大大减轻系统负担。
Power Mac G5内存插槽
上面在进行对比32位处理器与64位处理器的差别时,我们知道了Power Mac G5允许你构架一个比较大的内存容量。8GB的内存空间可以容纳一个巨型3D模型、一个复杂的科学模拟,或是一个完整的序列HD视频信息——可以大幅度的减少对这些数据进行存取、修改、或是渲染的时间。虽然无法与服务器主板相提并论,但对于一台PC或者一台图形工作站来说,8GB的内存已经能够胜任各种专业的操作运用。
AGP 8X Pro图片总线
在Power Mac G5系统上,我们得到的不是普通的AGP 8X图形总线,而是更为专业的AGP 8X PRO图形总线。AGP PRO最大的特征在原有AGP Pro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。目前,很多专业显卡都采用了AGP Pro。
SATA标准支持
由于很多的媒体都对其进行了深入的分析,在这里我们就不多说了。
G5图形系统介绍
Power Mac G5 的标准配置包括NVIDIA GeForce FX 5200 Ultra或ATI Radeon 9600 Pro,这两款产品都配备了64MB容量的SDRAM显存。都支持最新的图形技术、以支持DirectX 9的引擎改善游戏的速度与顺畅度,能够营造出最动人的视觉特效。DirectX 9支持是一个非常重要的优点。不过比较可惜的就是没有采用DDR SDRAM显存,这样内存带宽会受到瓶颈。关于这两块显卡的介绍请参阅相关资料。
Power Mac G5上的显卡与市场上的完全相同,不过在接口部分有一点区别,它使用了苹果显示器专用的ADC(Apple Display Connector)和DVI(Digital Visual Interface)两种接口,以供一个接在苹果专业显示器上而一个接在普通的LCD上。而PC版的显卡则使用了VGA和DVI接口。
系统整体,唯美的设计
介绍一部个人电脑,如果只是谈其硬件性能而忽视了工业设计那是不行的,而Apple就更是如此。更多的时候我们是被其优秀的设计而大跌眼镜。Power Mac G5突改往常半透明的设计,而且在用料上也进行改进——使用铝合金材料替代了原有的炭素材料,可以更好的解决散热等问题。在Apple身上,你可以看到许多PC机上看不到的“奇迹”,比如:世界上设计较为出生的DELL电脑也不可能做到Apple那样根本看不到一点点数据线。
主机外观设计
Power Mac G5主机在设计上与上一代产品具有很大的差别。其外观不再像Power Mac G4那样的“圆滑”了,“呆板”更多地体现在其身上。但是这并不意味这Apple魅力的消失,在某些程度上反而增加了其魅力,因为它显得更为高贵典雅。Power Mac G5使用了铝合金材料,铝合金具有轻便、散热性好等特点,可以更好地为Power Mac G5服务。在面板部分设计的非常简捷,只有一个光驱位置、三个接口(FireWire 400与USB 2.0 接口、以及一个耳机插孔)一个电源开关。在散热孔方面也进行了很多的修改,首先,Power Mac G4只是在主机的背后使用散热孔而Power Mac G5不仅后面使用而且前面一并使用,显出极为夸张的样子;其次,Power Mac G5也没有采用Power Mac G4那样的六角星型的散热孔而是使用了正圆形的散热孔。
Power Mac G5没有像Power Mac G4那样为用户提供一个光驱扩展仓,但是这个并没有使Power Mac G5受到一点影响。因为其自身独特的SuperDriver光驱可以满足专业的应用,SuperDriver光驱可以很好地兼容DVD-R、CD-RW、CD-R、DVD-ROM和CD-ROM等光盘。一个功能增强的COMBO,你还会使用第二个吗?
精益求精的内部设计
Dell Precision 650与Power Mac G5的对比
Apple的内部设计则更为让人吃惊了。口说无凭,让我们把它与PC机中设计较好的DELL电脑进行对比你就可以清楚地发现。我们在打开普通PC机箱,可以看到里那“杂乱”无章的各种连线就会头痛,而在Power Mac G5上完全看不到。通过上图可以看到一台普通的PC 里面卷成老鼠窝式的各种电缆线、信号线,而在Power Mac G5上却不见其踪影。让每一件东西“各有其位、各归其位”,它也是苹果公司严格的应用在硬件设计中的一个重要理念。正因为如此,现在你看到的这款全新机箱就向你表达了这种令人难以置信的工程技艺。
Power Mac G5的隔音散热更是堪称经典。为了达到降温目的,而为了实现这个目的不仅仅是使用几只风扇而已,还需要应用重要的气流原理。Power Mac G5的经过阳极处理的铝合金机箱被设计成了4个独立控制温度的“隔温区”(处理器、PCI 、储存设备、以及主机电源),以便以巧妙的方式控制其中的空气流通。为了进一步降低Power Mac G5的温度,机箱内还配备了透明的内部空气偏流装置,让冷却空气流经处理器的散热片、以及界面卡插槽。
在这4个隔温区中,每一区都有自己专属的低转速风扇。系统可以提升或降低某一单独区域的温度,而不会对其他隔温区造成影响。在这四个区的 9 个风扇中,苹果公司特别将其中 7 个风扇的转速设定得很低,以使传出的噪音减到最低。而且Mac OS X会持续监控每一区之中的组件温度,并以动态调整方式来控制个别风扇的最佳转速,让运转时所发出的声音降到最低。这也就是Power Mac G5为什么能够比前一代 Power Mac G4 机箱安静3倍的原因。为了更好地实现空气对流原理。苹果公司特在机箱的前后面板上都留满了许多小孔,以帮助空气迅速流通。它的工作原理: 较冷的外界空气从前面面板的小孔进入机箱、 流经发热的系统组件、 然后透过背部面板上的开孔流出。
个性的张扬:Apple显示器介绍
虽然苹果公司考虑很全面,让用户自己有足够的空间去选择自己的所需显示设备。但它也没有忘记那些专业人士的需求,苹果公司的平面液晶显示器能够为你提供高品质图像,生动绚丽的色彩、以及领先业界的宽屏技术,并以合理的价格向你提供这一切。无论亮度、清晰度、还是对比度都是传统阴极射线管显示器的两倍。你只要对苹果显示器进行一次色彩校正,就可以放心享受它长久一致的色彩和画质,不需要经常重新校色。苹果公司为了满足不同用户的要求,为Power Mac G5配置有三款液晶显示器它们的分辨率从1280×1024到1920×1200。
苹果著名的Apple Cinema HD显示器
使用苹果DVI至ADC转换器让你轻松实现两台苹果专用显示器的显示
性能测试-用事实说话
Power Mac G5 能为你带来意想不到的收获。它的强大功能使你的创意得到锦上添花的效果。Power Mac G5采用的是首款桌面型Power G5 64-bit处理器,以最高可达2GHz的时钟频率来运行。从处理器我们就可以看出,为什么Apple会宣称Power Mac G5会是“世界上最快的个人电脑”!苹果的参测机型是最高端的Power Mac G5(双PowerPC970 2.0GHz)、对比机型分别为DELL Precision 8300和Precision 650,分别基于Pentium 4 3.0GHz w/Hyper-Threading以及双Xeon 3.06GHz。
Power Mac G5的运算能力
在测试中,双 2GHz处理器 Power Mac G5 完成整组浮点运算测试的时间,比配备Pentium 4系统快了 95%,比配备双 Xeon 处理器的工作站快了 42%。整数运算方面,Power Mac G5也远胜于Pentium 4系统,比双Xeon系统则快了 3%。
BLAST测试
采用64位处理器的Power Mac G5,让高速资料分析和3D视觉化处理能力垂手可得。具备优化极速引擎(Velocity Engine)与 2 个浮点运算单元的PowerPC G5,在进行大量运算的时候,速度将比过去的电脑明显提升许多。更高的容量、更高速的存储器,都让科学家能够更快、更有效率的制作更大规模的运算模型和资料群组。此外,由于Mac OS X是以UNIX系统为基础,因此使用者可以同时执行您在办公室 UNIX 工作站上使用的BLAST或HMMer软件、也可以使用 Mac 电脑上的一般工作用软件。在使用大于11的定序列长度,以BLAST进行常见方式的搜寻测试时,Power Mac G5的速度远胜于Pentium 4系统与双Xeon处理器工作站。在定序列长度为40的时候,Power Mac G5甚至快了将近5倍。这么大的性能差距,让使用 Power Mac的研究人员能够使用更长的定序列长度,进行更深入、更精确的比对。在其他的个人电脑上,这些工作的速度恐怕会慢得令人难以忍受。
为了展现 Power Mac G5 在进行大量科学运算时的优点,苹果使用生化科技界常用的开放原始码软件 BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)。目前有许多生化专家都使用它来进行 DNA 比对、或是蛋白质排序分析等需要大量运算的工作。
HMMer测试
配备双2GHz处理器的Power Mac G5在执行HMMer搜索时,速度比3GHz Pentium 4电脑快了近7倍,比双3.06GHz Xeon处理器的工作站也快了近4倍。这项测试清楚的展示了“极速引擎”与对称式多处理器架构的优势。
HMMer是另外一个能够表现Power Mac G5与“极速引擎”在大量科学运算方面优势的软件。HMMer是一种专用于染色体序列比对的软件,使用HMM(Hidden Markov Models)来辨识基因构造中的相似之处。这项工作在语音辨识和蛋白质与DNA序列分析方面十分重要;在将上述这些序列的特性以统计方式表现出来以后,HMMer就能够进行高精确度的资料库内容搜寻。
通过了BLAST DNA和HMMER测试,我们只想让大家了解PowerPC G5的运算能力,在日常生活中这两个软件根本用不上。从以上数据上可以看到它完全称得上数据吞吐量冠军;当然只靠CPU的能力还是不够的,这与它那1G的前端总线的功劳还是分不开的。
当苹果公司拿出这样惊人的成绩后,业内界就有人对此做出了置疑。因为参加测试的两款都是采用了533MHz前端总线而非最为先进的800MHz。当我们分析各大著名网站对于533MHz与800MHz的成绩后,进行估算后,我们觉得Power Mac G5的性能还是无与伦比的。
DELL官方网站所公布的Precision 650配置
软件
一个强大的计算机系统不只是捅有世界最强大的硬件系统,还要捅有最有力的软件系统对其支持,才能使优秀的硬件如虎添翼。Power Mac G5是世界上第一台64位架构的计算机,Apple公司针对这一情况在今年后期将隆重推出Mac OS X Panther。它作为一种超现代操作系统,已经将UNIX的功能和稳定性与Apple充分结合在一起。华丽的用户界面、以富于表现力的图标、明快的色彩和流畅的移动使您的桌面生机勃勃。而突破性的图形技术更提供了能够超越在一个桌面操作系统中所能见到的任何东西的优越性能。Mac OS X的基础上存在着一种产业力量,基于UNIX的核心操作系统,被称为Darwin,它能够提供空前的稳定性和优越性能。只有有了Mac OS X,您才能够运行Microsoft Office, Quark XPress 和Adobe Photoshop,浏览一个Windows网络并使用UNIX命令。Mac OS X 10.2版本拥有超过150个引人注目的新功能。例如,同AOL兼容的即时短信客户端程序,帮您过滤垃圾邮件的增强型邮件程序,记录您所有联系人的地址簿,以及一个非常实用的多功能搜索引擎。
这么优秀的操作系统唯一的缺陷就是支持它的应用软件它少,因为它是采用的UNIX核心。随着Apple公司对Mac OS X的不断改进,希望普通用户也能亲身体验。
结语
看了这些你不是已经心动了啊?在不久的以后,IBM将会推出PowerPC970的移动产品。到时候Apple公司还会打出“世界上最快的笔机本电脑”吗?让我们拭目以待吧!

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