Как и предполагалось, на начавшейся 23 июня конференции разработчиков World Wide Developer Conference исполнительный директор Apple Стив Джобс представил принципиально новое поколение компьютеров Power Mac. Была также впервые продемонстрирована новая операционная система Mac OS X 10.3 "Пантера", но о ней мы поговорим позже.
Чем же столь революционным отличается новое семейство Маков - кроме подчеркнуто строгого анодированного алюминиевого корпуса, разумеется?
Двухголовый демон скорости
Прежде всего перед нами - самый быстрый в мире настольный компьютер, причем его потрясающее быстродействие проявляется не только при выполнении специальных задач типа видеомонтажа или редактирования изображений, но и в подавляющем большинстве тестов и видов реальной работы!
Уже по внешнему виду Power Mac G5 кардинально отличается от предшественников
Правда, в несколько искусственных условиях, когда в компьютерах задействовано лишь по одному процессору, все же можно найти тест, в котором даже старшая модель, снабженная парой PowerPC G5/2,0 ГГц, слегка уступает и двухпроцессорному компьютеру на базе Xeon/ 3,06 ГГц (на 4%), и однопроцессорной машине с Pentium 4/ 3,0 ГГц (на 10%; двухпроцессорных компьютеров с Pentium 4, как известно, в природе не существует). Это - стандартный тест SPECint_ base2000 на скорость работы блока целочисленной арифметики. Но при мобилизации всех ресурсов и подключении второго процессора (и переходе на тест SPECint_ rate2000) Power Mac G5 уже не оставляет конкурентам никаких шансов, обходя и двухпроцессорный с Xeon (на 3%), и однопроцессорный с Pentium 4 (аж на 40%!). Характерно, что прирост производительности от подключения второго процессора для системы на базе Xeon составляет примерно 72%, а для Power Mac G5 - целых 85%, так что налицо прекрасная масштабируемость компьютеров Apple. При этом следует учесть, что в тестах компьютеров на базе процессоров Intel использовалась ОС Red Hat Linux 9.0, несколько превосходящая Windows с точки зрения эффективной реализации многопроцессорного режима.
В другом стандартном тесте, SPECfp, новые Маки даже в однопроцессорном варианте теста (SPECfp_base2000) побеждают конкурентов, а в двухпроцессорном (SPECfp_rate2000) обходят компьютер с Pentium 4 почти вдвое!
Ну а в излюбленном для процессоров PowerPC семействе тестов на анализ последовательностей нуклеотидов в ДНК сдвоенный G5 обходит двойной Xeon в 4-6 раз, а одиночный Pentium 4 вообще в 5-7 раз!!!
Так что PowerPC G5 - ярчайший пример того, что производительность процессора и его частота - "две очень большие разницы".
Не уступают сверхбыстрому процессору и остальные подсистемы Power Mac G5.
Новый Mac в раскрытом виде. Ясно видны три зоны охлаждения
Новый Мак снабжен парой независимых каналов Serial ATA (SATA) со скоростью передачи данных 150 Мб/с каждый, к которым можно подключить два 250 Гб жестких диска. Хотя технология SATA достаточно нова, уже сейчас ее использование может дать вполне ощутимый прирост производительности. По результатам тестирования, проведенного Apple, Маки по скорости дискового обмена данными обходят сопоставимые Wintel-компьютеры примерно на 40%, показывая скорость около 55 Мб/с при чтении и записи. Нелишне напомнить, что вы всегда можете использовать встроенное в Mac OS X средство создания дисковых массивов RAID 0 и увеличить эту скорость почти вдвое. Если же производительности дисковой подсистемы или ее объема по-прежнему не хватает - вам предлагается внешний Xserve RAID объемом до 2,54 Тб и скоростью более 200 Мб/c.
Столь же хороша и графическая подсистема: вы можете выбирать между стандартными NVIDIA GeForce FX 5200 Ultra c 64 Мб DDR RAM, ATI Radeon 9600 Pro c 64 Мб DDR RAM или же заказать машину с ATI Radeon 9800 Pro со 128 Мб DDR RAM. В результате впервые за многие годы Маки явно вырываются вперед в скорости отрисовки изображений в играх - например, при использовании Radeon 9800 Pro 128 Мб и Quake III Arena выигрыш двухпроцессорного Мака по сравнению с машиной на базе Pentium 4/3 ГГц составляет 20-25%. Кстати, все упомянутые адаптеры работают в режиме AGP 8x - опять-таки впервые в истории Apple. Скептикам, заявляющим, что AGP 8x не дает никаких преимуществ над AGP 4x, рекомендуется подробнее ознакомиться с принципами работы графической подсистемы Mac OS X (она называется Quartz Extreme) или поверить на слово, что в данном случае столь быстрая графическая шина принципиально необходима.
На тестах SPEC новый Power Mac не составляет конкурентам никаких шансов
Ну и какой современный Мак обойдется без оптического дисковода SuperDrive, читающего и пишущего CD и DVD. Разумеется, здесь стоит самая быстрая версия подобного устройства, обеспечивающая запись DVD на скорости 4x.
Наконец, если вам надо подключить какое-либо нестандартное оборудование, - в вашем распоряжении три 64-битных слота PCI-X, один из которых работает на частоте 133 МГц (скорость обмена до 2128 Мб/с) и два - на частоте 100 МГц (скорость - "всего" 1600 Мб/c). Напомню, что обычная шина PCI является 32-битной и работает на частоте 33 МГц (скорость - 133 Мб/с), иногда, например в Power Mac G4, встречается вариант 33 МГц/64 бит (скорость 266 Мб/с) и совсем уж редко, в Xserve, скажем, - 66 МГц/64 бит (532 Мб/с). На вопрос, зачем нужны такие потоки, отвечу примером: видео высокой четкости (старшие варианты формата HD) требует потока до 180 Мб/с, а для монтажа необходимо работать одновременно с двумя (лучше - больше) потоками видео. Использование шины PCI-X в настольном компьютере является новшеством, но столь мощный компьютер уже вплотную приближается по параметрам к серьезному корпоративному серверу и поэтому требует похожих решений при подключении дополнительного оборудования. А еще можно установить в разъем PCI-X почти любую обычную 3,3-вольтную PCI-карту - хотя прироста скорости в этом случае вы не получите.
Если же нужно всего лишь использовать стандартную периферию, к вашим услугам порты USB 2.0 (кстати, впервые в истории Apple - до этого использовались лишь USB 1.1), FireWire 400 (известный как IEEE 1394a) и совсем уж стремительный FireWire 800 (IEEE 1394b). Так что и из периферии вы сможете выжать все, на что она способна.
И еще приятная новость: в Маках наконец-то в стандартной конфигурации появились цифровые звуковые входы и выходы S/PDIF. Любители многоканального звука могут ликовать!
Вдвое шире, вдвое быстрее
"Сердцем" новых Маков является процессор нового поколения PowerPC G5, известный нашим читателям также под именем IBM PowerPC 970 (см., например, PC Week/RE, N 14/2002, с. 16). Правда, с момента объявления этого чипа его спецификация претерпела некоторые изменения (точнее, прогнозы аналитиков оказались не совсем точными), так что позволим себе вспомнить его основные черты.
Прежде всего PowerPC G5 (или PowerPC 970) - полноценный представитель семейства процессоров PowerPC и поэтому может исполнять любые приложения, написанные для его "старших братьев". Это значит, что на Power Mac G5 будет работать и операционная система Mac OS X 10.2, и подавляющее большинство программ (если только они не работали напрямую с оборудованием, - изменение архитектуры компьютера может сыграть в этом случае злую шутку).
Казалось бы, что тут удивительного? Но дело в том, что PowerPC G5 - процессор 64-разрядный. Таким образом, Power Mac G5 в момент выхода на рынок окажется не только самым быстрым компьютером, но еще и первым настольным ПК с 64-разрядным процессором! Что, впрочем, вполне понятно, поскольку PowerPC G5 был получен из POWER4 путем удаления второго процессорного ядра и контроллера кэша третьего уровня, уменьшения размера встроенного кэша второго уровня с полутора до полумегабайта и добавления SIMD-модуля VMX (являющегося функциональным аналогом AltiVec процессора PowerPC G4).
Если по структуре PowerPC G4 можно описать как "широкий, но мелкий" (здесь довольно мало стадий у конвейера исполнения микроинструкций и много параллельно работающих специализированных арифметических и логических блоков), а Pentium 4 - "узкий, но глубокий" (длинный конвейер и мало исполнительных блоков), то PowerPC G5 - скорее "очень широкий и довольно глубокий".
Длина конвейера по сравнению с PowerPC G4 заметно увеличена, что позволило резко повысить тактовую частоту процессора. Но при этом она по-прежнему несколько уступает Pentium 4, из чего следует, что "разгонный" потенциал последнего все же больше (Джобс в своей речи обещал уже к следующей весне довести тактовую частоту PowerPC G5 до 3 ГГц).
PowerPC G5 имеет 12 исполнительных блоков (два целочисленных, два загрузки/сохранения результата, два плавающей арифметики, четыре векторной SIMD-арифметики, один блок предсказания переходов и один - работы с регистром состояний) и может исполнять до девяти команд за такт. Если эту схему сравнить со строением Pentium 4, то можно предположить, что PowerPC G5 имеет лишь одну слабую сторону - небольшое количество блоков целочисленной арифметики (у Pentium 4 их тоже два, но они работают с удвоенной тактовой частотой, а кроме того, имеется специальный медленный блок работы со "сложными" целочисленными операциями типа деления). Судя по результатам тестирования, именно в целочисленных тестах Pentium 4 способен оказать сколько-нибудь заметное сопротивление PowerPC G5.
PowerPC G5 снабжен сложной системой очередей, что позволяет ему на разных стадиях - загрузки, декодирования, исполнения и сохранения результата - одновременно обслуживать до 215 микрокоманд (у Pentium 4 - всего 126). Столь большой "пул готовых к исполнению микрокоманд" позволяет более свободно переупорядочивать команды, достигая оптимальной загрузки всех процессорных блоков.
С системным контроллером (или, в терминах IBM, чипом-компаньоном) процессор соединяется DDR-шиной, тактируемой на четверти его тактовой частоты и представляющей собой две однонаправленные 32-разрядные шины. Данные и адреса передаются попеременно, поэтому фактическая полоса пропускания несколько ниже теоретической: у 2 ГГц PowerPC G4 она немного превышает 7 Гб/c (что опять-таки является рекордом для "настольных" процессоров).
Возникает закономерный вопрос - а насколько гладко пройдет переход на 64-разрядные PowerPC? Особенностью архитектуры PowerPC G5 является то, что он одинаково эффективно работает с 32- и 64-разрядными данными и режимами адресации; фактически "лишние" разряды просто корректно маскируются. Более того, вы легко можете смешивать 32- и 64-разрядный код даже в одном приложении, так что переход на новые приложения обещает быть настолько плавным, насколько это вообще допустимо.
Правда, имеется и небольшая проблема. Поскольку структуры PowerPC G5 и предыдущих процессоров, используемых в Маках, довольно сильно различаются, для эффективного исполнения программ потребуется их перекомпиляция. По некоторым оценкам, при этом можно достичь роста производительности в полтора - два раза. Впрочем, и без этого программы исполняются достаточно быстро.
Архитектурные изыски
От архитектуры процессора перейдем теперь к архитектуре самого компьютера.
Как уже отмечалось, процессоры подключаются к системному контроллеру высокоскоростной шиной, причем в случае двухпроцессорных конфигураций обе шины независимы друг от друга и в сумме дают феноменальные 14 "с хвостиком" Гб/с.
Системный контроллер обслуживает также оперативную память, к которой подключен 128-разрядной DDR-шиной, тактируемой на частоте в 1/10 тактовой частоты процессора. Таким образом, при использовании 2 ГГц процессора скорость обмена с памятью достигает 6,4 Гб/с, что не уступает новейшим Pentium 4. Однако, по сравнению с заоблачной скоростью обмена между процессором и системным контроллером, этого может быть недостаточно, а вот в случае однопроцессорных систем архитектура оказывается вполне сбалансированной.
Набор системной логики обслуживает и шины AGP 8x (до 2,1 Гб/с), и PCI или PCI-X (до 2,1 Гб/с), а также через шину HyperTransport (800 МГц, 1,6 Гб/c) обменивается данными с контроллером ввода-вывода, к которому подключены порты USB 2.0, FireWire 400 и FireWire 800, двухканальный контроллер Serial ATA, контроллер Gigabit Ethernet, модем, контроллеры AirPort Extreme и Bluetooth и аудиоподсистема.
Что интересно, контроллер реализует принцип передачи данных по протоколу точка - точка, так что непересекающиеся потоки данных друг другу не мешают. Например, можно без всяких конфликтов передавать данные с жесткого диска в оперативную память при помощи DMA и одновременно обрабатывать сигнал, получаемый с PCI-карты захвата видео.
И - тишина...
Знакомясь с Power Mac G5, невольно задаешься вопросом - почему такие очевидные и красивые решения никому не приходили в голову до этого?
Например, система охлаждения нового Мака. Она включает 9 (девять!) вентиляторов, но при этом работает несравненно тише все предыдущих Power Mac. Секретов здесь несколько.
Прежде всего, путь движения воздуха максимально спрямлен, так что он засасывается через переднюю панель (на 30% состоящую из дырок), охлаждает устройства и "выплевывается" через заднюю панель (тоже довольно "дырявую").
Далее, имеются три независимые зоны охлаждения. Верхняя включает жесткие и оптический диски, средняя - платы AGP и PCI, нижняя - процессоры и память.
Наконец, все три зоны имеют независимые системы температурного контроля и управления скоростью вращения вентиляторами, так что, если вы, например, играете, - шумят вентиляторы только средней температурной зоны, а если записываете DVD-диск, - верхней.
Good - Better - the Best
Как обычно, Apple придерживается политики выпуска трех базовых конфигураций, порой характеризуемых вынесенными в подзаголовок словами.
Описанный выше "двухголовый" монстр является старшим представителем семейства. Напомню, он снабжен двумя процессорами PowerPC G5 2,0 ГГц и стандартно поставляется с 512 Мб DDR RAM типа PC3200 (400 МГц), которую можно расширить до 8 Гб (всего имеется восемь разъемов DIMM), видеоадаптером ATI Radeon 9600 Pro c 64 Мб DDR RAM и жестким диском SATA объемом 160 Гб.
Основное отличие средней модели в том, что у нее всего один процессор PowerPC G5 частотой 1,8 ГГц. В остальном она почти повторяет старшую - вот только в качестве видеоадаптера здесь используется NVIDIA GeForce FX 5200 Ultra c 64 Мб DDR RAM.
Младшая модель отличается больше, и снижение частоты процессора до 1,6 ГГц - мелочь по сравнению с другими принципиальными особенностями, поскольку эта модель была явно оптимизирована с целью предельного снижения ее стоимости. Она поставляется с 256 Мб DDR RAM типа PC2700 (333 МГц), но более важно то, что количество разъемов памяти (и, следовательно, максимальный ее объем) уменьшилось вдвое, - к счастью, не затронув ширины шины памяти (ее разрядности). Вдвое уменьшен и объем комплектного жесткого SATA-диска. Кроме того, заметно упрощена периферийная часть - здесь мы имеем некий гибрид старого Power Mac G4 с новым Power Mac G5, поскольку в нем присутствует лишь три разъема 33 МГц/64 бит PCI.
Цена моделей в США составляет 1999, 2399 и 2999 долл. соответственно, поставки начнутся уже в августе
