PowerMac G5 - Power Mac G5

Power Mac G5

Apple Power Mac G5
Entwickler	Apple-Computer, Inc.
Typ	Desktop
Veröffentlichungsdatum	23. Juni 2003
Einführungspreis	1.999 US-Dollar (entspricht 2.812 US-Dollar im Jahr 2020)
Abgesetzt	7. August 2006
Zentralprozessor	1,6 – 2,7 GHz PowerPC G5 Single-Prozessor Dual-Prozessoren, Single-Core Dual-Core Dual-Prozessoren, Dual-Core
Vorgänger	Power Mac G4
Nachfolger	Mac Pro

Der Power Mac G5 ist eine Reihe von Personalcomputern , die von 2003 bis 2006 von Apple Computer, Inc. als Teil der Power Mac- Reihe entwickelt, hergestellt und verkauft wurden . Bei seiner Einführung war er der leistungsstärkste Computer in Apples Macintosh- Reihe und wurde vom Unternehmen als weltweit erster 64-Bit-Desktop-Computer vermarktet. Es war auch der erste Desktop-Computer von Apple, der ein eloxiertes Aluminiumlegierungsgehäuse verwendet , und einer von nur drei Computern in Apples Produktpalette, die die PowerPC 970- CPU verwenden, die anderen sind der iMac G5 und der Xserve G5 .

Drei Generationen des Power Mac G5 wurden veröffentlicht, bevor er im Rahmen der Mac-Umstellung auf Intel-Prozessoren eingestellt wurde und Platz für seinen Ersatz, den Mac Pro, machte . Der Mac Pro behielt für sieben weitere Jahre eine Variation des Gehäusedesigns des G5 bei und ist damit eines der langlebigsten Designs in der Geschichte von Apple.

Einführung

Offiziell als Teil startete Steve Jobs ' Keynote - Präsentation auf dem Worldwide Developers Conference im Juni 2003 wurde der Power Mac G5 mit drei Modellen eingeführt, den gleichen physikalischen Fall teilen, aber in Funktionen und Leistung unterscheiden. Obwohl etwas größer als der G4-Tower, den er ersetzte, bot der G5-Tower aufgrund der Notwendigkeit eines komplexen Kühlsystems Platz für nur ein optisches Laufwerk und zwei Festplatten.

Steve Jobs erklärte in seiner Keynote-Präsentation, dass der Power Mac G5 "innerhalb von 12 Monaten" 3 GHz erreichen würde. Dies würde niemals eintreten; nach drei Jahren erreichte der G5 nur 2,7 GHz, bevor er durch den Intel Xeon- basierten Mac Pro ersetzt wurde , der mit Prozessoren mit Geschwindigkeiten von bis zu 3 GHz debütierte.

Während der Präsentation zeigte Apple auch den Mac OS X- Computercluster- Supercomputer (auch bekannt als Supercluster) von Virginia Tech , bekannt als System X , der aus 1100 Power Mac G5-Türmen besteht, die als Verarbeitungsknoten fungieren. Der Supercomputer schaffte es in diesem Jahr, einer der fünf besten Supercomputer zu werden. Der Computer wurde bald zerlegt und durch einen neuen Cluster ersetzt, der aus einer gleichen Anzahl von Xserve G5- Rackmount-Servern bestand, die ebenfalls den G5-Chip mit 2,3 GHz nutzten.

PowerPC G5 und die IBM Partnerschaft

Das Innere eines Power Mac G5, Modell Ende 2005

Das Innere eines luftgekühlten Dual-Prozessor-Modells 2003

Der PowerPC G5 (von seinem Hersteller IBM PowerPC 970 genannt ) basiert auf dem 64-Bit- POWER4- Mikroprozessor von IBM . Bei der Einführung des Power Mac G5 kündigte Apple eine Partnerschaft mit IBM an, in der IBM weiterhin PowerPC-Varianten ihrer POWER-Prozessoren produzieren wird. Dr. John E. Kelly von IBM sagt: "Das Ziel dieser Partnerschaft besteht darin, dass Apple und IBM zusammenkommen, damit Apple-Kunden das Beste aus beiden Welten erhalten, die enorme Kreativität des Apple-Konzerns und die enorme Technologie des IBM-Konzerns IBM hat über 3 Milliarden US-Dollar in ein neues Labor investiert, um diese großen 300-mm-Wafer zu produzieren." Dieses Labor war eine vollständig automatisierte Einrichtung in East Fishkill, New York , und spielte eine wichtige Rolle in der größeren Mikroelektronikstrategie von IBM.

Der ursprüngliche PowerPC 970 hatte 50 Millionen Transistoren und wurde mit IBM CMOS 9S im 130- nm- Fertigungsprozess hergestellt. CMOS 9S ist die Kombination aus SOI , dielektrischer Low-k-Isolierung und Kupferverbindungstechnologie, die Mitte der 1990er Jahre in der IBM Forschung erfunden wurde. Nachfolgende Überarbeitungen des "G5"-Prozessors umfassten IBMs PowerPC 970FX (gleiches Grunddesign bei einem 90-nm-Prozess) und den PowerPC 970MP (im Wesentlichen zwei 970FX-Kerne auf einem Die). Apple bezeichnet die Dual-Core-PowerPC 970MP-Prozessoren entweder als "G5 Dual" (für Single-Socket, Dual-Core-Konfigurationen) oder Power Mac G5 Quad (für Dual-Socket , Vier-Core-Konfigurationen).

Die Architektur

Der PowerPC 970FX in einem PowerMac G5.

Die Power Mac G5-Reihe bestand 2006 aus drei Dual-Core-PowerPC G5-Konfigurationen, die über ihren FSB mit der halben internen Taktrate kommunizieren können. Jeder Prozessor im Power Mac G5 verfügt über zwei unidirektionale 32-Bit- Pfade: einer zum Prozessor und der andere vom Prozessor. Daraus ergibt sich eine Gesamtbandbreite von bis zu 20 GB/s. Der Prozessor im Herzen des Power Mac G5 verfügt über einen " superskalaren , superpipelined"-Ausführungskern, der bis zu 216 In-Flight-Befehle verarbeiten kann und eine 128-Bit - SIMD- Einheit mit 162 Befehlen ( AltiVec ) verwendet.

Alle modernen 32-Bit-x86-Prozessoren seit dem Pentium Pro verfügen über die Funktion Physical Address Extension (PAE), die es ihnen ermöglicht, eine physische 36-Bit-Speicheradresse zu verwenden, um maximal 2 ³⁶ Byte (64 Gigabyte) des physischen Speichers zu adressieren , während Der PowerPC 970 Prozessor kann 2 ⁴² Byte (4 Terabyte ) physischen Speicher und 2 ⁶⁴ Byte (16 Exabyte ) virtuellen Speicher adressieren . Aufgrund seines 64-Bit- Prozessors (und 42-Bit- MMU ) kann die letzte Revision des Power Mac G5 16 GB Dual-Channel DDR2 PC4200- RAM mit acht Speichersteckplätzen mit Unterstützung für ECC- Speicher aufnehmen.

Historie der Produktrevisionen

Sofern nicht anders angegeben, sind alle Single-Core- und Single-Prozessoren.

• 2003 Juni: Erste Veröffentlichung mit Geschwindigkeiten von SP 1,6, SP 1,8, DP 2,0 GHz.
• 2003 November: DP 1.8 ersetzt SP 1.8 GHz; Preisnachlass auf SP 1,6 GHz.
• 2004 Juni: 90 nm DP 1.8, DP 2.0 und DP 2.5 GHz ersetzen alle Vorgängermodelle. Das 2,5-GHz-Modell ist der erste große PC mit serienmäßiger Flüssigkeitskühlung .
• 2004 Oktober: Wiedereinführung eines neuen SP 1.8 mit langsamerem 600 MHz FSB (Front-Side-Bus), PCI-Bus, basierend auf der Architektur des iMac G5 (U3lite- und Shasta-Chips). Apples offizieller Name für dieses Gerät ist "Power Mac G5 (Ende 2004)".
• 2005 April: CPU-Geschwindigkeit erhöht: DP 2,5 GHz → DP 2,7 GHz (PCI-X, LC ), DP 2,0 GHz → DP 2,3 GHz (PCI-X), DP 1,8 GHz → DP 2 GHz (PCI). Neu eingeführt wurden die 16-fach Dual-Layer-SuperDrives der gesamten Produktlinie und der erhöhte Speicher auf bis zu 800 GB für die High-End-Modelle. Der 1,8 GHz SP wurde nicht modifiziert.
• 2005 Juni–Juli: Das Modell SP 1.8 wurde in den USA und Europa eingestellt.
• Oktober 2005: Umstellung auf Dual-Core-Prozessoren: DP 2,0 GHz → DC 2,0 GHz, DP 2,3 GHz → DC 2,3 GHz, DP 2,7 GHz → DP DC 2,5 GHz (bezeichnet als Quad Power Mac G5, mit vier CPU-Ausführungskernen und zuverlässiger Flüssigkeitskühlung ), alle mit DDR2-Speicher und PCI-Express- Erweiterung anstelle von PCI-X. Das ältere PCI-X, DP 2,7 GHz-Modell blieb noch eine Weile verfügbar, aber die langsameren Single-Core-Modelle wurden sofort eingestellt.
• August 2006: Der Power Mac wird durch seinen Intel-Nachfolger, den Mac Pro, abgelöst .

Mängel

Die Rückseite eines Modells von Ende 2005.

Frühe Versionen von G5-Computern mit zwei Prozessoren haben Geräuschprobleme . Die erste ist eine auf Masseschleifen basierende Störung, die manchmal zu Rauschlecks in den analogen Audioausgängen führt. Dieser Fehler wurde in Rev. B G5 behoben.

Das zweite Geräuschproblem entstand durch das „Zwitschern“, das durch Schwankungen der Leistungsaufnahme ausgelöst werden kann. Beispielsweise verursacht die Verwendung von Exposé ein kurzes Zirpen. Eine weit verbreitete Problemumgehung besteht darin, die "Nap"-Funktion der CPUs mit den CHUD-Tools von Apple zu deaktivieren , aber dies wurde von Apple nicht empfohlen. Dieses Geräuschproblem wurde erst mit der Produktion der Dual-Core-Generation des G5s behoben, das "Late 2004"-Modell war davon jedoch nicht betroffen (zumindest gab es nie Berichte). Die Fluktuation der Leistungsaufnahme wurde später auf das Fehlen von Power-Management-Funktionen bei den Single-Core-Prozessoren zurückgeführt. Apple veröffentlichte schließlich die Informationen über den zwitschernden Fehler auf seiner Support-Site.

Die Geräuschprobleme hinderten die betroffenen Rechner zwar nicht am Laufen, waren aber für Audio-Profis und -Enthusiasten problematisch, insbesondere bei den flüssigkeitsgekühlten Modellen, die ausdrücklich als mechanisch leise für anspruchsvolle Hörer konzipiert worden waren.

Ein häufiges Problem bei G5s mit einem einzigen Prozessor war, dass sich die Metallplatte, die an das Logic Board gelötet war und alle acht RAM-Steckplätze verband, im Laufe der Zeit so ausdehnte und zusammenzog, dass der Computer nicht richtig booten konnte, da er nicht erkannt wurde irgendein RAM. Die einzige bekannte Möglichkeit, dieses Problem zu beheben, besteht darin, dass jemand die Platte selbst neu lötet oder die andere Seite des Logic Boards der Hitze einer Heißluftpistole aussetzt. Die letztere der beiden Optionen ist viel einfacher, da man an die Metallplatte gelangen müsste, wenn man das Logic Board vollständig aus dem Computer entfernen müsste, während man nur einen Lüfter entfernen muss, um die andere Seite freizulegen.

Alle 2,5 GHz Dual-Prozessoren und alle 2,7 GHz Dual-Prozessoren und die 2,5 GHz Quad-Prozessor-Variante hatten ein Flüssigkeitskühlsystem, das aus einem Radiator, einer Kühlmittelpumpe und an den Prozessoren verschraubten Wärmetauschern bestand. Das Kühlsystem wurde von Delphi Automotive , einer ehemaligen Harrison Radiator Division von General Motors, hergestellt . Dies war ein mutiger Schritt für Apple und hätte den Einsatz sehr schneller Prozessoren ermöglichen sollen, was Apple sowohl im Leistungs- als auch im Zuverlässigkeitswettkampf einen Vorteil verschaffte, aber das System war anfällig für Kühlmittelleckagen, die durch die Verwendung des Systems noch verschlimmert wurden GMExcool-Kühlmittel, das korrosiver ist als normales Kfz-Kühlmittel. Wenn es nicht rechtzeitig aufgefangen wird, kann das Leck die Prozessoren, das Logic Board zerstören und sogar das Aluminiumgehäuse selbst korrodieren. Während Leckagen manchmal durch Tropfen von grünem Kühlmittel in oder unter der Maschine erkennbar waren, ist die Leckage bei vielen Maschinen so gering, dass sie ohne Demontage des gesamten Computers fast nicht erkannt werden konnte. Spätere Modelle (nur die 2,7 GHz) waren mit einem Panasonic- Flüssigkeitskühlsystem ausgestattet, das viel zuverlässiger war.

Das Flüssigkeitskühlsystem passt in das Gehäuse, wo normalerweise die Kühlkörper platziert würden, daher gibt es keine einfache Möglichkeit, die flüssigkeitsgekühlten Versionen von den luftgekühlten zu unterscheiden, obwohl die meisten, aber nicht alle flüssigkeitsgekühlten Maschinen einen Aufkleber im Inneren warnt vor einer möglichen Leckage.

G5-Derivat von PA Semi

Als PA Semi den vorläufigen Vorproduktionsplan des PWRficient- Prozessors ankündigte , gab es hartnäckige Gerüchte, dass Apple sich auf seinen Einsatz in seiner professionellen Produktlinie von PCs vorbereiten würde.

Im Jahr 2006 berichtete The Register , dass PA Semi eine enge Beziehung zu Apple aufgebaut habe, die dazu führen würde, dass PA Semi umgehend Prozessorchips für Apples PC-Notebook-Linie und möglicherweise Desktops lieferte. Auch 2006 hatte Apple keine Laptop-Version des G5-Prozessors. Der Prozessor, der die Personalcomputer betreiben würde, war der vorläufig von PA Semi vorgeschlagene Prozessor PWRficient 1682M (PA6T-1682M). Die Version, die im dritten Quartal 2006 für die Vorproduktion getestet werden sollte, war eine 2-GHz-Dual-Core-CPU mit zwei DDR2-Speichercontrollern, 2 MB L2-Cache und Unterstützung für 8 PCI-Express-Lanes. Der gesampelte Chip hat auch eine geringere Wärmeintensität als Intels Core Duo , der unter normaler Last 9–31 W abgibt.

Laut The Register- Artikel glaubten die Führungskräfte von PA Semi, dass sie den Vertrag mit Apple so gut wie sicher gewinnen würden, und CEO Dan Dobberpuhl hielt Apples Andeutungen, zu Intel zu wechseln , nur eine überzeugende Taktik. Damals arbeiteten die Unternehmen für PWRficient Software.

Trotz der Vorteile einer kompatibleren Architektur wechselte Apple offiziell aus Gründen der "Leistung pro Watt" zur Intel-Architektur. PA Semi würde jedoch sein Multicore-Produkt mit geringem Stromverbrauch erst 2007 in großen Stückzahlen ausliefern können, was in Kombination mit dem Status von PA Semi als Start-up-Unternehmen der letzte Schlag für die Entwicklung von Power Mac-Computern gewesen zu sein scheint. Es wurde jedoch auch spekuliert, dass Apple zu Intel-Prozessoren wechselte, weil Apple die ständigen Verzögerungen beim Leistungshochlauf nicht mehr ertragen konnte, native Windows- Kompatibilität wünschte oder es Apples Strategie war, seinen Geschäftsfokus vom Desktop-Computing auf den iPod zu verlagern (und in der Folge iOS ) Entwicklung.

Apple erwarb PA Semi im Jahr 2008 und nutzte die Engineering-Ressourcen von PA Semi, um ARM-CPUs für die Produktlinien iPhone , iPod Touch , iPad und Apple TV zu entwickeln.

Der Prozessor PA6T-1682M sollte später vom AmigaOne X1000 Personal Computer verwendet werden.

Zeitleiste der Power Macintosh-Modelle

Anmerkungen

Externe Links

• Ars Technica: Das Innere des PowerPC 970
• Ars Technica: Ein kurzer Blick auf den PowerPC 970
• Ars Technica Test: Power Mac G5 Dual 2.5 GHz
• Forevermac.com: Der Power Mac G5 Quad Core 2,5 GHz