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Lernen Sie den Xeon kennen: Im Prozessor des Mac Pro

NachrichtenTablets 9. August 2006 17:00 PDT

Obwohl Intel den Namen Xeon seit 1998 verwendet, sind die Dual-Core-Xeon-5100-Prozessoren, die die Mac Pro- und Xserve-Reihen antreiben, völlig neue Chips, die auf Intels 64-Bit-Core-Architekturplattform basieren. Diese Plattform wurde erstmals Ende 2005 der Öffentlichkeit vorgestellt, und die Chips werden in diesem Jahr weiterhin eingeführt; Es enthält die Core Duo- und Core Solo-Prozessoren, die im Mac Mini und im iMac verwendet werden, sowie einige andere Chips, die in Macs nicht aufgetaucht sind – zumindest noch nicht.

Der Xeon 5100 mit dem Codenamen Woodcrest debütierte Ende Juni und wurde entwickelt, um einen Höchstgeschwindigkeits-Rechendurchsatz bei besserer Energieeffizienz als die vorherigen High-End-Prozessoren von Intel zu bieten. Das Unternehmen bezeichnet ihn als Serverchip, obwohl die meisten Hardwarehersteller, einschließlich Apple, ihn in professionellen Systemen wie dem Mac Pro verwenden werden. Das liegt daran, dass der Chip für die Verarbeitung riesiger Datenmengen ausgelegt ist, wie sie in realen Anwendungen wie der Filmproduktion mit Final Cut Pro oder der Bildbearbeitung in Anwendungen wie Aperture oder Adobe Photoshop (ehemals Photoshop ist Intel-nativ unter OS X).

Der Xeon 5100, der den Mac Pro antreibt, ist in drei Geschwindigkeiten erhältlich: 2,0 GHz, 2,67 GHz und 3,0 GHz. Wie der Core Duo und der PowerPC 970MP von IBM, der im aktuellen Power Mac G5 verwendet wird, verfügt der 5100 über zwei Mikroprozessorkerne, die in jedem Chip eingebaut sind. Beide Kerne laufen mit der gleichen Nenngeschwindigkeit, mit einem 1,33-GHz-Frontside-Bus (der den Prozessor mit dem Rest des Systems verbindet) und teilen sich einen 4 MB Level 2-Cache, der dazu beiträgt, dass die Prozessoren bei rechenintensiven Aufgaben summen.

Im Gegensatz zum Cache im Core Duo und PowerPC 970MP kann jeder Prozessorkern bei Bedarf den gesamten Cache nutzen, was eine Leistungssteigerung bei wichtigen Datenverarbeitungsaufgaben bietet, insbesondere bei Legacy-Anwendungen ohne Multithread, die nicht darauf ausgelegt sind, die Vorteile zu nutzen von mehreren Prozessoren.

Ein weiterer Grund, dass der Xeon 5100 neben der Leistung der perfekte Chip für Apples Flaggschiff-Mac war, war, dass er derzeit der einzige Core-Chip ist, der in einer Dual-Prozessor-Konfiguration ähnlich dem Power Mac Quad G5 verwendet werden kann. Der 5100 kann nur in Single- oder Dual-Prozessor-Konfigurationen verwendet werden, daher werden wir keine Xserves mit vier Xeons sehen, obwohl Intel voraussichtlich 2007 einen Quad-Core-Nachfolger der 5100-Serie ankündigen wird.

Wie viel besser als ein G5?

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In synthetischen Tests behauptet Apple, dass der 3-GHz-Mac Pro mit seinen zwei Xeon-Prozessoren mehr bietet als doppelte ganzzahlige Leistung des vorherigen Spitzenmodells, dem 2,5 GHz Power Mac Quad G5, und der 1,6-fachen Gleitkommaleistung. Natürlich werden reale Benchmarks die wahre Geschichte des Mac Pro im Vergleich zu seinem Vorgänger erzählen, aber der Xeon 5100 sollte einen deutlichen Leistungsvorteil gegenüber dem älteren PowerPC-Chip haben, wie wir es von jedem moderneren Chipdesign mit erwarten würden einen schnelleren Front-Side-Bus und einen größeren und flexibleren Cache. (Jeder Kern im PowerPC 970MP-Chip verfügt über 1 MB dedizierten Level-2-Cache.)

Aber Intel behauptet, mit dem Xeon 5100 einen großen Leistungsvorteil der PowerPC-Architektur beseitigt zu haben: die Vektorverarbeitung. Mac-Benutzern als AltiVec oder Velocity Engine bekannt, hat diese Technologie die vektorbasierte Verarbeitung auf den PowerPC-Rechnern erheblich verbessert und war einer der Gründe dafür, dass Anwendungen wie Photoshop so große Bilddateien problemlos bearbeiten konnten, selbst wenn andere Teile des Mac-Subsystems waren nicht so schnell wie vergleichbare Intel-basierte PCs.

In der Core-Architektur verfügt Intel über eine Funktion namens Advanced Digital Media Boost. Das läuft vielleicht nicht so sauber wie AltiVec von der Zunge, aber Intel behauptet, dass es das gleiche Ziel erreicht. Für Mac-Benutzer ist es wichtig, dass Advanced Digital Media Boost vektorbasierte 128-Bit-Befehle in einem Taktzyklus ausführt, anstatt in den beiden Taktzyklen früherer Intel-Designs. Dies verdoppelt theoretisch die Leistung von Vektoroperationen und bringt Intel auf Parität mit AltiVec. Es sollte auch eine verbesserte Leistung nativer Grafikanwendungen bieten, insbesondere bei der Arbeit mit großen Datenmengen. (Wenn Sie eine viel ausführlichere (d. h. geekigere) Erklärung wünschen, sehen Sie sich die hervorragende Analyse der Core-Architektur , geschrieben von Jon Hannibal Stokes.)

Intel und IBM verwenden nicht die gleichen Metriken oder Nomenklaturen, wenn es um die Energieeffizienz geht, daher ist es schwierig, die wahre Energieeffizienz der Xeon 5100-Serie mit dem PowerPC 970MP-Prozessor des Power Mac G5 zu vergleichen. Die Tatsache, dass Apple so viel von der Kühlvorrichtung des Power Mac eliminieren konnte, sagt jedoch einiges über den Strombedarf des 5100 aus. Apple sagte uns, dass das Mac Pro-System als Ganzes nur 980 Watt zieht, gegenüber 1.000 Watt für den Power Mac Quad G5, und ein Großteil dieser Leistung wird an den PCI-Express-Bus geleitet.

Der 5100 ist nur der Anfang

In den letzten zwei Jahren haben sich die Chiphersteller von der Geschwindigkeits- und Vorschubmentalität des letzten Jahrzehnts abgewendet, was hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass mit zunehmender Geschwindigkeit der Chips ihr Stromverbrauch ebenso deutlich gestiegen ist. Das Ergebnis ist, dass Unternehmen wie Intel, Advanced Micro Devices und IBM zu Multi-Core-Designs übergegangen sind, die keine großen Sprünge in der Rohleistungsgeschwindigkeit (gemessen in Gigahertz) bieten, sondern spürbare Leistungssteigerungen (durch mehrere Prozessorkerne) bieten auf einem einzelnen Chop) ohne linearen Anstieg des Stromverbrauchs.

Eines der großartigen Dinge für Mac-Benutzer ist, dass der Xeon 5100, der im heutigen Mac Pro verwendet wird, nur der Anfang einer Reihe von Hochleistungschips ist, die im nächsten Jahr auf den Markt kommen werden – wie bereits erwähnt, sollten wir Quad-Core-Chips sehen, sowie Chips, die besser auf den Betrieb in tragbaren Systemen abgestimmt sind, und Chips, die bemerkenswerte Leistungssteigerungen für Low-End-Desktops bieten.

[ Rick LePage ist Tablets 's Editor-at-Large. ]