Apple Power Mac G5

64位元PowerPC賦予Power Mac的強大潛能
全世界第一臺64位元個人電腦

今年六月在美國舊金山舉行的蘋果電腦年度軟體發展者大會（WWDC），最受矚目的焦點，就是Apple執行長Steve Jobs首度發表新一代的Power Mac G5，除了標榜全世界最快的個人電腦，也是全世界第一台64位元的個人電腦。蘋果的麥金塔，從此進入另一個新的時代。

PowerPC其實在很久以前，就已經發展成64位元的指令集架構，早在1996年正式發表的PowerPC 620，就是第一顆64位元PowerPC處理器。不過，在G5 之前，Apple的Power Mac家族，所使用的PowerPC處理器，也僅為32位元指令集版本的產品。另外，就算擁有64位元的處理器，也需要64位元的作業系統予以配合。直到以FreeBSD為基礎所發展出來的64位元作業系統底層Darwin出現，而Apple推出Mac OS X之後，才讓麥金塔進入64位元的世界。

因為Intel IA-64指令集的Itanium系列產品尚未應用於個人電腦環境，而微軟尚未發表支援AMD x86-64指令集的Windows，當時Linux等作業系統也尚未推出支援x86-64的新版核心，所以Apple搶先在PC之前，推出全世界第一台64位元個人電腦。源自IBM Power4架構的PowerPC G5

PowerPC G5本名為IBM PowerPC 970，延續IBM Power4 Regatta核心架構。有別於Power4的雙核心設計，G5為單核心產品，除了將指令集修改為PowerPC外（PowerPC指令集原先為Power架構的精簡版本），亦增加了128位元Velocity Engine（AltiVec SIMD指令集）的支援。實體定址線42位元，最大理論實體記憶體定址空間為4TB，為PowerPC G4 4GB的1024倍。

和Power4核心相同，PowerPC G5的第一階資料快取64kB、指令快取32kB，第二階快取則從1.5MB縮小至512kB。整數指令管線深度為16至25 stage。電晶體數量5800萬，晶片面積118平方公釐，8層銅導線布線，使用IBM 130nm SOI（Silicon-On-Insulator）製程，運作電壓1.3V，耗電量僅42W。目前推出時脈為1.6GHz、1.8GHz和2GHz三種。根據IBM的計畫，待90nm製程技術導入，未來時脈將會到達2.5GHz，屆時應有更新型的G5系列機種。巨大的頻寬、強大的擴充性和功能

G5的系統匯流排以處理器的一半時脈運作，採用32位元單向點對點設計，在2GHz的處理器時脈下，可以提供處理器到北橋晶片8GB/s的理論頻寬，在多處理器的環境下，各處理器的頻寬都是各自獨立的。主記憶體支援DDR333或DDR400，記憶體寬度為128位元，提供5.3GB/s或6.4GB/s的理論頻寬。最大主記憶體空間為4GB或8GB。

G5提供3條64bits/33MHz PC，或1條64bits/133MHz PCI-X及2條64bits/100MHz PCI-X（兩種PCI-X各自頻寬獨立），分別提供266MB/s至2GB/s的理論頻寬。另外，G5提供1條PCI 8x/Pro，理論頻寬2.1GB/s。

顯示卡為ATI Radeon 9600Pro或Nvidia GeForceFX 5200 Ultra，顯示記憶體皆為64MB。有別於市售PC版本，輸出介面為Apple螢幕專屬的ADC連接埠和標準DVI輸出。為了便利使用傳統D-sub輸出螢幕的使用者，Apple隨機附上一條DVI轉接器。

輸出輸入部分，G5提供2組SATA介面，一組Firewire 800（IEEE1394b）連接埠，2組Firewire 400（IEEE1394a）連接埠，3組USB 2.0連接埠，以及在鍵盤上提供2組USB 1.1連接埠。網路介面的功能相當的完整，除了內建Gigabit乙太網路、56k V.92數據機，也提供了AirPort Extreme 802.11g無線乙太網路以及藍芽1.1的擴充介面。音源部分，也內建了光纖數位聲音輸入輸入介面，可以透過 S/PDIF（Sony/Philips Digital Interface）協定，透過 Toslink 纜線連接音源周邊。

G5最多可安裝2顆SATA硬碟，總容量最大為500GB，可以使用Apple提供的軟體RAID 0（Strip）或RAID 1（Mirror）模式。如果想要外接硬碟，可以另外安裝Fibre Channel PCI介面卡，使用Xserve RAID儲存系統。

所有的G5均安裝SuperDrive，支援4倍DVD-R、10倍CD-RW及16倍CD-R燒錄，DVD及CD讀取速度分別為8倍和32倍。簡潔易用且散熱良好的機殼設計

優異且極具藝術感的的機殼設計，一向都是麥金塔最引人注目之處。有別於前代G4的透明塑膠設計，G5的機殼則是全鋁陽極處理的樸素風格，也避免前代G4機殼容易刮傷的缺點。和G4相同，機殼上下均有提把，在搬運時非常的便利。另外，僅需壓下機殼背板上的壓環，就可以輕鬆打開機箱側門，毋須任何工具。側門上亦有加鎖機構，可以防止被外人打開機殼上下其手。

現今電腦各部分零組件所造成的高溫問題越來越嚴重，所以如何有效散熱，已經成為產品設計上不小的挑戰。Power Mac G5機殼內部規畫為4個獨立的隔熱區，將幾個容易發熱的組件予以分開，配合隔熱區個別獨立的系統風扇，以及網狀式的正面和背板，擁有極佳的散熱效果。更重要的是，在全部9個散熱風扇中，Apple刻意調低其中7個風扇的轉速，所以G5在運作時非常的安靜，幾乎聽不到風扇的轉動聲。根據Apple的說法，相較於前代的G4，G5的運作噪音降低了三倍。

除了背板提供了各類介面的連接埠，機殼正面也提供了耳機端子、USB 2.0及Firewire 400連接埠各一，連接印表機、掃描器等周邊設備非常的便利。PowerPC G5的效能
麥金塔風格的延續

PowerPC G5的強大效能是Apple和IBM所訴求的重點，與現有頂級x86 PC處理器的效能優劣，也是極具爭議性的話題。

我們使用由Maxon公司的Cinema 4D R8繪圖軟體為核心的Cinebench 2003進行測試，處理器效能指標是透過繪製shadow map計算所需要的運算時間。從測試數據可以發現，G5的效能遠勝於G4，略遜於同時脈的Athlon 64 3000+。不過，Cinebench 2003並未針對G5進行最佳化，而Maxon公司正在進行對G5的最佳化工作，該公司預估屆時雙G5 2GHz版本的CB Rating可以高達500分，也就是約為53秒的驚人高速。

因為PowerPC G5是一顆嶄新的處理器，所以目前多數的編譯器及應用程式，均未針對其進行最佳化。為此，IBM在8月時，將針對G5最佳化的新版XL C/C++及XL Fortran編譯器Mac OS X Beta測試版公開提供免費下載。根據IBM所公布的資料，以及網路上公開流傳的使用經驗，在G5上，新版XL編譯器的確可以達成遠比GCC等跨平臺編譯器更好的表現（尤其是浮點運算針對AltiVec最佳化的部分），也代表G5上的應用程式，在未來有著相當程度的效能成長空間。

十幾年來，Apple的麥金塔，一直展現著與PC截然不同的風貌，也建立起有別於PC的死忠使用者群。雖然G5系統單價所費不貲，但對於長期以麥金塔為主的專業藝術及出版工作者，G5應該仍是新系統的首選。文⊙劉人豪