Power Mac G5 Quad:四核水冷专业级Mac PowerPC工作站初体验

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1994年,苹果首次推出Power Macintosh系列,它们的PowerPC处理器为Mac的性能优势打下了坚实的基础。早期的Power Macintosh电脑具有单路或多路PowerPC处理器,代表着整个Mac系列的最强性能,定位专业级工作站电脑,具有强大的性能、扩展力以及维护性。来到20世纪末,Power Macintosh们正式换装G3和G4处理器,G3处理器具有改进的缓存设计和全新的固件,而G4处理器改进了浮点性能,高超的AltiVec指令集、多路处理能力的加持和可选的三级缓存令他们极好地适应了现代化的Mac OS X操作系统。

2003年,新一代的高速PowerPC芯片——PowerPC 970家族「G5」处理器推出,与POWER4芯片有亲缘关系的它们具有64位的全新设计和高速的总线,并与同年装备至了Power Mac电脑上。具有高速芯片和全新设计的Power Mac G5电脑在2005年推出最末一代,而我拥有的这台Power Mac G5 Quad就是末代高配四核机型,也是最强性能的PowerPC电脑、唯一的四核的PowerPC Mac电脑;具有水冷散热模块,并且已经升级了16GB的巨大内存容量。


概述

Power Mac G5的设计处处显示着它冲击最高端个人专业级应用市场的野心,变得比以往更加强大的它具有独领风骚的PowerPC RISC性能和多路处理能力,还有全新改进的散热系统和高速的总线,令它的性能总是无愧它的专业级定位,可称为是当代的核弹级电脑。比起以往的G4,G5电脑除了改进的性能和总线之外,还有一个铝合金打造的全新机箱,全新的内外设计令它更加闪耀。在WWDC2003的「One More Thing」的Power Mac G5是PowerPC高性能的绝唱,也是当年世界上的第一台64位个人专业级电脑。

当年的Power Mac G5具有多个定制方案,可选NVIDIA或ATI(曾经)显示卡,不同的内存容量和种类和多个处理器速度(曾有单路单核、双路双核、单路双核、双路四核等选配)以帮助客户打造最完美的解决方案,专适应3D处理、视频剪辑、密集运算、平面设计、高性能办公甚至日常使用等不同的任务类型。对于Late 2005年的末代Power Mac G5而言,苹果提供NVIDIA GeForce 6600 LE、GeForce 6600、GeForce 7800 GT、Quadro FX 4500显卡选项,512MB到16GB并可选ECC的内存方案,并可在双核2.0GHz、双核2.3GHz和四核(双路)2.5GHz之间做出灵活选择。我手边的这台Power Mac G5 Quad是2005年末的高配版本,是史上最高速度的PowerPC Mac,可以更加彻底地感受它的魅力。它的基本配置如下:

Power Mac G5的正面,集合了最常见的接口。

Power Mac G5末代相比次末代,去掉了老旧的拨号猫,用另一个千兆以太网接口取而代之。

设计

Power Mac G5的设计可圈可点,无论是内部还是外部,可以称得上是硬件工程师和外观设计师通力合作的成就,令它的外观赏心悦目的同时,内部而又暗藏玄机,令硬件运行高效流畅。特别的方案令它的扩展性、维护性和升级性俱佳——两个SATA接口,还有四个PCI Express插槽和八个内存插槽,都可以由苹果官方进行定制,或用户自行升级。

对外观而言,Power Mac G5采用夺人眼球的铝合金打造而成,从而彻底抛弃了以往易于开裂变黄的塑料,是苹果设计整体转投这一高强度的优良材料的开创性设计方案之一。四角有对称把手的设计,帮助操作和移动;背后的扳手可以直接移除侧面挡板,令用户轻松访问电脑内部而无需移除任何一颗螺丝。

对内部而言,Power Mac G5采用分割温度区域的设计方向,然后对症下药,加以使用风冷水冷混合散热模式,多达9个不同类型的风扇配置和双水冷模组通力配合,分别对应不同的温度区域(光驱、扩展槽、电源、处理器与北桥控制器),令Power Mac G5系统整体具有了恐怖的500W散热能力,可以游刃有余地应对双路G5芯片的高发热量,为硬件的工作带来了良好的散热能力,并为整体系统运行的高效和高可靠性打下了基础。它比以往的Power Mac G4「风洞」MDD电脑更加安静冷酷。

机箱下方水冷模组甚至设计有专门的提示语,如果用户在这里见到液体,则预示着水冷液的泄露——这曾经是一个共性的品控问题。水冷液的泄露在Power Mac上是致命的,事实上它非常容易泄露,因此在运输中必须万分小心。

打开侧面挡板后,塑料的透明挡板有助于保证空气以正确的方向流入风道,保证在用户观察电脑运行时还可以保证整机的可靠性;苹果还设计了专用的传感器,在检测到电脑运行时塑料挡板被打开时,风扇将立刻以全速运行以防止硬件过热造成损坏。

光驱位可以安装一个托盘式光驱,在托盘弹出时铝合金挡板会自动收起;后侧可以安装两个SATA硬盘,基于G5的电脑首次应用了SATA接口。在这之间,除了一个专用散热扇外,还有一个隐藏的涡轮风扇为北桥提供散热。北桥在Power Mac G5系统中意义重大,它负责两个处理器的通讯,连接八个内存插槽并且支持PCI-E总线的运行。

扩展槽位支持四个PCI-E卡,包括显卡、网卡、火线卡等相关配件,分别为16x与4x、8x、4x。左侧有专门的提示,以帮助用户正确安装PCI-E卡。16x卡与北桥直接通信,速度最快,适合安装显卡;实际上它可以支持至多四张显卡,带来整整八个屏幕的显示能力。

水冷模组的左侧,CPU水冷进气扇有专门的把手,直接移除后即可更换、插入内存。八个DDR2内存插槽支持最多16GB内存容量,533MHz的速度,并且可以选择ECC配置,为专业级用户提供便利。

Power Mac G5甚至提供指示灯,用于诊断硬件或固件问题。每个处理器的正常运行均提供了指示灯,这对问题处理有极大的参考价值。

体验

作为当年的专业级工作站(也是最快的PowerPC Mac电脑),Power Mac G5带来了空前强大的PowerPC性能和第一流的强大体验,配合优越的设计的同时,Power Mac G5 Quad带来了64位处理能力,四个64位AltiVec运算引擎,八个双精度浮点单元,全新提速的PCI-E总线,以及开创性的四核多线程处理能力。Mac OS X在设计之初便考虑到了多核心处理能力的适配,因此Mac OS X程序甚至无需过多适配,甚至完全没有适配的应用程序,Mac OS X也能够利用它的对称多处理(SMP)特性动态调度多核心带来的性能优势。

64位处理能力带来的首要优势就是内存大小的加倍再加倍。在G4处理器上,只能最高配置到2GB内存容量(理论寻址上限为4GB);而在G5处理器上,可以配置到16GB(理论寻址上限则提升至4TB)。

加倍的AltiVec运算引擎利用全新的64位矢量指令加倍数据大小,提升运算性能;而双精度浮点引擎则可以提升浮点处理效能。相比之前的7400系列G4处理器和970/970fx G5单核心处理器,970MP双核G5处理器已经是整整一倍的数据提升。PCI Express X16接口比AGP 8X有加倍的速度,并为高端显卡提供了足够的带宽。

在强大的浮点性能加持下,Power Mac G5 Quad在衡量线性计算能力的Linpack测试下拿下21Gflops的成绩,这比最快的末代Power Mac G4 MDD双1.42快了整整626%;而Velocity Engine的浮点运算测试得到了76.6Gflops的成绩,比上一代双路2.7GHz G5快了85%。浮点性能一直是PowerPC处理器的强项,而着眼于整体总体性能,著名的跨平台跑分GeekBench 2成绩仅约为4000分,这是末代PowerBook G4的四倍,对比Intel则只有Core 2 Duo移动版的水平——这台电脑出生在那个电脑性能实现飞跃的年代。

在实际体验上,它的系统(Mac OS X 10.5.8 Leopard)内十分流畅,并且可以较为正常的上网——至少,滚动百度搜索结果不会卡顿。剪辑和播放1080p视频已经超出了它的能力范围,但处理720p视频可以说绰绰有余,相比之下PowerBook甚至不能真正流畅地播放720p视频。但作为后果,两颗总功耗高达400-500W的PowerPC 970MP芯片将制造大量的热量,并且令散热系统开足马力,制造恼人的噪声。如果你是追求体验的观影者,请务必使用降噪耳机,毕竟它的内置扬声器也不尽如人意。

这篇文章的部分编辑──包括这段话的输入,就是使用G5 Quad、Leopard系统、TenFourFoxG5兼容浏览器与Fun Input Toy输入法来做的。事实上,G5也是我唯一见过的可以流畅进行网页浏览的PowerPC电脑。

总结

总体来看,在Intel Woodcrest Xeon处理器呼之欲出的工作站之争后期,RISC工作站阵营的传统工作站们都已经逐渐乱了阵脚。而Power Mac G5作为一代经典作品,在评判电脑的传统层面——Reliable、Durable、Upgradable、Extendable、Affordable(relatively)和性能——上都分别做了很好的工作,做的非常出色并且有一个现代化的外观设计。它在多个Mac论坛上被评为最经典Mac设计之一,且比起同期的PC工作站非常有竞争力,其提供的整体解决方案被包括央视、人教社的大量企业和工作室所采用以进行3D处理、视频剪辑、平面设计、出版等,大量的Power Mac们和Final Cut软件曾为央视春节联欢晚会提供了背后源源不断的动力支持。

但PowerPC G5处理器的开发并不是一帆风顺,由于市场推广不力,IBM与AIM的离心倾向愈发严重,Motorola首先退出联盟,IBM承诺的3GHz也接连跳票。2005年后,苹果放弃继续推进PowerPC处理器;2006年起,实现性能飞跃的Intel Xeon持续高歌猛进,x86-64工作站不断涌现,RISC工作站的地位不断被蚕食,最终Power Macintosh PowerPC高性能工作站系列产品被基于Intel Xeon处理器的Mac Pro们取代。由于Xeon优越的能效比,Mac Pro达成了以往两倍性能的同时更加「冷静」,令Power Mac G5 Quad最终成为了PowerPC性能的绝唱。

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