Mit der Abkehr Apples vom PPC dürfen sich nun auch andere Interessenten an dem leistungsfähigen 64 Bit Dualcore Prozessor mit Hardware-Virtualisierungsfunktionen und umfassenden Stromsparmodi versuchen.

Die dazugehörige CPC945 PCIe Northbridge wurde ebenfalls in diesen Tagen offengelegt.

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Die wichtigsten Fakten hatte PPCNUX bereits im großen 970MP Report zusammengetragen.

Einige Unklarheiten bestanden noch bei der Beurteilung der damals veröffentlichten Stromaufnahme-Zahlen, die von Mac Usern teilweise übertroffen wurden und nun von IBM durch die technische Dokumentation aufgeklärt werden.

Nachdem schon einige "power optimized" 970FX Prozessorversionen in niedrigeren Taktfrequenzen so wenig Strom verbrauchten, dass eine passiv gekühlte Blade für den Embedded Markt realisiert werden konnte, führen die Fortschritte in der Fertigungstechnik mit low-K dielectrics und der zweite Generation von strained silicon mit Dual Stress Liner beim 970MP dazu, dass auch die Standard Prozessoren trotz verdoppelten L2 Caches eine Reduktion bei der Stromaufnahme erfahren und gleichzeitig höhere Taktfrequenzen ermöglicht werden.

Bei x86 schon länger Usus, werden die 970MP nun mit unterschiedlichen Voltspezifikationen innerhalb einer Geschwindigkeitsgruppe ausgeliefert. Bis 1,8 GHz sind individuelle CPUs mit 0,95 (!) bis 1,1 V spezifiziert, 2 GHz hat den 1,0 bis 1,15 Volt Bereich und 2,5 GHz Versionen weisen eine Versorgungsspannung von 1,2 bis 1,35 V auf.

* Typisch bei 65°C / Maximal bei 105°C

** Wird nur Integercode benutzt, reduzieren sich alle Maximalwerte um etwa 13% - in diesem Fall auf 100 W.

Geht man mit dem 970MP nur eine Geschwindigkeitsstufe von 2,2 auf 2,0 GHz zurück oder wählt hier die Stromsparvariante, erhält man die gleichen oder bessere thermale Eigenschaften als 970FX, somit unter diesen Gesichtspunkten den zweiten Kern gleich "gratis" dazu!

Im Einstiegssegment sparen Embeddedboard-Hersteller durch die höhere Integration des mit 25 mm x 25 mm winzig gebliebenen 970MP kostbaren Platinenplatz.

Im Hochleistungssegment findet zum einen eine Taktsteigerung von 2,2 auf 2,5 GHz statt, zum anderen wird die Prozessorkernanzahl in einem System glatt verdoppelt. Zusammen mit der höheren Effizienz des 970MP steigt die Systemleistung laut SPEC CPU2000 auf das Dreifache.

Damit erhöhen sich natürlich auch die Kühlanforderungen, doch der x86 Markt bietet hier eine Lösung - die integrierte Wasserkühlung, die in ähnlicher Form bereits sehr günstig auf dem Markt erhältlich ist.

Nicht nur hochgetaktet G5 verlangen nach standesgemäßer Kühlung, auch die neuen MacPro haben ernsthafte Kühler, die in ihrer Form und den Ausmaßen an die World Trade Center Twin Towers erinnern.

Mit Spitzenstromstärken bis 90 Ampere (Thermal Design Current: 70 A) für einen Voltbereich individueller Woodcrest Xeon CPUs von 1,0 bis 1,5 zusammen mit den FB-DIMMS, bei denen jedes einzelne ungeachtet der Kapazität aufgrund der Pufferchips 4 - 6 W Mehrverbrauch aufweist und dem komplexen Systemcontroller mit 32,4 W TDP, ist die "platform power" bei weitem nicht so überlegen, wie es die Intel und Apple Marketingabteilungen weismachen wollen - das MacPro Netzteil mit 6 A Netzstromaufnahme bei 200 - 240 V spricht Bände...

Tatsächlich konnte IBM die Stromaufnahme des CPC945 Systemcontrollers von 29 W des CPC925 Vorgängers auf 24 W senken, wobei alle Interfaces mit maximaler Auslastung arbeiten - integrierte Stromsparfunktionen für Anwendungen mit einem, zwei oder vier Prozessorkernen reduzieren den Gesamtenergiebedarf bis auf 12 W.

Die Highspeed I/O Fähigkeiten des 37,5 mm x 37,5 mm großen CPC945 mit 1182 Pins und etwa 80 Mio. Transistoren umfassen:

• zwei Prozessorinterfaces mit derzeit bis zu 1250 Megatransfers/s - 2 x 10 GB/s


• PCIe 16x Interface - 8 GB/s


• 16 Bit Hypertransport Schnittstelle mit bis zu 1600 Megatransfers/s - 6,4 GB/s
  
• 144 Bit (ECC) DDR2-533 Raminterface - 8,5 GB/s

Dies sind die offiziellen Spezifikationen, das Benutzerhandbuch enthüllt jedoch genaue Registerkonfigurationen, die es auch ermöglichen würden, den Prozessorbus mit einer maximalen Datenrate von 1332 Gigatransfers/s zu betreiben (IBM liefert die JS21 Blades bis 2,7 GHz). Der RAM Takt ist gleichzeitig der interne Chiptakt. Auch hier sind noch beschleunigte Settings möglich: 600, 667 und 733 MHz. IBM gibt an, dass schnellere Chips in "Premium OEM sort" als Muster verfügbar seien, jedoch möchte Genesi ganz offensichtlich Apple übertreffen und ihre eigene Dual-970MP Maschine auf 667 MHz auslegen.

Der Ramcontroller des CPC945 unterstützt bis zu 8 dual-ranked DIMMs und 2 GBit Chips, so dass bei Verfügbarwerden von 8 GB DIMMs ein dem Einsatzbereich als Server angemessener Hauptspeicherausbau bis 64 GB möglich wird (abzüglich 2 GB I/O Adressraum).

Um acht DIMMs nutzen zu können, wird ein vom Mac bekannter Data Muxer eingesetzt, auch für die Ansteuerung von 8 Ranks (Speicherbänke aus mehreren Chips zu jeweils insgesamt 64 Bit) ohne Geschwindigkeitsreduzierung wird eine Pufferung benötigt.

Ansonsten ist der Speichercontroller des CPC945 sehr flexibel, er erlaubt neben dem regulären 128 bzw. 144 Bit (ECC) RAM Interface auch eine 64 Bit Speicherorganisation und den Einsatz von entweder ungepufferten oder registered DDR2 DIMMs. Module, deren Chips 8 oder 16 Bit breit sind, können gemischt werden. Bei DIMMs mit 4 Bit breiten Chips ist dies nicht möglich, jedoch gibt es hier eine besondere Spezialität: Chipkill.

Mit aktiviertem ECC korrigiert der CPC945 4-Bit Fehler und erkennt 8-Bit Fehler, ferner unterstützt er memory scrubbing.

Ein Burst transferiert immer 64 Byte auf einmal (dauert also bei einem 64 Bit Raminterface 8 statt 4 Zyklen).

Für diese CPU-/Northbridgekombination scheint es bereits ein Referenzimplementierung zu geben, die sich in ihren Eigenschaften eng an das letzte "Maple-D" Extended-ATX 970FX/CPC925 Evaluationsboard von Momentum Computers anlehnt, nun jedoch Sockel für CPU Karten aufweist - die 576-Pin 970FX und 575-Pin 970MP haben jeweils eine andere Signalbelegung.

Die als microBTX Board sehr kompakt ausgelegte "Open Server Workstation" von Genesi, die dieses Jahr noch in Stückzahlen verkauft werden soll, wendet sich eher an Endverbraucher, die im PPC Markt bisher vergeblich nach einem günstigen und doch leistungsfähigen 64-Bit Serverangebot Ausschau gehalten haben. Die bisher bekannten Spezifikationen (Diagramm) weisen neben Highspeed-PCIe Schnittstellen auch reguläres PCI auf - anders als Apple verprellt man also nicht den Kundenkreis, die ihre Legacy Karten weiter einsetzen möchten oder auch müssen, da es sie einfach nicht als PCIe Ausführung gibt.

Genesi versucht bei der noch nicht abgeschlossenen Wahl der CPU Geschwindigkeit für ihre Kunden den optimalen Kompromiss aus Preis und tatsächlicher Leistungsfähigkeit herauszufinden.

Hier wäre die 2 GHz Ausführung sicher ein interessanter Kandidat, die auch viel weniger Strom verbraucht als das Spitzenmodell. Wenn die Aufgaben sehr gut parallelisierbar sind, käme auch die 1,6 GHz Version in Frage, die mit ihrem Energieverbrauch bereits in typische Notebookdimensionen vordringt. Zu langsam darf der Takt jedoch auch nicht sein, damit die Single-Threaded Performance nicht einbricht! Der Bustakt skaliert parallel zum CPU Takt und das G5 Design ist anders als z.B. Suns T1 mit langer Pipeline auf hohe Frequenzen optimiert.

IBM PowerPC 970MP

IBM CPC945 Bridge and Memory Controller

Preise der PPC970 Familie