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摘要:苹果公司(Apple)放弃powerpc转向x86。微软公司(Microsoft)丢弃 x86转向PowerPC,任天堂公司(Nintendo)和索尼公司(Sony)也走上同一条路。哪个公司是对的?或者他们全没错?您的设计的最佳选择是什么?要点·近来发生的一些事件标志着对长期以来的 x86 与 PowerPC 之争增添了曲解。·四种硬件平台,加上每种还有多种子系统组合,为更加完整的图象提供了大量数
苹果公司(Apple)放弃powerpc转向x86。微软公司(Microsoft)丢弃 x86转向PowerPC,任天堂公司(Nintendo)和索尼公司(Sony)也走上同一条路。哪个公司是对的?或者他们全没错?您的设计的最佳选择是什么?
要点
·近来发生的一些事件标志着对长期以来的 x86 与 PowerPC 之争增添了曲解。
·四种硬件平台,加上每种还有多种子系统组合,为更加完整的图象提供了大量数据点。
·现在的 SPEC 数据是专门针对整数运算的,不反映多处理器性能。
·Xbench 测试提供更详细的结果,其中有些难以解释。
·项目正在进行中,请继续关注未来的文章以及博客站。
今年,在高科技行业发生了三件引人注目的事件,它们对嵌入系统与更广泛电子市场中的PowerPC CPU发展态势产生了特殊影响。自三月中旬开始,IBM 发表了一系列文章,提倡将 Apple Mac Mini作为Mac OS下和Linux与BSD Unix的不同迭代下的嵌入式软、硬件开发平台(参考文献
硬件
按照 IBM 文献中提出的建议,EDN 购买了一台 1.25 GHz 的 Mac Mini,它带有 SuperDrive可写式 DVD 驱动选项,打折后的价格是 553 美元(表 1)。以后 EDN的Prying Eyes栏目 会刊出它的剖析结果。Mac Mini 的规格与 EDN的计算机总汇 已经分析过的 PowerBook规格 类似,这似乎验证了往常被宣传的说法,即苹果公司将 iBook 膝上型计算机改头换面,去掉 LCD 后重新包装为 Mac Mini(图 1)。两个系统都采用 1.25 GHz 的 32 位 G4(PowerPC 74xx)CPU,均采用 167 MHz FSB(前端总线)频率,没有 L3 超高速缓存。Mac Mini 和 PowerBook 中CPU的内核时钟速度均超过了许多以 PowerPC为基础的嵌入式设计的速度。因此,为了使 EDN 读者对两者之间的关系有更深入的理解,我们在 Ebay 的一次拍卖上成功竞购了一台四年前的 G4 Power Mac。
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图1,苹果的 1.25 GHz Mac Mini(a);1.25 GHz G4 PowerBook(b);装有 GeeThree 的 Sweet Multiport 的双 800 MHz G4 Quicksilver Power Mac(c);双 1.8 GHz G5 Power Mac(d),在本次亲自实践项目中,这些设备都经受了充分的基准测试的详细检查。
本文展示的双 800 MHz G4 Power Mac 系统(代号为 Quicksilver)的 L2 超高速缓存仅为 Mac Mini 和 PowerBook G4参照物的一半,但有 2MB 的非 CPU L3超高速缓存,内含运行于四分之一 CPU 内核时钟速率的同步 SRAM。当您认识到它们的SDRAM运行在比双G4 PowerMac能够支持的L3超高速缓存还要高的数据速率下时,在 Mac Mini和 PowerBook上省去能减少成本的L3超高速缓存也许更容易理解了。这台第一代 Quicksilver 系统采用单数据速率的 SDRAM,设置速度为 PC100,也有 733 MHz 和 867 MHz的单 CPU 机型;第二代 Quicksilver 系统则有 800 MHz 和 933 MHz(单 CPU)及 1 GHz(双 CPU)机型,L3超高速缓存有小的变化,即转用 DDR(双数据速率)SRAM,运行速度为 CPU 内核时钟速率的一半。其后的“Mirrored Drive Door”系统则标志着 G4 Power Mac 系列的终结,它们的内存子系统由于从 SDRAM 转为 DDR SDRAM而有了进一步的发展。
本项目还利用了一台双 1.8 GHz G5 Power Mac,它的性能恰与 G4 Power Mac 形成对比。这个二代平台带有 PCI 插槽,以及四 DIMM 的架构;第一代双 1.8 GHz G5 Power Mac 支持 PCI-X插卡,有6个DDR SDRAM 插槽。该系统的 FSB 速度为内核时钟频率的一半(此例为 900 MHz),而单CPU 1.8 GHz G5 Power Mac的FSB速度 则只有内核时钟频率的三分之一 估计这样能够获得CPU和其他系统部件的最佳测试结果。G5(powerpc 970FX)CPU支持64位地址和数据,与其32位G4形成对照,G5 CPU 还支持全双工FSB。其它改进包括更大、更快的L1超高速缓存子系统;更快的L2超高速缓存(与Mac Mini和PowerBook 一样,没有昂贵的 L3超高速缓存);DDR400 SDRAM,以及 RAID 1(冗余磁盘阵列)配置中采用双 SATA 驱动。
苹果 4.2.0a15 版的 CHUD(计算机硬件协议开发)工具可以让用户禁止 PowerPC CPU 中的休眠模式。(我们在本项目所有基准测试中都禁止休眠模式。)G4 系统还可以禁止 L2超高速缓存。据说以前版本的 CHUD 还可以禁止 G4 Power Mac 上的 L3超高速缓存,但 4.2.0a15 版的 CHUD 看来已经没有了这个功能。对于双 内核 的 G4 和 G5 Power Mac,CHUD 还可以让用户禁止第二个处理器。本项目的基准测试利用了 CHUD 的配置功能,从而能够更透彻地了解影响待测系统性能的各种变数。禁止 L2超高速缓存也可能会使 CPU 更接近于
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软件与基准测试
本项目中的所有4个系统都运行 OS10.3.9(代号 Panther)。但是,苹果公司最新 2.1 版本免费 Xcode 开发工具则只能运行在 OS10.4(Tiger)下,它集成了我们用于编译 SPEC(标准性能评测公司)基准测试的 GCC(GNU C 编译器,http://gcc、gnu、org) 第四版。因此,代码编译是在 Eric Nedervold拥有 的一台 15 英寸 PowerBook 上完成的,Eric Nedervold是一位 Mac OS应用程序 和 Java 应用程序开发老手,也参与了本项目。
Xbench(www、xbench、com)是一种很有名的 Mac 系统基准测试工具,它对计算机各个子系统进行测试,结果生成详细的报告。本项目使用公布于 2003 年末的1.1.3 版 Xbench。本文发表时 1.2 版刚刚推出,它主要有针对 OS 10.4 的支持,以及对 Intel CPU基础上的 Mac 开发系统的兼容性,这两个因素都会影响本项目的参数。但是,由于 Xbench 仅运行在 Mac 上的程序,因此不能够直接将其测试结果与x86为基础的系统上运行的基准测试进行比对。
所以,本项目还完成了SPEC CPU2000 1.2版的基准测试,它与设计平台无关。SPEC网站上公布了大量 SPEC CPU2000测试结果,覆盖多种 CPU架构,包括AMD和Intel x86、Intel Itanium、惠普PA-RISC、Sun Microsystems SPARC,以及 MIPS。但列出的 powerpc 唯一结果来自 IBM,而且是工作站和服务器。列表中明显缺少以Mac 为基础的测试结果,所以本项目也可以填补一些空白。对 Mac Mini 进行 SPEC 基准测试时使用了1GB 系统内存和 5400 rpm硬驱的系统配置。
如名称所示,SPECINT(整数)用于测试整数性能,它们基于C和C11(252。eon 函数)语言。SPECINT 组包括下列函数:
● 164。gzip (引用次数-1400) 数据压缩工具;
● 175.vpr (引用次数-1400) FPGA 电路布局与布线;
● 176。gcc (引用次数-1100) C 编译器;
● 181。mcf (引用次数-1800) 最低成本网络流量解算器;
● 186。crafty (引用次数-1000) 象棋程序;
● 197.parser (引用次数-1800) 自然语言处理;
● 252。eon (引用次数-1300) 光线追踪;
● 253.perlbmk (引用次数-1800) Perl;
● 254。ga
结果
首先看 SPEC 数据,你会注意到,当使用 L2超高速缓存时,相应会有一个始终如一的显著的性能改善;与未经优化 O0 例程相比,运行 O3 代码也有类似的显著改善。我们运行 G4 优化的SPEC 例程的唯一一个 powerpc74xx 平台是 MacMini,与 O3 代码相比,其结果表示出意外的性能下降。速度没有提升并不让人惊讶;G3 与 G4 PowerPC CPU 之间的基本差别在于 G4 的 AltiVec,对此,苹果与 IBM 分别叫做 Velocity Engine 和 VMX,由 SIMD(单指令多数据)指令集支持。只有在 C 源码中发现明确的数组数据类型定义时,GCC 才会要求采用这个指令集。但猜想由G4 优化代码引起的性能下降的根本原因尚不清楚。
在SPEC下,Mac Mini 和 PowerBook 的数值几乎相同,略微的差异似乎源于每次运行的随
附文: 打开机箱
窥探 Mac Mini 的“内脏”并不太难,条件是要有合适的工具。这个工具就是一把刀刃像纸一样薄的油灰抹刀,随你怎么想,反正苹果公司的正式服务手册也是这么说的。将油灰抹刀刀口插入底座与每侧金属外壳之间的缝隙,向后弯曲,弹开内部的锁扣,不要害怕发出可怕的爆裂声。
附文: Linux:发展中的工作
根据来自 IBM Mac Mini 文档中的暗示,我们在系统中一个先前空白的 60 G 硬驱上安装了 Terra Soft Solutions 的 YDL(Yellow Dog Linux) 4.01。不幸的是,我们的评估没有走多远。我们知道,YDL 4.01 不支持 Mac Mini 的内置声音芯片或集成无线模块中的 Broadcom WiFi收发器。(这个犹豫是我们没有在这个选项上多花 100 美元的原因之一。)但是,YDL 4.01 版相对于前一个 4.0 版的主要改进是完全支持 Mac Mini 上已用了两年的 ATI Radeon 9200 GPU(图形处理单元)。
安装完成后,Mac Mini 进入图形模式,约 20% 的屏幕向左偏出可见桌面,包括“开始”键与程序图标的全部重要Linux等效符。(Mac Mini 连接到一台 Compaq TFT5030 显示器上。)我们将显示器从通用监示器重新定义为通用的 1024×768 像素 LCD,于是得到了一个相对稳定的 640×480 像素 GUI,但没有达到更高的分辨率。显示仍会不时地进入伸展和左偏模式,但是,退出并重新进入X-Windows,或者在最坏情况下,重新启动Linux,都会固定显示。为了让系统准确地将 GPU 识别为 Radeon 9200,我们用一个专用图形卡驱动程序代替默认的通用驱动程序,结果却更加混乱,难以辨认,就像用一个隔行视频信号驱动一个逐行扫描显示器一样。
针对显示问题,Terra Soft 的首席执行官 Kai Staat 评论道:“Mac Mini 有一个令人胆战心惊的图形卡,难以操作。”当内置以太网适配器被禁用时,系统还会随机性地重启动。我们还尝试直接运行 Ubuntu Linux(www、ubuntulinux、org)5.04 版下的 Live DVD,也没有成功。当我们选择 G4 时,系统复位到一个打开固件的提示符就死机了。当我们选择 PowerPC 通用 Ubuntu 变种时,它会对 GPU 的帧缓冲提出疑问,并拒绝装入 X-Windows。我们勉强得出结论,Mac Mini 上的 Linux 没有达到使用的最佳时间,也许那些有耐心的操作系统的核心客户除外。
附文: 嵌入 Mac Mini
IBM 将 Mac Mini 作为嵌入式开发平台的设想是否合理?这个简单的问题却有着复杂的答案。首先应记住,Mac Mini 中的 G4 PowerPC CPU 与大多数嵌入 PowerPC 变种相比有着额外的功能,例如它的无序代码执行,它的丰富的片上超高速缓 存,以及它的 AltiVec SIMD(单指令多数据)指令集。在G4 下的代码性能分析结果可能与最终设计中 CPU 结果有很大差异,即使它们运行在相当的时钟速度下。
苹果为 Mac Mini 小机箱付出的代价是扩展能力。它没有工业标准的 PCI 或同等的总线连接器供插入电路板,开发者说明提供了一些系统内部运作的信息,但苹果公司没有详细说明与优化的蓝牙-WiFi夹层板相搭配的连接器的引出脚以及时序(参考文献 A)。这种内部扩展能力的不足也意味着你无法摆脱 ATI Radeon 9200 图形芯片,以及系统主内存容量的提升只能安装一个 DDR SDRAM DIMM 来实现。
对于外部扩展,Mac Mini 只支持Fire Wire 400,而不是Fire Wire 800 。另外,只能实现 10/100 Mb 以太网支持,而没有千兆以太网能力。再来看软件,附文“Linux:发展中的工作”详细说明了在 Mac Mini 上运行 Linux 的困难,
C.PC100datasheethttp://www、dzsc、com/datasheet/PC100_541766、html.
D.PCI datasheethttp://www、dzsc、com/datasheet/PCI+_1201469.html.
E。MPC7448datasheethttp://www、dzsc、com/datasheet/MPC7448_2428111、html.
F。MPC8641Ddatasheethttp://www、dzsc、com/datasheet/MPC8641D_1136231、html.
附文: powerpc 新口味
在苹果首席执行官 Steve Jobs 宣布该公司计算机系列产品将转向 Intel CPU 消息几周后,Freescale 和 IBM 推出了 PowerPC 处理器,这对苹果决策背后的真实动机提出了疑问。Freescale 最新的 G4 CPU 采用 90 nm 工艺技术制造,包括单内核的 MPC7448(最大内核时钟速度为 1.7 GHz,前端总线速度为 200 MHz),以及代码兼容的双内核 MPC8641D。IBM 的最新产品是单内核 970FX(G5 PowerBook) 的低功耗版,运行在 1.2 GHz~1.6 GHz,相应的功耗为 13 W~16 W;另外还有双内核、最高 2.5 GHz 的 970 MP
下一篇:74hc373引脚图和功能真值表
型号 | 厂商 | 价格 |
---|---|---|
EPCOS | 爱普科斯 | / |
STM32F103RCT6 | ST | ¥461.23 |
STM32F103C8T6 | ST | ¥84 |
STM32F103VET6 | ST | ¥426.57 |
STM32F103RET6 | ST | ¥780.82 |
STM8S003F3P6 | ST | ¥10.62 |
STM32F103VCT6 | ST | ¥275.84 |
STM32F103CBT6 | ST | ¥130.66 |
STM32F030C8T6 | ST | ¥18.11 |
N76E003AT20 | NUVOTON | ¥9.67 |