ARCHIV 1999-2006

ARCHIV :: # 2741

90nm G5: Ein echter Stromsparer..

Einmal den Effenberg für Intel

Autor: kai - Datum: 23.01.2004

IBM hat gestern ein PDF veröffentlicht, in dem nähere Infos zum 90nm G5 aka PopwerPC 970FX zu finden sind. Von allen Artikeln zum Thema hat The Register meiner Meinung nach den besten.
Am interessantesten ist der Stromverbrauch: Während der aktuelle 130nm G5 bei 1.8 GHz 51 Watt verbraucht, braucht der FX bei 2GHz nur 24.5 Watt, also weniger als die Hälfte bei mehr Takt! Zum maximalen Takt hält IBM sich logischerweise bedeckt: "beyond 2GHz" - na toll, wenn da mal wieder Apple nicht seine Finger im Spiel hatte! ;-)
IBMs 90nm-Prozess scheint voll wie geplant zu funktionieren. Man liegt vor dem Zeitplan (Q2/04 war ursprünglich als "shipping date" anvisiert, und die G5 Xserves gibt's wohl schon im Februar!) und die Ergebnisse beim Stromverbrauch sind fantastisch. Nicht ohne Häme schauen wir über den Tellerrand zu Intel, die erst jahrelang ihren 90nm-Prozess gross ankündigten und den ach-so-tollen Prescott hypten und jetzt ziemlich doof dastehen: Nach ewigen Verzögerungen tauchen jetzt langsam einzelne Testexemplare des Dings auf, die allerdings viel langsamer getaktet sind als geplant. Mit Stromsparen war's auch nix: Das Ding frisst satte 100 Watt bei 3.2 GHz - mehr als der 130nm-Vorgänger Northwood! Grund ist wohl fehlendes SOI. Die Strukturen sind jetzt zwar kleiner, aber Intel hat bei solchen Strukturen ein massives Problem mit Leckströmen, ein Effekt den SOI offensichtlich sehr gut kompensiert. Tja, Intel, soviel zu "SOI ist überbewertet, strained Silicon ist die Macht!" ;-)
Die Performance des Prescotts ist auch nicht wirklich berauschend. Grösstenteils wohl deswegen, weil Intel das Ding kräftig umgestrickt hat (grösserer L1-Cache, doppelter L2-Cache, SSE3, 30-stufige (!) Pipeline statt 20-stufig, anderes Hypnothreading) und erst alle Anwendungen neu kompiliert werden müssen um die CPU besser ausztunutzen. Das finden wir als Mac-User natürlich gut, denn dies macht einen Vergleich mit dem G5 viel fairer, denn dieser steht momentan vor einem ähnlichen Problem! ;-)
Dummerweise heisst das bei Intel nur neue ICC-Version aufspielen und neu kompilieren, während auf dem Mac für die meisten Softwarefirmen ein Wechsel der Entwicklungsumgebung von Codewarrior auf Xcode/XLC mit einer G5-Optimierung einhergeht...

Zurück zum 970FX: Natürlich spekuliert jetzt jeder auf ein Powerbook G5, denn bei einem solchen Stromverbrauch rückt das (mit einem entsprechend niedrigen Takt, beispielsweise 1.4 GHz) definitiv in greifbare Nähe.. Eines gibt es allerdings zu bedenken: Wenn der Xserve jetzt vorgestellt wird hatte Apple vielleicht erst im letzten Quartal 2003 erste Samples des 970FX zur Verfügung. So ein Powerbook zu entwickeln dauert allerdings, also vor frühestens Mitte des Jahres würde ich eigentlich nicht damit rechnen...

Kommentare

Sag mal, Kai....

Von: Schnapper | Datum: 23.01.2004 | #1
von kai um 05:56:22 Uhr

... schläfst du auch irgendwann? Oder hast du jetzt über Nacht sämtliche Artikel zum 970FX durchgeackert? Nicht, dass es mich stören würde (deine Artikel sind jedesmal ein wahrer Genuss, selbst wenn es um dröge Chiptechnologien geht), aber so langsam mach ich mir Sorgen.... ;)

mein senf

Von: namename | Datum: 23.01.2004 | #2
heisst das nicht mehr _als_ ?

und auch hier stelle ich gerne nochmal die frage: wie hoch ist der stromverbrauch?
also leistung ist ja nicht gleich stromverbrauch, da sind wir uns sicher einig! und wenn man P=U*I als grundlage nimmt, dann sind wir bei 12.3 Ampere. kein berauschender wert fuer einen notebookprozessor.

Elektrotechnik?

Von: jochen | Datum: 23.01.2004 | #3
Nur interessehalber.

wie ausgerechnet mit welchen Werten für U und P?

Jochen

970FX 2.0 schneller als 970 2.0!?

Von: ionas | Datum: 23.01.2004 | #4
schaut mal auf die Dhystone Mips Zahl (ganz untem im Dokument ist der 970/970FX)

[Link]

@namename

Von: flo (MacGuardians) | Datum: 23.01.2004 | #5
Ohne jetzt in die Untiefen der Physik einsteigen zu wollen, aber angegeben ist die "typical power consumption". Das heißt also nicht, dass sich die CPU nicht weiter heruntertakten kann (geringere Spannung, geringerer Takt). Ich würde mal tippen, dass sich möglicherweise auch Teile des L2-Caches abschalten lassen, so dass im Stromsparmodus die CPU mit 0,7V und stark reduziertem Takt fahren lässt, was die Stromaufnahme auf deutlich unter 10W sinken lässt.

Bei allem muss man aber auch sagen, dass eigentlich nur die kleine Version (mit 1,4 GHz, 12W) wahrhaft Notebook-tauglich ist. Bei 2 GHz mit 24W ist das einfach nur ein Radiator und sogar noch schlechter als Motos alter G4 in 0.18 (bei niedrigerem Takt zwar, schon klar).

...

Von: namename | Datum: 23.01.2004 | #6
@jochen:
ohne anspruch auf richtigkeit (war ja auch mehr ne frage):
I=P/U=12.3W/1V=12.3 A ????
@flo:
man kann die spannungen nicht unendlich druecken. denn schliesslich muss die versorgungsspannung immer etwas hoeher sein als die tresholdspannung der transistoren. oder willste die nur im sperrbereich betreiben? ausserdem heisst ein absenken der spannung nicht unbedingt auch ein absenken des stromes (zumindest nicht im gleichen masse). mir gehts nicht um die abwaerme (und evtl. kuehlungsprobleme) sondern umd den stromverbrauch und laufzeit-/akkuprobleme.
aber es sind doch eher fragen als antworten ;)

Hihi...

Von: IceHouse | Datum: 23.01.2004 | #7
> ...anderes Hypnothreading...

[X] Du sollst so spaet nicht mehr arbeiten.
[X] Du sollst erst nach dem ersten Kaffee des Tages, deinem Feind gegenuebertreten.
[X] Du sollst mehr solche Worte produzieren und sie in viele deiner Artikel einbauen.

*sigh*

-=IceHouse=-

@ionas

Von: Total Eclipse | Datum: 23.01.2004 | #8
Genaugenommen scheint der 970FX langsamer zu sein - die Werte sind für unterschiedliche Taktfrequenzen angegeben. Abgesehen davon hätte ich eh lieber ein iBook mit PPC750GX, 1.1 GHz und schnellem Bus - bei nicht AltiVec-optimierter Software (also den meisten Programmen) deutlich schneller als die jetzigen G4-Kisten.

Nachtrag

Von: Total Eclipse | Datum: 23.01.2004 | #9
V.a. dank des 1 MB-L2 Caches :-)

Hoffentlich kommt das PowerBook G5 bald...

Von: MacJunkie | Datum: 23.01.2004 | #10
..., denn ein Laptop ist für mich bald angesagt, weil in meinem Info-Studium es immer mehr nötig wird seine Arbeit überall mitzunehmen. Und G5-Power für unterwegs wäre nicht schlecht. ;-)

Wenn Gerüchten zufolge ein iMac G5 in arbeit ist, gehe ich davon aus, dass sie damit schon die Vorlage fürs Board-Design haben... somit ist das PB G5 nicht weit entfernt... und ausserdem braucht Apple nicht unbedingt eine Vorlage des 970FX, um einen Chipsatz zu entwickeln, denn die 0.13-Version kann auch als Vorlage dienen, da Pin-Kompatibel :-)

Ausserdem in Spätestens 3 Monaten ist ein PB-Upgrade hinfällig, da ist beim G4 nicht viel offen, bei 1,42 GHz( nicht gerade der super Sprung vom 1.33, der 7557 ist eh nur für 1.33 GHz angelegt und Apple hat noch nie, ausser bei Desktops, übertaktete Prozessoren eingebaut) wird der locker bei 20 Watt landen, da kann man doch gleich einen G5 nehmen... :-)

Ich hoffe nur dass mein Optimismus mich nicht in stich lässt, sonst muss mich mir im April ein G4 PowerBook holen. :-(

Fast noch wichtiger ist doch...

Von: RollingFlo | Datum: 23.01.2004 | #11
Watt/mm^2, denn das ist entscheidend für die Kühlung.
Oder sehe ich da was falsch? Da der 90nm natürlich kleiner als der 130nm ist, wird doch ein Teil der geringeren "Abstrahlung" wieder "aufgefressen". Für ein (leises!) Notebook sicher nicht unwichtig.
Wie laut sind eigentlich die neuen xServes, so als Orientierung?

Grammatik

Von: Christian | Datum: 23.01.2004 | #12
Halli,

ich mag Eure Artikel immer wieder gerne lesen. Sehr schön zu lesen.

Noch schöner wäre es, wenn Ihr solche Kleinigkeiten, wie einen korrekten Vergleich hinbekommen könntet.

Es heißt nun mal "mehr als der" und nicht "mehr wie der".

Könnte mal ein Thema beim "Zwiebelfisch" bei Euren Freunden von Spiegel Online werden. Eine sehr lesenswerte Kolumne, die Euch ans Herz gelegt sei.

Übrigens

Von: Terranova | Datum: 23.01.2004 | #13
…es ist gleich Wochenende, entspannt mal: Flash-Spiel »Pinguin« :o)

@ flo

Von: nico | Datum: 23.01.2004 | #14
"...wird doch ein Teil der geringeren Abstrahlung wieder aufgefressen..."

dafuer gibt es doch kuehlkoerper, die sehen so komisch aus, damit sie mehr flaeche bieten...

@christian: ja beim spiegel, da werden sie geholfen ;-)

@nico

Von: RollingFlo | Datum: 23.01.2004 | #15
Was Du nicht sagst... ;)
Ist mir schon klar, aber in einem Laptop ist auch der Raum für Kühlkörper beschränkt, zudem gibt es physikalische Beschränkungen der Materialien bzgl. der Wärmeableitung (die muss ja immer schneller weg bei mehr Wärme pro mm^2) und es gibt auch noch das Problem möglicher Ungenauigkeiten im Boden des Kühlkörpers, die auch mit Wärmeleitpaste nicht so leicht zu beheben sind (die übrigen wiederum eine wesentlich schlechtere Leitfähigkeit hat als Alu oder Kupfer) oder gar einer sich lösenden Verankerung (immerhin ist ein Laptop Erschütterungen ausgesetzt). Die Gefahr von hot spots auf dem Prozessor steigt also, eine Sekunde ohne ausreichende Kühlung ist da schon zu viel.
Zudem wird ja auch ein Kühlkörper mal heiss, und, wie gesagt, im Laptop ist der Platz für seine Ausdehnung ja gering. D.h. der Lüfter springt dann an.

Ich schätze schon, dass man ein G5 Powerbook noch kühl kriegt, mit einer angemessenen Investition in die Kühltechnik. Man muss halt nur die Hitze schnell genug ableiten - immer noch schneller mit jeder Chipgeneration.
Wollte das nur mal ansprechen: so problemlos ist die fortschreitende Miniaturisierung auch bei IBM nicht, rein theoretisch natürlich. Über die tatsächlichen Schwierigkeiten (bzw. eben keine) wissen wir ja noch nichts.

IceHouse:

Von: Kai (MacGuardians) | Datum: 23.01.2004 | #16
Da macht man mal nen Witz und keiner kapiert's! ;-)
Das war schon volle Absicht, keine Panik! Ich nenne es gerne Hypnothreading weil sich viele davon blenden lassen und glauben, dass ALLE Software dadurch schneller wird, obwohl es in nicht darauf optimierter Software (d.h. nicht multithreading-fähiger Software, d.h. dem Grossteil ALLER Software) sogar gerne mal langsamer wird (Siehe z.B. SPEC-Suite!).. Ausserdem heisst das SMT und nicht "Hyperthreading", scheiss Marketinggelaber! ;-) Ist ja schlimmer als "Velocity Engine", was sich zu Recht nicht etabliert hat...

"wie" -> "als" ist allerdings korrigiert, danke für den Hinweis...

Mein Topscore: 323.5

Von: Kai (MacGuardians) | Datum: 23.01.2004 | #17
Die armen Pinguine! ;-)

PB G5

Von: Patrick | Datum: 23.01.2004 | #18
Das früher oder später ein PB G5 kommen wird, ist wohl allen klar. Für mich viel interessanter: wie wird das Ding aussehen. TiBook und AlBook haben es vorgemacht, für einen Sprung auf G5 wird Apple aber wohl kaum das Gehäuse gleich lassen, im Gegenteil, man wird den Unterschied auf den ersten Blick erkennen (müssen). Aber was kann danoch als Steigerung kommen? Welch geniales Konzept hat Ive hierfür?

@Kai and Terranova

Von: Joachim | Datum: 23.01.2004 | #19
Gratuliere Kai! 323.5 ist das Limit - in dieser Version!

Für größere Weiten:

[Link]

oder

[Link]

Bei steilem "Abschlag" und einer Landung bei ca. 500 gibt fast einen Überschlag... Armer Pinguin ;-)

@ Joachim

Von: Terranova | Datum: 23.01.2004 | #20
Wow, das macht Spaß :o)

OT: Highscores:

Von: Kai (MacGuardians) | Datum: 23.01.2004 | #21
Also bei der ersten Version schaff ich maximal 593.5m
Der Trick ist ihn so steil wie möglich zu schlagen ohne dass er "einsticht"! ;-)
Maximale Flughöhe hierfür ist dreiviertel vom Blauen Himmels-Balken, dann "dotzt" er noch auf und nur so kommt man überhaupt über 500m!

Die "pingu2"-Version ist wohl dieselbe wie "fast", oder?

Woher weisst du überhaupt, was das Maximum ist? ;-) Hast du das programmiert?

Wegen Stromaufnahme und Leistungsaufnahme

Von: Karl Schimanek | Datum: 23.01.2004 | #22
Vergleicht doch einfach den 7447 mit dem PPC970FX!!!

7447 (1.3GHz):
DIE SIZE: 98^2mm
P= 21W
U= 1V

vs.

PPC970FX (2GHz)
DIE SIZE: 66^2mm
P= 24.5W
U= 1V

Der Vergleich sagt doch schon alles oder?
Immer diese doofe Gequatsche von Stromaufnahme, Stromaufnahme *kopfschüttel*
Einfach mal vergleichen ;)

Aufgrund von Watt/mm^2 wird es ein 2GHz G5 wohl nicht so schnell ins PB schaffen, aber 1.4GHz/ 1.6GHz dürften es wohl schaffen ;)
Ich sag' Powerbook G5 zur MWT, weil's bestimmt schon Prototypen mit dem alten G5 gab ;)

G5 Cube mit den 90 nm möglich?

Von: nixweissich | Datum: 23.01.2004 | #23
Ist mit den 90nm ein lüfterloser Cube möglich?
Mir würde auch ein runtergetackter 1,8 Ghz Cube ausreichen;-)

Oder muss ich meine Träume von einem neuen Cube beerdigen?

motorola

Von: marki | Datum: 23.01.2004 | #24
Gefunden bei motorola watt liste [Link]

G5 ohne Lüfter kannst du stecken!...

Von: Kai (MacGuardians) | Datum: 23.01.2004 | #25
Keine Chance der Welt, nichtmal bei 90nm! Bei 800MHz vielleicht! ;-)

Powerbook G5 Feinheiten & Misc

Von: hobold | Datum: 24.01.2004 | #26
Der Stromverbrauch des Prozessors ist zwar wesentlich fuer einen moeglichen Einbau in ein Notebook, aber speziell im Fall der aktuellen G5 Macs sollte man noch wissen, dass der "System Controller" (gelegentlich auch als "Northbridge" oder einfach "Chipset" bezeichnet) zur Zeit etwa 30 Watt verbraet.

Fuer ein Powerbook G5 (oder einen iMac G5) ist also viel wichtiger, einen entsprechend sparsamen System Controller zu haben. Dual Channel DDR400 SDRAM in den kleinen Maschinen sollte man nicht erwarten.

Zum 970FX: Jatuerlich hat Apple von denen frueh genug gewusst! Es gibt sogar das Geruecht, dass Produkteinfuehrungen erst zur Verfuegbarkeit der 90nm Chips geplant war (IBM z.B. verbaut den 130nm PPC970 ja auch in keinem eigenen Rechner). Es gibt auch subtile Hinweise darauf, dass die erste Generation der G5 Macs ein bisschen ein Schnellschuss ist: riesige Kuehlkoerper auf beiden Seiten des Mainboards; kaum Platz fuer Platten und Laufwerke (und ein "falsch" plazierter Temperatursensor bei den Festplatten).

Das soll weder die Leistungsfaehigkeit dieser Maschinen noch die Kompetenz der Ingenieure herabwerten, aber die von Apple gewohnte Qualitaet wird sich wohl erst mit der naechsten Generation wieder einstellen. Der G4 war einfach so ins Hintertreffen geraten, dass Apple sich nicht noch sechs bis neun Monate weiter darauf stuetzen konnte. Da nimmt man auch gerne mal einen G5, der erst 80% ausgereift ist. Selbst damit fand Apple ja locker den Anschluss an die Spitze.

"niedrig" getaktete G5

Von: hobold | Datum: 24.01.2004 | #27
Auch fuer Notebooks sollte man sich nicht den G3 oder G4 zurueckwuenschen. Klar, der Gedanke an ein 1.4GHz G5 Powerbook kommt einem nicht berauschend vor, wenn schon 2.0GHz im Tower verfuegbar sind.

Aber man sollte nicht aus den Augen verlieren, dass der PPC970 ein viel leistungsfaehigeres Design ist, mit durchschnittlich sehr deutlich mehr Rechenleistung pro Takt - wobei sich das "durchschnittlich" hier auf typischen Programmcode bezieht, der ohne grosse Optimierungen vom Programmierer erstellt wurde.

Apple prahlt nicht zufaellig damit rum, dass der PPC970 bis zu 215 Maschinenbefehle gleichzeitig durch die Mangel drehen kann. Zum Vergleich waeren das beim G3 zwoelf, beim G4 vierzehn, und beim G4+ sind es 28. Das bedeutet der Prozessor hat viel Mehr Spielraum schonmal ein bisschen weiter unten im Programm nachzusehen, ob er Arbeit "vorziehen" kann, waehrend die "aeltesten" Befehle vielleicht gerade auf Ergebnisse warten, mit denen sie weiterrechnen sollen.

Kurz gesagt, ein 1.4GHz G5 Powerbook duerfte in der Praxis anderthalb- bis zweimal so schnell sein wie ein 1.33GHz G4 Powerbook. Die einzige Ausnahme waeren heftigst AltiVec-optimierte Programme; damit laegen sie etwa gleich auf (ausser wenn der G5 seine hoehere Speicherbandbreite zur Geltung bringen kann, aber das haengt vom noch unbekannten System Controller in einem Powerbook ab).

30-stufige Pipelines...

Von: Leo | Datum: 24.01.2004 | #28
... sind der erste Sargnagel für Prescott.
Die Compiler werden Schwierigkeiten haben, genügend unabhängige Daten in die Pipelines zu stopfen. Für SPEC im Speziellen wird Intel es wohl wieder gut hinbiegen, aber in freier Wildbahn wird das schwierig.
Ach, hallo Holger. :-)

Tach Leo :)

Von: hobold | Datum: 24.01.2004 | #29
Hallo Leo! Ich dachte, ich bin lieber mein bewaehrtes Netz-Selbst, wo doch hier des oefteren ein prominenter Holger gastiert.

Ich hoffe ich finde die Zeit hier oft genug reinzuschauen.

Hobold:

Von: Karl Schimanek | Datum: 24.01.2004 | #30
Wie ist denn das mit dem ASIC?
Der Alte wurde doch bestimmt schon im 90nm Prozess gefertigt und der Zukünftige wird doch bestimmt im 65nm Prozess gefertigt oder? Der verbraucht doch dann bestimmt nur noch ca. 15W. Und wie viel verbraucht denn der ASIC im 17" PB?

Was meinst du denn mit:"... die von Apple gewohnte Qualitaet wird sich wohl erst mit der naechsten Generation wieder einstellen."?

Hältst du es für möglich, dass in der nächsten G5 Revision wieder mehr Platz für optische Laufwerke und Festplatten sein wird?

Gruss
Kalle

P.S. Hab schon vom Kai gehört, dass du dich ziemlich gut mit Altivec-Programmierung und CPU-Design usw. auskennst.

Kannst du mir vielleicht ne gute Einstiegslektüre über AltiVec und CPUs empfehlen? Wenn möglich auf deutsch. Ansonsten halt auf englisch ;)

mehr Fachsimpelei

Von: hobold | Datum: 24.01.2004 | #31
(Danke fuer die Komplimente! Aber man soll den Tag ja nicht vor dem Abend loben. :-)

Der aktuelle System Controller ist in 130nm gefertigt, das wurde auf der WWDC in der "denkwuerdigen" G5 Session verkuendet (ich war leider nicht anwesend, aber konnte spaeter den QT-Stream sehen). Momentan werden noch Wetten angenommen, ob der SC im XServe G5 auch schon 90nm ist. Ueber die UniNorth-Variante(n) in den Powerbooks bin ich gar nicht informiert ... zu G4-Zeiten war sowas einfach nicht auf meinem Radar. Letzte Neuigkeiten bezueglich des G5 SC sind uebrigens, dass die kursierenden "30 Watt" ziemlich daneben liegen; das hat gerade ein "anonymer" Applemitarbeiter in den ArsTechnica-Foren angedeutet.

Das mit der gewohnten Qualitaet bezieht sich darauf, dass Apple sich ueblicherweise die Zeit laesst ihre Designs zur Reife zur bringen, bevor sie vermarktet werden. Ausserdem wird nicht wie bei fernoestlicher PC-Schleuderware gnadenlos jeder Cent auch zu Lasten der Qualitaet eingespart. Die erste G5-Generation macht aber auf mich den Eindruck, als sei sie ein wenig hastig vermarktet worden. Ist zwar grundsolide, aber der fehlplazierte Temperatursensor z.B. ist absolut nicht das, was man sonst von Apple erwarten kann. Ich glaube, da wurde unter grossem Zeitdruck gearbeitet (wenn man die Auslieferung noch weiter verzoegert haette, dann haette man die 130nm Chips auch gleich ganz ueberspringen koennen).

Was die Raumaufteilungin den G5s der naechsten Revision angeht weiss ich auch nichts Konkretes, aber ich denke, dass eine Workstation dieses Kalibers intern Platz fuer mindestens 3 Festplatten haben sollte. Damit kann man dann ein RAID 0+1 aufziehen, mit sowohl erhoehter Performance als auch erhoehter Datensicherheit.

AltiVec-Einstiegslektuere ... hmm ... auf Deutsch!?!? Ich glaube da bist Du auf eine Marktluecke gestossen.

Falls Du ein grundlegendes Verstaendnis der Innereien von Computern hast, und Dich vor dem Jargon nicht fuerchtest, dann schau doch mal hier rein (auf englisch):

[Link]

(Die hauptberuflichen Typographen und Graphiker moegen mir den blanken ASCII-Text verzeihen.)

Falls genuegend Leute Englisch als zu grosses Hindernis ansehen, dann koennt ihr mich vielleicht ueberreden, dass ich die Einfuehrung mal uebersetze.

und mehr Fachsimpelei

Von: Daran   | Datum: 25.04.2004 | #32
> The design is so clean
> and powerful that it is very likely that even
> compilers will be able
> to automatically make use of AltiVec.
Hehe:-) Das dachten viele damals. Aber die Architektur ist definitiv treu. Hab schon unter Altivec FFT optimiert. Deutlich netter als mmx/sse. Nur double precision fehlt. Und beim aktuellen G5 is die Implementierung ja denn leider auch nocht nicht das Gelbe. Experimente mit Altivec optierierter Software ware zT deutlich langsamer als im G4. (1.5G4*2 vs 2.0G5*2). Zur Zeit scheint auf dem G5 Altivec für floats nur wenig schneller als die jetzt deutlich schnellere normale fpu.

Daran