iBookに最新製造技術を惜しみなく投入したPowerPC 750FXが採用されました。0.13μm、SOI,SiLKの採用はPentium4Mに追いついたというよりも、超えたと言っても嘘ではないでしょう。700 MHz時の消費電力は3W台前半、Busインターフェースのパイプラインが強化され、L2キャッシュメモリの容量が750CXeの倍で、L1ーL2間、L2ーBIUのバッファーが強化されパイプラインストールが減っているなど、G3が持っていた弱点が強化されています。この最新PowerPCを搭載したiBookの登場は、PowerBookユーザーにも気になるところでしょう。その実力に迫りたいと思います。

242_ Cache, memory bus, system bus and AGP performance chartは、もっとも基本的なベンチマークテストを行い、cacheや各種バスの能力を測定した結果を示しました。この測定方法を用いるとcacheに関してはL1領域で3倍、L2領域でも3倍弱、メモリバス領域は2倍、PowerBookが優れていました。GPUへの転送能力も、同じATi Mobility RADEONを搭載する667 Gigabit Ethernetと比較して、CPU-GPU間で1.5倍、メモリ-GPU間では1.7倍、PowerBookが優れた結果を示しました。

CPU内部のメモリ転送能力はAltiVecの有無に影響され、G4にあるL1とLSU（Load Store Unit）の間にあるLFQやBuffer群が優れた結果を生んだと考えられます。CPU-GPUの転送能力を見ると、2×AGPは早期に飽和しています。memory bus能力には倍以上の差が認められ、メモリアクセスとGPUアクセスが集中するsystem busの能力は、PowerBookの半分程度しかありません。60xバスインターフェースのパイプライン処理が強化された750FXのバス能力が向上していないのはどうしてなのでしょうか。

238_ Cache and bus improvements increase performanceに示したのはiBook DUAL USBの750CXの結果を基にしています。500 MHz、66MHzのFSBのiBookはコアクロック倍率がiBook 700に類似するため選択しました。計測結果をそれぞれクロック上昇分補正し、示してあります。こうしてみると僅かではありますが、L2キャッシュの性能向上が認められます。これはL1-L2キャッシュ間のバッファー増強によるHit under Missの改善が、少しだけ表にでたのではないでしょうか。しかし、512キロバイトに増加したはずのL2キャッシュや、パイプラインが強化された

60xバスインターフェースのパフォーマンスアップは認められません。ここで、AltiVecを無効化し、66MHzの60xバスに接続した500 MHzのPowerPC 7410の結果を示しました。測定にはBlueChip G4 500 MHzを使用しています。クロック数が30%劣っていて、L2キャッシュ駆動周波数は65%低い速度であるにもかかわらず、性能的には大差ありません。memory bus能力こそクロック相当低いものでしたが、全体に良い結果と言えるでしょう。

PowerPC G4のMPXバスインターフェースには例外処理などの最適化機構があり、低いFSBでの効率化を目指しているのに対し、750FXは高いsystem busで動くことを前提に設計されているようです。こうしてみるとiBookのSystem Busが100MHzなのは、役不足と言えます。他にも、内部PCIバスのWrite combine機構は未実装であり、ハードディスクインターフェースも実測値ではATA 33のままでした。

もう一度750FXというCPUに目を向けてみましょう。より低い電圧で確実なスイッチングを行い、より微細な配線でもクロストークを減らす技術として、SOIとLow-k層間絶縁膜技術を採用、0.13μの銅配線を用いた750FXは、CPU量産技術の最先端です。

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また34.6mm²の面積に3900万トランジスタが集積されていますが、PPC 7455の106mm²に3300万トランジスタという値と比較するといかに集積度が高いかわかるでしょう。最先端の集積技術は同時に低消費電力も実現しました。700 MHzでも3w台前半という値は、PowerBook G4 800 DVIに搭載される、XPC7455RX800WCの15Wと比較すると実に4分の1以下です。

もう一つ魅力があります。それはパイプラインの短さです。245_ Instruction Flow Diagram of PPC7455にPowerBook G4で使用されているPowerPC 7455の命令実行の流れを示しました。それと比較すると246_ Instruction Flow Diagram of PPC750FXはパイプラインが短く、投機的実行によるペナルティが少なくすみます。一般にパイプラインが浅いと、CPUのクロック上昇に不利であるとされていますが、1 GHzを念頭に開発された750FXは、その消費電力の小ささから、十分魅力的なチップといえるでしょう。

247_ 7455/800 MHz vs. 750FX/700 Mhz, Stages of execution unitsには、800 MHzのPPC7455と、700 MHzの750FXの命令種類ごとのレイテンシをわかりやすく並べてみました。750FXは命令間のレイテンシの差が小さく、浮動小数点演算部分のReservation stationが強化され、パイプラインストールを減らしています。

iBookは確かにPowerBookと比較すると妥協があるのは確かです。しかし、性能と比較すると発熱が小さくバッテリー駆動時間も長くなっています。またAltiVecが関与しない処理に関しては十分高性能です。たとえばCinebench 2000による計測結果は、softwareシェーディングでPowerBook G4 DVI 800の86%、OpenGLシェーディングは81%、レイトレーシングは95%の性能を発揮しました。

ATA 33のまま据え置かれたことは、8メガバイト以上のバッファーを搭載するハードディスクが入手できるようになった

今、残念としか言いようがありませんがPowerBookが最高性能にこだわり、発熱やバッテリー持続時間などに不満を残したのに対し、iBookはそうしたスペック上のこだわりを無くし、必要十分な性能を確保した上で、価格を含めバランスのよい構成になっていると思います。

裏返せばiBookがあるからこそ、PowerBookは機能、性能で冒険が出来る、新しいインターフェースはiBookよりもPowerBookから採用されていくのでは無いでしょうか。今日から利用可能になったMacOS X 10.1.5はPHSカードが利用できます。PCMCIAインターフェースがMacOS XでもアドバンテージとしてPowerBookに残されたと考えられます。