142_ ATi rage MOBILITY 128-M

PowerBook G4およびPowerBook FireWireで採用されるATiのグラフィックアクセラレーター。8MByteのグラフィックスメモリをコアに集積しながら、熱設計時の最大消費電力が2.3Wと、近頃発表されたGeForce2Goの2.8Wと比較して優れている。

しかし、GeForce2Goは143MHzのコアクロック数を誇り、rage MOBILITY 128の105MHzに比較すると、2Dでの処理速度向上も見込める。またハードウェアT&Lを搭載し、それに対応するソフトウェアではrage MOBILITY 128と比較して1.8倍の処理速度を示す場合もある。ただし、CPUの能力の向上が著しい現在、CPUとGPUの処理分担については議論の余地がある。

144_Graphic benchmarks

漢字文字表示ベンチマークを取り入れたMacBench 3.0で測定したグラフィック関連のベンチマークテスト。ともにMacOS 9.1を搭載したPowerBook G4 500とPowerBook FireWire 500で測定し、後者を1としたときの、PowerBook G4の相対値。

145_benchmarks plotting table

CPU処理部分の割合を横軸、相対性能を縦軸に、各ベンチマーク結果をプロットした。

PowerBook G4とPowerBook 2000 FireWireのグラフィック性能を比較してみました。143_PowerBook G4 Block Diagramに示すように、両者は同じ142_ATi rage MOBILITY 128-Mを2×AGP接続して使用していて、性能差はわずかであることが予想されます。

144_Graphic benchmarksはPowerBook 2000 FireWire 500を1としたときの、PowerBook G4 500の相対性能を表しています。最大1.5倍の処理速度を得たテストもありますが、多くは1をわずかに上回り、一部は90%程度の性能に落ちていて、平均性能は少しよい程度です。

このベンチマークは、PowerBookが日常もっとも使用されるだろうと仮定した状況でテスト行いました。1600万色表示を前提に、文字処理速度に関しては、漢字を多用したテストにアレンジしてあります。例えば数ポイントの漢字が混在する文字ベンチマークであるText:は、PowerBook 2000と比較すると1.5倍の性能があります。性能に影響すると思われるハードディスクもPowerBook FireWireとPowerBook G4ともに同じものを使用して行いました。

この結果をすこし違った方向から見てみましょう。グラフィックアクセラレータの高速化部分とCPUの処理部分を分けてみました。

2Dグラフィック処理はグラフィックアクセラレイターのメモリ処理能力が向上した結果、CPUの処理する部分が少なくなってきています。比較したPowerBook G4とPowerBook FireWireの違いはCPU周りだけであり、アクセラレイタの性能向上はありません。従って処理速度に変化がでた部分は、CPUとMPX Busに関連したものでしょう。そこでPowerBook G4が持つ、CPUの駆動周波数を300MHzに落とすことができる省電力モードを利用して、500MHzと300MHzでのベンチマークを測定しました。

ある画像処理に費やす時間をモデル化し、大きく2つに分けます。グラフィックアクセラレイタの処理部分Ｘと、CPUが処理する部分Ｙに分け、簡単に300MHz駆動時Ｙ’は1.67倍であるとしました。

A：500MHz時のベンチマークテストに要した時間

B：300MHｚ時のベンチマークテストに要した時間

F：CPUオーバーヘッド係数

Ｘ+Ｙ=A

Ｘ+Ｙ’=B

Ｙ’=500×Ｙ / 300

F=Ｙ/A

Ｙ=A-Ｘ

Ｙ=A-(B-Ｙ’)

Ｙ=A-(B-500×Ｙ/300)

2/3×Ｙ＝B-A

Ｙ=1.5×(B-A)　

∴F=1.5(B/A-1)

このようにして得られたFを横軸にして、縦軸にPowerBook G4のPowerBook FireWireに対しての相対性能を示したのが145_benchmarks plotting tableです。

CPUの違いに影響を受けにくい、CPU処理オーバーヘッド係数が０に近い処理では、0.9から1.3までと広い分布をしめしています。計測時の環境の違いからくる誤差もあるかもしれませんが、やや気になる部分でもあります。

CPUの処理速度の影響が大きい処理では、徐々に右肩上がりの性能を示していることがわかります。分布から離脱しているデータについて考えてみることにします。

A点：一番処理速度に差がつき、PowerBook G4の方が1.5倍の処理速度を示した処理はText:です。このベンチマークは漢字などの複雑で雑多なフォントを3種類の大きさで画面に表示するテストです。アンチエイリアスとあわせ、もっともハードディスクへのアクセスが頻繁に行われるテストでしょう。文字表示はベクトルデータの展開やビットマップデータからのアンチエイリアス化などの複雑な演算

が必要で、Mac OS 8.1以う。前では文字数の少ない欧文文字を念頭にしたfont table fragment cacheの容量が小さなこともあって、たいへん処理に時間がかかっていました。それがMac OS 8.6で改良され、ある程度の文字数がメモリにキャッシュされるようになり、種類の多い漢字表示でも満足のいく速度が得られています。速度上昇はキャッシュされたビットマップデータのやりとりが高速化したことを示します。G4のメモリサブシステムの高性能化がよく表されているのではないでしょうか。

B点：TESetStyle:と呼ばれるテキスト表示に色を付けたり、イタリック体やボールド体に変化させる作業のベンチマークテストです。Textベンチマークと同様、多量のフォントを扱う処理で、メモリサブシステムの改良効果が結果にでたと考えられます。

C点：CPU処理オーバーヘッド係数が0.4と、CPUの処理速度に影響を受けやすい処理であるにもかかわらず、ほぼ唯一PowerBook FireWireの処理速度を下回った結果だったのがこのDrawPicture - Small:テストでした。アイコン程度の大きさの小さな画像を無数に画面に表示させる処理ですが、大きめの画像表示をさせる類似のベンチマークテストでは性能向上していることと比較すると、なぜこのテストだけが低くなったのかは不明です。

全体的にあまり変わらないベンチマークテスト結果ではありますが、見かたを帰ると、CPUの処理の影響を色濃く受ける部分は速度が向上しています。とくに文字表示の改善は、体感速度の面で有利であると思われます。