INFORMATION
Inside Power Mac
Apple s G4-Mainboard
Von Guy Raedersdorf
er wieder abgeholt wurde, sprachen
Den meisten Lesern ist, wie wir wissen, die Welt
wirklich Bände...
Einer der größten Pluspunkte von
von IBM und Intel doch etwas vertrauter als die
Apples Computern, der sie zu echten
Markenartikeln macht, ist ihre Kon-
Welt der Macintoshs von Apple. Doch gerade das
formität: Auch alle G4-Typen, die zur
gleichen Zeit im gleichen Teil der
ist Grund genug, einmal über den Zaun zu
Welt ausgeliefert werden, bestehen
aus identischen Komponenten. Der
schauen. Auch der neueste Sprössling der Apple-
Welt der IBM-Kompatiblen ist diese
Uniformität fast völlig fremd. Es
Familie, der Power Mac G4 500, braucht sich vor
gleicht schon einem Volltreffer im
Lotto, wenn man zwei DOS-PCs
der Konkurrenz bestimmt nicht zu verstecken.
antrifft, bei denen sowohl das Main-
board als auch die Grafik-Karte iden-
tisch sind. Die Konformität von
Apples Produkten erleichtert auch
das Software-Updating ungemein.
So kann zum Beispiel das BIOS aller
Apple-Computer, die der gleichen
Familie und Generation angehören,
bei Erscheinen einer weiterent-
wickelten Version problemlos upge-
dated werden.
Innenleben
Bild 1 vermittelt einen Gesamtü-
berblick über das, was man beim
Power Mac G4  inside Apple findet.
Dieser Super-Mac arbeitet nicht nur
mit einem Motorola-Prozessor vom
Typ G4, dem er auch seinen Namen
verdankt, sondern die Performance
wird tatkräftig von einem Vektor-Pro-
zessor unterstützt. Apple nennt den
Vektor-Prozessor  Velocity Engine
(Geschwindigkeits-Maschine). Das
Instruction-Set umfasst 162 SIMD-
Instruktionen (Single Instruction
Multiple Data), die interne Bitbreite
beträgt 128 bit.
Der Systembus ist mit 100 MHz ge-
Die Produkte aus dem Hause Apple sind dort diese Linie. Die erwartungsvollen taktet und erreicht Transfer-Ge-
weit verbreitet, wo an der grafischen Gestal- Blicke, die der Test-Mac bei seiner schwindigkeiten von 400 MB/s. Auf
tung von Druckerzeugnissen gearbeitet wird. Ankunft in der Redaktion auf sich der Prozessorkarte befindet sich ein
Der Power Mac G4 passt hundertprozentig in zog, und die betretenen Minen, als Level-2-Cache (genannt  backside ),
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der mit dem halben Prozessortakt
arbeitet; bei der letzten G4-Version
sind es 250 MHz.
Das Mainboard des Power Mac G4,
von Apple auf den Namen  Saw-
tooth (Sägezahn) getauft, ist mit
vier Fassungen für 168-Pin-DIM-
Module ausgestattet; sie sind iden-
tisch mit den in der PC-Welt
gebräuchlichen Modulen. Alle 64-bit-
Module von 32 MB bis 512 MB sind
verwendbar, also auch 64-MB-, 128-
MB- und 256-MB-Module. Die maxi-
male Größe des Arbeitsspeichers
beträgt theoretisch 2 GB, das
Betriebssystem Mac OS 9 kann
jedoch nur 1,5 GB verwalten. Bei der
nächsten OS-Version soll die Ober-
grenze auf 2 GB erweitert werden.
Wenn die nächste Version erscheint,
sind vermutlich schon 1-GB-Module
die gängigsten Speicher-Bausteine.
Die Arbeitsspeicher-Mindestgröße
beträgt 64 MB. Ausgeliefert wird der
G4 500 mit 256 MB, was fürs erste
genügen dürfte. Erfahrungsgemäß
dauert es jedoch nicht lange, bis der
Speicherbedarf steigt.
Der System-Bus des Power Mac G4
arbeitet mit einem 64 bit breiten
Datenbus und einem 32 bit breiten
Adressbus. Der Bustakt beträgt 100
MHz, es wird das MaxBus-Protokoll
unterstützt.
Verbindungen zur Außenwelt
- 3 Fire Wire Ports mit 400 MB/s,
davon einer intern, Bild 1. Vereinfachte Übersicht über das Mainbord des Power Mac G4. (Quelle: Apple)
Mehr über den Power Mac G4
Der Name  Power Mac G4 , kurz  G4 genannt, deutet bereits darauf hin, dass in diesem Power Mac ein Motorola-Prozessor der vierten
Generation steckt. G4-Prozessoren gibt es gegenwärtig in den Versionen 400 MHz, 450 MHz und 500 MHz. Diese Prozessoren arbeiten
mit einem Pipeline-Bussystem, das  MaxBus heißt und die Leistungsstärke des Power Mac G3 deutlich übertrifft.
Weitere bemerkenswerte Eigenschaften:
Der G4 ist der erste  Super-Computer auf einem einzigen Chip. Er kann im Mittel eine Milliarde Fließkomma-Operationen pro Sekunde
(1 Giga-Flop) durchführen, die maximale Leistung beträgt (theoretisch) 3,6 Giga-Flops pro Sekunde. Der G4 besitzt einen superskalaren
PowerPC-Kern.
Die Velocity Engine (VE, Geschwindigkeits-Maschine), die den Prozessor unterstützt, beschleunigt die häufig vorkommenden Standard-
Systemaktivitäten. Sie kann Daten mit einer Bitbreite von 128 bit verarbeiten, während andere verbreitete Prozessoren erst bei 32 bit
oder 64 bit angelangt sind. Ferner erledigt sie vier (in bestimmten Fällen auch acht) 32-bit-Fließkomma-Operationen in einem Arbeitszy-
klus, also zwei bis vier mal mehr als herkömmliche Prozessoren. Nach Meinung von Experten ist der G4 mit seiner VE mehr als drei mal
schneller als ein Pentium III bei 800 MHz!
Der Prozessor unterstützt die AltiVec-Technologie (vektorielle Verarbeitungseinheiten mit einer Breite von 128 bit) und arbeitet mit
einem doppelten 32-KB-Cache-Speicher für Daten und Instruktionen. Der Level-2-Cache ( backside ) kann bis zu 2 MB ausgebaut wer-
den.
Bemerkenswert ist auch die Eigenschaft, dass sich der Power Mac G4 über ein am Fire-Wire-Netz angeschlossenes Peripherie-Gerät star-
ten lässt. Wenn das Peripherie-Gerät die nötigen Voraussetzungen mitbringt, geschieht dies über den USB-Port.
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- 2 USB-Ports je 12 MB/s.
Oberseite
Erweiterungs-Anschlüsse
- 3 PCI 64 bit, 33 MHz,
- 1 AGP 2x, bestückt mit Grafik-
13 15 16 17 18 20 21
Karte ATI Rage 128 Pro mit 16 MB
24
SDRAM, interne Bus-Breite der
19
Grafik-Karte: 128 bit. Anschluss
14
10
eines analogen Monitors (max.
1600 x 1200 Pixel bei 32 bit Farb-
tiefe und 65 Hz oder 1920 x 1080
Pixel bei 16 bit Farbtiefe) über
einen 15-Pin-Mini-DB9-Konnektor.
23 Anschluss eines digitalen Monitors
9 11 11 12
(z. B. des TFT 21 von Apple, max.
22
1600 x 1024 Pixel bei 32 bit Farb-
tiefe, der allerdings zur Zeit noch
mehr kostet als der Rechner selbst)
über einen 24-Pin-DVI-Konnektor.
8
- 2 digitale Ausgänge.
25
Kommunikation
7
- Ethernet 10/100-Base-T-Konnektor
mit optionaler Airport Base Station
6
2 1
einschließlich 56-k-Modem und 10-
Base-T-Ethernet-Port.
5
- Beim Modell G4 500 ist standard-
mäßig kein Modem eingebaut, da
der Internet-Zugang über ein
4 3 Ethernet-Netzwerk favorisiert
wird. Ein Modem lässt sich aber
jederzeit nachinstallieren.
- Ethernet mit 10 oder 100 MB/s,
integriert mit einem RJ45-Konnek-
tor,
Unterseite
- Wireless LAN als Option,
- 3 Fire Wire Ports (IEEE-1394a),
davon einer intern,
- 2 unabhängige 4-Pin-USB-Ports die
die konventionellen seriellen
Anschlüsse ablösen. Port B des
ersten USB-Port ist mit dem Signal
USAB des AGP-Konnektors ver-
3
Mainboard Apple
2
G4 im Überblick
Oberseite
Zuerst die wichtigste Komponente:
1
1 G4-Karte; auf ihr hat Apple unter
anderem Folgendes untergebracht:
2  Backside , der Level-2-Cache-
Speicher,
3 Standard-ATA-Steckerleiste für ZIP-
Laufwerke,
4 Steckerleiste für Wireless-LAN-
Modul (Local Area Network),
5 Lautsprecher-Ausgang,
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Alternative ist ihr Software-Äquivalent, die AirPort Software Base Sta-
Technische Highlights
tion, mit der der Computer zur AirPort Base wird.
AirPort
Fire Wire
Das G4-Mainboard ist zur Aufnahme einer  AirPort -Karte vorbereitet.
Dies ist die Bezeichnung für eine extrem schnelle Technik für den
Dieses Wireless-LAN-Modul enthält einen Media-Zugangs-Controller,
Anschluss von Peripherie-Geräten. Sie wurde vom IEEE offiziell unter
einen DSP-Prozessor und eine Hochfrequenz-Sende- und Empfangs-
der Bezeichnung  IEEE 1394 standardisiert. Zu den interessantesten
Einheit. Auf dem Modul befindet sich ein Anschluss für die Antennen,
Einsatz-Möglichkeiten von Fire Wire gehört zweifellos der Anschluss von
die im Gehäuse des Power Mac G4 integriert sind.
Camcordern an den Computer. Camcorder können über Fire Wire digi-
AirPort ist eine drahtlose Schnittstelle, die sowohl das Tor zum Internet
tale Daten übertragen, so dass das spätere Bearbeiten (z. B. Zusammen-
öffnet als auch die drahtlose Verbindung zu (Sub-)Systemen der ver-
schnitte, Video-Montagen, Clips usw.) auf digitaler Ebene möglich ist.
schiedensten Art bis zum Abstand von ca. 50 m herstellt. Da die Funk-
Äußerlich mit seinem 6-Pin-Steckverbinder eher bescheiden, ist Fire
signale Wände durchdringen, können diese Systeme oder Geräte auch
Wire die logische Fortentwicklung von USB. Beide Techniken bieten
in Nachbarräumen untergebracht sein. Das AirPort-System arbeitet mit
den wichtigen Vorteil, dass anzuschließende oder abzukoppelnde
einer Geschwindigkeit von 11 Mbit/s, also etwa zehn mal schneller als
Geräte während des Betriebs (ohne Herunterfahren des Systems) hin-
die meisten drahtgebundenen Rechner-Netze. Ferner verfügt AirPort
zugefügt oder entfernt werden können. Die Geräte brauchen keine
über Anschlüsse für eine Telefonleitung und für Ethernet 10/100 Base-T.
Identifikationen (wie die ID s bei SCSI) und keine Abschluss-Wider-
AirPort kann selbstverständlich auch mehrere Rechner miteinander
stände. Gewöhnliche Kabel reichen aus, das System konfiguriert sich
koppeln. Fast alles, was drahtgebundene Rechner-Netze auch können,
selbst.
ist mit AirPort möglich: Gleichzeitiges Surfen im Internet, Empfangen
Allerdings kann USB, zumindest theoretisch, bis zu 127 Geräte verwal-
und Senden elektronischer Post, gemeinsame Drucker-Nutzung,
ten, während Fire Wire auf maximal 63 Geräte beschränkt ist. Die
Dateien-Transfer und vieles andere mehr.
Geräte-Kategorien, die für Fire Wire erschlossen werden, wachsen
Für den Betrieb portabler Systeme bietet AirPort neue Möglichkei-
unaufhaltsam: Camcorder, Synthesizer, Festplatten-Systeme, DVD-
ten. Zum Beispiel ist der Zugang zum Internet oder zu einem zwei-
Jukeboxen, CD-Brenner und vieles mehr. Zurzeit wird Fire Wire sei-
ten Rechner unabhängig vom Ort, an dem sich das portable System
nem Namen voll gerecht, denn es gibt gegenwärtig kein  heißeres
befindet.
Eisen in diesem Bereich. Da Weiterentwicklungen nie ausgeschlossen
Realisiert wird AirPort durch die AirPort-Karte in dem anzubindenden
sind, macht die neue Betriebssystem-Version Mac OS 9 einen automa-
Computer-System und die Basis-Station, AirPort Base genannt. Eine
tischen Update möglich.
bunden. Der B-Port des anderen für das Disketten-Laufwerk, das IBM-PC-Welt aneinander anzunähern. Ferner
USB-Port ist mit dem Konnektor Apple als veraltet betrachtet?), bedanken wir uns bei Michel Roelofs, Mitar-
verbunden, in den bei Bedarf ein - Platz für 3 Festplatten-Laufwerke beiter der Apple-Niederlassung in Bunnik
Modem eingesteckt werden kann. 3,5 oder andere Geräte dieser (NL) für die freundliche Unterstützung.
Die Tastatur und die Maus werden Größe und Bauart.
an die USB-Ports angeschlossen. (000036-4)gd
Peripherie Damit ist alles aufgezählt, was wir
- Festplatten-Laufwerk 27 GB Ultra bei der ersten Erforschung des G4- Zwei Internet-Adressen mit weiteren infor-
ATA 66, Mainbords einschließlich AirPort, mativen Inhalten rund um den Mac:
- DVD-RAM-Laufwerk für doppelsei- FireWire und der mitgelieferten Do- http://developer.apple.com/
tige DVD-RAMs (max. 5,2 GB), CD kumentationen herausfanden. Wir techpubs/
und DVD-Video, hoffen, dass dieser Beitrag ein wenig http://www.apple.com/powermac/
- ZIP-Laufwerk 100 MB (als Ersatz mithelfen konnte, die Apple- und die processor.html
6 Externer Sound, 16 Sound-Eingang,
Daten-Transfer zwischen dem Prozessor, dem
Arbeitsspeicher, den PCI-I/O-Komponenten, dem
7 Modem-Stecker (das Modem ist optio- 17 USB-Anschlüsse 1 und 2,
AGP-Anschluss und dem Ethernet-Interface steuert,
nal),
18 Ethernet 10/100 Base-T,
2 I/O-Baustein von Intel mit dem Namen  KeyLargo ,
8 Netzteil-Anschlüsse,
19 Ethernet PHY (PHYsical Layer),
zuständig für alle I/O-Funktionen mit Ausnahme von
9 Steckerleiste für Festplatten-Laufwerk
20 Stecker für Fire Wire 2,
Ethernet und Fire Wire, stellt zwei unabhängige
(Ultra ATA 66),
USB-Hubs zur Verfügung, eine Ultra-DMA/66-
21 Stecker für Fire Wire 1,
10 Lithium-Batterie (groß),
Schnittstelle, eine EIDE-Schnittstelle (Extended IDE),
22 Boot-ROM, ein 1-MB-Flash-EPROM,
unterstützt den Kommunikations-Anschluss und den
11 PCI-Bus-Steckerleisten,
angeschlossen am 66-MHz-PCI-Bus, um
Sound-Chip, stellt einen seriellen Port vom Macin-
12 AGP-Steckerleiste (Grafik-Karte), die Anzahl der Anschlüsse am Uni-N-
tosh-Typ bereit,
Chip zu begrenzen,
13 CUDA Reset, zum Neustart auf unterster
3 PCI-PCI-Bus-Bridge von Lucent Technologies für die
Ebene, wenn nichts anderes mehr hilft, 23 Fire Wire Controller (Texas Instruments),
Verbindung zwischen dem PCI-Bus des Uni-N-Chips
14  Screamer , ein Sound-Chip von Crystal 24 Anschluss Fire Wire, intern,
(66 MHz) und dem zweiten PCI-Bus (33 MHz). Die
Semiconductor, der einen 16-bit-Audio-
25 Fassungen für PC-100-RAM-Module.
beiden unterschiedlich getakteten PCI-Busse sind
Codec (Coder/Decoder) mit zwei Ein-
eine besonders bemerkenswerte Eigenschaft des
gängen und zwei analogen Stereo-Aus-
G4-Mainboards.
Unterseite
gängen enthält,
1  UniNorth , ein VLSI-Chip, auch bekannt
15 Sound-Ausgang,
als  Uni-N ; wichtiger Baustein, der den
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