2002.05.16　XServeのアーキテクチャー　第1報。

今後のPowerMac の進化の方向を占う上でも、今後とも注目されるXserveの新アーキテクチャー。シロウトながらアーキテクチャーを見てゆきましょう。
情報がないなか、シロウトが書いております。間違いだらけでしょうから、ぜひご指摘ください。お待ちしております。（また、以下は、理論値ベースの記述です。実際の転送速度はこれを下回ることはいうまでもありません）

　PowerPC G4 1GHz

シングルプロセッサモデルと、デュアルプロセッサモデルの2モデルを用意。
Vilocity Engineは、科学技術計算、3Dレンダリング、ムービーレンダリングといった用途に最適ですし、Webサーバ時にも暗号化処理などにも活用できます。

　キャッシュデザイン

キャッシュデザインは、現行PowerMac G4と同様。すなわち、等倍の2次キャッシュ（on Chip）と、3次キャッシュからなるデザイン。（バックサイドキャッシュバスのスループットは4GB/s（たぶん正確には4.2GB/s）と発表されていますので、3次キャッシュ（バックサイドキャッシュ）は、1/4倍速の266MHzで動作しているのでしょう。

　システムコントローラ

現行PowerMac G4では、ホストコントローラUni-North(Ver. 1.5）を中心に、システムバス（「CPU-UniNorth間接続」「PC133 SDRAM-UniNorth間接続」）が133MHz 64bitの1GB/s、UniNorth-GPU（グラフィックカード）との間が4倍速AGP（66MHz×4倍速、64bit）の2GB/s。
UniNorthには他に、GigaBit Ether、FireWire、そしてPCIがぶら下がっており、PCIを介して接続されているI/Oコントローラ（KeyLargo）の先にUltra ATA/66やUSB、サウンドシステムなどがぶら下がる、という構成になってます。

こうしてみると、システムバスが相対的に遅い（例えば、AGP×4が全く活かせてない）ことがわかります。

今回のXserveアーキテクチャーの改良点はここにあり、DDR SD-RAM（PC2100、いわゆるDDR266）の搭載に端的に現れています。
つまり、システムバスは133MHzのままであるのだけれど、（DDR（＝Double Data Rate）というだけあって266MHzに相当する）DDR SDRAMの搭載により、スループットは2.1GB/s（現行の2倍）に向上します。これにより、
・CPU-メモリ間のアクセスが速くなることで演算処理が向上するはず、
・AGP×4を充分活用するできるようになったのでグラフィック性能も（現行よりも）向上するはず、
といった点が期待できます 。

PCにくらべてどうなのかというと、DDR266（PC2100）というのは、特に珍しい訳でも最先端な訳でもありません。実際、今年後半以降、次のDDR333（PC2700）も登場するでしょうし。
ということで、遅ればせながら、というのが正直なところでしょう（笑）。
なお、Athlonなどでは、DDR266のDual Channel構成にすることでメモリアクセスを4.2GB/sとするチップセットも登場しています。（XserveでもDDRをDual Channel構成にするのかな、と密かに期待してましたけど）

　ローカルバス

現行PowerMac G4では、ローカルバスにはPCIを採用しています。ただ、普通のPCI（32bit 33MHzの133MB/s）ではなく、64bit 33MHzの266MB/sになっています。ということで、現行PowerMac G4のPCIスロットも4基すべてが64bit 33MHz仕様となっています。

ただ、ローカルバスに関しても、PCを見ますと、Intel 845系チップセットでも、NorthBridgeとSouthBridge（おおざっぱにいうとUniNorth-KeyLargo間のようなもの）との間は、インテルハブアーキテクチャーにより266MB/sになってます。AMDのAthlonに至っては、HyperTransportにより800MB/sを達成するものもあります。
PCにおけるPCIスロットは、廉価版PCだと32bit 33MHz PCIスロットのみ、そこそこの機種だと32bit 33MHz PCIスロットと64bit 33MHz PCIスロットの両方を搭載、というのが一般的です。

ということで、Xserveでは、ローカルバスにも改良の手が入っており、64bit 66MHzにより533MB/sのスループットに達するPCIスロット2基（Full length）が搭載されています。
これとは別に、 標準構成のXserveでは、GigaBit Etherカードが接続されている32bit 66MHz(= 266MB/s）PCI兼AGPスロットが1基（Half length）。AGPは4倍速で、AGPとして使用するときはライザーカードをかます構成。

といったところで、ローカルバスに関しても、PCに比べても、大幅に進んでいるわけでもない、といったところでしょうか。

なお、この辺の速度を考える目安となるようなPCIカードの用途を挙げておきます。
・Gigabit Etherカードを例にすると、1Gbpsは133MB/s程度なので、いわゆる普通のPCIスロット（32bit 33MHz(= 133MB/s）じゃ飽和しまうので、32bit 66MHz(= 266MB/s）でないと充分に活用できません。
・ SCSIカードを例にすると、Ultra-160 SCSIカード（160MB/s）の場合、1Channel構成の場合でも32bit 66MHz(= 266MB/s）でないと役不足。Dual Channel構成の場合、64bit 66MHzの533MB/sが必要、といった状況です。
（いずれも、理論値ベースの議論です。実際には、HDD側がここまで実行速度が出ません）

　ストレージ

サーバでは一般的なSCSI（Ultra160 SCSI）ではなく、ATAを採用しています。現行PowerMac G4は、ATA66ですが、XserveではATA100となっています。筐体内には4台まで増設可能となっており、独立した4つのチャンネルになっているようです。そりゃそうだろうなあ。
ATAなのにHotplug対応、なので、なにかコントローラがかましてあるのでしょう。

RAIDはSoftwareRAIDとなります（ほんというと、ハードウェアRAIDにしてほしかったな）。

ドライブの選択肢が60GBまたは120GBとなってます（160GB仕様がない）ので、もしかしてBigDrive対応ではないのかな（BigDriveとは、137GBの壁を越えるための規格）。

　その他のI/O

9ピンシリアルポートが搭載されています。シリアルはレガシー、とのことで、Macではとうに切り捨てたはずなのですが、復活してますね。というのは、サーバ用途では、例えばUPS（無停電電源装置）との通信にシリアルポートを使用することがあるからでしょう（UPSが故障した場合シリアル経由でエラー情報が送られると、エラー情報を受けたサーバOSが自動でシャットダウンを実行）。ってことは、Mac OS Xソフトウェアでも実はシリアルをサポートしているのかな。
けがの巧妙（笑）で、DTVにおいてはデバイスコントロールにも使えそうですねえ。 FireWireは3ポート（うち1ポートはフロントなのはうれしい）、IEEE1394a対応なので、400MBpsまで（IEEE1394b対応には時間がなかった??）。

FireWireは3ポート（うち1ポートはフロントなのはうれしい）、IEEE1394a対応なので、400MBpsまで（IEEE1394b対応にはやはり、まだ）。

USBはVer.1。今回もUSB 2のサポートはなし。（まあ、サーバ用途ではどっちでも関係ないけど）。もしかして、IEEE1394b対応を果たさないうちは、USB2（480Mbps）は搭載しないつもりなんでしょうか。

ということで、シロウトながらアーキテクチャーを見てまいりました。間違いだらけでしょうから、ご指摘ください。お待ちしております。　

　最後に、DTVマシンとして...

DTV用途には使うには、BTOで、ATA Radeon 8500を選択（その分、2基のうち2基分のGiagbit Etherカードを外す）。まあ、Radeon 8500よりはGeformance 4 Tiが選択可能だとうれしいのですが。

残り2基のFull lengthのPCIスロット2基（64bit 66MHz(= 533MB/s））が空いてますので、SCSIカード、キャプチャーカードなどを装着できます。

HDDが4台まで内蔵可能なのですが、ベアドライブを購入してきてつなぐだけの現行PowerMac G4に比べて、Xserveでは純正のApple Drive Moduleじゃないとつながらない、となると、コストパフォーマンスが悪くなりすぎることになるのですが、果たして。

24倍速CD-ROMドライブですが、さすがに厚みを考えるとSuperDriveは搭載できなそうですね。

ともかく、サーバとはいうものの、DTV用途にも充分使えそうなスペックで、わたしは、非常に物欲をそそられております（笑）。