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H氏からの手紙
January 1998 MACお宝鑑定団 
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G3-Systembusclock

G3とシステムバスの関係についてNewer社のお話が掲載出来ることになりましたので、ここで公開させていただきます。(1998/02/06)


これまで、システムバスというのは速ければ速いほどよいと信じられていました。それはシステムバス上にL2キャッシュが載っていたからです。つまり速ければ速いほどL2キャッシュに当たったときのスピードが効いたわけです。しかし、現状L2キャッシュはCPUボード上にバックサイドキャッシュとしてあり、L2キャッシュはL3キャッシュとなりました。しかしバックサイドキャッシュが512Kや1Mも載っているので、L3キャッシュは有名無実となりました。つまりG3マシン(カード)ではシステムバスが使われる主な理由はDIMMなのです。

通常DIMMのアクセススピードは70か60nsです。それに対して遅いといわれるマックのマザーボードのシステムバスでも40MHzあり、これでも1クロックで25nsのスピードのアクセスが可能です。つまりDIMMを読み書きするのに、CPUは2回ほど待ちぼうけになるわけです。つまり、DIMMに関する限りマックのシステムバスは十分に速いのです。つまり、システムバスの高速化はナンセンスなのです。

高速の60nsのDIMMの場合、アクセスの遅れ等のマージンを考慮して、65ns程度でアクセスするのが良いとされています。ここがみそなのですが、システムバスが速くても遅くても結局CPUは待ちぼうけになるのだから、最速のアクセスは65nsでアクセスすることなのです。決してシステムバスを高速化することではないのです。その65nsちょうどアクセスするには45MHzがよいのです。45MHzの1クロックは22ns、2回のウエイトがかかって、66nsとなるわけです。これが50nsなどにしたら、どうなるか計算してみましょう。50nsの1クロックは20nsです。2回ウエイトがかかっても60nsです。これでCPUがアクセスすると、空振りぎりぎりです。安全を見て1ウエイトいれると80nsとなります。つまり、システムバスが45MHzだと、66nsでよいものが、高速の50MHzとなると80nsかかります。これで、理屈ではスピードが1割以上変わってきます。

ここらへんの最適化を弊社MAXpowr G3 コントロールパネルにて行うことができます。この最適化を行うと、実際フォトショップ等の実作業でメモリーを多く使うようなものでは、1割強のスピードアップとなります。

他社メーカーはここらへんのことはわからずにむやみとシステムバスを上げているので、メモリーアクセスを空振りしたり、逆に遅くなったりします。

上の内容に関して、G3カードとGossamerにおける基本的なお話をTak氏に解説していただきました。

最初に結論から言ってしまうと、Newerの言っていることは正しいし、それが 現在のG3Cardの中でNewer製品のアドバンテージであることは事実です。 ただし、この結論には条件があります。

それはあくまで「既存のPowerMacに搭載するG3カード」としてのアドバンテ ージでしかないということです。
つまり、Newerが主張するところの、

> 通常DIMMのアクセススピードは70か60nsです。それに対して遅いといわ
> れるマックのマザーボードのシステムバスでも40MHzあり、これでも1クロ
> ックで25nsのスピードのアクセスが可能です。つまりDIMMを読み書きする
> のに、CPUは2回ほど待ちぼうけになるわけです。つまり、DIMMに関する
> 限りマックのシステムバスは十分に速いのです。つまり、システムバスの
> 高速化はナンセンスなのです。

という部分は、あくまで既存の非同期型DRAM(EDOを含む)と、G3カードとい う組み合わせに於いてと言う条件付きなのです。
Newerも言うように、2次キャッシュがシステムバスに同期していた既存Power Macでは、システムバスクロックは重要なファクターでした。
しかし、2次キャッシュがシステムバスから独立したG3カードでは、システム バスのメインの仕事は非同期であるメインメモリへのアクセスとなり、この場 合システムバスのクロックをむやみに上げることは、メインメモリの性能限界 から考えてあまり意味がありません。
それよりも、システムバスとメインメモリのアクセスとの調停が問題になりま す。

さて、ここからが本題です。
では、PowerMacG3はどうなのか?
バスクロックを上げることは意味がないことなのか?
それよりもメインメモリとの調停を考えてバスクロックを調整できる方が速くな るのか?

答は「No」です。

PowerMacG3が採用しているメインメモリはSDRAMであり、その名の通りシ ンクロナスつまりシステムバスに同期しているのです。
早い話が、従来型DRAMとは異なり、空振りなどしないのです。
ということは、メモリのアクセス速度(SDRAMではクロック周波数で表記しま す)が許す限り、システムバスは速い方がいいのです。

だから、G3カードとGossamerをシステムバスのクロックで比較すること自体 がナンセンスだと言えるでしょう。


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