باور ماك جي 5

يُعدّ جهاز Power Mac G5 سلسلة من أجهزة الكمبيوتر الشخصية التي صممتها وصنعتها وباعتها شركة Apple Computer, Inc. من عام 2003 إلى عام 2006 كجزء من سلسلة Power Mac . عند طرحه، كان أقوى جهاز كمبيوتر في تشكيلة Macintosh من Apple ، وسوّقته الشركة باعتباره أول جهاز كمبيوتر مكتبي 64 بت في العالم. ^{[ 1 ]} كما كان أول جهاز كمبيوتر مكتبي من Apple يستخدم هيكلًا من سبائك الألومنيوم المؤكسد ، وواحدًا من ثلاثة أجهزة كمبيوتر فقط في تشكيلة Apple تستخدم معالج PowerPC 970 ، والآخران هما iMac G5 و Xserve G5 .

صدرت ثلاثة أجيال من جهاز باور ماك جي 5 قبل إيقاف إنتاجه كجزء من انتقال أجهزة ماك إلى معالجات إنتل ، مما أفسح المجال لظهور بديله، ماك برو . احتفظ ماك برو بتصميم مشابه لتصميم جي 5 لمدة سبع سنوات أخرى، مما جعله من بين أطول التصاميم عمراً في تاريخ أبل. ^{[ 2 ]}

تم إطلاق جهاز Power Mac G5 رسميًا كجزء من عرض ستيف جوبز الرئيسي في مؤتمر المطورين العالمي في يونيو 2003، حيث طُرح بثلاثة طرازات تشترك في نفس الهيكل الخارجي، ولكنها تختلف في الميزات والأداء. ورغم أنه أكبر حجمًا من جهاز G4 البرجي الذي حل محله، إلا أن الحاجة إلى نظام تبريد معقد اقتصرت على محرك أقراص ضوئية واحد ومحركي أقراص صلبة فقط.

صرح ستيف جوبز خلال عرضه الرئيسي أن جهاز Power Mac G5 سيصل إلى سرعة 3  جيجاهرتز "في غضون 12 شهرًا". لم يتحقق هذا أبدًا؛ فبعد ثلاث سنوات، لم يصل جهاز G5 إلا إلى سرعة 2.7  جيجاهرتز قبل أن يتم استبداله بجهاز Mac Pro الذي يعتمد على معالج Intel Xeon ، والذي ظهر لأول مرة بمعالجات تعمل بسرعات تصل إلى 3 جيجاهرتز. 

خلال العرض التقديمي، عرضت آبل أيضًا حاسوبًا فائقًا يعمل بنظام ماك أو إس إكس (المعروف أيضًا باسم " المجموعة الفائقة") تابعًا لجامعة فرجينيا للتكنولوجيا ، ويتكون من 1100 وحدة من طراز باور ماك جي 5 تعمل كوحدات معالجة. وقد تمكن هذا الحاسوب الفائق من أن يصبح واحدًا من أفضل خمسة حواسيب فائقة في ذلك العام. وسرعان ما تم تفكيكه واستبداله بمجموعة جديدة تتكون من عدد مماثل من خوادم إكس سيرف جي 5 المثبتة في رفوف، والتي استخدمت أيضًا شريحة جي 5 التي تعمل بتردد 2.3 جيجاهرتز. 

يعتمد معالج PowerPC G5 (الذي أطلقت عليه شركة IBM اسم PowerPC 970 ) على معالج POWER4 الدقيق ذي 64 بت من IBM . عند إطلاق جهاز Power Mac G5، أعلنت Apple عن شراكة مع IBM، بموجبها ستواصل IBM إنتاج معالجات PowerPC من معالجات POWER الخاصة بها. ووفقًا للدكتور جون إي. كيلي من IBM، "تهدف هذه الشراكة إلى توحيد جهود Apple وIBM ليحصل عملاء Apple على أفضل ما في العالمين: الإبداع الهائل لشركة Apple والتكنولوجيا المتطورة لشركة IBM. وقد استثمرت IBM أكثر من 3 مليارات دولار أمريكي في مختبر جديد لإنتاج هذه  الرقاقات الكبيرة بقياس 300 مم." وقد لعب هذا المرفق المؤتمت بالكامل في إيست فيشكيل، نيويورك، دورًا محوريًا في استراتيجية IBM الأوسع نطاقًا في مجال الإلكترونيات الدقيقة.

كان معالج PowerPC 970 الأصلي يحتوي على 50 مليون ترانزستور، وصُنع باستخدام تقنية IBM CMOS 9S بتقنية تصنيع 130 نانومتر . وتجمع تقنية CMOS 9S بين تقنية SOI ، والعزل الكهربائي منخفض الثابت العازل، وتقنية التوصيلات النحاسية، والتي طُوّرت في مركز أبحاث IBM في منتصف التسعينيات. وشملت الإصدارات اللاحقة من معالج "G5" معالج IBM PowerPC 970FX (بنفس التصميم الأساسي ولكن بتقنية 90  نانومتر)، ومعالج PowerPC 970MP (الذي يتكون أساسًا من نواتين 970FX على شريحة واحدة). وتشير Apple إلى معالجات PowerPC 970MP ثنائية النواة إما باسم "G5 Dual" (للأجهزة أحادية المقبس ثنائية النواة)، أو باسم Power Mac G5 Quad (للأجهزة ثنائية المقبس رباعية النواة).

تألفت سلسلة Power Mac G5 في عام 2006 من ثلاثة تكوينات ثنائية النواة من معالجات PowerPC G5، والتي يمكنها التواصل عبر تقنية HyperTransport بنصف سرعة الساعة الداخلية. يحتوي كل معالج في Power Mac G5 على مسارين أحاديي الاتجاه 32 بت : أحدهما يؤدي إلى المعالج والآخر منه. ينتج عن ذلك عرض نطاق ترددي إجمالي يصل إلى 20  جيجابايت/ثانية. يتميز المعالج الرئيسي في Power Mac G5 بنواة تنفيذ " متوازية فائقة ، ذات خطوط أنابيب فائقة" قادرة على معالجة ما يصل إلى 216 تعليمة قيد التنفيذ، وتستخدم وحدة SIMD ( AltiVec ) ذات 128 بت و162 تعليمة .

جميع معالجات x86 الحديثة ذات 32 بت، منذ معالج Pentium Pro، مزودة بميزة امتداد العنوان الفيزيائي (PAE)، التي تسمح لها باستخدام عنوان ذاكرة فيزيائي 36 بت لعنونة ما يصل إلى 236 ^بايت (64 جيجابايت) من الذاكرة الفيزيائية ، بينما يستطيع معالج PowerPC 970 عنونة ²⁴² بايت (4 تيرابايت ) من الذاكرة الفيزيائية و ²⁶⁴ بايت (16 إكسابايت ) من الذاكرة الافتراضية . وبفضل معالجه ذي 64 بت (ووحدة إدارة الذاكرة MMU ذات 42 بت )، يمكن للإصدار الأخير من Power Mac G5 استيعاب 16  جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي DDR2 PC4200 ثنائية القناة باستخدام ثمانية منافذ ذاكرة، مع دعم ذاكرة ECC .

• يونيو 2003: الإصدار الأولي بسرعات 1.6 جيجاهرتز أحادي، 1.8 جيجاهرتز أحادي، 2.0  جيجاهرتز ثنائي.
• نوفمبر 2003: تم استبدال جهاز Single 1.8 GHz بجهاز Dual 1.8  GHz؛ وخفض سعر جهاز Single 1.6  GHz.
• يونيو 2004: تم استبدال جميع الطرازات السابقة بمعالجات  ثنائية النواة بتردد 1.8 جيجاهرتز، و2.0 جيجاهرتز، و2.5 جيجاهرتز بتقنية 90 نانومتر . ويُذكر أن طراز 2.5 جيجاهرتز كان أول جهاز كمبيوتر رئيسي مزود بنظام تبريد سائل مدمج.  
• أكتوبر 2004: أُعيد طرح جهاز Single 1.8 الجديد،  بناقل PCI أبطأ بتردد 600 ميجاهرتز بتقنية HyperTransport، ويعتمد على بنية iMac G5 (رقائق U3lite وShasta). الاسم الرسمي الذي أطلقته آبل على هذا الجهاز هو "Power Mac G5 (أواخر 2004)".
• أبريل 2005: زيادة سرعة المعالج: من معالج ثنائي النواة 2.5  جيجاهرتز إلى معالج ثنائي النواة 2.7  جيجاهرتز (PCI-X، تبريد سائل أكثر موثوقية )، ومن معالج ثنائي النواة 2.0  جيجاهرتز إلى معالج ثنائي النواة 2.3  جيجاهرتز (PCI-X)، ومن معالج ثنائي النواة 1.8  جيجاهرتز إلى معالج ثنائي النواة 2.0  جيجاهرتز (PCI). وشملت الميزات الجديدة محركات أقراص SuperDrive ثنائية الطبقات بسرعة 16x في جميع الطرازات، وزيادة سعة التخزين لتصل إلى 800  جيجابايت في الطرازات المتطورة. أما المعالج  أحادي النواة بسرعة 1.8 جيجاهرتز فلم يطرأ عليه أي تغيير.
• يونيو - يوليو 2005: تم إيقاف إنتاج طراز Single 1.8 في الولايات المتحدة وأوروبا.
• أكتوبر 2005: التحول إلى المعالجات ثنائية النواة: معالج ثنائي النواة 2.0  جيجاهرتز ← معالج ثنائي النواة 2.0  جيجاهرتز، معالج ثنائي النواة 2.3  جيجاهرتز ←  معالج ثنائي النواة 2.3  جيجاهرتز، معالج ثنائي النواة 2.7 جيجاهرتز ← معالج ثنائي النواة 2.5  جيجاهرتز (يُطلق عليه اسم Quad Power Mac G5، بأربعة أنوية معالجة)، جميعها مزودة بذاكرة DDR2، وتوسعة PCI Express بدلاً من PCI-X . ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} ظل طراز PCI-X الأقدم ثنائي النواة 2.7  جيجاهرتز متاحًا لفترة، ولكن تم إيقاف إنتاج طرازات النواة الواحدة الأبطأ على الفور.
• أغسطس 2006: تم استبدال جهاز Power Mac بجهاز Mac Pro الذي يعمل بمعالج Intel .

بحسب شركة آبل، فإن جميع هذه الطرازات قديمة. ^{[ أ ] [ 6 ]}

تعاني الإصدارات الأولى من حواسيب G5 ثنائية المعالج من مشاكل في التشويش . أولها التداخل الناتج عن حلقة التأريض ، ^{[ 13 ]} والذي يتسبب أحيانًا في تسرب التشويش إلى مخارج الصوت التناظرية. تم إصلاح هذا الخلل في الإصدار B من G5.

نشأت مشكلة الضوضاء الثانية من صوت "الزقزقة"، الذي قد ينتج عن تقلبات في استهلاك الطاقة. على سبيل المثال، يتسبب استخدام برنامج Exposé في سماع زقزقة قصيرة. ^{[ 14 ]} يتمثل أحد الحلول الشائعة في تعطيل ميزة "الراحة" لوحدات المعالجة المركزية باستخدام أدوات CHUD من Apple ، لكن Apple لم توصِ بهذا الحل. لم تُحل مشكلة الضوضاء هذه إلا مع إنتاج الجيل ثنائي النواة من أجهزة G5، إلا أنها لم تؤثر على طراز "أواخر 2004" (على الأقل لم ترد أي تقارير بهذا الشأن). نُسب تقلب استهلاك الطاقة لاحقًا إلى نقص ميزات إدارة الطاقة في المعالجات أحادية النواة. ^{[ 15 ]} في النهاية، نشرت Apple معلومات حول خلل الزقزقة على موقع الدعم الخاص بها. ^{[ 16 ]}

على الرغم من أن مشاكل الضوضاء لم تمنع أجهزة الكمبيوتر المتأثرة من العمل، إلا أنها كانت مشكلة بالنسبة للمحترفين والهواة في مجال الصوت، وخاصة بالنسبة للطرازات المبردة بالسوائل، والتي تم تصميمها خصيصًا لتكون هادئة ميكانيكيًا للمستمعين المميزين.

من المشاكل الشائعة في أجهزة G5 أحادية المعالج التمدد والانكماش الدوري للوحة معدنية ملحومة بلوحة المنطق التي تربط جميع فتحات ذاكرة الوصول العشوائي الثمانية. قد يؤدي ذلك في النهاية إلى عدم تعرف الكمبيوتر على ذاكرة الوصول العشوائي، وبالتالي رفضه الإقلاع. تشمل الحلول إعادة لحام اللوحة، أو تعريض الجانب الآخر من لوحة المنطق للحرارة باستخدام مسدس حراري. يُعد الخيار الأخير أسهل بكثير، إذ لا يتطلب لحامًا ولا إزالة لوحة المنطق من الكمبيوتر.

جميع طرازات المعالجات الثنائية بتردد 2.5  جيجاهرتز و2.7 جيجاهرتز، بالإضافة إلى طراز المعالج الرباعي بتردد 2.5 جيجاهرتز، كانت مزودة بنظام تبريد سائل يتألف من مشعاع ومضخة تبريد ومبادلات حرارية مثبتة على المعالجات. صُنع نظام التبريد هذا بواسطة شركة دلفي أوتوموتيف ، وهي قسم هاريسون رادياتور التابع لشركة جنرال موتورز سابقًا . كانت هذه خطوة جريئة من آبل، وكان من المفترض أن تسمح باستخدام معالجات فائقة السرعة، مما يمنح آبل ميزة في كل من الأداء والموثوقية، إلا أن النظام تبين أنه عرضة لتسرب سائل التبريد، والذي تفاقم بسبب استخدام سائل التبريد جنرال موتورز ديكس كول، وهو أكثر تآكلًا من سائل التبريد المستخدم في السيارات. ^{[ 17 ]} إذا لم يُكتشف التسرب في الوقت المناسب، فقد يؤدي إلى تلف المعالجات ولوحة المنطق ووحدة تزويد الطاقة، بل وحتى تآكل الغلاف المصنوع من الألومنيوم نفسه. في حين أنه كان من الممكن أحيانًا اكتشاف التسرب من خلال قطرات سائل التبريد الأخضر داخل الجهاز أو أسفله، إلا أن التسرب في العديد من الأجهزة كان طفيفًا لدرجة أنه كان من المستحيل تقريبًا اكتشافه دون تفكيك الكمبيوتر بالكامل. كان طراز 2.7 جيجاهرتز فقط مزودًا بنظام تبريد سائل من باناسونيك، والذي كان أكثر موثوقية بكثير. ^{[ 17 ]}   

يتم وضع نظام التبريد السائل في الهيكل حيث توضع مشتتات الحرارة عادةً، لذلك لا توجد طريقة سهلة للتمييز بين الإصدارات المبردة بالسوائل والإصدارات المبردة بالهواء، على الرغم من أن معظم الأجهزة المبردة بالسوائل، وليس كلها، تحتوي على ملصق داخلي يحذر من احتمالية التسرب.

• قائمة طرازات ماكنتوش مصنفة حسب نوع وحدة المعالجة المركزية

• آرس تكنيكا: نظرة داخل جهاز باور بي سي 970
• آرس تكنيكا: نظرة موجزة على معالج PowerPC 970
• مراجعة موقع Ars Technica: جهاز Power Mac G5 ثنائي النواة بسرعة 2.5 جيجاهرتز
• Forevermac.com: جهاز باور ماك جي 5 رباعي النواة بسرعة 2.5 جيجاهرتز