11. I Macintosh Quadra

I Quadra e il 68040

Nella serie Quadra fa la sua comparsa il Motorola 68040, che incorpora le funzionalitý di CPU, FPU e PMMU in un chip quadrato di soli 1,2 cm di lato, ma che contiene ben 1,2 milioni di transistor microminiaturizzati: quattro volte pi˜ che nel 68030 e sei volte pi˜ che nel 68020. Dato che questo componente richiede 5 watt di potenza (pi˜ di quanto impiega il PowerBook 140 per funzionare con schermo e disco rigido in azione), viene montato con una specie di cappella che funge da dispersore del calore generato. La grande velocitý del 68040 deriva dalla sua peculiare architettura chiamata in gergo pipeline, e cioË ìa oleodottoî: questa CPU in ogni momento decodifica ed esegue pi˜ istruzioni contemporaneamente, in un modo che ricorda un poí una catena di montaggio. Ciascun componente del chip lavora indipendentemente dagli altri, ed esegue la sua parte di lavoro mentre anche tutti gli altri sono allíopera sullíaltro, e non deve aspettare che un compito (líesecuzione di una istruzione) sia terminata prima di iniziare a lavorare sulla successiva. La FPU incorporata ha alcune limitazioni: infatti, non Ë in grado di eseguire alcune delle operazioni che caratterizzano un coprocessore matematico esterno. Apple ha incluso una soluzione software nelle ROM del Quadra: algoritmi programmati eseguono le funzioni trascendenti (trigonometriche, esponenziali, logaritmiche e iperboliche) che il 68040 non tratta direttamente. Va detto che il 68040 esegue le operazioni matematiche di cui Ë capace sino a dieci volte pi˜ in fretta della combinazione 68030/68882. Le funzioni trascendenti demandate al software sono eseguite a una velocitý paragonabile a quella di un 68882 da 33 MHz. Le cache per istruzioni e dati sono espanse a 4096 byte ciascuna, ma ora operano in modalitý copy-back, e cioË trascrivono il loro contenuto nella memoria principale solo su esplicita richiesta. Per questo motivo sono frequenti problemi di compatibilitý con quelle applicazioni che non seguono le raccomandazioni di Apple -- non pochi, e Microsoft Office in testa. Se una applicazione modifica il codice (con codice automodificante o rilocando il codice) il 68040 ne esegue la copia nella cache, e non la nuova versione in memoria, e quindi finisce per comportarsi in modo diverso da quanto previsto dallo sviluppatore. Apple disapprova, come dicevamo, le tecniche che portano a questa incompatibilitý, e non intende abbassare le prestazioni dei Quadra con líintroduzione di soluzioni (come líuso della tecnica write-through) che salvino le applicazioni scritte male a prezzo di una caduta di performance. Apple fornirý un pannello di controllo (cdev) che disabilita completamente le cache del 68040 per alcuni mesi, in modo da permettere agli sviluppatori di correggere eventuali problemi nel loro codice; ha fatto circolare 150 prototipi del computer Quadra perchÈ i principali programmatori potessero adeguarsi prima dellíannuncio ufficiale; e ha messo a disposizione un intera sala piena di Quadra per le prove, presso la sua sede. Per aiutare gli utenti a destreggiarsi tra applicazioni colpevoli, Apple fornirý con i Quadra una lista del software e dello hardware compatibile.