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从POWER1到POWER7 IBM处理器20年简史

附:1980-2006年POWER架构大事记

1980年

IBM 发布了第一台基于 RISC(精简指令集计算机)架构的原型机。早在上世纪 70年代初,基于 IBM 科学家 John Cocke 的发明,RISC 的理念大大简化了计算机操作指令,加快系统运行速度,使得计算机性能得到大幅度提升。如今,RISC 架构已经广泛应用于众多工作站和 UNIX 服务器系统中,并被看作是未来主流的计算架构。

1990 年

IBM 推出基于 RISC 系统、运行 AIX V3 的新产品线 RS/6000(现在称为 IBM eServer p 系列)。该系统架构后来被称为 POWER(POWER1),意为增强 RISC 性能优化(Performance Optimization With Enhanced RISC)架构。

1991年

IBM 和苹果、摩托罗拉公司达成一系列合作协议,内容包括:推出支持苹果 Macintosh 个人电脑与 IBM 网络相连的全新产品;推出面向 PC 机和低成本工作站的 RISC 架构 PowerPC 处理器;形成一个开放的系统环境,保证 IBM AIX 和苹果 Macintosh 软件程序在两家公司设计的 RISC 系统中都能运行。此外,开放的系统环境包括其他一些技术协议。

1993 年

IBM 推出可升级的 POWER 并行系统,这是第一款采用 RS/6000 技术,基于微处理器的超级计算机。在该系统中,IBM 首次应用多处理器技术,可将复杂密集的任务进行分解,大大加快了计算机的运算速度,开创了业界先河。

IBM 和摩托罗拉公司推出 PowerPC 601 处理器,该处理器是与苹果共同开发的。PowerPC 上集成 280 多万个晶体管,主频为 50 MHz。 IBM 还发布了 66 MHz 的 POWER2 处理器,首先应用于 RS/6000 系统。

1994 年

IBM 推出可升级的 POWER 并行系统 2 (Scalable POWERparallel,SP2)。美国康乃尔理论研究中心配备了 SP2 超级计算机,运行速度高达 1360 亿次/秒。欧洲粒子物理学实验室(CERN)采用一款64节点、运行 AIX 系统的 IBM SP2,速度位于欧洲前列。

IBM 成功研发出新一代 PowerPC 604 处理器,其强大的处理性能在批量生产的处理器产品中处于领先地位。IBM 技术人员还推出了业内最快的“无损”数据压缩芯片,每秒钟能处理 40 MB 数据。

7 月,IBM 交付第一百万个 PowerPC 601 处理器。

IBM还发布首个基于 Power 架构的嵌入式控制器 PowerPC 403GA。

1995年

PowerPC64 位 RISC 处理器开始应用于 IBM AS/400 操作系统中。 8 月,苹果公司推出首款基于 Power 架构的笔记本电脑 PowerBook 500,它采用 IBM 的 PowerPC 603e 处理器 。

1996年

IBM 推出全新的 32 位 POWER2 超级芯片(P2SC),主频达 135 MHz ,首先应用于 RS/6000 系统。基于 POWER2 架构的 P2SC 采用了高密度 CMOS 技术,单个芯片上集成 1500 万个晶体管。

1997年

IBM“深蓝”超级计算机在经过多局较量后,击败了国际象棋冠军 Garry Kasparov。“深蓝”是一款 32 节点的 IBM RS/6000 SP 计算机,处理器采用 32 位 P2SC,运行 AIX 操作系统。在比赛期间,“深蓝”的平均运算速度为每秒 1 亿 2600 万步。目前,这台超级计算机被安放在美国华盛顿特区的史密森国家博物馆内。 IBM 为美国国家宇航局提供一款 32 位的 PowerPC 微处理器,其运算速度可达每秒 3500 万次,主要用于火星探测计划。经过洛克希德马丁实验室改造后,最终形成可抗辐射的 RAD 6000 芯片,植入火星登陆车 Sojourner Rover 内部的计算机系统中。

1998年

由 IBM 和美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室共同研发的“蓝色太平洋”超级计算机问世。这台计算机采用 PowerPC 604 处理器,主频高达 332 MHz,系统包含 176 个节点,最高运算速度为每秒 3.9 万亿次(比一般台式电脑快 1.5 万倍),存储容量超过 2.6 TB (是普通 PC 机的 8 万倍)。“蓝色太平洋”一秒钟内的计算量相当于一个人使用计算器连续计算 6 万 3 千年的总和。

IBM 推出世界上第一组基于铜的微处理器 PowerPC 740/750,工作频率为 400 MHz。由于使用了铜芯片技术,处理性能提高了近 1/3。

全新 64 位 POWER3 处理器将 POWER2 架构(P2SC) 与 PowerPC 架构相结合,并对技术应用进行了优化。POWER3 的最高运算速度可达每秒 200 万次,比“深蓝”所采用的 POWER2 超级芯片快出一倍多。

IBM 还公布了首个基于 Power 的嵌入式系统芯片(SoC)内核。不久之后,PowerPC 405 内核也将同其他 IP 相结合,形成嵌入式 SoC 微处理器和基于 Power 的特定应用集成电路(ASIC)解决方案。

1999年

IBM 研究院投资 1 亿美金开发一种新型的 Power 架构超级计算机。这种名为“蓝色基因”的计算机峰值速度超过 1 Peta FLOP,比当时最快的超级计算机高出 500 倍。它将被用来模拟复杂蛋白质的折叠。

自正式推出铜芯片一年后,IBM 交付了第一百万个铜技术 PowerPC 芯片。 6 月,IBM 发布了第一个基于 405 内核的系统芯片 PowerPC 405GP。下半年,IBM 即推出了再下一代嵌入式 PowerPC 内核。

IBM 与任天堂公司共同宣布了一项价值 10 亿美元的技术协议,IBM 将为任天堂的下一代家庭游戏机 GAMECUBE 提供增强版 PowerPC 芯片。新产品性能将超出任何其他家庭游戏系统,为玩家呈现更佳的图像效果和更逼真的动作画面。

2000年

IBM 宣布将高速 PowerPC 处理器与电视机顶盒(STB)组件一起整合到一个“单芯片系统”上,从而在系统性能、价格和设计等方面为机顶盒厂商带来竞争优势。该单芯片系统拥有众多的先进应用,并能帮助三星等公司灵活应对不断变化的客户需求。 同年,IBM 将 RS/6000 更名为 IBM eServer p 系列。

2001年

IBM 新一代超机计算机“ASCI White”在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室投入使用,运算速度高达每秒 12.3 万亿次,主要用于模拟核爆炸试验。作为美国国家核安全管理局 (NNSA)提高战略运算能力计划(ASCI)的组成部分,该系统强大的运算能力可以在不到 1 分钟时间内处理地球上每个人发出的一次互联网操作请求。

在经过 5 年潜心研发后,IBM 推出世界上最强大的 UNIX 服务器— eServer p690(“Regatta”)。新系统基于先进的 POWER 4 处理器,集成了多项主机技术。由多台 p690 服务器连接而成的超级计算机拥有 1000 多个 POWER 4 处理器,能够完成最为复杂的运算任务。

索尼、东芝和 IBM 宣布合作,共同开发一种用于宽带设备的高级芯片架构,这款代号为“CELL”的芯片将采用业界非常先进的芯片研发和制造技术。应用该产品的设备性能将超过 IBM“深蓝”超级计算机,并能以更低的功耗实现超高速宽带上网。

2002年

IBM 推出 64 位 PowerPC 970 处理器, 这款高性能产品可应用于普通台式机、入门级服务器等多种环境中。64 位的 PowerPC 970 芯片基于 POWER 4 服务器架构,采用独特的单指令多数据流(SIMD)单元,拥有超强处理性能。此外,它还采用了“Elastic I/O”内部总线结构,这是业界最快的处理器总线之一。

IBM 推出速度更快的 POWER4+ 。截至 2003 年,POWER4+ 已经应用于全部 pSeries 产品线。

IBM 推出 32 路 eServer iSeries 890 服务器,其处理性能为 i840 的两倍,采用 1.3 GHz POWER 4 处理器,单个芯片上集成了 1 亿 7400 万个晶体管。

IBM 还推出嵌入式 PowerPC 440GP 和 PowerPC 440GX 处理器,主要运行嵌入式网络和存储应用。PowerPC 440GX 拥有 TCP/IP 负载加速功能,在全部的 5 项 EEMBC 基准测试中得分均高于任何其它的“单芯片系统”处理器。

2003 年

IBM 宣布一个有关 32 位嵌入式 PowerPC 内核的公开授权计划。

IBM 和苹果公司联手推出世界上第一款 64 位台式机处理器—PowerPC G5,工作频率达 2.0 GHz。苹果公司称新的 Power Mac G5 电脑是“世界上最快的个人电脑”。

IBM 宣布推出划时代的“Blue Gene/L”原型机。这款超级计算机尺寸仅相当于 30 英寸彩电大小,它的问世将为科学界和 IT 业发展带来深远影响。最终版“Blue Gene/L”超级计算机将于 2005 年诞生,占地面积相当于半个网球场,总共包含 65536 个节点(PowerPC)和 64 个机架,预计其峰值速度将达到 360 Tera Flops。

IBM 宣布 eServer pSeries 630 将采用 POWER4+ 处理器。等到 eServer pSeriesp615 发布后,POWER4+ 已经应用于全部 pSeries 产品线。

IBM 推出首款采用 64 位 PowerPC 技术的刀片服务器 BladeCenter JS20,扩大了客户的选择范围,提高投资回报率,实现快速经济的计算性能扩展。

IBM 推出全新的 PowerPC 750GX。与 PowerPC 750 相比,新产品的二级缓存扩大了一倍,由原先的 512KB 变为 1MB。

2004年

IBM 宣布开发出一种制造低功耗、高性能微处理器的新方法,首次把绝缘硅(SOI)、应变硅和铜制程三种技术工艺结合在一起。64 位 PowerPC 970FX 成为首款采用新技术生产的处理器产品,并在业内评选中荣获大奖。

IBM 交付第 4000 台 eServer p690 服务器,该产品基于 POWER 架构,是世界上最受欢迎的 UNIX 服务器。

IBM 发布“Power Everywhere”战略,围绕 POWER 架构开展一系列合作计划,并建立 POWER 技术创新社区。从全球最强大的企业系统、超级计算机到普通游戏机、嵌入式设备,POWER 架构已经广泛应用于各类产品中。

索尼公司宣布取得 IBM Power 处理器架构授权。索尼表示,POWER 产品丰富的功能和低功耗、高性能的特点将使其成为客户设备的首选。

IBM 推出业界首款基于 Power 架构的刀片服务器—eServer BladeCenter JS20。

IBM 在全球范围内建立 Power 架构中心,为客户设计 POWER 系统提供支持。

IBM 推出一项创新的软件技术,帮助客户开发先进的 Power 架构处理器,并对设计流程进行整合,以实现更快速、更经济的研发目标。

IBM 正式发布新的 eServer i5 服务器,这是世界上第一台采用 POWER5 处理器的服务器产品。具有划时代意义的 POWER5 是 IBM 有史以来最强大的 64 位处理器。

IBM 推出基于 POWER 5 处理器的 OpenPower 720 服务器,相对于 HP 和 Sun 的入门级 UNIX 和 Linux 系统而言,这款 Linux 专用服务器有着明显的价格优势。

IBM 在其 developerWorks 网站上(www.ibm.com/developerWorks) 开辟了 Power 架构技术专区,为众多基于 POWER 平台的芯片设计人员、验证工程师、嵌入式系统及软件研发人员提供丰富的技术资源。

IBM 推出基于POWER 架构的 TotalStorage DS6000 和 DS8000 存储系统。

IBM 推出三款全新的 POWER 5 服务器,树立起高端计算领域的新标准。其中,IBM eServer p5 595、eServer i5 595 拥有强大的处理性能和虚拟能力,而 32 路的 IBM eServer p5 590 和 eServer pSeries p690 相比,速度高出 45%,价格则降低 45%。

在网络设备市场上,Power 架构服务器占据了三分之二的市场份额。

自 2004 年 4 月以来,已有超过 1400 名研发人员加入了 Power 架构团队。

IBM“Blue Gene/L”超越日本 NEC 公司的地球模拟器,成为世界上速度最快的超级计算机。在Linpack基准测试中,IBM“Blue Gene/L”系统的性能达到 360 Tera Flops,刷新了地球模拟器在 2002 年创造的 35.86 Tflop 的世界记录。

在全球排名前 10 位的超级计算机中,共有 5 台采用了 Power 架构,比第二位高出一倍。

IBM 预发布新的高密度 POWER 5 服务器系统— IBM eServer p5 575。该产品可以通过简单的集群方式组成高性能超级计算机,为未来超级计算机的发展指明了方向。

IBM 宣布,基于 POWER 5 处理器、运行 DB2 通用数据库的 IBM eServer 服务器在 TPC-C 基准测试中突破了每分钟 300 万次的处理极限,创造了新的世界纪录。

2005年

10 月,IBM 发布 System p5 产品线,采用基于POWER5处理器的增强版——POWER5+处理器,并提供一系列更优化功能。产品一经推出,就打破 15 项计算领域的世界纪录。

新的POWER5+处理器被称为“片上服务器”(server on a chip),它包括 2 个处理器,一个高带宽系统交换器,一个更大高速缓存和 I/O 界面。最新的 POWER5+有 1.5 和 1.9 GHz 两个主频选择,最大 72 MB 板上高速缓存,支持逻辑分区技术,可使 System p5 为用户提供更强大性能,而占用面积更小。

发布 QCM 技术,即四处理器内核模块。

2006年

2 月,发布破多项记录的 System p5 中端产品,最大限度满足用户对产品不同定位的需求。截至本次发布,System p5 产品所取得的世界记录已经达到 70 余项,其动力主要来自以全新 2.2 GHz POWER5+处理器为代表的 POWER 处理器,和显著提高计算密度的 QCM(4 内核处理器模块)处理器封装技术,后者可使产品在紧凑空间中成倍增加了计算能力。
 

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