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从POWER1到POWER7 IBM处理器20年简史

POWER6

    目前IBM服务器中大量使用的POWER6处理器于2007年5月21日发布。它向POWER家族增加了VMX,并引入了第二代IBM ViVA(ViVA-2),这是自POWER3升级到POWER4那会以来POWER家族最大的一次变化。基于65纳米工艺制造的POWER6不仅也采用双核心设计,而且它的主频高达5.0 GHz。POWER6还拥有了非常先进的芯片间通信技术。另外,其功耗也几乎与前代的POWER5相当,但性能却翻了一番。

   作为POWER5的继任者,POWER6微处理器是IBM eCLipz计划的成果,该计划的目的是为了将过去IBM三大产品系列——i系列、p系列和Z系列服务器硬件整合到相同的POWER平台上面来。POWER6于2007年5月21日正式发布。

    POWER6大约集成了7.9亿颗晶体管,大小为341平方毫米,采用65纳米制程工艺。2007年6月8日IBM推出的POWER6主频为3.5GHz、4.2GHz和4.7GHz,2008年5月,IBM推出了主频5.0GHz的POWER6芯片,不过,IBM也曾透露过,POWER6其实可以做到6GHz。

    该芯片采用双核心设计,拥有128KB L1缓存(其中64KB数据和64KB指令)。每个内核拥有一个4MB的“半共享”L2缓存,即该缓存虽然被分配给某个内核,但其余内核也可以快速地访问它。POWER6的两个内核拥有32MB大容量L3缓存,不过是off die的,中间通过80GB/s的总线连接。

    每个内核拥有2个整数单元、2个二进制浮点单元,还有一个全新的十进制浮点单元,可以实现两路同步多线程(SMT)。

    POWER6还有一个能够加速许多多媒体任务的AltiVec单元,完全兼容Power ISA v2.03指令集。通过对多个数据元素执行同一条指令,AltiVec能够提高处理器的数据处理效率。这将有助于台式机执行音频和视频任务,而服务器在运行基因数据处理等高性能计算任务的效率也会提高。

    POWER6也利用了ViVA-2(虚拟矢量架构,Virtual Vector Architecture),可以将多个POWER6节点整合起来用作单一的矢量处理器。

    通过两个节点连接通道(50GB/s),POWER6可以连多达31个处理器,每核支持10个逻辑分区(每系统可以达到254个分区)。POWER6还包括了许多用于增强可靠性、改善能效的创新技术,如将大型主机中的一些高端可靠性特性移植到了Power6,旨在在软件停止运行前发现和修正尽可能多的漏洞。在每个时钟周期,芯片内核会记录它存储的全部数据。

   为了满足不同应用的需求,IBM没有推出不同版本的POWER6处理器,而是通过芯片的可定制化配置来实现,如0,1或2个片上L3缓存控制器、1或2个片上内存控制器等。

    截止到2008年,IBM使用POWER6的服务器包括Express系列的520、550和560,Enterprise系列的570和595。这些不同型号的服务器可以满足不同规模的客户需求。比如,520 Express主要针对中小企业,而Power 595则是面向大型、多任务处理的数据中心。在Express和Enterprise之间的区别主要在于,后者包含了CUoD(Capacity Upgrade on Demand,按需扩展)和热插拔处理器/内存等特性。

   此外,IBM还提供支持POWER6的刀片服务器——JS12和JS22。JS12配置两个3.8GHz POWER6内核,而JS22有4个4.0GHz的内核。这些刀片都支持AIX、i和Linux操作系统。刀片机箱BladeCenter S和H都可以支持运行这三类操作系统的刀片,而BladeCenter E,HT和T机箱只能支持AIX和Linux,不能支持i操作系统。

     在2007年的国际超算大会SC07上,IBM又推出了一款新的采用水冷技术的Power 575。575由多个2U节点组成,每个节点配置32个4.7GHz的POWER6内核、最大内存为256GB,即在一个575机柜中,可以最多支持448个核。
 

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