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芯年展望3:八核心POWER7小型机处理器

  【编者按】虽然可能有人会反对,但至少在今天,甚至在未来的十年、二十年,芯片仍然是驱动服务器产品技术进步的最核心动力。就象汽车不能没有发动机,服务器不能没有自己的“芯”。对于服务器来说,2010年将会是其芯片历史上的一个大年,因为,这一年,我们会迎来近十款重量级芯片的发布,其中有第一款32纳米服务器处理器Westmere-EP、有第一款12核芯片AMD皓龙6100、有第一款单核心功耗小于6瓦特的X86芯片AMD皓龙4100,有性能最牛的“巨无霸”IBM POWER7,有姗姗来迟的Tukwila安腾,也有将会开创X86多路服务器新纪元的Nehalem-EX,有Nvidia的全新一代架构GPU“Fermi”,还有国人广泛关切、期待已久的龙芯3号。在本专题中,IT168服务器频道将会为大家一一介绍这些承载着希望与梦想的新产品,让我们一起走向虎年的“芯之旅”。 [专题]

  虽然英特尔将于2010年推出的针对八路以上X86服务器市场的Nehalem-EX芯片,矛头直指RISC小型机服务器,但小机阵营并没有停止脚步,IBM的POWER7就非常非常值得期待,它将取代IBM于三年前推出的POWER6处理器。

  Power6是一款65nm、双核心、每核心双线程、超高主频的处理器,而Power7将升级为45nm工艺和八核心,每核心四线程,且每个MCM(Multi Chip Module)多芯片模块上有两个芯片,即每模块16核心、64线程。可见Power 7是一款面向多核、多线程的处理器。跟POWER6相比,Power7无论生产工艺、核心数量、浮点性能都会大幅提升,在能耗相同的情况下可以将性能提高1-2倍。

  不过,值得一提的是,虽然POWER6的主频高达5GHz,但POWER7的主频不会再有惊艳表现,预计在3-4GHz,主频降低是为了保证8个核正常工作,以免主频太高而导致发热量太大。其实,CPU的发展有两条路,一是让单核性能越来越强,二是多核设计。但这两方面都有各自的副作用,前者随着主频的提升,散热、稳定性问题也会越来越突出,后者则会牺牲单核性能,使得一些需要高主频的单线程应用会受到一定影响。显然,IBM希望在这两者之间寻求一个非常好的的市场平衡点。

  POWER7与POWER6的对照表:

IBM POWER6与POWER7处理器规格对照表
比较
POWER6
POWER7
发布时间
2007年5月
2010年上半年
内核数
2
每MCM(Multi Chip Module)多芯片模块上有2个芯片,每芯片有4核,6核,或8核
主频
3.5, 4.2,4.7,5.0 GHz
约在3GHz~4GHz之间
多线程
每核2线程,每芯片最多4线程
每核4线程,每芯片最多32线程,每MCM有64线程
晶体管数
7.9亿
12亿
生产工艺
65nm
45nm
L2缓存
每核4MB,但也可被另外的内核快速访问
每核256KB
L3缓存
通过80 GB/s 总线共享非片上32MB缓存
片上共享32MB
核心面积
341平方毫米
567平方毫米
执行单元
2个整数单元(integer units)
2个二进制浮点单元(binary floating-point unit)
1个AltiVec单元,加速多媒体任务
1个十进制浮点单元(decimal floating-point unit)
ViVA-2(虚拟矢量架构,Virtual Vector Architecture),可将多个POWER6节点整合起来用作单一的矢量处理器。
每核有12个执行单元:
2个整数单元(fixed-point units)
2个加载存取单元(load/store units)
4个双精度浮点单元(double-precision floating-point units)
1个向量/标量扩展浮点单元(vector unit supporting VSX)
1个十进制浮点单元(decimal floating-point unit)
1个分支单元(branch unit)
1个条件寄存器单元(condition register unit)
扩展性
每颗POWER6处理器通过两条内部节点链接(50GB/s)最多可连接31个其他处理器。
最多扩展到32路,每芯片SMP带宽为360GB/s
IT168服务器频道整理,2009年12月

  延伸阅读:

  从POWER1到POWER7 IBM处理器20年简史

  http://server.it168.com/a2009/0722/610/000000610509.shtml

  POWER7处理器架构深度分析

  http://server.it168.com/a2009/0831/671/000000671333.shtml

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