Процессор POWER6

Основные особенности процессоров POWER6, POWER7

МВС на базе процессоров фирмы IBM POWER6, POWER7

Основными «строительными кирпичиками» МВС фирмы IBM в настоящее время являются процессоры POWER6 и POWER7.

На рис. 31 представлена временная последовательность разработок и основные особенности процессоров для МВС линии POWER4, POWER5, POWER6, POWER7.

Рис. 31. Временная последовательность разработок и основные особенности процессоров фирмы Intel для МВС линии POWER4, POWER5, POWER6, POWER7.

Основные характеристики:

два ядера;

технологический процесс 65-нм;

максимальная тактовая частота — 4,7 ГГц;

количество транзисторов — более 790 млн.;

площадь — 341 кв. мм;

год выпуска – 2007.

На рис. 36 приведена структура процессора POWER6.

Рис. 32. Структура процессора POWER6.

Интерфейс ввода-вывода - 4 байта при чтении, 4 байта при записи. Может работать на ½ или 1/3 или 1/4 частоты процессора. Оперативная память - 400, 533, 667 (800) MHz DDR2 или 1066 MHz DDR3.

У процессора два суперскалярных ядра с поддержкой «одновременной многопотоковости» (Simultaneous Multithreading, SMT). Каждое ядро включает в себя два арифметических целочисленных устройства, два арифметических устройства с плавающей точкой и одно устройство для десятичной арифметики. Система команд POWER6 дополнена 50 новыми командами для выполнения десятичных операций и операций перевода из десятичной системы в двоичную и обратно. Процессор снабжен кэш-памятью второго уровня на 8 Мбайт. Предусмотрена поддержка общей для обоих ядер кэш-памяти третьего уровня емкостью до 32 Мбайт, двух контроллеров памяти, а также двухуровневого коммутатора SMP (Symmetric Multiprocessing). Процессор поддерживает наборы команд AltiVec (операции с плавающей точкой, выполняемые в режиме SIMD) и векторные операции ViVA-2 (Virtual Vector Architecture). На рис. 37 приведена упрощенная схема работы конвейера ядра.

Рис. 33.

Особо стоит отметить достижения, связанные с уменьшением энергопотребления. При удвоении производительности по сравнению с пройессором POWER5 за счет того, что частота увеличилась вдвое, а длину конвейера (показатель, определяющий супескалярность) удалось оставить прежней, рассеиваемая мощность осталась прежней.

Латентности кэш-памятей и оперативной памяти приведены в твблице 1.

Таблица 1.

L1	2 cycles	75 / 37,5 GB/s
L2	20-26 cycles	150 / 75 GB/s
L3	160 cycles	18,8 / 18,8 GB/s
Memory	450 cycles	4+ GB/s / core

Фирма IBM следует утверждению "Невозможно увеличить производительность системы, просто удваивая количество ядер на одном кристалле. Совершенно необходимо поднимать как рабочую частоту процессора, так и пропускную способность шины оперативной памяти".

Реализовав процессор POWER6, фирма IBM обошла фирму Intel в "гонке за гигагерцами" т.к. одноядерные процессоры фирмы Intel работают на частотах, не превышающих 3,8 Ггц, а новые поколения многоядерных процессоров немного преодолевают барьер в 3 Ггц.

Дата добавления: 2014-01-04