IBM представляет новый мощный процессор Power7 и системы на его основе

заключительный этап обновления линейки серверов на Power 7

В начале этого года IBM официально представила на рынке свой новый процессор Power 7, который все с нетерпением ждали ещё с 2009 года, в том числе и основные конкуренты компании (Oracle, Microsoft и HP), и уже в феврале появились первые вычислительные системы на базе этого процессора: Power 750, Power 755, Power 770 и Power 780. Напомним, что Power 7 производится по 45-нанометровому техпроцессу, оснащён восемью ядрами, каждое из которых способно выполнять четыре потока команд, а диапазон тактовых частот составляет 3—4,14 ГГц.

Так, представители IBM затронули тему нехватки электроэнергии в отдельно взятых регионах Москвы, которая ведёт к невозможности расширения IT-инфраструктуры, поддерживающей растущий бизнес. Для компаний, потребляющих огромное количество энергии, стало важным, сколько требует их сервер.

Стали актуальными вопросы: насколько эффективно приобретённое аппаратное средство и насколько вложения в него оправдывает себя? Именно поэтому компания IBM стала уделять больше внимания этим аспектам, отодвигая на второй план производительность своих продуктов (серверы этого производителя считаются одними из самых мощных).

Эталонный тест TPC-C, который определяет оперативность обработки транзакций и показывает потенциальные возможности сервера, определил сервер IBM как самый быстрый в своей отрасли с результатом более одного миллиона транзакций в минуту.

Об этом Максим Серебряный сообщил в своём докладе, сравнив этот показатель с результатами конкурентов компании. Система IBM в тесте показала на 35% лучшую энергоэффективность, чем у Oracle, и оказалась в два раза дешевле, чем сервер HP.

На встрече была приведена ещё одна цифра: 2600 успешных миграций, проведённых специальным подразделением IBM Power Migration Factory.

В само понятие «миграция» в данном случае входит сервис по обеспечению параллельности функционирования систем на время перехода, перенос пользовательских данных с максимальной степенью их сохранности, подготовка пользователей и администраторов к работе с новым программным обеспечением.

Если вспомнить события прошлого года, в июне, ещё до появления Power 7, корпорация IBM представила новые услуги и программы, которые помогали компаниям без лишних затрат мигрировать с серверов Sun и HP на системы IBM System z, Услуги Server Consolidation and Migration Services вошли в программу IBM «Migration Factory», которая начала свою работу в 2008 году. Тогда на системы IBM перешли 150 компаний — сейчас количество миграций увеличилось почти в 17 раз. Самой корпорации это принесло ни много ни мало 3 миллиарда долларов, что является серьёзным источником доходов IBM.

Новые серверы на Power 7: класс Hi-End

Новый сервер подойдёт и для компаний, желающих сократить при помощи виртуализации количество компьютеров, работающих под управлением Unix или Linux: сервер объединяет до 10 виртуальных машин на одно процессорное ядро.

Сравнивая новый сервер данного класса с предыдущим Power 595, сразу выделяются несколько изменений: увеличилась пропускная способность и количество процессоров, производительность возросла в 1,6 раз (на 46%), а частота снизилась с 4,25 ГГц до 4,0 ГГц, что объясняется выросшим количеством обрабатываемых потоков.

Известно, что Power 795 стоит не менее 500 тысяч долларов, однако точную цену IBM не называет — всё зависит прежде всего от конфигурации, которую хочет заказчик.

Power Flex — технология виртуализации инфраструктуры

Вкупе с новым сервером была разработана технология Power Flex, которая позволяет объединить до четырёх Power 795 для получения удвоенной мощности. Получаемая инфраструктура дает возможность сбалансировать номинальные рабочие нагрузки и справляться с их увеличением.

Представители IBM так описали работу Power Flex: существует две (или четыре) системы, в каждой из которых 64 активных и 64 неактивных процессора.

Заказчик может раз в месяц активизировать неактивные ресурсы в одной системе и выключить другую систему (например, для проведения технического обслуживания).

При этом приложение, работающее на выключенной системе, будет перенесено на активную и продолжит работать без остановки и потери данных. После работы приложение возвращается на вновь включенную систему.

Для случаев, когда от заказчика требуется более оперативная обработка данных при увеличении нагрузки, в рамках новой технологии существует специальный режим active-active, когда часть активных процессоров с одной системы переводится на другую.

Серверы класса Low-End

В Power VM входит также функция Micro-Partitioning, которая способна размещать до десяти разделов на одном процессорном ядре и динамически перемещать ресурсы процессов, памяти и системы ввода-вывода между разделами. Эта функция, как и большинство изобретённых IBM технологий, прежде всего помогает поддерживать изменяющиеся рабочие нагрузки без остановки запущенных приложений.

Ещё одно интегрированное решение, представленное IBM на встрече, — система Smart Analytics System 7700, которая предоставляет высокопроизводительную аналитическую платформу с быстрой готовностью к работе.

Новое решение помогает получать нужную информацию из громадных массивов данных для оперативной работы с разрозненными данными и сбора сведений, необходимых для прогнозирования тенденций развития бизнеса.

Заключение

Следуя традициям и ставя всё новые рекорды, IBM не забывает о своих конкурентах. Все представленные новинки сравнивались с аналогичными системами Oracle и HP и в результате выигрывали у них по размеру, производительности, цене и экологичности, однако по большей части тестировались устаревшие модели конкурентов, поэтому говорить об объективности таких сравнений очень сложно.

Серверы, представленные IBM на конференции, завершили обновление линейки на базе процессора Power 7. Самой старшей машиной является Power 795 класса Hi-End — сервер, обладающий высокой производительностью и самым большим потенциалом расширения (до 256 ядер, до 8 ТБ памяти). Уже в середине сентября компания IBM начала мировые поставки Power 795 и остальных моделей.

IBM показала новый процессор Power

27 Августа 2009 12:08 27 Авг 2009 12:08 |

IBM представила новый серверный процессор Power7. Он будет выпущен в 4-, 6- и 8-ядерном вариантах. Как заявляют представители компании, новый процессор в 2-3 раза производительней, чем Power6.

На прошедшей в Калифорнии конференции Hot Chips корпорация IBM представила серверный микропроцессор нового поколения — Power7, базирующийся на архитектуре RISC.

Процессоры Power используются в серверах IBM, находящихся под управлением операционной системы AIX, которые составляют весомую часть портфолио вендора.

Процессоры Power также поддерживают операционную систему IBM i и могут работать в компьютерах под управлением Linux-систем, в том числе, в режиме x86. Это возможно благодаря технологии Rosetta, которую IBM приобрела вместе с компанией Transitive, специализирующейся на виртуализации.

Новый чип может нести до восьми ядер, что вчетверо больше, чем у его предшественника Power6. Благодаря технологии SMT4 каждым ядром может одновременно выполняться четыре вычислительных процесса, таким образом, весь процессор одномоментно способен работать с 32 потоками.

Увеличена производительность каждого ядра. Достигнуто это было не повышением тактовой частоты, как в чипах предыдущих поколений. По словам официальных представителей IBM, ядра стали мощнее при тех же и более низких частотах в сравнении с Power6.

Отчасти реализации этого помогает вышеупомянутая технология SMT4. Помимо этого, IBM вернулась к технологии выполнения команд Out-of-Order, которая существовала давно, однако в Power6 не была реализована.

Данная технология представляет собой дополнение к SMT4, позволяя процессору пропускать команды, данные для выполнения которых еще не поступили.

Производительность сервера зависит не только от скорости работы ядер процессора, но и от пропускной способности шины между процессором и оперативной памятью.

Power7 обладает встроенным контроллером ОЗУ DDR3 с максимальной скоростью передачи данных 100 ГБ в секунду.

В рамках одного сервера процессоры Power7 можно объединять в группы до 32 штук с результирующей пропускной способностью 360 ГБ в секунду на чип.

Схема 8-ядерного варианта IBM Power7

Другим аспектом сбалансированного дизайна является устройство кэша третьего уровня, который хранит часто и недавно используемые данные для повышения скорости работы центрального процессора.

Ранее IBM, как и другие производители, размещала кэш L3 на отдельном кристалле кремния MCM-модуля, что позволяло практически неограниченно варьировать его емкость, но замедляло работу с оперативной памятью.

В Power7 кэш, объем которого составляет 32 МБ, интегрирован, что, по данным производителя, позволило сократить время ожидания в 6 раз по сравнению с кэшем, находящимся на отдельном кристалле.

Перенос кэша на один кристалл с процессором стал возможным частично благодаря использованию eDRAM вместо традиционной Static RAM (SRAM) памяти. Новый вид компьютерной памяти, используемый для промежуточного хранения данных, позволил сократить занимаемое кэшем пространство в 3 раза.

Это стало возможным благодаря тому, что на каждую ячейку DRAM нужен всего один транзистор вместо шести в SRAM. Кроме того, переход на DRAM позволил в 5 раз сократить энергопотребление кэша. Что касается производительности, то она почти не изменилась. Дело в том, что для поддержания целостности данных в DRAM, память нужно постоянно переписывать, а в случае SRAM такой необходимости нет.

4 проблемы ИТ в филиалах и способы их решения

Интернет

Для изготовления Power7 используется 45-нм технологический процесс против 65-нм для Power6. Переход на эту норму, помимо повышения производительности, позволяет сократить потребление электоэнергии и тепловыделение процессора.

Помимо изменений в этом плане, чип имеет возможность понижать до минимума питающее напряжение в режиме простоя.

Для сравнения, в Power6 использовалась более агрессивная технология — части ядер, которые не использовались определенный момент времени, выключались полностью.

Наконец, многое сделано для работы с оперативной памятью и получения более высокой надежности. В чипе реализована фирменная технология коррекции ошибок 8X Chipkill c 64-байтовым кодом сверки. Это позволяет, например, при внезапном отключении DIMM-модуля сохранить данные.

В процессоре также существует возможность частичного ограждения от сбоев тактового генератора. В целом можно заметить, что IBM идет по пятам Intel и AMD, используя в новом чипе схожие подходы для реализации тех или иных задач.

Это связано с тем, что всем компаниям приходится преодолевать одни и те же преграды.

На той же самой конференции был представлен новый процессор компании Sun Microsystems — Rainbow Falls (максимум 16 ядер, 128 потоков, смена чипов Niagara), а AMD обнародовала новую информацию о грядущем 12-ядерном процессоре Magny-Cours. Здесь же были представлены 8-ядерные процессоры Intel Nehalem EX, которые планируется выпустить в продажу в будущем году.

Тем не менее, наибольшее внимание привлек именно Power7. Наиболее интересным моментом в чипе является реализация кэша на одном кристалле с ядрами.

По словам аналитика Pund-IT Research Чарльза Кинга (Charles King), которого передает eWeek, со дня запуска программы Migration Factory на платформу Power перешли более 1750 компаний, 89% которых ранее использовали системы Sun и HP. Этот тренд продолжится, считает Кинг.

При этом эксперт упоминает новый Intel Itanium, выход которого откладывался несколько раз, и теперь чип планируется выпустить в начале будущего года. На фоне грядущего Power7 эксперт относит Itanium к прошлому веку: процессор имеет всего 4 ядра и, более того, выполнен на базе устаревшей 65-нм технологии.

Первые системы на базе процессоров IBM Power7 появятся в продаже в 2010 г. Процессор будет выпущен не только в 8-ядерном, но и в 4- и 6-ядерном варианте. Как рассказали представители компании, производительность Power7 будет в 2-3 раза выше по сравнению с Power6, а пропускная способность — выше в 2-5 раз.

Сергей Попсулин

Подписаться на новости Короткая ссылка

IBM выпускает самый мощный Power7-сервер

Компания IBM планирует 17 августа официально представить IT-сообществу новейшие серверные системы, в числе которых появятся: крупнейший сервер на основе центральных процессоров с архитектурой Power7 – 256-ядерная машина Power 795; и четыре сервера начального уровня на базе тех же процессоров Power7. И хотя до официальной премьеры еще неделя, сетевые СМИ уже распространяют информацию о характеристиках грядущей новинки.

Вычислительная система IBM Power 795 представляет собой сервер с 256 процессорными ядрами, способный одновременно обрабатывать до 1024 потоков команд/данных. Объем оперативной памяти в данном случае также впечатляет воображение – до 8 Тб.

По всей видимости, на базе IBM Power 795 производитель будет поставлять несколько вариантов систем, причем маркетинговая политика будет выглядеть следующим образом. Клиенты смогут приобрести стандартный вариант сервера IBM Power 795, а могут выбрать модификацию TurboCore.

Под последней скрывается система, лишенная половины процессорных ядер, но зато оставшаяся половина будет работать на повышенной тактовой частоте, иметь больший объем кеш-памяти и поддерживать установку большего объема оперативной памяти.

Основная архитектура серверов IBM Power 795 не будет отличаться от архитектуры систем на основе процессоров Power6, например, системы IBM Power 595, которая подразумевает объединение четырех процессорных томов в единый системный образ.

Переход на применение процессоров Power7 означает, что в одном разъеме теперь будут находиться не два процессорных ядра, а восемь. Что касается рабочей частоты процессоров, то она пока остается неизвестной.

По всей видимости, работать ЦП будут на частотах меньше 5 ГГц (на этой частоте функционируют микрочипы Power6 в серверах IBM Power 595), но не ниже 3,8 ГГц и 4,14 ГГц (рабочие частоты для процессоров в серверах IBM Power 780).

Вполне вероятно, что компания IBM в будущем выпустить модификацию серверов IBM Power 795, например, IBM Power 790. Здесь в основу вычислительных систем лягут шестиядерные центральные процессоры, и не будет поддерживаться режим TurboCore.

Что касается четырех других серверных систем на основе центральных процессоров IBM Power7, то здесь упоминаются следующие модели: IBM Power 710, 720, 730, и 740.

Модели под номерами 710 и 730 представляют собой стоечные серверы формата 2U, тогда как 730 и 740 – стоечные серверы, выполненные в форм-факторе 4U.

Модели Power 710 и 720 будут иметь единственный процессорный модуль с одним разъемом для устаноки ЦП, а вот модели 730 и 740 будут поддерживать работу с двухпроцессорными модулями. Все эти машины планируется оснащать процессорами с четырьмя, шестью или восемью ядрами.

Что интересно, казалось бы младшие модели серверов IBM Power 710 и 720 будут оснащаться более быстрыми процессорами, чем их старшие собратья 730 и 740.

На такой шаг компания решилась в связи с желанием закрепиться на рынке систем для инфраструктур уровня low-end, где сильны позиции Sun и Hewlett-Packard. Впрочем, есть и другое объяснение.

Многие клиенты отменяют заказы на приобретение серверов IBM на базе процессоров Power7 из-за их высокой стоимости. В качестве альтернативного варианта, в пользу которого и делается выбор, выступают вычислительные системы на основе x86-процессоров.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER. | Можете написать лучше? Мы всегда рады новым авторам.

IBM представляет процессор POWER7 для новых UNIX-серверов

Новая технология позволяет снизить энергопотребление дата-центра, запуская до 1000 виртуальных серверов на одном хосте.

Вчера, 8 февраля, компания IBM представила серверы на базе новых процессоров POWER7, которые могут дать ей преимущество перед Hewlett-Packard и Sun Microsystems на сокращающемся рынке UNIX-серверов. Четыре новые модели позволяют объединить множество небольших серверов в более крупные единицы, что помогает существенно снизить энергетические затраты вычислительного центра.

Рынок серверов на базе операционной системы Unix в последнее время стабильно сокращается.

В декабре прошлого года компания IDC сообщила о том, что за третий квартал 2009 года его объем уменьшился на 23,4% по сравнению с тем же периодом 2008 года.

Несмотря на это, для IBM это направление имеет чрезвычайную важность. В третьем квартале 2009 года доля компании на рынке Unix-серверов выросла на 5,1%, составив 39,5%.

Новые процессоры POWER7 имеют по 8 ядер, каждое из которых способно параллельно выполнять до 4 потоков, что позволяет каждому процессору одновременно обрабатывать по 32 задачи. Для задач, требующих большого количества памяти, инженеры IBM предусмотрели технологию уплотнения оперативной памяти Active Memory Expansion, использование которой дает эффект удвоения объема RAM.

По словам Скотта Хэнди (Scott Handy), вице-президента компании по определению стратегии и маркетингу архитектуры POWER, значительным преимуществом процессора POWER7 являются его возможности виртуализации.

Серверы на базе POWER7 поддерживают до 1000 виртуальных серверов на одном физическом хосте – по сравнению с предыдущей моделью, POWER6, поддерживавшей до 250 виртуальных серверов, – что позволяет существенно сэкономить на энергозатратах дата-центра.

«По нашим наблюдениям, заказчики все чаще предпочитают архитектуре x86 нашу технологию POWER, поскольку она позволяет снизить расходы на энергоснабжение. Именно энергопотребление стало ахиллесовой пятой вычислительных центров,» – заявляет Хэнди.

По его словам, новые серверы IBM на базе POWER7 позволят компании получить преимущество над Sun, которая переживает не лучшие времена в связи со сменой своего статуса.

За 2009 год IBM удалось убедить 400 пользователей продукции Sun и 200 пользователей платформы HP-UX перейти на ее POWER-серверы.

Хэнди уверен, что в 2010 году компании удастся увеличить количество заказчиков, поскольку архитектура POWER имеет значительное преимущество над последними разработками Sun, а серверный бизнес HP тесно связан с архитектурой Intel Nehalem, которая не поддерживает Unix-платформу компании.

Новые серверы IBM – Power 780 и Power 770 – поддерживают до 64 ядер POWER7. Первый из них отличается наличием функции TurboCore, которая позволяет подключать и отключать ядра процессоров в зависимости от нужд каждого приложения.

Так, имея 8-ядерный процессор POWER7, пользователь может отключить четыре ядра, предоставив оставшимся ядрам доступ к полному объему кэш-памяти процессора, увеличив таким образом быстродействие приложения.

Это также позволяет снизить затраты на приложения, оплата за которые взимается в зависимости от числа ядер процессора.

Еще одна модель сервера – Power 755 – поддерживает до 32 ядер, а Power 750 Express является сервером начального уровня. Начало их продаж запланировано на 19 февраля, тогда как Power 770 и Power 780 должны поступить в продажу 5 марта.

POWER7 — Википедия

POWER7Центральный процессор

Производство

2010

Разработчик

IBM

Производитель

Наборы инструкций

POWER

Разъём

Ядра

POWER6POWER8

POWER7 — микропроцессор, выпущенный компанией IBM в 2010 году на смену микропроцессору POWER6.

Спецификация

POWER7 — многоядерный процессор, доступный в версиях с 4, 6 или 8 ядрами.

Существует режим TurboCore в котором отключается половина ядер в 8-ми ядерном чипе, а оставшаяся половина получает доступ ко всем контроллерам памяти и кешам L3 и может работать на повышенных тактовых частотах.

Такой режим полезен для последовательных вычислений.[1] Производительность новых IBM Power 780 серверов с TurboCore оценивается как в 2 раза более высокая чем у систем на базе POWER6.[1]

Каждое ядро поддерживает 4-поточный Simultaneous Multithreading (SMT).

Чип POWER7 содержит 1.2 миллиарда транзисторов на 567 мм2 кристалла. Выпускается по техпроцессу 45 нм. В отличие от POWER6 использует внеочередное исполнение инструкций (out-of-order) вместо in-order.

Несмотря на снижение максимальной тактовой частоты по сравнению с POWER6 (4.25 ГГц против 5.0 ГГц), каждое ядро имеет большую производительность чем ядра POWER6, при этом ядер может быть в 4 раза больше.

Спецификации POWER7:[2][3]

• 45 нм SOI процесс, 567 мм2
• 1.2 млрд транзисторов
• 3.0 — 4.25 ГГц — тактовая частота
• Доступны 4-чиповые микросборки (MCM) для суперкомпьютерных применений (пониженная частота, 800 Вт, требует водяного охлаждения)[4]
  • 4, 6 или 8 ядер на чип
    • 4-поточный SMT на ядро (начиная с ОС AIX 6.1 TL05 — апрель 2010 и более новых)
    • 12 исполнительных устройств на ядро:
      • 2 АЛУ фиксированной запятой
      • 2 устройства load/store
      • 4 АЛУ для обработки чисел с плавающей запятой двойной точности
      • 1 векторный модуль (VSX)
      • 1 десятичное АЛУ для вычислений с плавающей запятой
      • 1 устройство ветвления
      • 1 устройство условных регистров
  • 32+32 КБ кеши L1 (инструкции + данные) на ядро[5]
  • 256 КБ кеш L2 на ядро
  • 4 МБ кеш L3 на ядро; поддерживается до 32 МБ. Кеш реализован в виде eDRAM[6]

На каждом такте могут начать исполнение до 8 инструкций.[7]

Оценка производительности в FLOPS: (8-ядерный процессор на 4.14 ГГц):

• до 33.12 GFLOPS на ядро
• до 264.96 GFLOPS на чип

POWER7+

Процессор POWER7+ был представлен на конференции Hot Chips 24 в августе 2012 года. По сравнению с POWER7 были увеличены частоты, размер кеш-памяти, добавлены встроенные ускорители. Производится по техпроцессу 32 нм .[8]

Используется в серверах серий IBM POWER 770 и 780. Всего чип может содержать до 80 МБ кеша L3 (по 10 МБ на каждое ядро), работать на частотах до 4.4 ГГц, и исполнять до 20 LPAR на ядро.[9]

Серверные системы на базе процессоров POWER7

8 февраля 2010 компания IBM представила серверы на основе процессора POWER7

• IBM Power 750
• IBM Power 755
• IBM Power 770
• IBM Power 780
• IBM Power 795

Блейд-серверы:

• BladeCenter PS700
• BladeCenter PS701
• BladeCenter PS702

На базе POWER7 построено несколько суперкомпьютерных проектов:

• PERCS
• Blue Waters
• IBM Watson

История

В ноябре 2006 года IBM в результате соревнования получила право на заказ от DARPA (американского агентства оборонных технологий) на разработку суперкомпьютера, способного преодолеть барьер в несколько петафлоп.

В контракте указывается, что разработанная архитектура должна также стать доступной для бизнес-применения.

Заявка от IBM опиралась на три технологии: POWER7, операционную систему AIX и General Parallel File System (общую параллельную файловую систему).

Для установки процессора предполагается создать гнездо, общее для POWER7 и будущих версий AMD Opteron.

См. также

• POWER
• POWER6
• POWER8
• POWER9

Примечания

1. ↑ 1 2 IBM Unveils New POWER7 Systems To Manage Increasingly Data-Intensive Services (неопр.) (недоступная ссылка). IBM.com. Дата обращения: 11 августа 2011. Архивировано 8 декабря 2012 года.
2. ↑ IBM in Education – Business & Technology Solutions (неопр.) (недоступная ссылка). IBM.

   Дата обращения: 8 июля 2009. Архивировано 8 декабря 2012 года.

3. ↑ IBM's 8-core POWER7: twice the muscle, half the transistors (неопр.) (недоступная ссылка). Ars Technica. Дата обращения: 1 сентября 2009. Архивировано 8 декабря 2012 года.
4. ↑ IBM shows off Power7 HPC monster.

   Big Blue unveils big box: Crowd goes wild Архивная копия от 9 июня 2013 на Wayback Machine, Timothy Prickett Morgan // The Register, 27 November 2009: «At SC09, IBM gave out a lot more details on the four-chip multichip module (MCM) that it said it was cooking up for supercomputing customers»

5. ↑ Bluewater HW specifications (неопр.

   ) (недоступная ссылка). National Center for Supercomputing Applications. Дата обращения: 31 декабря 2009. Архивировано 8 декабря 2012 года.

6. ↑ Hot Chips XXI Preview (неопр.) (недоступная ссылка). Real World Technologies. Дата обращения: 17 августа 2009. Архивировано 25 апреля 2012 года.

7. ↑ IBM Power 770 and 780 Technical Overview and Introduction (неопр.) (недоступная ссылка). IBM. Дата обращения: 21 августа 2011. Архивировано 8 декабря 2012 года.
8. ↑ Hot Chips: Update für IBMs Power7 (неопр.). Дата обращения: 10 августа 2014. Архивировано 18 мая 2015 года.

9. ↑ The Register: Power7+ Server Launch. (неопр.). Дата обращения: 29 сентября 2017. Архивировано 11 марта 2017 года.

Ссылки

• IBM получает заказ на создание суперкомпьютера (на англ. яз.)
• IBM представляет новые системы с процессорами POWER7
• Power 7 for Scientific Computing

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=POWER7&oldid=122340558

СИЛА7

POWER7 — это 64-разрядный микропроцессор на основе архитектуры Power , анонсированный IBM в феврале 2010 года . В октябре 2012 года была анонсирована расширенная версия POWER7+ . Предшественник — POWER6 , а преемник — POWER8 .

Обзор

POWER7 разрабатывался на объектах, включая лаборатории IBM в Рочестере , Остине , Бёблингене и других [1] [2] . POWER7 является преемником POWER6 и был анонсирован 8 февраля 2010 г. [3] (9 февраля в Японии [4] ).

Основные усовершенствования POWER6 включают увеличение количества ядер с 2 до 8 и увеличение одновременной многопоточности для каждого ядра с 2 до 4 потоков (с 4 до 4). потоки до максимум 32 потоков на чип).

(увеличение), 32 МБ кэш -памяти L3, установленной на чипе (матрице) с помощью eDRAM , принятие внеочередного метода выполнения , программная ошибка ( английская версия ) , переписка, виртуализация, энергосбережение , и т.д. можно упомянуть.

В результате производительность оказалась в 1,2 раза выше для каждого ядра и в 2-5 раз выше для каждого процессора, чем у POWER6.

В сочетании с AIX функция «Active Memory Expansion», которая сжимает виртуальную память в аппаратном обеспечении для увеличения видимой емкости физической памяти и вдвое уменьшает количество ядер, работающих на некоторых серверах (
Power 780

Спецификация

Характеристики POWER7 следующие [5] [6] .

• 45 нм / 567 мм 2 процесс
• 1,2 миллиарда транзисторов
• Тактовая частота 3,0 —4,14 ​​ГГц
• Количество ядер 4, 6, 8 (на чип)
  • SMT -4 (до 4 потоков одновременно может выполняться на ядро)
  • Исполнительный блок 12 (на ядро)
• Кэш L1 (инструкции/данные) 32 КБ (на ядро) [7]
• Кэш L2 256 КБ (на ядро)
• Общий кэш L3 32МБ ( реализован в eDRAM , который не требует большого количества транзисторов на ячейку, как обычная SRAM [8] . Реализован в SDRAM требует 2,7 млрд транзисторов [ вопрос ] .)

• Оснащен двумя контроллерами памяти DDR3.
  • Пиковая пропускная способность 153 ГБ/с (на чип)
  • Пропускная способность исполнения 101 ГБ/с (на чип)

Повторить инструкцию

• Функция, позволяющая избежать простоя системы путем повторного выполнения, когда подтверждается, что в результате, выполненном в ядре, произошла ошибка.
  • Если есть программная ошибка, повторите выполнение на том же ядре
  • Если есть аппаратная ошибка, повторите выполнение на другом ядре

Теоретический план работы выглядит следующим образом.

• До 517,1 гигафлопс (на модуль)
  • До 258,6 GFLOPS (на чип)
    • До 32,3 гигафлопс (на ядро)

Возможность расширения до 32 розеток

• Пропускная способность между чипами 360GB/s

история

В ноябре 2006 года IBM и Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) разработают к концу 2010 года петамасштабную компьютерную архитектуру в рамках проекта HPCS (Фаза 3), 244 млн долларов . . Контракт сделал архитектуру коммерчески доступной. Предложенная IBM система PERCS , которая выиграла контракт, была основана на процессорах POWER7, операционных системах AIX и GPFS [
9] .

Одной из функций, над которой сотрудничали IBM и DARPA, является улучшенная аппаратная адресация и таблица страниц, которая поддерживает глобальное пространство общей памяти для кластеров POWER7. Это позволяет ученым использовать кластеры, как если бы они были единой системой, без использования передачи сообщений при написании программ.

Это важно с точки зрения производительности , поскольку большинству ученых больше не нужно знать интерфейс передачи сообщений и другие специализированные методы параллельного программирования при использовании кластеров .

[8] Было высказано предположение, что POWER7 и будущие процессоры AMD Opteron имеют общую компоновку сокетов ЦП , но ни IBM, ни AMD не обещали такой конвергенции [10] [11] .

8 февраля 2010 года IBM анонсировала POWER7 одновременно с выпуском Power Systems Power 750 Express, 755, 770, 780.

В сентябре 2012 года IBM сообщила подробности о POWER7+ . [12] В октябре IBM анонсировала POWER7+ одновременно с Power Systems Power 770, 780. [13] [14 ] В феврале 2013 года IBM анонсировала модели Power Systems начального и среднего уровня с POWER7+ . [15] Hitachi анонсировала сервер начального уровня, оснащенный Power7+ .
[16]

использовать

POWER7 имеет следующие применения.

ссылка

1. ^ « IBM описывает план микросхем Power7 ». ZDNet (22 июля 2009 г.). По состоянию на 27 июля 2009 г ..
2. ^ « Восьмиъядерный чип IBM Power7 с тактовой частотой 4,0 ГГц » , The Register (11 июля 2008 г.) , по состоянию на 5 августа 2009 г ..
3. ^ IBM представляет новые системы POWER7 для управления услугами, требующими все более интенсивного использования данных.
4. ↑ Анонс сервера, оснащенного самым быстрым в мире процессором общего назначения «POWER7» — IBM Japan.
5. ^ « IBM в образовании — решения для бизнеса и технологий » , IBM , дата обращения 8 июля 2009 г.
6. ^ « 8-ядерный процессор POWER7 от IBM: вдвое больше мышц, вдвое меньше транзисторов ». Ars_Technica . Проверено 1 сентября 2009 г.
7. ^ « Технические характеристики Bluewater HW ». Национальный центр суперкомпьютерных приложений . Дата обращения 31 декабря 2009 г.
8. ^ a b « Предварительный просмотр Hot Chips XXI » , Real World Technologies , Проверено 17 августа 2009 г.
9. ↑ « Cray, IBM выбрана для петафлопных компьютерных усилий в США » , EETimes.com , Проверено 22 ноября 2006 г.
10. ^ « IBM Power 7 должен быть совместим с сокетами Opteron » , The Inquirer , дата обращения 25 марта 2007 г.
11. ↑ « Чип IBM Power7 для материнских плат Opteron » , The Register , дата обращения 26 августа 2006 г.
12. ↑ IBM анонсирует обзор чипов для больших серверов.
13. ^ Анонс IBM Power 780 (9179-MHD) с процессором POWER7 +-IBM
14. ^ Анонс IBM Power 770 (9117-MMD) с процессором POWER7 +-IBM
15. ^ Сервер POWER7 + с увеличенной до 90 % вычислительной мощностью — IBM
16. ^ Добавлена ​​новейшая модель с процессором POWER7+™ на сервер начального уровня корпоративного сервера «Серия EP8000» и начались продажи —Hitachi
17. ^ Добавлена ​​новейшая модель с процессором POWER7 ™ в корпоративный сервер «Серия EP8000» и начались продажи
18. ^ SR16000: Сервер для технического расчета: Hitachi
19. ^ Об усилиях по созданию машин, оснащенных IBM POWER7 ™, в передовой технологии NTT DATA.

• Архитектура питания
• СИЛА
• МОЩНОСТЬ6

• До анонса POWER7
  • IBM DeveloperWorks
  • IBM выиграла DARPA HPCS Phase-III
  • IBM выиграла DARPA HPCS Phase-II
  • IBM PERCS
  • Внимание POWER7: IBM и Sun представляют новые процессоры RISC — ITMedia
  • IBM: POWER7 подтверждает свою цель — 10 PFLOPS в 2010 году — Gartner
• После анонса POWER7
  • IBM объявляет о выпуске высокоскоростного процессора POWER7 с 8 ядрами и 32 МБ eDRAM — Сервер также продается — Mycomi Journal
• После анонса POWER7+
  • POWER7 —POWER7 + данные сравнения производительности

МОЩНОСТЬ7 — POWER7

МОЩНОСТЬ7 это семья суперскалярный симметричные мультипроцессоры на основе Питание ISA 2.06 архитектура набора команд выпущенный в 2010 году, пришедший на смену МОЩНОСТЬ6.

POWER7 был разработан IBM на нескольких сайтах, включая IBM Рочестер, Миннесота; Остин, Техас; Essex Junction, VT; Исследовательский центр Т. Дж.

Уотсона, Нью-Йорк; Бромон, королевский адвокат[1] и IBM Deutschland Research & Development GmbH, Бёблинген, Лаборатории Германии. IBM анонсировала серверы на базе POWER7 8 февраля 2010 года.[2][3]

8-процессорный процессор IBM Power7 4 ГГц и IHS от IBM 9119 IBM Power7, 8-процессорный процессор с тактовой частотой 4 ГГц, лучший по IHS из IBM 9119 8-процессорный нижний процессор IBM Power7 4 ГГц от IBM 9119 Съемный 8-процессорный промежуточный преобразователь IBM Power7 4 ГГц от IBM 9119

История

IBM выиграла 244 миллиона долларов DARPA контракт в ноябре 2006 г. на разработку петаскейл суперкомпьютер архитектура до конца 2010 г. в HPCS проект. В контракте также указано, что архитектура будет коммерчески доступной.

Предложение IBM, PERCS (Производительная, простая в использовании, надежная компьютерная система), с которой они выиграли контракт, основана на процессоре POWER7, AIX операционная система и Общая параллельная файловая система.

[4]

Одна из функций, над которой совместно работали IBM и DARPA, — это модификация аппаратного обеспечения адресации и таблицы страниц для поддержки глобального общего пространства памяти для кластеров POWER7.

Это позволяет ученым-исследователям программировать кластер, как если бы это была единая система, без использования передачи сообщений.

С точки зрения производительности это важно, поскольку некоторые ученые не знакомы с MPI или другие методы параллельного программирования, используемые в кластерах.[5]

Дизайн

POWER7 суперскалярный симметричный мультипроцессор Архитектура представляет собой существенную эволюцию дизайна POWER6 с упором на энергоэффективность за счет использования нескольких ядер и одновременная многопоточность (SMT).

[6] Архитектура POWER6 создавалась с нуля, чтобы максимизировать частоту процессора за счет энергоэффективности. Он достиг замечательной частоты 5 ГГц.

В то время как POWER6 имеет двухъядерный процессор, каждый из которых поддерживает двустороннюю одновременная многопоточность (SMT) процессор IBM POWER 7 имеет до восьми ядер и четыре потока на ядро, что в сумме дает 32 одновременных потока.[7]

IBM заявила на ISCA 29[8] эта пиковая производительность была достигнута за счет высокочастотных конструкций с 10–20 FO4 задержки на трубопровод этап за счет энергоэффективности.

Однако двоичный модуль с плавающей запятой POWER6 обеспечивает «6-тактный, 13-FO4 трубопровод».[9][требуется разъяснение]Таким образом, конвейер для ЦП POWER7 был снова изменен, как и для проектов POWER5 и POWER6.

В некотором отношении эта переработка аналогична повороту Intel в 2005 году, когда P4 покинула микроархитектуру x86 7-го поколения.

Характеристики

СИЛА 7 суперскалярный симметричный мультипроцессор доступен с 4, 6 или 8 физическими ядрами на микрочип, в исполнении от 1 до 32, с до 1024 SMT и немного другим микроархитектура и интерфейсы для поддержки расширенных / дополнительных спецификаций в отношении Power ISA и / или различных системных архитектур.

Например, в Supercomputing (HPC) System Power 775 он упакован как 32-процессорный четырехчиповый модуль (QCM) с 256 физическими ядрами и 1024 SMT.

[10] Также есть специальный TurboCore режим, который может отключать половину ядер восьмиядерного процессора, но эти 4 ядра имеют доступ ко всем контроллерам памяти и кэш-памяти третьего уровня на повышенных тактовых частотах.

Это повышает производительность каждого ядра, что важно для рабочих нагрузок, требующих максимальной последовательной производительности за счет снижения параллельной производительности.

Режим TurboCore может снизить «затраты на программное обеспечение вдвое для тех приложений, которые лицензируются на каждое ядро, при одновременном повышении производительности этого программного обеспечения на каждое ядро».[11] Новые масштабируемые высокопроизводительные серверы IBM Power 780 с новым режимом оптимизации рабочих нагрузок TurboCore обеспечивают удвоенную производительность на ядро ​​систем на базе POWER6.[11]

Каждое ядро ​​поддерживает четырехстороннюю одновременную многопоточность (SMT). POWER7 имеет примерно 1,2 миллиарда транзисторов и составляет 567 мм.2 большие, изготовленные по процессу 45 нм.

Заметным отличием от POWER6 является то, что POWER7 выполняет инструкции не по порядку, а по порядку.

Несмотря на снижение максимальной частоты по сравнению с POWER6 (4,25 ГГц против 5,0 ГГц), каждое ядро ​​имеет более высокую производительность, чем POWER6, а количество ядер каждого процессора в 4 раза больше.

POWER7 имеет следующие характеристики:[12][13]

• 45 нм ТАК ЧТО Я процесс, 567 мм2
• 1,2 миллиарда транзисторы
• Тактовая частота 3,0–4,25 ГГц
• макс 4 фишки на четырехчиповый модуль
  • 4, 6 или 8 ядер C1 на чип
    • 4 SMT потоки на ядро ​​C1 (доступно в AIX 6.1 TL05 (выпуски в апреле 2010 г.) и выше)
    • 12 исполнительных блоков на ядро ​​C1:
      • 2 устройства с фиксированной точкой
      • 2 единицы загрузки / магазина
      • 4 модуля двойной точности с плавающей запятой
      • 1 векторный блок поддержки VSX
      • 1 десятичный блок с плавающей запятой
      • 1 филиал
      • 1 блок регистра условий
  • 32 + 32 КБ кэш-памяти L1 для инструкций и данных (на ядро)[14]
  • Кэш L2 256 КБ (на ядро ​​C1)
  • Кэш L3 4 МБ на каждое ядро ​​C1 с поддержкой до 32 МБ. Кэш реализован в eDRAM, который не требует такого количества транзисторов на ячейку, как стандартный SRAM[5] поэтому он позволяет использовать больший кэш при использовании той же области, что и SRAM.

«Каждое ядро ​​процессора POWER7 реализует агрессивное выполнение инструкций вне очереди (OoO), чтобы обеспечить высокую эффективность использования доступных путей выполнения.

В процессоре POWER7 есть блок последовательности инструкций, который способен отправлять до шести инструкций за цикл в набор очередей. . До восьми инструкций за цикл может быть выдано блокам выполнения инструкций.

Процессор POWER7 имеет набор из двенадцати исполнительных блоков, как [описано выше] «[15]

Это дает следующие теоретические одинарная точность (SP) показатели производительности (на основе 8-ядерной реализации 4,14 ГГц):

• макс 99,36 GFLOPS на ядро
• макс 794,88 GFLOPS на чип

4 64-битных модуля SIMD на ядро ​​и 128-битный модуль SIMD VMX на каждое ядро ​​могут выполнять 12 операций умножения-сложения за цикл, что дает 24 операции SP FP за цикл. На частоте 4,14 ГГц это дает 4,14 миллиарда * 24 = 99,36 SP GFLOPS, а на 8 ядрах — 794,88 SP GFLOPS.

Вершина горы двойная точность (DP) производительность составляет примерно половину максимальной производительности SP.

Для сравнения последняя микроархитектура от Intel, Haswell (который вышел на 3 года позже, чем POWER7!), может выполнять 16 DP FLOP или 32 SP FLOP за цикл (8/16 DP / SP слитное умножение-сложение распространение по 2 × 256 бит AVX2 Векторные блоки FP).

[16] На частоте 3,4 ГГц (i7-4770) это означает 108,8 SP GFLOPS на ядро ​​и 435,2 SP GFLOPS на пиковую производительность 4-ядерного чипа, что дает примерно одинаковые уровни производительности на ядро, без учета эффектов или преимуществ Intel.

Турбо ускорение технологии.

Это теоретическое сравнение пиковой производительности справедливо и на практике: POWER7 и i7-4770 получили аналогичные оценки в SPEC CPU2006 плавающая точка тесты (однопоточные): 71,5[17] для POWER7 по сравнению с 74.0[18] для i7-4770.

Обратите внимание, что чип POWER7 значительно превзошел (2 × –5 ×) i7 в некоторых тестах (bwaves, cactusADM, lbm), а также был значительно медленнее (2x-3x) в большинстве других. Это указывает на основные архитектурные различия между двумя чипами / материнскими платами / системами памяти и т. Д.: Они были разработаны с учетом различных рабочих нагрузок.

Однако в целом, в очень широком смысле, можно сказать, что производительность с плавающей запятой у POWER7 схожа с таковой у Haswell i7.

POWER7 +

IBM представила POWER7 + процессор на Горячие чипсы 24 конференция в августе 2012 года. Это обновленная версия с более высокими скоростями, большим кешем и интегрированными ускорителями. Он изготовлен по технологии 32 нм.[19]

Первыми коробками с процессорами POWER7 + были серверы IBM POWER 770 и 780. Чипы имеют до 80 МБ кэш-памяти L3 (10 МБ / ядро), улучшенные тактовые частоты (до 4,4 ГГц) и 20 LPAR на ядро.[20]

Товары

По состоянию на октябрь 2011 г.[Обновить]линейка систем POWER7 включает модели «Express» (710, 720, 730, 740 и 750), модели Enterprise (770, 780 и 795) и модели высокопроизводительных вычислений (755 и 775). Корпоративные модели отличаются наличием возможностей Capacity on Demand. Максимальные характеристики приведены в таблице ниже.

Серверы IBM POWER7

ИмяКоличество розетокКоличество ядерТактовая частота процессора

710 Экспресс	1	6	4,2 ГГц
710 Экспресс	1	8	4,2 ГГц
720 Экспресс	1	8	3,6 ГГц
730 Экспресс	2	12	4,2 ГГц
730 Экспресс	2	16	3,6 ГГц или 4,2 ГГц
740 Экспресс	2	12	4,2 ГГц
740 Экспресс	2	16	3,6 ГГц или 4,2 ГГц
750 Экспресс	4	24	3,72 ГГц
750 Экспресс	4	32	3,22 ГГц или 3,61 ГГц
755	4	32	3,61 ГГц
770	8	48	3,7 ГГц
770	8	64	3,3 ГГц
775 (на узел)	32	256	3,83 ГГц
780 (режим MaxCore)	8	64	3,92 ГГц
780 (режим TurboCore)	8	32	4,14 ГГц
780 (4-розеточный узел)	16	96	3,44 ГГц
795	32	192	3,72 ГГц
795 (режим MaxCore)	32	256	4,0 ГГц
795 (режим TurboCore)	32	128	4,25 ГГц

IBM также предлагает 5 моделей на базе POWER7. BladeCenters.[21] Технические характеристики приведены в таблице ниже.

Блейд-серверы IBM POWER7

ИмяКоличество ядерТактовая частота процессораТребуются слоты для лезвий

BladeCenter PS700	4	3,0 ГГц	1
BladeCenter PS701	8	3,0 ГГц	1
BladeCenter PS702	16	3,0 ГГц	2
BladeCenter PS703	16	2,4 ГГц	1
BladeCenter PS704	32	2,4 ГГц	2

Следующие суперкомпьютерные проекты используют процессор POWER7:

Смотрите также

• МОЩНОСТЬ6
• Микропроцессоры IBM POWER
• rPerf

Рекомендации

1. ^ Отье, Изабель (17 февраля 2011 г.). «IBM Bromont au coeur de Watson». Киберпресс. Киберпресс. Получено 17 февраля 2011.
2. ^ «IBM представляет новые системы POWER7 для управления сервисами, все более интенсивно использующими данные». IBM. 8 февраля 2010 г.. Получено 13 сентября 2010.
3. ^ «Новые системы оптимизации рабочих нагрузок POWER7».

   YouTube. IBM. 5 февраля 2010 г.. Получено 22 февраля 2010.

4. ^ «Черт побери, IBM выбрала компьютер для США в петафлопсах». EE Times. Получено 22 ноября 2006.
5. ^ а б «Hot Chips XXI Preview». Технологии реального мира. Получено 17 августа 2009.
6. ^ Кантер, Дэвид. «Новая информация о POWER7». Получено 11 августа 2011.

7. ^ Вархол, Питер. «IBM запускает процессор POWER 7 9 февраля 2010 г.». Получено 11 августа 2011.
8. ^ «Заметки конференции ISCA 29». Получено 11 августа 2011.
9. ^ «Архитектура процессора IBM Tips Power6». Информационная неделя. Получено 6 февраля 2006.
10. ^ «Решение IBM Power Systems 775 HPC» (PDF). Получено 28 апреля 2020.

11. ^ а б «IBM представляет новые системы POWER7 для управления сервисами, все более интенсивно использующими данные». IBM.com. Получено 11 августа 2011.
12. ^ «IBM в образовании — Бизнес и технологические решения». IBM. Архивировано из оригинал 8 декабря 2012 г.. Получено 8 июля 2009.

13. ^ «8-ядерный IBM POWER7: вдвое мощнее, вдвое меньше транзисторов». Ars Technica. Получено 1 сентября 2009.
14. ^ «Технические характеристики Bluewater HW». Национальный центр суперкомпьютерных приложений. Получено 31 декабря 2009.
15. ^ «IBM Power 770 и 780: технический обзор и введение» (PDF). IBM. Получено 21 августа 2011.

16. ^ Ананд Лал Шимпи (5 октября 2012 г.). «Анализ архитектуры Intel Haswell: создание нового ПК и нового Intel». Анандтех.
17. ^ «Результат SPEC CFP2006, сервер IBM Power 780 (3,86 ГГц, 16 ядер)».
18. ^ «Результат SPEC CFP2006, материнская плата Intel DH87MC (Intel Core i7-4770)».

19. ^ Горячие фишки: обновление для IBM Power7
20. ^ Реестр: Запуск сервера Power7 +.
21. ^ «Оборудование IBM Power Systems — Блейд-серверы». IBM. Получено 30 января 2012.

внешняя ссылка