IBM POWER


IBM POWER

Die IBM Power-Architektur (ein Backronym für Performance optimized with enhanced RISC) ist der Urvater und der Großrechnerzweig der PowerPC-CPU von IBM. Sie kommt (bis POWER4+) in den iSeries, ehemals AS/400, den pSeries, ehemals RS/6000, und inzwischen mit Power5+-Prozessoren in den Systemen IBM eServer p5 und eServer i5 zum Einsatz.

Aus der ursprünglichen Power-Familie wurde zunächst der Ein-Chip-Prozessor PowerPC 601 abgewandelt, später der PowerPC 970 aus dem Power4+. Dadurch konnte die Power-Architektur leichter in den Bereichen der Workstation-Computer, in eingebetteten Systemen sowie in der Raumfahrt verwendet werden.

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1993: Power2

1996: Power2 SC SuperChip: erster Power-Prozessor aus einem Chip, vorher wurden noch acht benötigt, wurde noch bis 1999 verkauft.

1998: Power3 und Power3-II 64 Bit CMOS6S2 225 mm² 225M T Prozessor

2001: Power4 180 nm 1,1-1,3 GHz Dual-Core

Die IBM p690, genannt Regatta, realisierte erstmals auf einem Chip zwei CPU-Kerne, einen gemeinsamen L2-Cache und eine sehr schnelle Switch-Schnittstelle. Aber auch die Verbindungsschnittstellen dieser Chips waren neuartig. So wurden vier dieser Prozessorkerne auf einem gemeinsamen Multi-Chip-Modul (MCM) verbunden; IBM erreichte damit die extrem hohe Packungsdichte von acht CPUs auf einer Fläche von 90 cm². Die Regatta erreichte mit 32 CPUs eine Spitzenleistung von über 1 Mio tpm-C (März 2004). tpm-C kann man sich als Datenbank-Benchmark vorstellen.

2002: Power4+ 130 nm 1,2-1,9 GHz Dual-Core-Prozessor 267 mm² 185M T, welcher unter anderem in den Regatta (RS/6000 oder pSeries)-Servern bis 32 CPU SMP verwendet wird.

Power5-Vier-Core-MCM (2005)

2004: Power5 130 nm 1,5; 1,65; 1,9 GHz Dual-Core 389 mm² 276M T mit Simultaneous Multithreading (SMT) und integriertem Speichercontroller. Cache: Instruction: 64k2w-lru Data: 32k4w-lru L2: 1.92m10w-lru. in partitionierbaren pSeries und iSeries SMP-Servern von 1 bis 64 CPUs, 1 GB-2 TB Hauptspeicher und 5-240 PCI-X-Slots. Ein Multi-Chip-Module mit vier CPU-Chips (also acht Kernen) und vier 36 MB L3-Cache-Chips besteht aus 89 Metallagen mit insgesamt 5.370 I/O-Pins, von denen 2.313 Signalpins sind und 3.057 für die Energiezufuhr benötigt werden.

Power5 ist die Weiterentwicklung von Power4. Zusätzlich zur Power4-Architektur befindet sich auf dem Chip das L3-Directory und der Memory-Controller, dazu kommt eine höhere Taktung. Power5 ist bis zu dreimal leistungsfähiger als Power4. IBM behauptete, dass dieses für die damals beste Skalierbarkeit (linear bis 64 Wege) aller am Markt angebotenen Server sorgte. Als weitere einzigartige Funktionalität bietete die Power5 Architektur mit der Advanced Power Virtualization (APV) unter anderem die Möglichkeit die physikalischen CPUs in virtuelle CPUs aufzuteilen, welche dann wieder zwischen den verschiedenen logischen Partitionen (LPARs) im laufenden Betrieb dynamisch und automatisch verteilt werden. Advanced Power Virtualization wird seit dem 21. Dezember 2008 unter dem Namen PowerVM verkauft.

Power5+-Dual-Core-Module 1,9 GHz (2006)

2005: Am 4. Oktober kündigte IBM den Power5+ 90 nm Quad-Core an.

2007: Der Power6-Prozessor wird im 65-nm-Verfahren gefertigt und hat eine Die-Fläche von 341 mm². Auf dieser Fläche sind über 790 Millionen Transistoren[1]. Das meiste der Fläche wird vom 8 MiB fassenden L2-Cache belegt, wovon jedem Core die Hälfte, also 4 MiB, zugeteilt werden. Die Größe des L1-Caches ist 128 KiB, aufgeteilt in 64 KiB Daten- und 64 KiB Instruktionscache. Der externe L3-Cache in der Größe von 32 MiB ist mit einer Bandbreite von 80 GiB/s ansprechbar. Die Power6 Prozessoren sind als 4,2; 4,7 und 5,0 GHz Version erhältlich.

Die IBM sieht diesen Prozessor im Bereich von Enterprise-Datenbanken (z.B. IBM System p und IBM System i), sowie High-Performance-Rechnern, wie sie im Flugzeugbau und bei Crash-Simulationen im Automobilbau benötigt werden.

Der Power7 soll im Jahre 2010 auf den Markt kommen und dabei aus 8 Kernen bestehen. Zusätzlich soll es möglich sein, zwei Prozessoren zu einem Dual-Chip-Prozessor zu verbauen, so dass zwei Prozessoren in einen Sockel passen. Der Power7 wird in 45nm gefertigt und wird mit Taktfrequenzen von ca. 4GHz erhältlich sein. [2]

Weblinks

  • Timo Schöler (2006): Nahaufnahme: IBM Power (PDF, 404 KByte), Entwicklungen von IBMs Power-CPUs der letzten Jahre im Überblick, detaillierte Darstellung der in der Power5(+)-CPU genutzten Technologien

Einzelnachweise

  1. Power6 Fact Sheet, 21. Mai 2007.
  2. ComputerBase: IBM Power7: Acht Kerne bei 4,0 GHz, 26. Januar 2009

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