产品生命周期管理 挖掘企业“智造”能力
当前的Unix服务器市场竞争是看谁跑得快。Frank Soltis,这位IBM i系列全球首席科学家,无疑是一个速度的偏爱者。虽然已是祖父级的人物,但在众人眼中,他依然是美国罗彻斯特小城里那个爱飙车的老小伙儿。5月25日,在云南迪庆州香格里拉县的IBM System i 论坛上,Frank为众人解读微了处理器行业的最新技术发展趋势。在他眼中,IBM Power6 处理器的高速度再次续写了摩尔定律。
IBM的深蓝战胜国际象棋大师使芯片的计算速度为世人所知。直到今天,各大厂商围绕处理器的性能的竞赛从未停止。但不约而同遇到的问题是,如果让芯片跑的快,处理器就会变得很热,随之功耗也会增大。据调查,一个美国大公司的用电量大于一个小城市的用电量。一些厂商的做法是不得不让芯片跑得慢一些,以图更稳定。但由于这些厂商减缓了速度,用户会觉得他们的应用变慢了。当今年的5月,Power6横空出世,似乎预示着问题有了转机,处理器之间的飙速度又要开始了。Frank认为,之所以IBM新推出的双核Power6处理器让人振奋,在于其速度是上一代Power6处理器的两倍,为4.7GHz,但运行和散热所消耗的电能基本相同。与此同时,IBM推出一款采用Power6的新型服务器IBM System p570,并在节能和虚拟化技术方面有所突破。 根据TPC-C性能基准测试,IBM新的2到16内核服务器每个内核的性能是HP Superdome服务器每个内核性能的3倍。Power6处理器的速度几乎是HP最新安腾处理器的3倍,Power 6带宽为300GB/秒,可以在60秒内下载整个iTunes目录。IBM系统与科技事业部亚太区产品总监贾成儒透露:“实际上,在我们的实验室里, Power6的速度已经达到了6GHz。”
“IBM跟业内同行不同,我们不能使它减缓,我们要使它更快,时钟速率增加了一倍,这让所有竞争者都无法接近。”Frank说。
据了解,早在2004年4月以来,已有超过1400余名研发人员加入了Power 6架构团队。在2005年3月,IBM公司就已经做好了基于Power6架构的Unix服务器市场战略。Power6处理器作为战略的一个重要组成部分,也决定了它是未来Unix世界的必然方向。作为一家技术领先的公司,IBM对于Power6架构研发有着持续巨大的投入。
Power6架构所采用的铜芯片、绝缘硅(这两种材料用于减少热能)、多内核和并发多线程技术领先竞争对手1~3年时间。
Power6采用65纳米绝缘硅、10层金属层工艺制造。IBM的65纳米工艺提供了0.65微米的SRAM单元和0.45微米的单元以提高密度。存储阵列单元使用了比逻辑元件更低的电压,以减少功耗。此外,Power6 功耗还可以受使用者的控制,使其在低电压下运行。
Power6有极高带宽可提供给处理器。在5GHz下,每个MPU都有300GB/s的带宽,大约80GB/s来自三级高速缓存、75GB/s来自内存、80GB/s来自MCM内总线、50GB/s来自远程处理器、20GB/s来自本地I/O。Power6的带宽通常比Power5+系统增加了一倍,这是由于频率提高、添加了一些新接口。Power6的非核心功能其运行频率都是核心频率的一半,2GHz到2.5GHz之间;而各种Power5+处理器的频率大约为0.8GHz到1.15GHz。
与Power4·5一样,Power6着重于系统架构事关重大的大系统环境。每个Power6微处理器单元(MPU)作为2路单芯片多处理器 (CMP)设计来实现,340平方毫米的一块芯片上集成了两个同步多线程处理器以及每个核心都有的专用二级高速缓存。至于高档型号,四个Power 6 MPU将封装在一个多芯片模块(MCM)内,另外还有四个三级全相联高速缓存(victim cache),每个大小是32MB。
Frank描述这个处理器是在一个磁托架上放四个芯片,由7.9亿个晶体管实现四个核,但IBM决定只实现两个核,其他两个作为备用,冗余的晶体管可以照顾到其他的事情,而非单一的多芯片完成单个任务。因此每个芯片上都有很多冗余的晶体管,我们可以把系统的可靠性、高可用性跟其他功能或者其他智能放在芯片里,让我们的芯片在节能方面达到更好的效果,我们用多芯片完成某些任务,而不是用单一芯片完成所有的任务,这种对照就好比用四个大脑与一个超级的脑子做事情,我们也有良好的手段让四个大脑之间彼此交流。前者能够动态地增加计算能力,当用户的业务需要新应用程序时,IBM就可以给用户一个密码来激活其他两个芯片来满足需求。
坚持“双核”路线与当前Intel的“多核”主义和Sun的多线程技术在理念上截然不同。IBM的立场是“我们可以做四核,但我们只做双核”。对于多核和多线程技术,Frank再次口出惊人之语:“让他们去继续他们的多核竞赛吧,我们不追求那么多核。让用户从单核过渡到多核需要一个很长的过程。处理器不只是要看处理速度,我们的带宽使数据流速率是其他芯片的30倍。”
日前,多核和多线程的声势日上。Sun公司宣布,它正在全力推进芯片多线程(CMT)技术的创新,并建立了多线程技术的实验室。Sun公司认为,应该革新处理器架构使其具备足够的适应能力,计算性能的提高不应以高额的能源和空间消耗为代价;如果采用多线程架构,处理器的结构就可以更简单,时钟频率也不必太高,从而可以降低处理器的电能消耗。
