МОЩНОСТЬ5

МОЩНОСТЬ5

POWER5 МСМ
Общая информация
Запущен	2004
Разработано	ИБМ
Производительность
Макс. тактовая частота ЦП	1,5 ГГц – 2,3 ГГц
Кэш
Кэш L1	32+32 КБ/ядро
кэш L2	1,875 МБ/чип
кэш L3	36 МБ/чип (вне чипа)
Архитектура и классификация
Технологический узел	130 нм – 90 нм
Набор инструкций	PowerPC 2.02
Физические характеристики
Ядра	2
История
Предшественник	МОЩНОСТЬ4
Преемник	МОЩНОСТЬ6

POWER5 — это микропроцессор , разработанный и произведенный IBM . Это улучшенная версия POWER4 . Главными усовершенствованиями являются поддержка одновременной многопоточности (SMT) и встроенный контроллер памяти . POWER5 — это двухъядерный микропроцессор , каждое ядро ​​которого поддерживает один физический поток и два логических потока, что в общей сложности дает два физических потока и четыре логических потока.

Технические подробности о микропроцессоре были впервые представлены на конференции Hot Chips 2003 года. Более полное описание было дано на Microprocessor Forum 2003 14 октября 2003 года. POWER5 не продавался открыто и использовался исключительно IBM и ее партнерами. Системы, использующие микропроцессор, были представлены в 2004 году. POWER5 конкурировал на рынке высокопроизводительных корпоративных серверов, в основном с Intel Itanium 2 и в меньшей степени с Sun Microsystems UltraSPARC IV и Fujitsu SPARC64 V. В 2005 году он был заменен улучшенной версией POWER5+.

POWER5 является дальнейшим развитием POWER4 . Добавление двухсторонней многопоточности потребовало дублирования стека возврата, счетчика программ , буфера инструкций, блока группового завершения и очереди сохранения, чтобы каждый поток мог иметь свой собственный. Большинство ресурсов, таких как файлы регистров и блоки выполнения, являются общими, хотя каждый поток видит свой собственный набор регистров. POWER5 реализует одновременную многопоточность (SMT), когда два потока выполняются одновременно. POWER5 может отключить SMT для оптимизации текущей рабочей нагрузки.

Поскольку многие ресурсы, такие как файлы регистров, совместно используются двумя потоками, во многих случаях их емкость увеличивается, чтобы компенсировать потерю производительности. Количество целочисленных и плавающих регистров увеличивается до 120 каждый, с 80 целочисленных и 72 плавающих регистров в POWER4. Очередь задач с плавающей точкой также увеличивается в емкости с 20 до 24 записей. Емкость унифицированного кэша L2 была увеличена до 1,875 МБ, а ассоциативность множеств — до 10-канальной. Единый кэш L3 был размещен на корпусе, а не размещен внешне в отдельных чипах. Его емкость была увеличена до 36 МБ. Как и в POWER4, кэш совместно используется двумя ядрами. Доступ к кэшу осуществляется через две однонаправленные 128-битные шины, работающие на половине частоты ядра.

Контроллер памяти на кристалле поддерживает до 64 ГБ памяти DDR и DDR2 . Он использует высокочастотные последовательные шины для связи с внешними буферами, которые соединяют модули памяти с двухрядным расположением выводов (DIMM) с микропроцессором.

POWER5 содержит 276 миллионов транзисторов и имеет площадь 389 мм2 ^. Он изготовлен IBM по технологии 0,13 мкм кремний на изоляторе (SOI) комплементарного металл-оксид-полупроводник (CMOS) с восемью слоями медных соединений . Кристалл POWER5 упакован либо в двухчиповый модуль (DCM), либо в многочиповый модуль (MCM). DCM содержит один кристалл POWER5 и связанный с ним кристалл кэша L3. MCM содержит четыре кристалла POWER5 и четыре кристалла кэша L3, по одному для каждого кристалла POWER5, и имеет размеры 95 мм на 95 мм. ^{[1] [2]}

Несколько процессоров POWER5 в высокопроизводительных системах могут быть объединены вместе для работы в качестве единого векторного процессора с помощью технологии ViVA (Virtual Vector Architecture).

POWER5+ — это улучшенная версия POWER5, представленного 4 октября 2005 года. Первоначально улучшения касались более низкого энергопотребления из-за более нового процесса, по которому он был изготовлен. Чип POWER5+ использует 90-нм процесс изготовления. Это привело к уменьшению размера кристалла с 389 мм ² до 243 мм ² .

Тактовая частота не была увеличена при запуске и оставалась в пределах от 1,5 до 1,9 ГГц. 14 февраля 2006 года новые версии подняли тактовую частоту до 2,2 ГГц, а затем до 2,3 ГГц 25 июля 2006 года.

POWER5+ был упакован в те же корпуса, что и предыдущие микропроцессоры POWER5, но также был доступен в модуле с четырьмя чипами (QCM), содержащем два кристалла POWER5+ и два кристалла кэша L3, по одному на каждый кристалл POWER5+. Эти чипы QCM работали на тактовой частоте от 1,5 до 1,8 ГГц.

IBM использует микропроцессоры DCM и MCM POWER5 в своих семействах серверов System p и System i , в своем сервере хранения данных DS8000 и в качестве встроенных микропроцессоров в своих высокопроизводительных принтерах Infoprint. Микропроцессоры DCM POWER5 используются IBM в ее высокопроизводительной рабочей станции IntelliStation POWER 285. Сторонними пользователями микропроцессоров POWER5 являются Groupe Bull в ее серверах Escala и Hitachi в ее компьютерах SR11000 с 128 микропроцессорами POWER5+, несколько установок которых вошли в список суперкомпьютеров TOP500 2007 года . IBM использует POWER5+ QCM в своих серверах System p5 510Q, 520Q, 550Q и 560Q. ^[3]

• IBM Система p
• Микропроцессоры IBM Power
• PowerPC
• МОЩНОСТЬ6

• "IBM Previews Power5". (8 сентября 2003 г.). Отчет о микропроцессорах .
• Клэбс, Иоахим и др. (2004). «Проектирование и реализация микропроцессора POWER5». Труды Международной конференции IEEE по твердотельным схемам 2004 года .
• Глазковски, Питер Н. (14 октября 2003 г.). «IBM приоткрывает завесу над Power5». Отчет о микропроцессорах .
• Калла, Рон; Синхарой, Баларам; Тендлер, Джоэл М. (2004). «Микросхема IBM Power5: двухъядерный многопоточный процессор». IEEE Micro .
• Крюэлл, Кевин (22 декабря 2003 г.). «Power5 лидирует по пропускной способности». Отчет о микропроцессорах .
• Синхарой, Баларам и др. (2005). «Системная микроархитектура POWER5». Журнал исследований и разработок IBM .
• Вэнс, Эшли (4 октября 2005 г.). "IBM накачивает линейку Unix Power5+". The Register .

• Оценка супертяжеловесов, сравнение и анализ POWER5 и Montecito, объясняющий основные изменения между POWER4 и POWER5, а также оценки производительности.
• Высокопроизводительный кластер IBM Power5+ p5-575 Cluster 1600 и хранилище DDN S2A9550, Техасский университет A&M