蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

在斯坦福大学举行的Hot Chip 25届半导体大会上,IBM宣布了新一代服务器处理器“Power8”,规格强大得令人瞠目结舌,堪称蓝色巨人实力的最佳体现。接下来我们通过一组官方幻灯片,详细看看这个怪物。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

Hot Chip学术研讨会现场。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

IBM Power系列进化图:基本上每三年推出全新的一代,除了去年的过渡版Power7+。无论架构、工艺、核心数量、多线程能力、缓存容量、内存带宽、峰值I/O,每次都会有巨大的进步。对比九年前的Power4,如今核心数量6倍、多线程能力4倍、片上缓存50多倍、片外缓存3.5倍、内存带宽15倍、峰值I/O 16倍。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

Power8采用了最先进的IBM 22nm SOI工艺制造(AMD跪求),核心面积达650平方毫米,但未透露集体晶体管数量。核心数量达12个,而且每个核心都支持八线程,总线程因此多达96个。

架构方面,它采用了8分派、10发射、16流水线的设计,并增强了预取能力。缓存拥有一级数据64KB、一级指令32KB、二级4MB(每核心512KB)、三级96MB eDRAM(所有核心共享)、片外四级最大128MB eDRAM。双通道内存控制器,带宽最大230GB/s。

Power8整合了多种加速器,包括加密、内存扩展、事务性内存、VMM(虚拟机管理器)助手、数据转移和虚拟机移动性,总线方面则支持PCI-E 3.0、SMP互联CAPI(一致性加速处理器接口)。

电源管理方面有片上功耗管理微控制器、每核心整合VRM、关键路径监视器等等,但是具体功耗没有披露。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

核心构成分布图:除了刚才提到的

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

作为对比,这是Power7的核心分布。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

缓存支持NUCA(非对称缓存架构),带宽和延迟很灵活,而每个缓存区块的单向互联带宽高达150GB/s。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

带宽:假设频率为4GHz(这是惟一一次提到频率规格但强调说实际产品会不一样),那么二三级缓存的总带宽会分别有4TB/s、2TB/s。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

内存管理:支持最多8个通道、32个DDR端口、1TB容量。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

Power8还可以搭配独特的内存缓冲芯片(22nm SOI工艺/15个金属层),以及16MB缓存,带宽9.6GB/s,支持丰富的内存和数据管理特性,可以大大增强性能。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

内存条造型示例。大型服务器和企业中心用的,颗粒很密集。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

原生支持PCI-E 3.0,淘汰之前的GX总线和I/O桥接,结构更简单,延迟更低。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

CAPI(一致性关联处理器接口):新引入的一个特性,配合PCI-E 3.0总线,直连外部的定制硬件应用单元(FPGA/ASIC),支持特定的软件、中间件、用户程序。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

类似Intel Haswell,Power8也在内部整合了VRM供电控制单元,但具体细节没有披露,只知道是堆叠在CPU上。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

Power8:强大的线程/核心/系统性能、虚拟机密度和效率优化、自助系统优化极大增强、出色的大数据分析能力。

蓝色巨人出手不凡:Power8详细解读

Power8:领先性能、系统创新、开放系统创新。