時(shí)間不會(huì)因人而停止，創(chuàng)新也并不因雙贏而終結(jié)。Power系統(tǒng)的發(fā)展注定不會(huì)停留在某個(gè)精彩瞬間。之前，我們?cè)鵀閺V大讀者探討過(guò)“Power7+何時(shí)現(xiàn)身”的問(wèn)題。

有業(yè)內(nèi)人士表示，IBM將于下月底的Hot Chips大會(huì)上，有望披露有關(guān)Power7+和System zNext處理器的信息。根據(jù)IBM德國(guó)Power Systems產(chǎn)品經(jīng)理Peter Nimz去年2月的演講內(nèi)容，藍(lán)色巨人在過(guò)去的三年半的時(shí)間中對(duì)Power7系統(tǒng)投資約32億美元。也就是平均每年投入9.15億美元，而Power7系統(tǒng)的每年銷(xiāo)售額達(dá)到了35-45億美元，說(shuō)明其投資回報(bào)率著實(shí)令人滿(mǎn)意。這也就意味著IBM在芯片設(shè)計(jì)和服務(wù)器工程學(xué)方面的發(fā)展遠(yuǎn)超芯片制造本身。

IBM沉默中爆發(fā) Power7+透露驚天大秘密

IBM本可以公布其Power和大型機(jī)處理器發(fā)展路線(xiàn)圖，，但在Unix領(lǐng)域占據(jù)壟斷性地位的藍(lán)色巨人并沒(méi)有這么做。相比之下，甲骨文就顯得有幾分焦躁、急不可待的味道了。完成對(duì)Unix世界巨頭Sun的收購(gòu)之后，就馬不停蹄地公布了其Sparc架構(gòu)路線(xiàn)圖。而惠普則逐漸從Unix安騰轉(zhuǎn)向x86——當(dāng)然，它們都屬于英特爾陣營(yíng)中的據(jù)點(diǎn)。甲骨文則通過(guò)當(dāng)前和未來(lái)都不支持安騰處理器的軟件系統(tǒng)而徹底關(guān)上了Unix安騰這扇大門(mén)。

IBM Power發(fā)展路線(xiàn)圖

此前我們根據(jù)Power路線(xiàn)圖可以了解到，今年年底IBM將有望推出Power7+，并且采用更為精細(xì)的32nm制程工藝，在紐約芯片工廠加工生產(chǎn)。Power7升級(jí)至Power7+，實(shí)現(xiàn)了制程上的變化，也就意味著IBM能夠在相同的芯片面積上融入更多的晶體管，縮小芯片體積，提高處理器的時(shí)鐘周期。

另外，Power7+的主頻提升有望實(shí)現(xiàn)25%-30%的增幅，超過(guò)目前System zEnterprise 114和196機(jī)器上所采用的處理器——主頻為5.2GHz的四核處理器。另外，如果IBM想維持x86和Sparc競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的優(yōu)勢(shì)地位的話(huà)，就不能不考慮關(guān)注單線(xiàn)程性能的那些用戶(hù)。

目前，我們并不能了解IBM將提高多少嵌入式DRAM高速緩存，但我們通過(guò)IBM開(kāi)發(fā)者相關(guān)資料可以推測(cè)出(點(diǎn)此查看PDF文檔)，三級(jí)緩存將有望從Power7處理器單個(gè)內(nèi)核的4MB增至10MB，也就是從Power7的32MB三級(jí)緩存擴(kuò)容至Power7+的80MB。80MB的三級(jí)緩存，堪稱(chēng)巨大!那意味著擁有英特爾八核至強(qiáng)E5-2600芯片的四倍之多。

相比Power7，Power7+的緩存和主頻的增加，可以顯著提升單線(xiàn)程和多線(xiàn)程性能，只是這種提升的幅度現(xiàn)在還并不清楚。我們也可以從當(dāng)初Power6到Power7性能提升的幅度來(lái)揣測(cè)這種變化。

從圖中IBM也給我們帶來(lái)了信心，新的處理器擁有更快的主頻、更大的緩存和加速執(zhí)行某些特定工作負(fù)載(faster、 very large cache、accelerator)。但它并未透露出擁有比Power7芯片多多少的內(nèi)核數(shù)量。在2013年底至2014年初期間，將跨越至 Power8，IBM也會(huì)將處理器生產(chǎn)制程提升至22nm，并增加更多的內(nèi)核數(shù)量、增強(qiáng)的可靠性功能(甚至有可能提供有備用芯片)，而且也將支持第四代多線(xiàn)程技術(shù)。也許我們很難想象得出，Power8處理器的每個(gè)內(nèi)核將擁有4至8個(gè)線(xiàn)程，但Sun和甲骨文公司在Sparc T系列的產(chǎn)品上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)核擁有多線(xiàn)程吞吐量性能和高速單線(xiàn)程性能，由此在處理并行工作負(fù)載的時(shí)候其多線(xiàn)程的性能就能得到充分發(fā)揮。

另外，IBM還提供了從2011至2020年間Power處理器的發(fā)展路線(xiàn)圖，該圖中將Power8和Power9的發(fā)展概況也進(jìn)行了標(biāo)注。

Power未來(lái)發(fā)展路線(xiàn)圖(圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，下同)

另外一個(gè)Power Systems路線(xiàn)圖，則體現(xiàn)了Power7+的另一個(gè)稱(chēng)謂“Power Gen2”(IBM內(nèi)部稱(chēng)謂)。雖然以前沒(méi)出現(xiàn)過(guò)處理器名稱(chēng)后出現(xiàn)類(lèi)似“+”符號(hào)，而且IBM自身也堅(jiān)決不這么做，但這并不意味著高管都步調(diào)一致。

Power Systems路線(xiàn)圖

更為驚奇的是，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了Power處理器的更多細(xì)節(jié)：

Power處理器發(fā)展路線(xiàn)圖

上圖展示了大部分Power處理器的晶圓信息，甚至也包括了還未正式發(fā)布的Power7+ 和Power8的晶圓內(nèi)容。我們還可以從該圖中挖掘出更多有價(jià)值的信息來(lái)。Power4+、Power5+、Power6+分別和它們各自的 Power4、 Power5、Power6處理器相比，幾乎沒(méi)什么變化。而且，Power6+還讓不少人深感遺憾的是，IBM并未如預(yù)期那 樣升級(jí)至45nm和提升主頻(PowerX/X+交替更新制程，X代表4、5、6、7)。

下面，我們從處理器的晶圓角度，來(lái)著重分析Power7+的不同之處。

Power7和Power7+晶圓(上為Power7+)

位于圖中上方的是Power7+，它采用的是32nm制程工藝。Power7+是一款與眾不同的處理器，比IBM原定計(jì)劃晚了半年的時(shí)間(Power7應(yīng)該在2010年5月發(fā)布，但由于英特爾推出了Westmere至強(qiáng)5600，而被提前至當(dāng)年的2月發(fā)布)。

Power7晶圓

從Power7+的晶圓中我們可以看到，每個(gè)內(nèi)核中都有三級(jí)緩存。2個(gè)DDR3內(nèi)存控制器分列兩端邊緣。本地SMP連接(中上)和遠(yuǎn)程SMP連接(中下)與Power7架構(gòu)相同。

Power7和Power7+單個(gè)內(nèi)核特寫(xiě)

在處理器底部的是容量為256KB的二級(jí)緩存，其右側(cè)上方的是兩個(gè)加載存儲(chǔ)單元(LSU)和1個(gè)條件寄存器單元 (CRU)，1個(gè)分支寄存器單元(BRU)，以及1個(gè)指令拾取單元(IFU)。每個(gè)Power7內(nèi)核都有32KB的L1指令緩 存和32KB的L1數(shù)據(jù)緩存。其他處理單元還包括指令調(diào)度單元(ISU)、整數(shù)單元(FXU)、十進(jìn)制整數(shù)單元 (DFU)等。

當(dāng)我們將它與Power7+的內(nèi)核進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，它們有著驚人的相似。如果我們不考慮每個(gè)內(nèi)核多出的三級(jí)緩存的話(huà)，剩下的就是芯片上下兩頭多出的位置。這些位置將會(huì)安放什么神器呢?根據(jù)路線(xiàn)圖來(lái)猜測(cè)的話(huà)，加速器的可能性最大。

當(dāng)然，Power7+的光輝可不僅僅以上這些。根據(jù)基于Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)，Power7+還將提供加密加速器，以支持AES加密算法和美國(guó)國(guó)家安全局(美國(guó)官方密碼學(xué)組織)開(kāi)發(fā)的SHA-2算法(哈希函數(shù)幾乎應(yīng)用在所有的代碼和微代碼領(lǐng)域)。

相比其他處理器平臺(tái)，英特爾至強(qiáng)E5、E7和此前的至強(qiáng)5600，也都支持AES加解密算法。而甲骨文的Sparc T4 則在去年秋季才宣布，支持AES加密和SHA-A、SHA-2哈希函數(shù)以及其他的加密和哈希算法。

第39屆超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500排名

讓我們來(lái)小結(jié)下。眾人翹首以待的Power7+，將會(huì)以重大的升級(jí)和性能提升來(lái)向世人展示IBM的雄厚實(shí)力。上個(gè)月發(fā)布的第39屆全球超級(jí)計(jì)算機(jī) TOP500排名中，Power系統(tǒng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)在前十排名中，占據(jù)四強(qiáng)。而且，憑借150萬(wàn)顆Power內(nèi)核(準(zhǔn)確地說(shuō)是1572864個(gè)內(nèi)核)，使得 Sequoia幫助美國(guó)人實(shí)現(xiàn)了自2009年以來(lái)重奪TOP500桂冠的夢(mèng)想。

如果Power7+能在下月的Hot Chips大會(huì)上順利得以發(fā)布的話(huà)，勢(shì)必會(huì)激發(fā)起業(yè)界尤其是企業(yè)級(jí)處理器領(lǐng)域的一陣陣波瀾。此前對(duì)IBM推遲展示和發(fā)布Power7+舉動(dòng)的種種揣測(cè)，也就變得不那么重要了。相反，這種重大升級(jí)透露出來(lái)的IBM驚世大秘密，會(huì)被視作IBM厚積薄發(fā)、創(chuàng)新與專(zhuān)注下的霸氣外露。

Power7+，你準(zhǔn)備好了嗎?

zhaohang