Power7

8核5GHz RISC處理器新代表IBM Power7+

在服務(wù)器市場，代表開放性架構(gòu)的x86服務(wù)器盡管在銷量上可占到總體的80%，但市場分額只能保持在50%上下，原因在于企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)上，小型機向來都是首選。小型機，一種介于PC服務(wù)器和大型機之間的高性能計算機，一般認為，傳統(tǒng)小型機是指采用RISC、MIPS等專用處理器，主要支持UNIX操作系統(tǒng)的封閉、專用的計算機系統(tǒng)，所以又稱RISC服務(wù)器或Unix服務(wù)器。不久前，IBM發(fā)布了其最新的RISC處理器Power7+。

IBM在8月底的時候公布的Power7+處理器結(jié)構(gòu)，同時還發(fā)布了采用Power7+的大型機zEnterprise EC12，現(xiàn)在采用Power7+處理器的服務(wù)器也將在10月3號首次問世，Power7+作為32nm制程工藝的IBM最新Power架構(gòu)處理器，有8個核芯，主頻超過5GHz。

自從1993年P(guān)ower1問世以來，Power架構(gòu)已經(jīng)有將近20年的歷史?；旧鲜敲咳旮乱淮琁BM也憑借著Power架構(gòu)處理器，逐漸開拓Unix服務(wù)器市場。

憑借這Power架構(gòu)處理器這柄利器，IBM在Unix服務(wù)器(小型機)市場的華山論劍中力拔頭籌。下圖是權(quán)威咨詢機構(gòu)IDC 09年5月公布的關(guān)于小型機市場份額的數(shù)據(jù)圖。

從圖中我們可以清楚的看到隨著Power4/5/6的發(fā)布，IBM的份額是節(jié)節(jié)高升。曾長期占據(jù)主導(dǎo)地位的Sun和惠普現(xiàn)在被IBM超過，根據(jù)權(quán)威咨詢機構(gòu)Gartner和IDC的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2009年第三季度，IBM在Unix服務(wù)器市場占據(jù)40%的份額，其次分別是惠普(30%)和Sun(不少于25%)。IBM、HP和Sun在小型機市場形成了三國鼎立之勢。

憑借著Power架構(gòu)系列處理器的強勁表現(xiàn)，IBM在小型機上超過了曾長期占據(jù)主導(dǎo)地位的惠普和Sun。>>

8月28號，在硅谷舉行的Hot Chips 24 芯片大會上，IBM芯片領(lǐng)域的專家介紹了Power架構(gòu)的最新一代處理器8核Power7+。IBM zEC12采用的IBM Power 7+處理器，主頻高達5.5GHz，而核心數(shù)也確定為6個。

最新的Power7+處理器采用的是32nm制程工藝，8核芯架構(gòu)，此次Power7+處理器的發(fā)布，吻合了IBM Power架構(gòu)處理器每三年更新一代，且在兩代之間的X+發(fā)布的規(guī)律。

此前的Power7是在2010年2月8號發(fā)布的，IBM在紐約正式發(fā)布其Power7處理器。

典型的Power7處理器是單晶片的，具有八個核心，另外也提供4核與6核型號。晶體管數(shù)量為12億，核心面積567mm2。采用的是IBM的45nmSOI銅互聯(lián)工藝制程。

Power7處理器共有三級緩存，同時還集成了兩個四通道DDR3內(nèi)存控制器，持續(xù)內(nèi)存帶寬100GB/s，每個通道的速度為6.4Gbps，最大可以訪問32GB(使用兩根16GB內(nèi)存條)。Power7處理器最大可以訪問256GB。SMP帶寬360GB/s，整個芯片總帶寬高達590GB/s。>>

從Power7到Power7+，最大的變化在于制程工藝從45nm提升到了32nm，在向上擴展(scale up)和向外擴展(scale out)上都有提升。

向上擴展上，雖然Power7+還是和Power7一樣是8核芯架構(gòu)，但是主頻提高了不少，雖然IBM沒有正式給出Power7+的主頻數(shù)據(jù)，但是由于制程工藝從之前的45nm提升到32nm，有專業(yè)人士分析稱Power7+的主頻相比Power7提升了25%左右。大部分Power7處理器的主頻在3GHz到4GHz，而據(jù)報道稱Power7+處理器的主頻則是在5GHz以上，之前有消息稱應(yīng)用在IBM最新大型機的Power7+主頻高達5.5GHz。

除了在主頻上的提升外，Power7+的L3緩存有提升，是Power7的2.5倍，此前Power7處理器中8個核芯共享25MB的三級緩存。在Power7+中，共享的L3緩存增加到了80MB，大約是此前的2.5倍。

而在橫向的向外擴展上，Power7+注重了帶寬上的考慮，此前在Power7處理器中，有一個QCM(quad-chip module)模式，就是將4個8核芯的Power7封裝在在一起，而在Power7+中，同樣有這種模式，只不過將原來封裝在一起的四個處理器改為了兩個，也就是DCM(dual-chip module)模式。

這種將多個處理器封裝在一起的好處是能夠提供高系統(tǒng)I/O帶寬。提供系統(tǒng)等的性能。從上圖對比可以，單處理器的Power7+相比于Power7性能上有30%左右的提升，而DCM模式的Power7+相比于Power7則是有接近50%的性能提升。>>

首批采用Power7+處理器的是IBM大型機zEnterprise EC12，而不久前，IBM宣布將會在10月3日發(fā)布采用Power7+的RISC服務(wù)器。

目前IBM的RISC服務(wù)器采用的處理器多為Power7。IBM實際上在2011年2就宣布停產(chǎn)Power6和Power6+處理器，基于這些處理器的產(chǎn)品也將陸續(xù)停止出售。

在2006年2月的國際固態(tài)電路會議(ISSCC)上，IBM 公布了Power6處理器，那年10月的微處理器論壇和次年2月的ISSCC上披露了更多細節(jié)，最終在07年5月24日于北京召開的"Power6大突破，創(chuàng)"芯"世界"新聞發(fā)布會上正式發(fā)布了這款取代Power5+的新一代處理器。

有小幅改進的Power6+處理器是在2009年4月正式公布的，但實際上在08年10月發(fā)布的Power 560和570系統(tǒng)已經(jīng)運用了Power6+處理器。從Power3起，IBM每三年發(fā)布新一代的Power處理器，而在這三年中間又會發(fā)布X+處理器，Power7于2010年2月正式發(fā)布，Power7+處理器則是在2012年9月發(fā)布。

Power 7+ 派生處理器

第一個PowerPC處理器PowerPC 601，基本上是一個部份基本指令用微碼模擬的RSC處理器，采用了Motorola 88000為基礎(chǔ)的總線設(shè)計。這允許IBM在許多任務(wù)作站機器上使用這個處理器，只需要更換主板。自此 PowerPC和POWER架構(gòu)有些許分岐，但大部份在指令層級仍然保持兼容。

使用在太空應(yīng)用的抗輻射設(shè)計RAD6000處理器是一個POWER/RSC的派生架構(gòu)。

IBM RS64家族處理器根基于PowerPC(因此也包括POWER)，使用在RS/6000和AS/400產(chǎn)品線。它對商用工作優(yōu)化，沒有POWER產(chǎn)品線應(yīng)有的浮點運算。它被POWER4取代。

IBM Gekko處理器是修改過的PowerPC 750CXe，使用在任天堂Gamecube。任天堂的Wii使用更新的Gekko，Broadway。

Cell處理器也是從POWER架構(gòu)派生。它具有一個復(fù)雜的多線程超標量核心，和稱作SPE (Synergistic Processing Elements)的八個獨立矢量處理器核心。這個處理器支撐了Sony的Playstation 3、Toshiba的數(shù)字電視系統(tǒng)，和IBM的高性能電腦。

微軟最新一代的游戲主機Xbox 360使用一個循序運行的三核Xenon處理器，它基于PowerPC，擁有修改過的矢量單元，時鐘頻率3.2 GHz。

全文總結(jié)

作為RISC架構(gòu)處理器的新代表，Power7+在制程工藝上提升到了32nm。IBM系統(tǒng)與科技事業(yè)部Power Systems總經(jīng)理Ross Mauri曾經(jīng)表示，IBM會信守承諾，保持每三年進行一次芯片的升級。這也就是說Power8將在2013年推出，到時候Power8的核芯數(shù)會是多少，制程工藝會不會提升到22nm制程?我們拭目以待吧。