IBM首度于上周在美国硅谷举行的年度Hot Chips技术大会上介绍Power 9处理器的更多细节,它可望成为一款突破性的芯片,催生系统厂商与加速器供货商建立新的伙伴关系,并重新点燃IBM阵营与对手Intel在高端服务器市场的战火。

采用14纳米工艺的Power 9是在今年3月首度被提及,在正热门的加速器应用领域采取了大胆、在某种程度上又有些分散化的策略;这也是IBM的Power架构处理器芯片首度以系列产品的形式问世,能支持各种性能升级或横向扩展的系统设计。

如同以往的IBM微处理器,为了要达到新的性能水平,Power 9采用了大量的内存──包括透过芯片上7 Tbit/second速率光纤共享L3快取、总计120Mbyte的嵌入式DRAM。而Power 9的主架构师Brian Thompto表示,从各项性能基准量测来看,Power 9号称在明年底正式问世时,其性能可比Power 8提升50%至两倍。 20160830-IBM 01 Power 9将有四个版本,采用DDR4 DIMM,可望吸引对成本特别敏感的厂商 (图片来源:IBM)

Power 9的性能提升主要是新核心以及芯片层级设计的贡献。IBM将推出四个版本的Power 9,其中有两个版本采用每核心8执行续(thread)、每芯片12核心的架构,支持IBM的Power虚拟化环境;另两个版本将采用每核心4执行续、每芯片24核心架构,锁定Linux环境。两种架构都会有分别为适用双插槽服务器、8个DDR4端口,以及配备缓冲DIMM、支持单服务器多芯片的两种版本。

这种多样化选择性可望吸引更多客户青睐;IBM一直尝试鼓励其他厂商透过其OpenPower组织打造Power架构系统,目前该组织成员已超过200家,中国厂商对此兴趣最浓厚,当地并有一家IBM合作伙伴正在打造自有Power架构芯片。在某些地方采用标准DDR 4 DIMM,能透过支持成熟封装技术,为系统厂商降低进入门坎并因此降低成本。 20160830-IBM 02 Power 9的120 Mbyte L3高速缓存,分成多个10 Mbyte 区块由两个处理器核心共享(图片来源:IBM)

而Power 9的加速策略或许是它最有趣的地方。该芯片会是首批实现16 GTransfer/second速率PCI Express (PCIe) 4互联的微处理器,该新规格的最终版本仍在等待批准;此外Power 9采用被称为IBM BlueLink的新一代25 Gbit/s实体互联。

上述两种互联技术都支持48通道(lane),并将包含多种通讯协议;PCIe链接将采用IBM的CAPI 2.0接口与FPGA与ASIC链接;BlueLink将承载为Nvidia的绘图处理器(GPU)与一种新CAPI接口所共同开发的新一代 NVLink。新的CAPI协议与25G BlueLink可能是IBM为了支持CCIX缓存一致性连结(cache coherent link)的提案;该互联接口规格正由成员包括AMD、ARM、华为(Huawei)、Mellanox、Qualcomm与Xilinx在内的一个产业组织订定中。

CCIX的目标是催生取代Nvidia与Intel独家互联规格的新接口技术;目前该组织已经有数十家成员,预计今年稍晚将会公布包括其规格最终版本出炉时间等更进一步的讯息。Intel收购了Altera并承诺打造结合Altera FPGA、3D XPoint内存以及其Xeon处理器的方案,采用Intel专有的OmniPath互联技术。

各种加速互联技术的开发,主要是为了因应新兴的机器学习应用,以及为了提升系统性能而越来越有需求的专属协同处理器;对此IBM的Thompto表示:“已经有大量的投资以及优化技术投入这个领域,这是未来风潮。” 20160830-IBM 03 Power 9包含支持4种通讯协议的两种互联技术,以及SMP总线 (图片来源:IBM)

而IBM仍在等待新一代储存级内存技术的诞生,该公司已经投入相变化(phase-change)内存研发多年,可能会需要在接下来一两年响应Intel的X-Point产品;Intel计划在新系列非挥发性DIMM采用X-Point内存以提升服务器的性能,时程约在2018年。Thompto表示:“我们打造新版CAPI的原因之一是为了永久内存,它可能会直接以内存模块的形式出现。”

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