Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
МОЩНОСТЬ9
Общая информация
Запущен2017 г.
РазработаноIBM
Общий производитель (и)
Спектакль
Максимум. Частота процессора 4 ГГц [1]
Кеш
Кэш L132 + 32 КБ на ядро [1]
Кэш L2512 КБ на ядро [1]
Кэш L3120 МБ на чип [1]
Кэш L4через Centaur [1]
Архитектура и классификация
Мин. размер элемента14 нм ( FinFET )
Набор инструкцийPower ISA ( Power ISA v.3.0 )
Физические характеристики
Ядра
  • 12 ядер SMT8 или 24 ядра SMT4 на кристалле [2] [3] [4]
История
ПредшественникМОЩНОСТЬ8
ПреемникМОЩНОСТЬ10
Архитектуры POWER , PowerPC и Power ISA
NXP (ранее Freescale и Motorola)
IBM
  • Серия PowerPC (1992)
    • 6xx
    • 4xx
    • 7xx
    • 74xx
    • 970
    • A2 (2010)
      • A2I
      • A2O
    • Серия RAD (1997)
      • RAD6000
      • RAD750
      • RAD5500
  • Серия RS64 (1996 г.)
IBM / Nintendo
  • Гекко
  • Бродвей
  • Эспрессо
Другой
  • Титан
  • PWRficient
  • Клетка
  • Ксенон
  • X704
Ссылки по теме
  • Фонд OpenPOWER
  • AIM альянс
  • RISC
  • Синий ген
  • Power.org
  • PAPR
  • PReP
  • CHRP
  • AltiVec
Отменено серым цветом , историческое - курсивом
  • v
  • т
  • е

POWER9 - это семейство суперскалярных , многопоточных , симметричных мультипроцессоров, основанных на Power ISA, анонсированной в августе 2016 года на конференции Hot Chips . [2] Процессоры POWER9 на основе изготавливаются с использованием 14 нм FinFET процесса, [3] , в 12- и 24-ядерные версии, для масштабирования и масштабирования до приложений, [3] и , возможно , других вариантов, так как архитектура POWER9 открыт для лицензирования и изменения членами OpenPOWER Foundation . [5]

Второй по скорости суперкомпьютер в мире, Summit , основан на POWER9, а также использует графические процессоры Nvidia Tesla в качестве ускорителей. [6]

Дизайн [ править ]

Ядро [ править ]

Ядро POWER9 поставляется в двух вариантах, с четырьмя путями многопоточного один называется SMT4 и восемь-полосные один называется SMT8 . [1] Ядра SMT4 и SMT8 похожи в том, что они состоят из ряда так называемых слайсов , обслуживаемых общими планировщиками. Срез - это элементарное 64-битное ядро ​​однопоточной обработки с загрузочным блоком хранения (LSU), целочисленным блоком (ALU) и векторным скалярным блоком (VSU, выполняющим SIMD и с плавающей запятой). Супер-срез представляет собой сочетание двух слоев. SMT4-ядро состоит из 32  КБКэш L1 (1 КБ = 1024 байта), кэш данных L1 32 КБ, блок выборки инструкций (IFU) и блок упорядочивания инструкций (ISU), который обрабатывает два супер-слайса. Ядро SMT8 имеет два набора кэшей L1, IFU и ISU для подачи четырех супер-слайсов. В результате 12-ядерная и 24-ядерная версии POWER9 состоят из одинакового количества слайсов (по 96 каждый) и одинакового объема кеш-памяти L1.

Ядро POWER9, будь то SMT4 или SMT8, имеет 12-ступенчатый конвейер (на пять этапов короче, чем его предшественник, POWER8 ), но стремится сохранить тактовую частоту около 4 ГГц. [1] Это будет первая версия, которая будет включать элементы Power ISA v.3.0 , выпущенной в декабре 2015 года, включая инструкции VSX-3 . [7] Конструкция POWER9 сделана так, чтобы быть модульной и использоваться в большем количестве вариантов процессоров и использоваться для лицензирования в процессе изготовления, отличном от IBM. [8] На кристалле находятся сопроцессоры для сжатия и криптографии, а также большой кэш eDRAM L3 с малой задержкой. [3]

POWER9 поставляется с новой архитектурой контроллера прерываний, называемой «механизм виртуализации внешних прерываний» (XIVE), которая заменяет гораздо более сложную архитектуру, которая использовалась в POWER4 - POWER8. XIVE также будет использоваться в POWER10. [9] [10] [11]

Масштабирование / масштабирование [ править ]

  • IBM POWER9 SO  - горизонтально масштабируемый вариант, оптимизированный для двухпроцессорных компьютеров с пропускной способностью до 120 ГБ / с (1 ГБ = 1 миллиард байт) для напрямую подключенной памяти DDR4 [1] [3] [8] (выпуск запланирован на 2017 г.) )
  • IBM POWER9 SU  - вариант с вертикальным масштабированием, оптимизированный для четырех или более сокетов, для больших машин NUMA с пропускной способностью до 230 ГБ / с для буферизованной памяти [1] [8] (использует сигнализацию «25,6 ГГц» с PowerAXON 25 GT / sec Link interface [12] )

Оба варианта POWER9 могут поставляться в версиях с некоторыми отключенными ядрами из-за соображений производительности , поскольку такие Raptor Computing Systems сначала продавали 4-ядерные чипы, и даже IBM изначально продавала свои системы AC922 не более чем с 22-ядерными чипами, хотя оба типа На кристаллах микросхем установлено 24 ядра. [13] [4]

I / O [ править ]

На кристалле есть много средств, помогающих с высокой производительностью ввода-вывода вне кристалла :

  • Вариант SO имеет встроенные контроллеры DDR4 для напрямую подключенной оперативной памяти, в то время как вариант SU будет использовать внешнюю архитектуру Centaur, представленную в POWER8, чтобы включать в себя высокопроизводительный кеш-память eDRAM L4 и контроллеры памяти для DDR4 RAM. [1] [3]
  • В BlueLink межсоединения для тесной привязанности графических сопроцессоров от Nvidia (более NVLink v.2 ) и OpenCAPI ускорителей. [14]
  • Универсальные разъемы PCIe v.4 для подключения обычных ASIC , FPGA и других периферийных устройств, а также устройств CAPI 2.0 и CAPI 1.0, разработанных для POWER8.
  • Мультипроцессор ( симметричная многопроцессорная система ) соединяет другие процессоры POWER9 на той же материнской плате или в других тесно связанных корпусах.

Типы чипов [ править ]

Чипы POWER9 могут быть изготовлены с двумя типами ядер и в конфигурации Scale Out или Scale Up. Ядра POWER9 имеют тип SMT4 или SMT8, причем ядра SMT8 предназначены для систем PowerVM , а ядра SMT4 предназначены для систем PowerNV, которые не используют PowerVM и преимущественно работают под управлением Linux. В POWER9 микросхемы, предназначенные для Scale Out, могут поддерживать напрямую подключаемую память, а микросхемы Scale Up предназначены для использования с машинами с более чем двумя сокетами ЦП и используют буферную память. [15] [1]

Чипы POWER9
PowerNVPowerVM
24 × SMT4 ядро12 × SMT8 ядро
Уменьшить масштабНимбуснеизвестный
Увеличить масштабКучевые облака

Модули [ править ]

На портале IBM для OpenPOWER перечислены три доступных модуля для микросхемы Nimbus, хотя вариант Scale-Out SMT8 для PowerVM также использует модуль / сокет LaGrange: [16]

  • Sforza - 50 мм × 50 мм, 4 DDR4, 48 линий PCIe, 1 XBus 4B [17]
  • Monza - 68,5 мм × 68,5 мм, 8 каналов DDR4, 34 полосы PCIe, 1 канал XBus 4B, 48 полос OpenCAPI [18]
  • LaGrange - 68,5 мм × 68,5 мм, 8 DDR4, 42 линии PCIe, 2 линии XBus 4B, 16 линий OpenCAPI [19]

Модули Сфорца использовать массив земли сетки (LGA) 2601-контактный разъем. [20]

Системы [ править ]

Raptor Computing Systems / Raptor Engineering [ править ]

Talos II - двухпроцессорная рабочая станция / серверная платформа с процессорами POWER9 SMT4 Sforza; [21] доступны как сервер 2U, сервер 4U, башня или материнская плата EATX. Проданный как безопасные и владелец-управляемо бесплатно и с открытым исходным кодом и встроенным программным обеспечением. Первоначально поставляется с 4-ядерным, [22] 8-ядерным, [23] 18-ядерным, [24] и 22-ядерным [25] вариантами чипов, пока не будут доступны чипы с большим количеством ядер. [26] [27]

Talos II Lite - односокетная версия материнской платы Talos II, выполненная на той же печатной плате. [28]

Blackbird - однопроцессорная платформа microATX с использованием процессоров SMT4 Sforza (вариант 130 Вт), 4–22 ядра, 2 слота RAM (с поддержкой до 256 ГиБ ) [29]

Партнерство Google и Rackspace [ править ]

Barreleye G2 / Zaius - двухпроцессорная серверная платформа на процессорах LaGrange; [21] в корпусе Barreleye G2 и Zaius используется материнская плата Zaius POWER9 [30] [31] [32]

IBM [ править ]

Power Systems AC922 - 2U, 2 × POWER9 SMT4 Monza, до 6 × графических процессоров Nvidia Volta, 2 подключенных ускорителя CAPI 2.0 и 1 ТБ оперативной памяти DDR4. AC здесь - это сокращение от Accelerated Computing; эта система также известна как «Уизерспун» или «Ньюэлл». [21] [33] [34] [35] [36]

Power Systems L922 - 2U, 1–2 × POWER9 SMT8, 8–12 ядер на процессор, до 4 ТБ ОЗУ DDR4 (1 ТБ = 1024 ГиБ), PowerVM под управлением Linux . [37] [38]

Power Systems S914 - 4U, 1 × POWER9 SMT8, 4–8 ядер, до 1 ТБ ОЗУ DDR4, PowerVM под управлением AIX / IBM i / Linux. [37] [38]

Power Systems S922 - 2U, 1–2 × POWER9 SMT8, 4–10 ядер на процессор, до 4 ТБ ОЗУ DDR4, PowerVM под управлением AIX / IBM i / Linux. [37] [38]

Power Systems S924 - 4U, 2 × POWER9 SMT8, 8–12 ядер на процессор, до 4 ТБ ОЗУ DDR4, PowerVM под управлением AIX / IBM i / Linux. [37] [38] [39]

Power Systems H922 - 2U, 1–2 × POWER9 SMT8, 4–10 ядер на процессор, до 4 ТБ ОЗУ DDR4, PowerVM под управлением SAP HANA (в Linux) с AIX / IBM i на 25% системы. [37] [38] [40]

Power Systems H924 - 4U, 2 × POWER9 SMT8, 8–12 ядер на процессор, до 4 ТБ ОЗУ DDR4, PowerVM под управлением SAP HANA (в Linux) с AIX / IBM i на 25% системы. [37] [38] [40]

Power Systems E950 - 4U, 2–4 × POWER9 SMT8, 8–12 ядер на процессор, до 16 ТБ ОЗУ DDR4 с буферизацией [41]

Power Systems E980 - 1–4 × 4U, 4–16 × POWER9 SMT8, 8–12 ядер на процессор, ОЗУ DDR4 с буферизацией до 64 ТБ [42]

Penguin Computing [ править ]

Magna PE2112GTX - двухпроцессорный сервер высотой 2U для высокопроизводительных вычислений с использованием процессоров LaGrange. Изготовлено Wistron. [43]

Суперкомпьютеры IBM [ править ]

Пластина POWER9 с сертификатами TOP500 для Summit & Sierra

Summit и Sierra  - Министерство энергетики США вместе с Национальной лабораторией Ок-Ридж и Ливерморской национальной лабораторией заключили контракт с IBM и Nvidia на создание двух суперкомпьютеров Summit и Sierra , основанных на процессорах POWER9 в сочетании с графическими процессорами Nvidia Volta . Эти системы планируется ввести в эксплуатацию в 2017 году. [44] [45] [46] Sierra основана на вычислительном узле IBM Power Systems AC922. [34] Первые стойки Summit были доставлены в Национальную лабораторию Ок-Ридж 31 июля 2017 года.[47]

MareNostrum 4 - Один из трех кластеров в блоке новых технологий четвертого суперкомпьютера MareNostrum - это кластер POWER9 с графическими процессорами Nvidia Volta. Ожидается, что при установке этот кластер обеспечит вычислительную мощность более 1,5 петафлопс. Блок новых технологий MareNostrum 4 существует для проверки того, могут ли новые разработки быть «подходящими для будущих версий MareNostrum». [48]

Поддержка операционной системы [ править ]

Как и его предшественник, POWER9 поддерживается FreeBSD , [49] IBM AIX , IBM i , Linux (как с PowerVM, так и без него) и OpenBSD . [50]

Реализация поддержки POWER9 в ядре Linux началась с версии 4.6 в марте 2016 г. [51]

Red Hat Enterprise Linux (RHEL), SUSE Linux Enterprise (SLES), Debian GNU / Linux и CentOS поддерживаются с августа 2018 года . [52] [53] [54] [55]

См. Также [ править ]

  • Микропроцессоры IBM POWER
  • OpenBMC

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k Big Blue стремится к небу с мощью9
  2. ^ а б Шах, Агам (2016-08-23). «24-ядерный чип Power9 от IBM: 5 вещей, которые вам нужно знать» . PCWorld.
  3. ^ Б с д е е McCredie, Brad (апрель 2016). «OpenPOWER и дорожная карта на будущее» (презентация) . Фонд OpenPOWER .
  4. ^ a b Морган, Тимоти Прикетт (2017-12-05). «Власть9 народу» . Следующая платформа . Микросхема Nimbus Power9, используемая в AC922, представляет собой однокристальный модуль с 24 ядрами на кристалле. Машины Summit и Sierra на базе AC922 получают 22-ядерные версии чипов ... IBM может позже, по мере улучшения производительности Power9, добавить 24-ядерный вариант.
  5. ^ Уильямс, Крис (2016-04-07). «Power9: Google вызывает у Intel мигрень с переворотом микросхемы, IBM пытается соблазнить крупный бизнес» . Реестр.
  6. ^ https://www.ornl.gov/news/ornl-launches-summit-supercomputer
  7. ^ Добавить полную поддержку binutils Power ISA 3.0 / POWER9
  8. ^ a b c Перспективы революции Power9
  9. ^ Контроллер прерываний POWER9 XIVE
  10. ^ IBM Power 9 XIVE обеспечивает повышение производительности ввода-вывода
  11. ^ «Микроватт растет» - Пол Маккеррас (LCA 2021 Online)
  12. ^ "Масштабируемый процессор IBM POWER9" (PDF) . AXON @ 25,6 ГГц против DDR4 @ 3200 МГц
  13. ^ 2017, (c) Raptor Engineering, LLC 2009 -. "Raptor Computing Systems :: CP9M01 Intro" . www.raptorcs.com . Проверено 17 ноября 2017 .CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  14. ^ Nvidia NVLink 2.0 впервые появится на серверах Power9 в следующем году
  15. ^ Stuecheli, Джефф (26 января 2017). «Вебинар POWER9» (Видеозапись / слайды) . Виртуальная группа пользователей AIX. - Слайды (PDF) - На странице AIX VUG есть ссылки на слайды и видео.
  16. ^ Гангиди, Ади. «Позвольте мне прокомментировать LaGrange POWER9» . Twitter .
  17. ^ Портал IBM для OpenPOWER - POWER9 - Модуль Sforza
  18. ^ Портал IBM для OpenPOWER - POWER9 - Модуль Monza
  19. ^ Портал IBM для OpenPOWER - POWER9 - Модуль LaGrange
  20. ^ "Руководство пользователя материнской платы T2P9D01" (pdf) . Вычислительные системы Raptor. 2018.
  21. ^ a b c Raptor Computing Systems Wiki - OpenPOWER
  22. ^ "Raptor Computing Systems :: CP9M01" . www.raptorcs.com . Проверено 3 марта 2018 .
  23. ^ "Raptor Computing Systems :: CP9M02" . www.raptorcs.com . Проверено 3 марта 2018 .
  24. ^ "Raptor Computing Systems :: CP9M06" . www.raptorcs.com . Проверено 3 марта 2018 .
  25. ^ "Raptor Computing Systems :: CP9M08" . www.raptorcs.com . Проверено 20 мая 2018 .
  26. ^ "Raptor Computing Systems :: TL2WK2" (описание продукта) . Вычислительные системы Raptor .
  27. ^ "Raptor Computing Systems :: Часто задаваемые вопросы" . www.raptorcs.com . Проверено 17 ноября 2017 .
  28. ^ "Системная плата Talos II Lite" . Проверено 29 июня 2018 .
  29. ^ «Материнская плата Blackbird ™ (только плата)» . www.raptorcs.com . Проверено 1 февраля 2019 .
  30. ^ Зипфель, Джон; Липперт, Роб. «Представляем Zaius, Google и открытый сервер Rackspace под управлением IBM POWER9» (сообщение в блоге) . Блог Google Cloud Platform . Google.
  31. ^ Липперт, Роб; Салливан, Аарон; Гангиди, Ади; Ага, Поли (07.12.2016). "Zaius / Barreleye G2 Specification Chassis, Motherboard, Lunchbox Power Supply - Revision 0.5.3" (pdf) . Github . Откройте Compute Project.
  32. ^ Салливан, Аарон (2017-03-08). «Последние новости о нашем сервере Zaius / Barreleye G2 Open Compute-OpenPOWER» (сообщение в блоге) . Официальный блог Rackspace . Rackspace.
  33. ^ Дэвид Бейдер - Twitter
  34. ^ a b Как ускорить ускорение с помощью OpenCAPI уже сегодня!
  35. ^ Сервер IBM Power System AC922 (8335-GTG) поможет вам использовать революционные возможности ускоренного ИИ, HPDA и HPC, чтобы ускорить анализ
  36. ^ "IBM Power System AC922 - Подробности - США" . IBM Marketplace . 6 декабря 2017.
  37. ^ a b c d e f https://www.theregister.co.uk/2018/02/14/ibm_power9_servers/ Big Blue повышает уровень серверного секстета с помощью POWER9 для IBM i, AIX, HANA, Linux
  38. ^ Б с д е е https://www.nextplatform.com/2018/02/15/ins-outs-ibms-power9-zz-systems/ плюсами и минусами ZZ Systems Power9 компании IBM
  39. Рианна Гриффитс, Найджел (14 февраля 2018 г.). «Первый взгляд на IBM POWER9 Scale-Out S924» (видео) . YouTube .
  40. ^ a b Морган, Тимоти Прикетт (14 февраля 2018 г.). «Наконец-то IBM i получает Power9 - IT-джунгли» . IT джунгли .
  41. ^ "IBM Systems Hardware IBM Power System E950 Технические данные" (PDF) .
  42. ^ "IBM Systems Hardware IBM Power System E980 Data Sheet" (PDF) .
  43. ^ Хилл, Томас (2017-11-15). «@PenguinHPC демонстрирует результаты настоящего открытого сотрудничества со своей последней системой # POWER9 #openpower #hpc # SC17pic.twitter.com / HdEHQ0vwNi» . Twitter . Проверено 16 ноября 2017 года .
  44. ^ NVIDIA Volta, Земельные контракты IBM POWER9 для новых суперкомпьютеров правительства США
  45. ^ Домашняя страница ORNL Summit
  46. ^ Лоуренс Ливермор подписывает контракт с IBM
  47. ^ ORNL строит самый умный суперкомпьютер в мире
  48. ^ "MareNostrum" . BSC-CNS . Барселонский суперкомпьютерный центр . Проверено 30 октября 2017 года .
  49. ^ "Версия FreeBSD, вводящая в систему идентификатор процессора POWER9" . svnweb.freebsd.org . Проверено 11 октября 2018 .
  50. ^ «Доступны первые снимки powerpc64» . Проверено 7 июля 2020 .
  51. ^ «Linux 4.6 начинает закладывать фундамент для POWER9» . Фороникс . 18 марта 2016 г.
  52. ^ «Red Hat Enterprise Linux 7.4 для IBM Power LE (POWER9) - Примечания к выпуску - Портал для заказчиков Red Hat» . access.redhat.com . Проверено 17 ноября 2017 .
  53. ^ "PPC64 - Debian Wiki" . wiki.debian.org . Проверено 17 ноября 2017 .
  54. ^ "SUSE Linux Enterprise Server для POWER | SUSE" . www.suse.com . Проверено 17 ноября 2017 .
  55. ^ «Выпуск для CentOS Linux 7 (1804) на POWER9 (ppc64le)» . lists.centos.org . Проверено 15 августа 2018 .

Внешние ссылки [ править ]

  • IBM Power9
  • Портал IBM для OpenPOWER