ИБМ А2
| POWER , PowerPC и Power ISA. Архитектуры |
|---|
| NXP (ранее Freescale и Motorola) |
| ИБМ |
|
| IBM/Нинтендо |
| Другой |
| Ссылки по теме |
| Отменено выделено серым цветом , историческое — курсивом |
IBM A2 — это открытым исходным кодом многоядерное многопоточное и с 64-битное процессорное ядро Power ISA , разработанное IBM с использованием спецификации Power ISA v.2.06 . Версии процессоров на базе ядра A2 варьируются от версии с частотой 2,3 ГГц с 16 ядрами, потребляющей 65 Вт , до менее мощной, четырехъядерной версии, потребляющей 20 Вт при частоте 1,4 ГГц.
Дизайн
[ редактировать ]Ядро A2 — это процессорное ядро, предназначенное для индивидуальной настройки и встроенного использования в системе на чип-устройствах. Оно было разработано на базе игровых консолей процессоров IBM, процессора Xbox 360 и процессора Cell для PlayStation 3 . [1]
А2И
[ редактировать ]A2I — это четырехпоточное одновременное многопоточное ядро, реализующее 64-разрядную версию Power ISA v.2.06 Book III-E. [2] спецификация встроенной платформы с поддержкой функций встроенного гипервизора . Он был разработан для реализаций с большим количеством ядер и ориентирован на высокую пропускную способность и множество одновременных потоков. A2I был написан на VHDL . [3]
Ядро имеет 4 × 32 64-битных регистра общего назначения (GPR) с полной поддержкой прямого и обратного порядка байтов, кэш инструкций и данных размером 16 КБ + 16 КБ, а также поддерживает четырехстороннюю многопоточность.
Он имеет блок точного прогнозирования ветвей (BPU) с восемью таблицами истории ветвей по 1024 записи. Кэш L1 представляет собой 8-канальный ассоциативный кеш данных объемом 16 КБ и 4-канальный ассоциативный кеш инструкций объемом 16 КБ. Он выполняет простой упорядоченный конвейер, способный выдавать две инструкции за цикл; один к 6-ступенчатому арифметико-логическому устройству (ALU) и один к дополнительному вспомогательному исполнительному блоку (AXU).
Он включает в себя блок управления памятью, но не имеет блока с плавающей запятой (FPU). Такие возможности обрабатываются AXU, который поддерживает любое количество стандартизированных или настраиваемых макросов, таких как блоки с плавающей запятой, векторные блоки, DSP, медиа-ускорители и другие блоки с наборами команд и регистрами, не являющимися частью Power ISA. Ядро имеет блок системного интерфейса, используемый для подключения к другим ядрам кристалла, с 256-битным интерфейсом для записи данных и 128-битным интерфейсом для чтения инструкций и данных на полной скорости ядра.
А2О
[ редактировать ]A2O на — немного более современная версия, написанная Verilog . [4] с использованием Power ISA v.2.07 Book III-E. [5] Он оптимизирован для одноядерной производительности и рассчитан на работу на частоте 3 ГГц при технологическом процессе 45 нм. A2O отличается от своего брата тем, что он имеет только двустороннюю многопоточность, кэш L1 данных и инструкций объемом 32 + 32 КБ и способен выполняться вне очереди .
Когда был выпущен A2O, ни один реальный продукт его не использовал.
Открытый исходный код
[ редактировать ]Во второй половине 2020 года IBM выпустила ядра A2I и A2O под лицензией Creative Commons , а также опубликовала код VHDL и Verilog на GitHub . [1] [6] Намерение состояло в том, чтобы добавить их к предложениям OpenPOWER Foundation по бесплатным и открытым процессорным ядрам. [7] [8] Поскольку A2 был разработан в 2010 году, A2I и A2O не совместимы с Power ISA 3.0 или 3.1, который является обязательным для ядер OpenPOWER. IBM желает, чтобы ядра были обновлены, чтобы они соответствовали новой версии ISA.
Продукты
[ редактировать ]PowerEN
[ редактировать ]PowerEN процессор со (Power Edge of Network), или « скоростью передачи данных », спроектирован как гибрид обычных сетевых процессоров , выполняющих коммутацию и маршрутизацию , и типичного серверного процессора, который манипулирует и упаковывает данные. Об этом было объявлено 8 февраля 2010 года на выставке ISSCC 2010 .
Каждый чип использует ядро A2I и имеет 8 МБ кэш-памяти , а также множество механизмов для конкретных задач, помимо процессоров общего назначения, таких как ускорители XML , криптографии , сжатия и регулярных выражений , каждый со своими собственными MMU, четыре 10-гигабитного Ethernet. порты и две линии PCIe . можно объединить до четырех чипов В систему SMP без каких-либо дополнительных вспомогательных чипов. По словам Чарли Джонсона, главного архитектора IBM, эти чипы чрезвычайно сложны. [9] и использовать 1,43 миллиарда транзисторов на кристалле размером 428 мм. 2 изготовлен по 45-нм техпроцессу.
Синий Джин/Q
[ редактировать ]Процессор Blue Gene/Q представляет собой 18-ядерный чип, использующий ядро A2I, работающее на частоте 1,6 ГГц, со специальными функциями для быстрого переключения контекста потока, Quad SIMD блок с плавающей запятой , межкристальную сеть 5D torus и внешний ввод-вывод со скоростью 2 ГБ/с. О. Ядра связаны перекрестным переключателем на половинной частоте ядра с 32-мегабайтным кэшем eDRAM L2 . Кэш L2 является многоверсионным и поддерживает транзакционную память и спекулятивное выполнение . Чип Blue Gene/Q имеет два контроллера памяти DDR3 , работающие на частоте 1,33 ГГц и поддерживающие до 16 ГБ оперативной памяти. [10] [11]
Он использует 16 ядер для вычислений и одно ядро для служб операционной системы. Это 17-е ядро будет отвечать за прерывания , асинхронный ввод-вывод MPI , управление потоком и RAS функциональность . 18-е ядро используется в качестве запасного на случай, если одно из остальных ядер будет необратимо повреждено (например, на производстве), но выключится в функциональной работе. Чип Blue Gene/Q производится по медному техпроцессу SOI от IBM по техпроцессу 45 нм, обеспечивает пиковую производительность 204,8 гигафлопс на частоте 1,6 ГГц и потребляет около 55 Вт. Чип имеет размер кристалла 19×19 мм (359,5 мм). 2 ) и использует 1,47 миллиарда транзисторов.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б IBM (27 июня 2020 г.). «a2i на GitHub» . ИБМ.
- ^ Исследование A2I - Билл Флинн, IBM
- ^ Исходный код A2I VHDL
- ^ Исходный код A2O verilog
- ^ IBM открывает исходные коды ядра A2O - Билл Флин, IBM
- ^ IBM (15 сентября 2020 г.). «a2o на GitHub» . ИБМ.
- ^ Фонд OpenPOWER (30 июня 2020 г.). «Ядро процессора A2I POWER внесло вклад в сообщество OpenPOWER в развитие сотрудничества в области открытого оборудования» . Фонд OpenPOWER. Архивировано из оригинала 30 июня 2020 г. Проверено 30 июня 2020 г.
- ^ InsideHPC (15 сентября 2020 г.). «Фонд OpenPOWER представляет оборудование и программное обеспечение IBM на саммите OpenPOWER» . ВнутриHPC.
- ^ IBM создает процессор со скоростью провода
- ^ Джоав Джексон (8 февраля 2011 г.). «США вводят в эксплуатацию мощный суперкомпьютер IBM» . Служба новостей IDG.
- ^ Тимоти Прикетт Морган (26 августа 2011 г.). «Суперчип IBM BlueGene/Q расширяет 18-е ядро» . InsideHPC.com . Проверено 18 ноября 2013 г.
- Руководство пользователя процессора A2 - IBM
- Силовой процессор со скоростью передачи данных: 2,3 ГГц, 45-нм SOI, 16 ядер и 64 потока – презентация, IBM
- Силовой процессор со скоростью передачи данных: 2,3 ГГц, 45-нм SOI, 16 ядер и 64 потока – официальный документ, IBM
- ISSCC: IBM снова вступает в игру с сетевыми процессорами – EE Times